我國本土芯片業(yè)及技術(shù)發(fā)展探尋

　　輕設(shè)計比MTK還MTK

　　芯原(VeriSilicon)公司董事長兼總裁戴偉民博士分析認為，中國臺灣IC業(yè)起步比中國大陸晚，當時如果沒有晶圓代工(foundry)業(yè)，不可能有MTK(聯(lián)發(fā)科技)等世界級的fabless。因為臺灣的設(shè)計公司和國際IDM(集成器件制造商)巨頭規(guī)模相差甚遠。那么中國大陸應(yīng)該如何根據(jù)自身條件突破呢?其中一種方案是從fabless跨越到design-lite(輕設(shè)計)。

　　design-lite大概是從三四年前流行的fab-lite(輕制造)引申而來。輕制造意味著IDM減少對制造的投資，只集中于某些特殊的應(yīng)用的制造，把其余外包給代工廠，如TSMC和中芯國際(SMIC)。與輕制造有些不同，輕設(shè)計意味設(shè)計公司專注于規(guī)范、架構(gòu)、核心IP和軟件等，而把設(shè)計實現(xiàn)和供應(yīng)鏈管理外包給設(shè)計代工公司(如芯原)。由于SoC盛行，芯片設(shè)計公司的門檻不斷提高，像漢王等系統(tǒng)公司將向下移動到自己的一些關(guān)鍵芯片的增值和差異化方面。在系統(tǒng)公司而言，它們的核心競爭力除了規(guī)范和軟件外，還有品牌和渠道。

　　戴偉民認為這是另外一個層次的開放，比MTK還MTK(開放)。因為縱觀現(xiàn)在中國很多企業(yè)在推xPad。那么xPAD是誰在操盤?可能是深圳廠商。但或許一些企業(yè)連IP都不會寫，為什么會成功?因為圈地比蓋房子更重要!不一定每一個人要自己造房子才能賺錢。

　　但為何要做iPad的輕設(shè)計?戴偉民分析認為，手機業(yè)的教訓是手機設(shè)計廠商打來打去，紅海里苦斗，但都要到MTK買芯片。不過xPAD輕設(shè)計模式可以幫助用戶定制，芯片都不需要做了(而MTK還要給用戶提供芯片)。具體來說，你可定制給學生、老人、農(nóng)民工、醫(yī)療終端、汽車電子等，因為這些差異化的應(yīng)用不可能全買一塊大芯片。你還可以更進一步——自己連芯片都沒有，采用設(shè)計代工。

　　多元、細分市場是超越機會

　　包括許居衍院士、TSMC[5]、芯原、iSuppli等多位專家認為xPad對中國大陸是個機會。iSuppli的高級分析師顧文軍從跨欄項目拿金牌聯(lián)想到了如何找到中國本土企業(yè)的優(yōu)勢。“我們跳高跳不過白人，短跑跑不過黑人，這就像如果中國大陸去做PC組件較難——中國臺灣已經(jīng)在此市場了，做手機已經(jīng)是MTK主導了。”顧文軍說，“但xPad不上不下、不大不小，像大屏幕的智能手機?還是小屏的PC、上網(wǎng)本?這就像100米跑道上放了幾個欄，不是跳得最高或跑得最快就最有優(yōu)勢，這樣我們拿了冠軍。同理，本土企業(yè)需要從多元化、細分化市場上找機會。

　　但做xPAD需要注意兩點，芯原的戴偉民說，首先是技術(shù)的同步性，例如競爭對手做40nm，你65nm;對手用ARM Cortex-A9核，你用ARM11，你再怎么做也不行。其次需要設(shè)計創(chuàng)意來實現(xiàn)良好的用戶體驗。中國搞動漫的、藝術(shù)的人才很多，可惜還沒集中到電子行業(yè)!

　　三大EDA巨頭眼里的設(shè)計挑戰(zhàn)

　　Cadence認為：軟件對半導體公司來說是個新挑戰(zhàn)，因為他們傳統(tǒng)只設(shè)計硬件，現(xiàn)在還要設(shè)計軟件。為此，Cadence把新的EDA轉(zhuǎn)型稱作EDA360(圖1)。EDA360希望幫助半導體公司解決三個層次的問題：1,系統(tǒng)實現(xiàn)，包括早期的軟件開發(fā)，系統(tǒng)級的驗證和糾錯;2, SoC(系統(tǒng)芯片)實現(xiàn)，幫助客戶去解決SoC中像reware的問題等底層軟件的開發(fā)，以及與器件相關(guān)的軟件開發(fā);3, 芯片實現(xiàn)層次，主要解決傳統(tǒng)問題，包括低功耗等。

　　盡管Cadence擁有從IC設(shè)計到PCB(印制電路板)、系統(tǒng)設(shè)計一整套平臺，但還需要整個產(chǎn)業(yè)的合作，諸如IP供應(yīng)商、IP(知識產(chǎn)權(quán))和設(shè)計服務(wù)公司、代工廠、與硬件相關(guān)的軟件，這其中還包括了Cadence的EDA同行們。

　　Mentor的Andrew Moore認為，當芯片設(shè)計規(guī)模越來越大、未來有望達到400億晶體管時，為了克服大規(guī)模IC的設(shè)計挑戰(zhàn)，有四方面的重要技術(shù)。

　　第一，硬件仿真技術(shù)(emulation)。是使用硬件的解決方案來提高IC設(shè)計、驗證的效率。這從邏輯學上看是非常有趣的一件事——用硬件來設(shè)計硬件，就像機器人自己在設(shè)計一個人一樣。我們大幅度地使用硬件來提高整個驗證的效能。

　　第二，系統(tǒng)設(shè)計?，F(xiàn)在CPU核大量被使用在現(xiàn)在的SoC設(shè)計當中，像ARM核、MIPS核等等，通過軟硬件協(xié)同仿真技術(shù)，可以大幅提高系統(tǒng)設(shè)計的效率。 首先對于這些CPU的指令集進行建模，之后我們就不需要讓CPU在進行系統(tǒng)級仿真時使用比較耗時的RTL仿真，我們可以對一些常用的商用處理器進行CPU的指令集建模。這樣就可以大幅地提高設(shè)計效率：首先，我們提高了整個系統(tǒng)級驗證仿真的效能，其次，可以提早讓軟件進行開發(fā)，因為這等于我們可以直接在EDA平臺上先把產(chǎn)品原型實現(xiàn)。這樣軟件可以提早在這個平臺上進行開發(fā)。而且EDA平臺可以提高偵錯能力，這是傳統(tǒng)硬件原型無法達到的。因為軟硬件協(xié)同的功能可以讓系統(tǒng)時鐘停下來，這時當軟件有Bug時很容易去糾錯，也能輕易知道到底是哪個CPU、哪條指令導致硬件和軟件的問題。

　　第三，物理設(shè)計與驗證。Mentor的Calibre平臺已經(jīng)向自動布局布線流程和物理驗證流程整合，這樣可以大幅提高后面物理驗證的速度。