上下游伙伴談本土芯片設(shè)計(jì)的機(jī)遇

作者 / 迎九 《電子產(chǎn)品世界》編輯

摘要：在“中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)2017年會(huì)”(ICCAD會(huì)議)上，部分EDA工具供應(yīng)商、芯片代工廠、IP公司等預(yù)測(cè)了本土IC公司2018年的熱門應(yīng)用，并分析了本土芯片設(shè)計(jì)公司的特點(diǎn)。

2018年本土IC設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)

　　華大九天副總經(jīng)理?xiàng)顣詵|稱兩類產(chǎn)品比較多。一類是較為高端、大規(guī)模SoC，以前以手機(jī)芯片居多，但是最近很多企業(yè)在做人工智能(AI)芯片?，F(xiàn)在人工智能離我們?cè)絹?lái)越近，未來(lái)很快會(huì)有一些做得相當(dāng)不錯(cuò)的本土企業(yè)涌現(xiàn)。另一類是超低功耗芯片，主要應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)。

　　值得注意的一個(gè)現(xiàn)象是，以前本土企業(yè)關(guān)注怎樣把芯片做出來(lái)，現(xiàn)在是如何提高量產(chǎn)的良率，這樣才能提高毛利率。

　　志翔科技CEO兼創(chuàng)始人蔣天儀博士認(rèn)為，最近一兩年，業(yè)內(nèi)對(duì)AI芯片關(guān)注度越來(lái)越高,預(yù)計(jì)未來(lái)一兩年，AI公司會(huì)發(fā)展得很好。另外，本土企業(yè)會(huì)逐漸從中低端市場(chǎng)向中高端發(fā)展。

　　UMC(聯(lián)電)中國(guó)銷售資深處長(zhǎng)林圣偉指出，2018年主要的增長(zhǎng)點(diǎn)還是在手機(jī)應(yīng)用上，比較重要的變革是在人機(jī)界面上，由于蘋果新一代手機(jī)iPhone X有人臉識(shí)別功能，相信其他手機(jī)廠商也會(huì)跟進(jìn)開(kāi)發(fā)。另外是5G應(yīng)用、云端應(yīng)用等。再有是消費(fèi)產(chǎn)品的運(yùn)算速度更快，可能再加入更多無(wú)線連接方式，諸如藍(lán)牙和智能等部分，盡管這個(gè)市場(chǎng)比較零碎，但2018年有望爆發(fā)。

　　Mentor中國(guó)區(qū)總經(jīng)理凌琳：2017年整個(gè)半導(dǎo)體業(yè)的年收入有望向4000億美元看齊，幾年前達(dá)到了3000億美元是一個(gè)突破口，而今年會(huì)向4000億看齊，當(dāng)然很大一部分來(lái)自存儲(chǔ)方面的貢獻(xiàn)。存儲(chǔ)器中，3D NAND Flash 和固態(tài)存儲(chǔ)器的主控芯片可能有所增長(zhǎng)，現(xiàn)在很多家企業(yè)在投入這塊市場(chǎng)。另外，AI從算法集成到芯片的過(guò)程中，會(huì)有獨(dú)角獸公司出現(xiàn)。從系統(tǒng)/整機(jī)角度看，第一個(gè)熱點(diǎn)是數(shù)據(jù)中心，現(xiàn)在很多公司都在做這方面的芯片，諸如基于不同的架構(gòu)的服務(wù)器芯片。最后是IoT數(shù)據(jù)采集，主要有兩類熱點(diǎn)：工業(yè)和車載，預(yù)計(jì)這兩方面都會(huì)有較大的成長(zhǎng)。

　　銳成芯微公司總經(jīng)理向建軍：功耗一直是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)市場(chǎng)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，同時(shí)低功耗工藝的發(fā)展成熟度也影響著整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展。但2017年，尤其是2017年下半年，與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的據(jù)采集發(fā)展迅速。預(yù)計(jì)2018年將會(huì)搭建起完整的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。

本土IC的突破點(diǎn)

　　華大九天副總經(jīng)理?xiàng)顣詵|稱，本土fabless(芯片設(shè)計(jì)企業(yè))通常面臨三方面的壓力，一是要把產(chǎn)品做出來(lái)，二是做出來(lái)之后的毛利率要較高，三是產(chǎn)品的更新?lián)Q代太快了。因此本土企業(yè)也面臨著較大的經(jīng)營(yíng)壓力，及怎樣實(shí)現(xiàn)可持續(xù)增長(zhǎng)。

　　半導(dǎo)體企業(yè)需要長(zhǎng)時(shí)間的積累，靠短時(shí)間的大躍進(jìn)/爆發(fā)很難。因?yàn)楸就疗髽I(yè)的基礎(chǔ)起點(diǎn)往往較低，真正想把產(chǎn)品做強(qiáng)，一方面靠量，另一方面也要靠質(zhì)的成長(zhǎng)。

　　當(dāng)然，這幾年有一些成長(zhǎng)較好或被看好的本土集成電路公司，他們的特點(diǎn)與本土的產(chǎn)業(yè)類型及上下游結(jié)合得比較緊密。例如面板業(yè)，它是依托中國(guó)整機(jī)(諸如電視機(jī))出貨量很高的一個(gè)產(chǎn)業(yè)。過(guò)去我國(guó)電視業(yè)的一大特點(diǎn)就是缺芯少屏，以前國(guó)內(nèi)缺少相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在像中國(guó)一些有優(yōu)勢(shì)的電視機(jī)廠商也拉動(dòng)了芯片和屏幕等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此短期之內(nèi)上下游產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合是比較容易形成突破的。再例如現(xiàn)在蘋果出了iPhone X之后，屏幕目前只用三星供貨，因技術(shù)壟斷和良率偏低，成本非常高。如果本土的IC公司和面板公司能夠結(jié)合這樣的契機(jī)做出較好的產(chǎn)品，無(wú)疑對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈產(chǎn)生較大的影響。因此，做產(chǎn)品不僅要做好自己這一塊，還要上下游、整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合起來(lái)。而不是簡(jiǎn)單地替代誰(shuí)。前段時(shí)間有這樣一種說(shuō)法：由制造向創(chuàng)造升級(jí)。創(chuàng)造不僅僅是自身的創(chuàng)造，更多是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的合作創(chuàng)造。

　　志翔的蔣天儀：本土IC整個(gè)產(chǎn)業(yè)要想短期內(nèi)快速成長(zhǎng)，基本上是不太可能的。因?yàn)镮C產(chǎn)業(yè)的投入大，而且投資回報(bào)的周期也較長(zhǎng)。尤其近年來(lái)對(duì)資金的要求大，尤其是做高端芯片，對(duì)資金、技術(shù)和市場(chǎng)等的要求會(huì)非常高。

　　關(guān)于突破點(diǎn)，可能要分為中小公司和大公司。對(duì)于中小公司，如果想要生存下來(lái)，且活得較好，無(wú)非就是兩方面：1.技術(shù)比較獨(dú)到，2.或切入一個(gè)特定的市場(chǎng)，且這個(gè)特定市場(chǎng)還沒(méi)有被大公司發(fā)現(xiàn)。

　　對(duì)于具有一定資金積累的大公司，市場(chǎng)是一方面，另外一方面就是向中高端市場(chǎng)的遷移。現(xiàn)在很多公司在做遷移方面的事情。但還會(huì)遇到一個(gè)較大的問(wèn)題——人才，包括對(duì)人才合理利用，引進(jìn)國(guó)外人才，還能留住這些人才。

　　UMC林偉圣：設(shè)計(jì)公司要?jiǎng)俪觯紫犬a(chǎn)品一定要做完善，質(zhì)量部分一定要做得非常好，第二還要把創(chuàng)新加進(jìn)來(lái)?，F(xiàn)在我們看到一些有創(chuàng)新的公司，過(guò)去是在市場(chǎng)上找尋一些量大的產(chǎn)品去模仿，然后再做創(chuàng)新。所以中小公司要做創(chuàng)新是非常辛苦的，大部分創(chuàng)新是一些大型設(shè)計(jì)公司做的，例如本土一些成功的大公司有自己的系統(tǒng)產(chǎn)品，他們可以去參加國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定。而對(duì)于中小型公司，還是要結(jié)合國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)及國(guó)內(nèi)的供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)，然后再把人才和能力投入進(jìn)去，把產(chǎn)品做好、做完善，這樣才有辦法做一些替代性的產(chǎn)品。

　　Mentor凌琳認(rèn)為兩點(diǎn)：一是做需求量大的市場(chǎng)，二是做特殊市場(chǎng)。但是本土企業(yè)都還在路上。

　　目前中國(guó)IC設(shè)計(jì)業(yè)的增速很快，但是若把本土企業(yè)與國(guó)際企業(yè)進(jìn)行比較，競(jìng)爭(zhēng)力還有所欠缺。從模仿到創(chuàng)新是一個(gè)過(guò)程，本土企業(yè)不能著急，需要腳踏實(shí)地。第二是產(chǎn)業(yè)鏈，中國(guó)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈還不夠健全，例如制造、低功耗方面可選擇的工藝不多，而且產(chǎn)能也有限。由于本土的制造、設(shè)計(jì)、人才都有所限制，因此需要找尋需求量大的市場(chǎng)。

　　此外，本土企業(yè)做有中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的安全監(jiān)控類的芯片，這由于國(guó)家安全的需要。這方面適合本土企業(yè)涉入，而且這是一個(gè)大市場(chǎng)，例如智能監(jiān)控市場(chǎng)。現(xiàn)在也有一些公司在這方面做得較好。

　　銳成芯微總經(jīng)理向建軍：銳成芯微有大量的服務(wù)中小型企業(yè)的經(jīng)驗(yàn) ，我們發(fā)現(xiàn)，中小企業(yè)體量小，受到政策、資金和人才等方面的限制，想要發(fā)展，需要做到幾點(diǎn)：1. 控制成本，做進(jìn)口替代性產(chǎn)品，2. 利用自身的靈活，去新興的領(lǐng)域，利用大公司轉(zhuǎn)型過(guò)程，去打一個(gè)時(shí)間差。但可惜的是，很多小公司剛跑贏一個(gè)新領(lǐng)域，就會(huì)面臨被大公司收購(gòu)的命運(yùn)。

　　綜上分析，人工智能和高端的5G通信市場(chǎng)，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)將會(huì)是小公司的春天。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)新興的領(lǐng)域，卻又有足夠大的市場(chǎng)，所有公司幾乎都是在同一起跑線。而同時(shí)，大部分的物聯(lián)網(wǎng)芯片的規(guī)模較小，投入的資金和人力都不多。再次，這些物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域還未形成標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品出來(lái)后，只要能用，就是標(biāo)準(zhǔn)，加之嚴(yán)重的碎片化。再有一個(gè)特點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)小公司為什么很重要?系統(tǒng)公司將來(lái)可能不會(huì)買通用的物聯(lián)網(wǎng)芯片，因?yàn)橄到y(tǒng)公司為了保證其數(shù)據(jù)入口安全，不太希望大家知道其系統(tǒng)是怎么設(shè)計(jì)的，那么就需要定制，如而大型的芯片公司很難愿意配合，所以對(duì)中小企業(yè)是巨大的機(jī)會(huì)。

各家企業(yè)服務(wù)本土fabless的優(yōu)勢(shì)

　　*華大九天。華大九天做EDA歷史較長(zhǎng)。從2012年到現(xiàn)在，年均增長(zhǎng)率超過(guò)約50%。公司產(chǎn)品分為幾類：主業(yè)是EDA工具和IP，另外是做全球唯一的面板設(shè)計(jì)全流程平臺(tái)。其中EDA工具可以與國(guó)外友商產(chǎn)品兼容，電子仿真器受到業(yè)界認(rèn)可，另外還結(jié)合了大數(shù)據(jù)分析，進(jìn)一步提升產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。面板方面，從2012年到2015年，在本土市占率達(dá)80%左右，還提前布局了OLED，與中國(guó)主要做OLED的廠商正在合作。

　　*志翔科技。是信息安全公司。志翔不做安全芯片，而是保護(hù)數(shù)據(jù)的代碼和IP的安全。主要是兩方面，一是做數(shù)據(jù)保護(hù)、核心文件保護(hù)等，既防外也防內(nèi)。針對(duì)集成電路設(shè)計(jì)，志翔研發(fā)有自己特殊的一些地方，跟傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)保護(hù)不同，在集成電路的各個(gè)環(huán)節(jié)都做了特別設(shè)計(jì)，避免外包環(huán)節(jié)和內(nèi)部員工有意無(wú)意導(dǎo)致的數(shù)據(jù)泄漏，比如員工跳槽帶走公司資料。志翔提出“無(wú)邊界安全”理念，從整體考慮來(lái)構(gòu)建安全體系化的思路，可以很好的解決集成電路企業(yè)數(shù)據(jù)安全同時(shí)，對(duì)高效研發(fā)和無(wú)損體驗(yàn)等高工作需求。

　　*UMC。UMC除了先進(jìn)工藝，如14、28nm之外，特殊工藝分三大部分：1.LCD驅(qū)動(dòng)高壓，從8英寸0.35μm至12英寸40nm;2.電源管理，電源管理有超高壓、高壓、低壓等。3.與IoT相關(guān)的應(yīng)用需求會(huì)增加，因此現(xiàn)在盡量把漏電流做得更小，以符合IoT產(chǎn)品的低功耗要求。藍(lán)牙芯片的工藝目前市場(chǎng)上主要以40和55nm為主。物聯(lián)網(wǎng)和5G未必都需要7、10nm工藝，而需要在一些特殊工藝上做得更深，例如把高壓及嵌入式memory等工藝做進(jìn)來(lái)。對(duì)于12英寸晶圓，一些熱門應(yīng)用，例如AI、5G等高端工藝聯(lián)電非常關(guān)注，但目前在整個(gè)全球布局上，UMC還是優(yōu)先提升公司整體獲利能力、擴(kuò)大市占率，所以UMC在今明兩年主要任務(wù)就是增加28nm與14nm節(jié)點(diǎn)的市占率。

　　*Mentor。Mentor不僅有IC設(shè)計(jì)的解決方案，還有系統(tǒng)設(shè)計(jì)的解決方案。中國(guó)整機(jī)企業(yè)早就意識(shí)到若要有系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，需要有核心芯片，如果不能獲得核心芯片，自己就要進(jìn)行開(kāi)發(fā)。Mentor既可以協(xié)助中國(guó)企業(yè)做芯片設(shè)計(jì)，也可以協(xié)助他們?cè)O(shè)計(jì)整機(jī)系統(tǒng)，Mentor可提供包括PCB板級(jí)、高速/超高速電路、流體力學(xué)、熱分析等工具軟件。

　　汽車電子是目前的熱點(diǎn)話題。做汽車電子需要考慮很多，例如符合ISO 26262等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和安全等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)架構(gòu)的能力等，進(jìn)入門檻很高，Mentor新發(fā)布的DRS 360平臺(tái)可以幫助本土企業(yè)降低進(jìn)入自動(dòng)駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的門檻。

　　*銳成芯微。銳成芯微非常看重中小公司的市場(chǎng)，我們也一直致力于為中小公司服務(wù)。大公司有很強(qiáng)的系統(tǒng)集成能力，任何的IP對(duì)于大公司，都可以通過(guò)精細(xì)化的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行整合。但對(duì)于財(cái)力和人力都緊張的中小公司，IP的使用卻有很大的困難。因此銳成芯微一直打造平臺(tái)化的IP解決方案，并是國(guó)內(nèi)首家推出超低功耗模擬IP平臺(tái)的IP供應(yīng)商，客戶通過(guò)直接使用我們的IP方案，可以降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)難度及降低產(chǎn)品周期。銳成芯微一直致力于超低功耗IP的研發(fā)，并積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。目前成功的案例能讓電池的使用壽命可以達(dá)到10年以上，有些甚至長(zhǎng)達(dá)13年;更重要的是，縮短了客戶的開(kāi)發(fā)周期，一般低功耗的開(kāi)發(fā)時(shí)間是一年半左右，銳成芯微的方案可縮短到6個(gè)月左右。

　　銳成芯微還有一個(gè)業(yè)務(wù)方向是存儲(chǔ)，2016年曾收購(gòu)了美國(guó)ChipMemoryTechnology(CMT)公司，擁有了Flash/MTP/OTP的IP，其特點(diǎn)是功耗低、速度快、更便宜、可靠性高。這也將是銳成芯微未來(lái)完整模擬超低功耗IP平臺(tái)的獨(dú)有優(yōu)勢(shì)。

本土IC企業(yè)的優(yōu)勢(shì)

　　本土企業(yè)的優(yōu)勢(shì)是人、機(jī)會(huì)和市場(chǎng)。首先做事情的華人非常勤勞能干，另外就是創(chuàng)新意識(shí)較強(qiáng)，還能堅(jiān)持。機(jī)會(huì)方面，現(xiàn)在處于變革期，變革期會(huì)有機(jī)會(huì)，如果抓住，就會(huì)有很大的發(fā)展。市場(chǎng)方面，我國(guó)消費(fèi)了全球超過(guò)一半以上的IC，我國(guó)的加工企業(yè)也很多，這是我國(guó)IC發(fā)展的機(jī)會(huì)。

小結(jié)

　　本土fabless企業(yè)正從能做向做得好、從模仿到創(chuàng)新轉(zhuǎn)變，一方面他們關(guān)注大批量市場(chǎng)，一方面做關(guān)系到國(guó)家安全等的特殊市場(chǎng)。本土fabless企業(yè)還需要長(zhǎng)期積累，優(yōu)勢(shì)是依托我國(guó)龐大的IC需求市場(chǎng)和上下游產(chǎn)業(yè)鏈的配合。fabless上下游企業(yè)愿意助力本土fabless做好中國(guó)芯。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[5]迎九.FD-SOI與FinFET互補(bǔ)，是中國(guó)芯片業(yè)彎道超車機(jī)會(huì).電子產(chǎn)品世界,2016(4):5

　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2017年第12期第27頁(yè)，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。