《電子技術(shù)應(yīng)用》
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半導(dǎo)體設(shè)計(jì)前端突出差異化 工藝向10nm以下進(jìn)發(fā)

2015-12-30
作者:楊慶廣
來源:電子技術(shù)應(yīng)用
關(guān)鍵詞: ICCAD EDA foundry 28nm

——專訪ICCAD 2015與會(huì)8位著名EDA,、Foundry公司高管

編者按:伴隨著IP應(yīng)用日漸普遍,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨著同質(zhì)化競爭的問題,,同時(shí)隨著工藝向28nm乃至10nm以下發(fā)展,,設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜,同時(shí)設(shè)計(jì)成本也在急速上升,,這也對產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了新的挑戰(zhàn),。如何應(yīng)對這些問題,《電子技術(shù)應(yīng)用》記者在ICCAD 2015上采訪了多家EDA公司和Foundry(半導(dǎo)體代工廠)這些重要產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)方,,他們給出了自己的應(yīng)對措施,。

設(shè)計(jì)前端重視安全性

       現(xiàn)在IP應(yīng)用范圍越來越普遍,一方面簡化了芯片設(shè)計(jì)流程,,另一方面也在某種程度上造成了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化競爭的加劇,,甚至還出現(xiàn)了IP濫用,一些設(shè)計(jì)公司淪為IP“組裝廠”的現(xiàn)象出現(xiàn),。對于解決這一問題,,處于前端的EDA公司努力必不可少。

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Mentor Graphics亞太區(qū)技術(shù)總監(jiān) Russell Lee

       Mentor Graphics亞太區(qū)技術(shù)總監(jiān) Russell Lee表示:“過去幾年,,中國企業(yè)已經(jīng)有了一個(gè)跨越式發(fā)展,,現(xiàn)在有很多企業(yè)已經(jīng)走到世界前沿。這時(shí)候新的產(chǎn)品不能靠堆砌IP形式來做,,他們要有自主的IP,,要導(dǎo)入自己新的應(yīng)用。作為EDA公司,,我們可以提供一些差異化和一些可移植的基本模塊,。比如針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用我們可以提供安全性保障,在嵌入應(yīng)用上我們還有很多應(yīng)用層級的方案,,這些都可以幫助設(shè)計(jì)公司實(shí)現(xiàn)差異化,。”

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Synopsys亞太區(qū)總裁林榮堅(jiān)

       Synopsys亞太區(qū)總裁林榮堅(jiān)也認(rèn)為在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,,安全性是需要重視的重點(diǎn)所在,,也是實(shí)現(xiàn)差異化的重要手段。他表示:“很多公司在硬件設(shè)計(jì)方案投入了很大的心力,,讓整個(gè)產(chǎn)業(yè)步入到了新的發(fā)展階段,。不過我們看到設(shè)計(jì)行業(yè)存在一個(gè)瓶頸,就是軟件的安全性和質(zhì)量問題?,F(xiàn)在嵌入式和應(yīng)用軟件越來越復(fù)雜,,動(dòng)輒數(shù)萬甚至數(shù)百萬行代碼,,存在漏洞的可能性非常大。我們的方法是利用技術(shù)手段建立一個(gè)防護(hù)網(wǎng),,在相關(guān)的IP接口上面提供安全防護(hù),,并且通過技術(shù)對軟件代碼進(jìn)行掃描檢測安全性問題,讓接口更加強(qiáng)壯,,更加難以被入侵,。這將給軟件和硬件部分都提供更高的安全保障?!?/p>

       除了重要的安全性之外,,EDA公司也有著各自擅長的領(lǐng)域,這也可以幫助設(shè)計(jì)公司實(shí)現(xiàn)差異化,。

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華大九天副總經(jīng)理?xiàng)顣詵|

       華大九天副總經(jīng)理?xiàng)顣詵|表示:“對于中國本土最具規(guī)模的EDA和IP提供商來講,華大九天EDA的業(yè)務(wù)和IP的業(yè)務(wù)是相輔相成的,,系統(tǒng)廠商現(xiàn)在越來越注重自主IC設(shè)計(jì)開發(fā),,他們與EDA廠商的思路有所不同,會(huì)更多地從系統(tǒng)層面去考慮問題,,這對EDA廠商是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇,。我們在幫助用戶在追求更先進(jìn)工藝的同時(shí),也會(huì)更注重應(yīng)用層的需求,,同時(shí)幫助用戶解決不斷凸顯的物理層面,、工藝層面、器件層面諸多問題,。華大九天目前在IP業(yè)務(wù)的布局主要聚焦在高速接口,,(超)低功耗數(shù)模混合類的IP產(chǎn)品上,,主要是考慮到我們公司有比較優(yōu)秀的模擬電路設(shè)計(jì)儲(chǔ)備并配合有我們在SoC的后端設(shè)計(jì)方面的諸多創(chuàng)新,。這樣我們可以為客戶提供有相對優(yōu)勢的產(chǎn)品?!?/p>

10nm以下工藝一定量產(chǎn)

       半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)除了IP應(yīng)用更加廣泛之外,,不斷向更深工藝制程發(fā)展也是一個(gè)重要趨勢。現(xiàn)在先進(jìn)制程大多數(shù)處于28nm這一量級,,一些公司也在嘗試16nm,、14nm。從技術(shù)發(fā)展上看,,10nm也已經(jīng)進(jìn)入了人們的視線,。不過10nm以下成本高昂,是否能夠量產(chǎn)在業(yè)內(nèi)還有一些爭議,。

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TSMC中國業(yè)務(wù)發(fā)展副總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球

       不過TSMC中國業(yè)務(wù)發(fā)展副總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球給出了非??隙ǖ幕卮?,他表示:“未來先進(jìn)工藝是不是還可以往下走?你說10nm,、7nm,、5nm能不能大批量生產(chǎn),我的答案是必定大批量生產(chǎn),,在可以預(yù)見的未來,產(chǎn)品還是會(huì)持續(xù)往先進(jìn)工藝推進(jìn), 以享受性能,、功耗和高集成度的優(yōu)勢。不過,,因?yàn)橄冗M(jìn)工藝產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本和先期支出比以往高了,,應(yīng)該是高附加價(jià)值和市場需求量大的產(chǎn)品比較適合采用。除了移動(dòng)計(jì)算,、圖形處理,、網(wǎng)絡(luò)芯片等既有的應(yīng)用,可以預(yù)見云計(jì)算和汽車電子都會(huì)有大量的需求,。事實(shí)上,,半導(dǎo)體技術(shù)正在重塑汽車,比如說自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn),,需要非常復(fù)雜而且精準(zhǔn)的計(jì)算,,而且對質(zhì)量和可靠度的要求極高?;谏虅?wù)的考慮,,需求量大的產(chǎn)品,比較能夠分?jǐn)偟粝绕诘闹С?,建立成本?yōu)勢,。先進(jìn)工藝還是半導(dǎo)體行業(yè)的主流趨勢,因?yàn)榈凸?、高性能,、高集成度還是大家持續(xù)追求的目標(biāo)?!?/p>

       其他的Foundry雖然在新的工藝方面和TSMC有一些差距,,不過同業(yè)們也都在努力建立自己的特色, 共同推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

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UMC資深副總經(jīng)理徐建華

       UMC資深副總經(jīng)理徐建華表示:“從工藝上看,,TSMC確實(shí)進(jìn)展比較快,,在中國大陸設(shè)立的最新的項(xiàng)目可以一開始就是從16nm開始。不過根據(jù)目前市場反應(yīng)來看,,從現(xiàn)在到2018年,,采用28nm工藝產(chǎn)品仍然會(huì)是主流之一。我認(rèn)為更先進(jìn)的工藝發(fā)展,,很大程度上并不是技術(shù)問題,,而是經(jīng)濟(jì)問題,。更先進(jìn)的工藝代表著更高的設(shè)計(jì)成本,這樣會(huì)使得采用先進(jìn)工藝的客戶數(shù)量減少,,或者產(chǎn)品的數(shù)量減少,。所以我認(rèn)為28nm會(huì)有一個(gè)相對較長的生命周期。此外,,我們在生產(chǎn)工藝上,,也有著一些自己的特色,也是我們的競爭力所在,?!?

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SMIC市場部資深副總裁許天燊

       SMIC市場部資深副總裁許天燊介紹說:“ 中芯國際長期以來堅(jiān)持先進(jìn)工藝和特殊工藝同時(shí)同步發(fā)展,兩條腿走路,。這一策略為我們帶來了高效的產(chǎn)能利用率和穩(wěn)健,、積極的財(cái)務(wù)回報(bào)。原因是在半導(dǎo)體領(lǐng)域,,隨著工藝,、材料越來越接近物理極限,以及在資本上的投入越來越大,,能夠提供先進(jìn)制程的玩家越來越少?,F(xiàn)在市場上提供0.13微米的代工廠有10家,,但提供28納米技術(shù)的代工廠包含我們在內(nèi)只有4到5家,,提供10納米的就更少了。今年6月我們宣布與imec——世界頂級知名的材料工藝硏發(fā)單位,,和高通——全球最大的Fabless設(shè)計(jì)公司,,和華為——全國最大的通訊系統(tǒng)設(shè)備公司達(dá)成四方合作協(xié)議,共同成立了中芯國際新技術(shù)研發(fā)公司,,一起為面向14納米及以下的FinFET工藝量產(chǎn)而做研發(fā),。通過這樣的上下游通力合作模式,既可以加快我們研發(fā)的速度,,也可以縮短他們產(chǎn)品上市的時(shí)間,,少走彎路。目前,,我們在FinFET專利上的擁有數(shù)量居于全球十強(qiáng),。” 

       許天燊認(rèn)為:“固然我們的許多客戶有先進(jìn)工藝上的需求,,但同時(shí)也應(yīng)當(dāng)看到在過去的幾年里中芯國際的8英寸廠的產(chǎn)能利用率都處于高位,,證明了成熟工藝的需求還是旺盛的。眼下,,我們還可以看到正在興起的物聯(lián)網(wǎng)市場帶來新的技術(shù)趨勢,,許多應(yīng)用并不需要使用線寬更細(xì)的先進(jìn)工藝,,而是在已有的成熟工藝上繼續(xù)做產(chǎn)品的優(yōu)化,比如在低功耗,、高電壓,、非揮發(fā)性存儲(chǔ)器上的訴求等。未來我們會(huì)在縮小與世界最先進(jìn)工藝差距的同時(shí),,持續(xù)在成熟工藝上深耕細(xì)作,,推出更多差異化工藝產(chǎn)品,幫助客戶們把握發(fā)展機(jī)會(huì),?!?/p>

EDA緊跟工藝發(fā)展重視定制化

       先進(jìn)工藝的不斷引進(jìn),一方面提升了芯片性能,,降低了功耗,;另一方面也大大提升了芯片設(shè)計(jì)難度。

       “為了更好的服務(wù)我們的客戶,,作為EDA公司,,需要在Foundry推出先進(jìn)工藝的時(shí)候,提前做好相應(yīng)的設(shè)計(jì)和模擬,。我們會(huì)根據(jù)整個(gè)研發(fā)流程,,進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。同時(shí)我們需要為客戶提供更好的仿真系統(tǒng),,讓客戶在進(jìn)行最初設(shè)計(jì)的時(shí)候,,就能更加精確地模擬出最終的芯片性能?!绷謽s堅(jiān)表示,。

       現(xiàn)在一些大型公司,比如華為,、蘋果他們不僅會(huì)做芯片仿真,,還會(huì)進(jìn)行虛擬建模,和操作系統(tǒng),、軟件進(jìn)行匹配,,評估整個(gè)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。這就對EDA工具也提出了更高的要求,。

       林榮堅(jiān)表示:“除了緊跟工藝發(fā)展之外,,我們還對一些客戶進(jìn)行定制化服務(wù)。比如英特爾采用Synopsys為主要EDA供應(yīng)商,,把自己對于EDA的要求告訴我們,,我們做相應(yīng)的定制化。”  

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Cadence全球副總裁石豐瑜

       Cadence全球副總裁石豐瑜說:“我們需要加強(qiáng)和Foundry的合作,。這樣可以保障利用我們的工具設(shè)計(jì)出來的芯片可以在Foundry里面生產(chǎn)和提高,。我們實(shí)際上起到了一個(gè)橋梁的角色?!?/p>

       許天燊也非常認(rèn)可“橋梁”這一角色定位,,他更形象的解釋說:“其實(shí)Foundry跟EDA公司合作關(guān)系非常密切。我們起碼兩年前就要把很多東西做好,。不管是EDA還是Foundry,,我們都是起到了建橋鋪路的作用,保證車在我們的路上行駛安全,,讓設(shè)計(jì)公司以最快的速度,,最合理的成本把產(chǎn)品推出市場?!?/p>

2016年中國力量持續(xù)增強(qiáng)

       根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)IC設(shè)計(jì)分會(huì)理事長魏少軍博士在ICCAD 2015做的總結(jié)顯示,,2015年IC設(shè)計(jì)業(yè)全行業(yè)銷售額有望達(dá)到1234.16億元,比2013年的982.5億元增長25.62%,。按照美元和人民幣1:6.35的兌換率,,達(dá)到194.36億美元。整個(gè)2015年整個(gè)行業(yè)保持了快速的增長,。

       面對2015年的亮麗表現(xiàn),,2016年整個(gè)行業(yè)將走向何方,是大家關(guān)注的焦點(diǎn),。實(shí)際上,,中國經(jīng)濟(jì)正在走向新常態(tài),經(jīng)濟(jì)增速一定會(huì)出現(xiàn)回落,,這對IC設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展帶來一定得不利影響,。同時(shí)芯片的重要最終客戶智能手機(jī)的增長也逐漸放緩,,這些都對產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成了不小的壓力,。

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VeriSilicon創(chuàng)始人、董事長兼總裁戴偉民

       VeriSilicon創(chuàng)始人,、董事長兼總裁戴偉民比較樂觀,,他說:“外面很多人認(rèn)為2015年經(jīng)濟(jì)比較困難,2016年更嚴(yán)峻,。我覺得IC設(shè)計(jì)業(yè)不會(huì)是這樣的狀況?,F(xiàn)在中國正在大力發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)+、智能硬件,,美國,、英國、德國都在做,而中國是風(fēng)景這邊獨(dú)好,。你看大基金一年的投資,,成效非常顯著。以前投中國資本大部分投資Foundry,,現(xiàn)在開始投設(shè)計(jì),,明年開始投更多,資本力量還是很大的?,F(xiàn)在大基金,、地方政府、企業(yè)三股力量下去,,國內(nèi)IC設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展應(yīng)該會(huì)更好,。”    

       羅鎮(zhèn)球則對2016年的成長表現(xiàn)的比較謹(jǐn)慎,,他認(rèn)為:“明年智能手機(jī)的成長不會(huì)像過去四五年那么高,,再加上物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品、汽車電子的產(chǎn)品,、云計(jì)算的產(chǎn)品還沒有接上來,,所以我覺得明年就算有成長也相當(dāng)有限,就是原來的產(chǎn)品功力不夠,,后面的產(chǎn)品還沒有接上,。”

       Russell Lee則表達(dá)的比較中性,,他認(rèn)為明年是有收有放的一年,,整個(gè)行業(yè)繼續(xù)有整合的動(dòng)作。明年會(huì)有更多的新產(chǎn)品被研發(fā)出來,。在智能手機(jī)之后,,大家都在找殺手級產(chǎn)品。如果明年大家能夠找到方向,,那么明年就會(huì)有大的增長,。反之,明年是比較平的一年,。

       雖然大家對2016年的發(fā)展看法有好有壞,,但是大家都一致認(rèn)為在中國政府大基金和地方政府地方發(fā)展基金的帶動(dòng)下,將會(huì)引發(fā)整合行業(yè)發(fā)生更多的整合行為,,將讓中國IC設(shè)計(jì)業(yè)整體變得更大強(qiáng)大,。中國力量將成長更快,成為世界IC版圖重要一極,。

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