缺芯浪潮下，國產SoC產業的思考與展望

在危機與機遇并行的當下，國產SoC廠商該如何逆流而行？

去年，美國一紙禁令，在斷絕華為海思供應鏈的同時，也警醒了國內其他SoC廠商，依賴于x86和Arm架構的國產芯片避免不了“卡脖子”的命運。

但同時，當下的缺芯浪潮無形中給國產廠商提供了大量訂單，促進了國產工藝的發展。

在危機與機遇并行的當下，國產SoC廠商該如何逆流而行？

6月10日，一場名為“SoC設計技術的探索與分析”的主題論壇在世界半導體大會上成功舉辦。

本次論壇由江蘇省工業和信息化廳主辦，鎂客網和潤展國際承辦。六位來自SoC設計產業鏈上下游的嘉賓，從各自的產業角度出發，帶來自己對國產SoC設計的成果分享，以及對產業的觀察和思考。

國產芯片設計，IP授權成新模式

設計、制造和封測，被成為集成電路三大產業，目前，國內企業在設計這一環節占比最高，這也成為國內芯片的主要推動力。

如今，類似芯原股份的IP授權逐漸成為國內芯片設計廠商熱衷的商業模式之一。

芯原股份商業運營高級副總裁汪洋先生介紹道：隨著半導體產業的遷移、芯片設計的規模不斷擴大、物聯網開始碎片化需求之后，一家企業想實現整個設計過程中全部環節的難度會加大。

這時候就出現了一些廠商，客戶會將一些關鍵的核心技術、一些通用化、公用化的IT技術外包，或者將整個設計服務外包，這類從事IP授權的廠商，又可以稱作“輕設計廠商”。

圖 | 芯原股份商業運營高級副總裁 汪洋

汪洋把芯原股份的模式總結成一個新的名詞：芯片設計平臺即服務（Silicon Platform as a Service, SiPaaS），從字面意思就可以看出來：在未來，不單芯片制造環節可以代工，就連設計環節都可以交給芯原股份這類IP授權公司，從而實現降低成本。

目前，國產IP的實力成績斐然，以芯原股份為例，2020年在全球IP排名中位于第7名，并且產品線最為豐富，從顯示屏到AI芯片，基本上所有芯片里面設計要用到的IP，芯原股份都可以提供。

同樣，從事IP授權的芯動科技雖不如芯原股份產品線豐富，但在攻克工藝上，芯動科技的產品覆蓋了從55nm到5nm的全工藝，特別是FDX工藝，從22nm一直到5nm，芯動科技一直在專注于高端工藝、高端IP的突破。

圖 | 芯動科技CPO 姜燚

芯動科技CPO姜燚先生表示：隨著高端芯片不斷需求越來越高，制程越來越小，用戶在芯片IP上主要是工藝上的焦慮。一家芯片設計企業如果能實現全面又專注的服務，既能幫助客戶可以減少工藝的焦慮，又能讓客戶關注到自身的產品。

以客戶服務為主導，優化公司產品，幫助客戶取得成功，這就是一家IP授權公司的發展思路。

堅持國產微架構，實現獨立自主

除了IP授權這一模式以外，國內仍有不少芯片設計公司選擇自主研發的路線，這其中或許經歷過辛酸和挫折，但都在國產替代的進程中留下了濃墨重彩的一筆。

對于CPU這樣高復雜系統來說，如果像我國汽車產業的道路一樣，通過走市場換技術的道路，是走不通的，只能走市場帶技術的道路。

以龍芯中科為例，目前已經成長為國內最知名的桌面處理器設計企業，不僅承擔著國產芯片替代的重任，同時正積極推動國產芯片及操作系統的生態建設。

圖 | 龍芯中科副總經理 明旭

龍芯中科副總經理明旭先生在其演講中表示：國內部分芯片設計企業會采用授權的Arm架構設計芯片，但這些沒有缺少自主產權架構的國產芯片不單會在設計過程中受到限制，同時還會在安全性上存在隱患，這正是大家口中的“卡脖子“。

如果處理器要自主，必須要在指令集自主的基礎上，能夠實現自主設計的微結構。

從產品來看，通過先升級單核，再發展多核的設計思路，龍芯中科旗下最新的龍芯3A5000在性能上已經接近世界先進水平。

一直以來，龍芯中科都在堅持自研指令集和微架構，經過多年的深耕，如今終于開花結果。

設計之外，工具同樣重要

隨著現代芯片的每一代工藝制程的演進，對于芯片整個算力的要求同樣每代提升20%-30%。

紫光芯云CTO鄧世友先生表示：做芯片開發過程當中，需要耗費大量時間做仿真和驗證，以保證這顆芯片投產的時候，不會出現問題。邏輯設計錯誤是導致芯片流片識別的第一要素。其實，邏輯設計錯誤在設計仿真過程前期，完全是可以規避的。

圖 | 紫光芯云CTO 鄧世友

當下，云計算在提升IC設計的效率、降低成本方面已經有了極大的幫助，例如EDA上云，可以滿足對芯片算力彈性需求。

一般情況下，一顆芯片投片之前3個月，基本上會將所有算力資源全部占用掉。但其實，一顆芯片如果投出去之后，算力就閑置下來了。

這會帶來一個問題：如果說一家芯片設計的企業自己去構建這樣測試平臺，不僅需要滿足很高的性能，還會造成浪費，想要平衡這樣一個波動性需求是很難的。

EDA上云，可以最大優勢利用云天然的彈性，能夠滿足資源的100%的供給。而且只需要為所需求的時長買單，而且通過云，可以能夠獲得靈活的算力以及足夠的存儲的性能。

所以，芯片設計上云可以為企業帶來效率最高的實際價值。

與此同時，自動化工具更進一步提升了芯片設計的效率。

Codasip中國區總經理相海英女士在她的演講中分享了基于“Codasip CPU/DSP Generator”工具定制領域專用處理器的優勢及成功案例。

圖 | Codasip中國區總經理 相海英

她表示：用工具來做自動化的設計和定制有幾個優勢：首先，可以節省開發時間。其次，節省CPU處理器開發的成本。最后，能保持新加了指令以后，軟件工程師還可以基于C和C++做普通應用軟件開發，不需要用嵌入匯編的形式，能保留大的生態。

得益于專業工具的輔助，帶動了國產SoC產業的快速發展。

資本帶動發展

有了設計技術，有了設計工具，想要發展SoC產業，還離不開投資人的大力支持。

每個人都說國內芯片處在“虛火“狀態，但這個行業依然存在前所未有的增長趨勢。

華登國際合伙人王林先生在他的演講中表示：經歷了2020年疫情的全球性影響，全球GDP下降約4%，但相應服務器增長數量增長了4%。在經濟下降的情況下，服務器數量反而是上升的。

圖 | 華登國際合伙人 王林

對比于2009年，前一個像2020年全球性經濟下行的周期，服務器數量跟GDP數量是同步向下走的，而且下降的數量比當前多得多。

所以，這樣一個全球化數字浪潮與上云的浪潮背景下，確實催生了數據中心的機會，背后很多是國產半導體的機會，并且這個數量非常大。

大數據的爆發，帶來的海量數據，催生了半導體的全面創新，也帶來了從業人員尤其是SoC相關領域的創新創業的機會。

這里有四個大方面，其中細分的東西很多：分別是數據的存儲、產生、處理、分析，每個方面背后都有非常多的機會。

王林表示：目前在SoC領域有許多創業機會，例如GPU，當下在中國的創業十分火熱。又例如 DPU，這是今年SoC創業里最火的概念，并且已經在去年有了增長苗頭。最后，在網絡的新型云端架構芯片方面，同樣有非常多的機會。

從投資的角度來說，王林認為其中的邏輯非常簡單：找到認為對的方向，在這個方向里面找到最強的團隊，這非常關鍵。

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