全球IP市场在持续增长,它比IC的增长率高两倍,之所以如此,是因为市场需要更多经过验证的、可重复利用的先进制程IP;另外,越来越多的企业希望能设计出具备差异化竞争力的芯片,而标准IP满足不了差异化的需求,这也对IP的数量和品类提出了更高的要求。特别是随着HPC(高性能计算,如数据中心,云计算)市场的高速增长,给半导体IP提供了更大的发展空间。

中国是一个很大、且具有无限前景的市场,特别是近几年,越来越多的系统厂商、互联网企业自研芯片,目的就是提升上游芯片元器件的自主可控水平。另外,随着中国市场的发展壮大,企业(特别是初创公司)有了很多新想法,但大都停留在应用层面,要想将这些想法在芯片上实现,就需要高质量IP接口的支持。
与外国成熟市场不同,中国做芯片设计的企业或团队缺乏相应的经验和技术积累,往往觉得无从下手,不知道怎样将想法落实到芯片上。这时,IP厂商就显得至关重要,但国际IP大厂对中国本土芯片企业需求的了解有限,而且,往往不愿意在这些中小企业中投入太多资源和精力,因此能提供的服务很有限,效果也一般。这就给成熟的、具有多年经验和技术积累、有自身特点的新生IP企业和团队提供了发挥的空间,他们更贴近市场,更了解众多中小客户的需求,且对国内芯片行业发展有强烈的使命感,希望能给客户做定制化的产品和服务,和他们一起更快、更好的做出高质量芯片产品。这些正是以芯耀辉为代表的中国本土IP企业的强项所在,也是发展壮大的契机。
高端接口IP的魅力
芯耀辉于2020年6月在珠海成立,主攻高端接口IP研发。一年多以来,团队、软硬件环境和流程的建设高速发展,目前,芯耀辉的团队规模已经扩充到了200多人,核心成员都是来自全球领先的IP公司,还有顶尖的芯片公司中做IP的团队。他们在过去的公司里面有十几二十年做高端IP的经验。
谈到IP,特别是高端IP产品,芯耀辉科技有限公司联席CEO,IEEE Fellow余成斌先生认为,行业已经进入后摩尔时代,此时,IP发挥的作用更加凸显。
在后摩尔时代,IP正沿着延续摩尔、扩展摩尔、超越摩尔这三个方向发展。
要延续摩尔定律,接口IP发挥着重要作用,其市场增速是整个IP市场增速的两倍。根据IPnest数据,接口IP过去5年到未来5年的全球年均复合增长率达到16%,而中国市场增长率更高。尽管接口IP市场前景广阔、增长迅速,但我们国内市场自给率却不足10%。我们的本土企业是大有可为的。
要进一步扩展摩尔定律,余成斌认为,接口IP的作用更大,而Chiplet将是推动相关IP发展主要引擎,特别是在布局Chiplet的die to die接口方面,既需要具备先进制程的支持能力,还需要了解异构,能把14nm、12nm等各种制程的接口融合在一起。这就需要具备开发Chiplet架构中两边接口的能力,其对带宽、时延的要求,与传统接口IP相比,提高了很多。不仅如此,设计Chiplet,需要对工艺和封装有很深的了解。所有这些加起来,工作量是巨大的。特别是在验证方面,需要花费的精力、人力和相关资源,比一般企业要多很多。
而以上这些,正是余成斌的强项,因为他在新思科技工作期间,主要就是负责Chiplet架构中相关接口IP设计的,做过英特尔用到的HBI(高带宽接口)IP,具备深厚的技术功底和经验积累。
此外,Chiplet设计还涉及协议问题,因为Chiplet属于新生事物,目前业界还处于摸索阶段,相关协议没有定型,各家都有自己的方法,如英特尔的AIB、Co-EMIB技术,AMD的Infinity Fabric On Package (IFOP)接口及MCM Chiplet技术,用7nm Core die加上14nm IO die取代传统单芯片。从以上这两家的技术方案可以直观地看出,Chiplet与封装技术紧密相关,这就进一步增加了相关接口IP的设计复杂度。
正因为如此,做出高质量芯片,就需要IP提供者与下游的晶圆代工和封装厂共同努力,芯耀辉正在与中芯国际在相关接口IP研发方面紧密协同。
随着芯片设计流程愈加复杂,要超越摩尔,就需要打破常规,使用不以电子传递信息的新器件,比如说量子通信等技术,才能打破现在的发展瓶颈。余成斌认为,发展新一代IP,我们要对从顶层系统抽象到底层物理实现进行方法论革新,不仅要满足未来复杂系统的智能化应用,也能满足高度异构芯片高速实现的需求,要打破芯片设计和验证工作量巨大、复杂性高、周期很长的瓶颈。所以,新一代系统级IP的定义必须扩展,IP将涵盖更加复杂的功能子系统,必须具有更高的适配性,必须能更简化、高速、低迭代的设计和验证,还要具有高精度系统级模型和自适应的界面。所有这些,就需要新一代EDA+IP+AI协同自动设计的支持,这也将开辟一个新的时代。
目前,芯耀辉已经完成了14nm和12nm制程的主流接口IP的布局,如DDR、USD、PCIE等,其它的周边产品也在搭建当中。同时,芯耀辉正在开发下一代产品,即更先进工艺和更先进协议的接口IP。
核心竞争力
目前,国内也有一批IP企业,但在先进工艺层面,能够实现量产,且符合客户可靠性、兼容性要求的产品,几乎没有。芯耀辉就是要解决这些问题,且要尽快解决。芯耀辉的产品有深厚的技术积累,在量产和可靠性方面经历了长期的迭代和打磨,公司的IP客户多为国内顶尖企业,他们对良率、可靠性和兼容性的要求很高,且需求量很大。余成斌表示,现在的一些客户,他在之前的公司工作时就已经是老客户了,对他们的需求与要求非常了解,使得现在合作起来很顺畅。这样的技术和客户积累非常重要,并不是一个普通“小白”初创企业能够驾驭的。其中,验证尤其重要,同时也是客户最为看重的,据余成斌介绍,芯耀辉的验证平台都是自己开发的,而一般的企业是不会这样做的,即使想做也很难做好。
聚拢人才
余成斌是今年4月加入芯耀辉的,在这之前,他从事模拟芯片设计与半导体IP研发工作已经快30年,在澳门曾从无到有地联合创建了集成电路国家重点实验室,联合创办了Chipidea澳门微电子,之后被新思科技并购,并担任新思IP研发总监,一直长期专注于IP产业研发和管理。
余成斌认为,人才困境已经成为当下中国半导体行业最凸出的问题,而上游的IP更是人才和技术高度密集的板块。
在这样的背景下,芯耀辉能够在公司成立仅一年的时间内,吸引到200多名行业精英人才,有些人甚至愿意降薪加入,余成斌说他对此感到非常自豪。之所以能做到,很重要的原因在于公司核心团队的吸引力,及其发展愿景形成的感召力。初创企业,特别是处于产业链上游的IP企业,人才加入的源动力在于他们能看到核心团队成功的经历,以及加入后能够在团队带动下取得成功的希望。简单来说,就是要有一家具有强号召力的本土企业,这样才能聚集各方面的优秀资源,特别是人才。
余成斌认为,中国本土的半导体IP问题已经持续了很多年,很多业内人士也都看到了,更想去解决这样的问题,但有一个很大的障碍,就是没看到具备足够感召力的企业或团队,难以形成凝聚力。目前,中国芯片被“卡脖子”了,这既是挑战,也是机遇,在产业使命感与国家情怀共同作用下,我们对产业人才的吸引力进一步提升了。
另外,政策层面也是利好,特别是横琴自贸区的开设,对于珠港澳地区半导体企业的税收和人才吸引方面有很多优惠政策。
除了引进人才,芯耀辉同时也在培养人才。余成斌表示,早些年,他在澳门就是以培养半导体人才为行业起点的,那时是从零开始的。后来加入新思科技,分别在澳门、武汉、越南、韩国、马来西亚等地任职,所到之处,都为新思培养出了一批当地人才。可以说,除了高端IP研发,培养半导体人也是余成斌的看家本领,在芯耀辉,他还要不断复制这样的经验,为产业赋能。
结语
IP处于半导体产业链的顶端,对于初创企业来讲,这既是先天优势,也是巨大挑战:优势在于一旦做出好的产品,生态链进入良性发展,就会掌控更多的话语权;挑战在于如何打破现有的IP业格局和生态系统,特别是各种专利壁垒,从而形成自己的生态圈。不过,当下的全球经济贸易形势变化,以及中国半导体产业的上升势头,提供了前所未有的契机。撸起袖子加油干吧!
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