《山东省2022年数字经济重点突破行动方案》要求重点实施集成电路强芯工程。集成电路的自主创新及其产业化过程的起点和归宿都在于电子信息系统和电子整机市场,通过“芯片与整机联动”形成一条完善、成熟和可发展的IC产业链,是实现集成电路上下游企业群体突破和跃升的关键所在。现有通用芯片已无法覆盖市场的多样化需求;为了迎合整机厂的应用需求,国产芯片厂已逐渐开始定制,但专利封闭等问题随之而来。
论坛现场
在当前复杂局势下,国产定制芯片时机是否成熟?面对国产芯片定制,IP核作为基石,如何促进IP核应用与发展?为此,中国计算机学会(CCF)青年计算机科技论坛(YOCSEF)济南分论坛学术委员会于4月8日举行观点论坛——“国产定制芯片的机遇与挑战”,探讨国产定制芯片的发展与对策。
此次论坛由YOCSEF济南候任学术委员、山东大学前沿交叉科学青岛研究院张亮副教授和济南大学信息科学与工程学院杨磊教授共同担任执行主席,麒麟软件有限公司业务拓展经理苏胜男和山东师范大学信息科学与工程学院闫伟副教授共同担任线上主席。论坛特别邀请了摩尔精英董事长兼CEO张竞扬、集成电路资深专家戴宏伟、山东高云半导体科技有限公司高级工程师褚博作为引导报告嘉宾,山东大学微电子学院李阳教授、上海兆芯集成电路有限公司总经理助理夏飞、启芯软件创始人李倩作为思辨嘉宾。
YOCSEF济南现任主席刘新锋(山东建筑大学)、候任主席孟雷(山东大学)、现任副主席田杰(山东女子学院)、候任副主席程大鹏(山东工商学院)、候任副主席杨晓晖(济南大学)、候任学术秘书李慧宇(山东财经大学)、魏波(瀚高软件)、李太忠(国网智能)等高校与企业共30余人参加此次论坛活动。
论坛首先由上海兆芯集成电路有限公司业务拓展经理刘岩代表协办单位致辞。刘岩对参加此次论坛的嘉宾表示欢迎,并介绍了兆芯的基本情况和取得的成果。
论坛引导报告环节,摩尔精英董事长兼CEO张竞扬以“IP/EDA上云、Chiplet、一站式SiP封测平台赋能SysMoore时代的芯片定制创新”为题,从工艺摩尔定律到系统摩尔时代的技术路线演变、单芯片SoC到多芯片SiP的实现方案变化进行了详细介绍。张竞扬认为,随着摩尔定律放缓,终端市场需要通过定制芯片(ASIC)来进一步提升性能,市场需要的芯片不再是一个标准化的产品,而是围绕定制芯片的解决方案和服务;近水楼台先得月,国内有大市场、大消费,因此不少本土芯片公司采用定制芯片的模式来更紧密地贴合用户需求,抓住市场机会。定制芯片分为全定制和半定制,合理的IP复用能够减少“重复发明轮子”,提升研发效率,让芯片设计公司能够有更多资源聚焦在长板提升;通过多样化的IP授权模式和云端托管保障,能够降低IP授权首付从而促进流通;结合芯片设计流程自动化加速和SiP封装验证整合,可以进一步帮助芯片公司分摊研发成本,推动产品创新。芯片技术路线正在从“工艺摩尔时代”进入“系统摩尔时代”,依赖工艺、设计、封装、测试协同优化提升性能;摩尔精英作为一站式芯片设计和供应链平台,助力多样化定制芯片的高效研发到量产。
集成电路资深专家、ASIC架构师戴宏伟详细分析了定制芯片的过去、现在以及将来,戴宏伟认为,从45nm节点开始,工艺演进带来的提升不能直接满足系统更新换代对主力芯片的需求。芯片必须和整机联动,芯片架构师和系统架构师协同工作,反复迭代,芯片的性能如功耗、性能、面积(成本),才能和系统设计、性能需求、成本等要求匹配。定制芯片从商业的角度要算经济账,看是否值得投入。从供应链安全的角度,替代产品一旦做成第一代,紧接着会有第二代,不仅能实现替代,还可以集成更多特性,甚至远超标准芯片,从而使产品形成差异化竞争力。
山东高云半导体科技有限公司高级工程师褚博从亲身经历的案例出发,指出芯片的产品研发方向与市场需求息息相关。褚博认为,近年来随着市场对产品性能、功耗、面积等指标要求越来越精细,针对性的定制产品需求越来越高,这对芯片设计而言是一项挑战,但也能进一步推动芯片的设计水平,使芯片设计更能够符合产品需求和市场发展。定制化芯片发展的同时,应该更加尊重知识产权,充分挖掘IP核的价值,可以采用多种授权方式来促进IP核的流通,一方面将IP核的价值最大化,另一方面也能够形成专业的IP核由专业领域的人来完成,避免重复研发,提高产品的开发效率。
全体与会人员合影
在引导报告之后,讨论进入思辨环节。嘉宾围绕“国产定制芯片时机是否成熟?”“面对国产芯片定制,IP核作为基石,如何促进IP核应用与发展?”两个议题展开了思辨。
思辨议题一:国产定制芯片时机是否成熟?
山东大学微电子学院李阳教授认为,随着国际局势变化,全球芯片供应链的稳定性受到一定破坏,芯片定制设计环节很大可能也会单独分离出来。在这种趋势下,对于我国芯片行业来说,拥有自行定制芯片的设计能力,具备定制化服务的解决方案,会成为未来我国芯片企业的竞争力。
上海兆芯集成电路有限公司总经理助理夏飞认为,当前国际环境下,定制芯片有着强烈需求,需要政府提供一些政策支持,例如给予在国内集成电路生产制造厂商进行流片的设计公司一定的补贴,提升设计公司在国内流片的积极性,促进国内代工厂加速发展。
启芯软件创始人李倩认为,在当前中美博弈的大环境下,先进工艺受到限制,但国内芯片市场的应用场景,行业需求呈现多样性的趋势,定制化可以探索在工艺受限的情况下如何更好的满足芯片需要,芯片定制化的时机成熟。
YOCSEF济南候任AC委员、山东大学张亮教授认为,广大的市场需求,会带来定制芯片的爆发式增长。在这个环节怎样去联合一些整机厂商,包括市场推广渠道,再结合一些IP的提供商,怎样形成一个联动机制是企业、科研院所需要思考的问题。
YOCSEF济南委员、济南大学杨磊教授认为,国产定制芯片不管是主动还是被动,都是必须要做的,目前美国在芯片方面对中国卡脖子越来越严重,国产替代是大势所趋。
思辨议题二:面对国产芯片定制,IP核作为基石,如何促进IP核应用与发展?
集成电路资深专家、ASIC架构师戴宏伟认为,对于IP第一点是敢于去做,对于不同工艺的IP, 一般难度的IP更多涉及的是工程问题;第二点是加强合作,避免遍地开花重复开发,IP设计公司有客户,才会有收入,有收入才能投入更多研发更难的IP。
山东大学微电子学院李阳教授认为,在IP的发展上,除了IP技术本身,对盈利模式的思考、芯片制造环节的支持,还有在编译器、仿真器和soc验证平台等连接IP核到芯片设计的开发链的成熟度,都是影响IP产业发展的关键要素。再加上IP是一个一旦建立了壁垒,就很难打破的行业。目前对于本土的IP行业来说,这是一个好机会。
上海兆芯集成电路有限公司总经理助理夏飞认为,组织成立一些国内IP交易、交流的平台和论坛,对于符合国内集成电路生产制造厂商的IP核,进一步扩展其使用效率和使用领域。
启芯软件创始人李倩认为,关于拓展IP的应用场景可以从IP与EDA工具的结合点上进行探索,EDA的针对性优化提升可以提高IP的行业场景的覆盖面和竞争力。
摩尔精英山东地区人才培训负责人仉凯认为,山东省各方面的政策扶持和流程,与南方还是有差距,呼吁加大政策力度,形成生态,做到真正落地。
此次论坛历时三个小时,论坛围绕国产定制芯片的机遇与挑战进行了深入思辨,探讨了国产芯片的现状,存在的问题和解决之策,希望能为国产芯片和IP的发展提供新的思路。
此次论坛由CCF主办,YOCSEF济南学术委员会、山东大学和济南大学承办,上海兆芯集成电路有限公司为此次活动提供了支持。