“我們看到了半導體產(chǎn)業(yè)新一輪IDM化趨勢,，即很多頭部互聯(lián)網(wǎng)廠商和大的系統(tǒng)公司都開始聚焦自研芯片,，但這次的IDM趨勢和之前有很大的不同,，這給定制化芯片帶來了更多的機會,，但也引入了很多不同的挑戰(zhàn),?！?/p>

　　▲Socionext亞太區(qū)高級副總裁

　　劉琿（Kenn Liu）

　　Socionext 亞太區(qū)高級副總裁劉琿（Kenn Liu）在接受半導體行業(yè)觀察記者采訪時從整個半導體產(chǎn)業(yè)模式歷史變遷中談及了背后的機遇,，并將當下新一輪IDM化稱之為“IDM 2.0”模式,，這一打破通用芯片固有瓶頸的模式正在創(chuàng)造新的業(yè)務,。

　　“IDM2.0”

　　從歷史維度來講,，半導體行業(yè)歷經(jīng)半個多世紀發(fā)展，在初期的IDM鼎盛時代,，IDM廠商一人獨自包攬從設計,，生產(chǎn)到最終電子設備銷售的整個上下游鏈條。隨著半導體工藝演進和晶圓代工廠的興起,，晶圓廠（Foundry）+通用芯片的無廠半導體公司（Fabless）這種緊密合作的模式替代了傳統(tǒng)的IDM垂直整合模式,，系統(tǒng)公司和通用芯片F(xiàn)abless公司互利互惠，促進整個產(chǎn)業(yè)的繁榮,。

　　“然而隨著移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務和AI技術的發(fā)展以及新一代無線網(wǎng)絡的部署,，新的應用場景和算法對芯片提出了新的挑戰(zhàn)?！?劉琿指出,，我們看到這些原本不關心芯片自研的系統(tǒng)設備廠商和那些擁有個人用戶的頭部互聯(lián)網(wǎng)廠商越來越多的開始垂直化的動作，部署芯片研發(fā),。這個被稱作“IDM 2.0”的模式有一個最大的特點：“這些公司自研芯片的目的不是為了降成本,，而是通過自研芯片為主業(yè)務帶來量質(zhì)的提升和能夠差異化競爭的產(chǎn)品。所以和之前的IDM相比,，他們并不那么關注那些不能體現(xiàn)他們差異化的垂直整合,，比如更上游的半導體生產(chǎn)、測試,?！?/p>

　　舉個例子，如今的互聯(lián)網(wǎng)廠商對自研芯片所帶來的20%硬件投入節(jié)省的興趣遠遠低于“20%流量的增加或者活躍用戶的增加”,。恰如蘋果自研芯片的目的不會是降低成本,，而是為了支撐如AirPods這樣的爆款產(chǎn)品，這些爆款產(chǎn)品的價格高于市場平均價的2-3倍,。

　　劉琿表示,，新型的IDM會更加聚焦業(yè)務需求痛點，軟件算法的創(chuàng)新,，以及如何把業(yè)務的需求和軟件轉(zhuǎn)化成芯片里獨有的算法模塊,。

　　“對于這些IDM來說，他們需要很好的定制化SoC合作伙伴來幫助他們offload在芯片里的通用部分和芯片具體實現(xiàn)上的投入,?！憋@然，這對合作伙伴提出了前所未有的要求,，不僅需要豐富的ASIC前后端設計和量產(chǎn)經(jīng)驗,，還要具有平臺化SoC的架構(gòu)和軟硬件能力，幫助其迅速搭建出具有差異化算法的SoC,。而這對定制化ASIC廠商提出了更高的要求,，現(xiàn)在行業(yè)里能夠滿足這些要求的廠商鳳毛麟角。

　　而這對Socionext來說卻是最大的機遇,。

　　深厚的設計技術積累和豐富的

　　產(chǎn)品覆蓋領域

　　表面來看,，成立于2015年的Socionext是一家新興的半導體初創(chuàng)公司，但其實不然,。技術上她有著非常深厚的積累,，這是因為她整合繼承了日本最大的兩家IDM——富士通和松下的半導體部門的主要半導體產(chǎn)品和技術,。

　　“上世紀90年代是日本半導體巔峰時期，此后遭遇了2000年的互聯(lián)網(wǎng)泡沫,、美國打壓以及韓國半導體崛起,，日本在半導體的工藝制成在諸多因素的影響下沒有繼續(xù)投資下去，但半導體設計,，仍然是日本政府認為需要保持全球競爭力的一個領域。劉琿表示：”日本政府當時斥巨資撮合兩家公司的半導體部門合并,，意在打造一家日本最大的,、能夠服務全球半導體Fabless的公司。在這愿景下,，Socionext已經(jīng)走過了五個年頭,，日本以外的業(yè)務比例正逐年增加，服務了許多全球知名的客戶,，包括傳統(tǒng)的系統(tǒng)和新興的互聯(lián)網(wǎng)公司,。“

　　目前Socionext的業(yè)務包含兩大塊,，一是通用ASSP,，完全由Socionext設計并提供包括芯片和軟硬件解決方案在內(nèi)的技術支持。另一個是定制芯片ASIC組成,，為客戶量身定制的產(chǎn)品,，主要提供包括前、后端設計和生產(chǎn)管理在內(nèi)的價值能力,，交付芯片硬件,，使能客戶在核心算法和系統(tǒng)及市場上的核心價值。

　　▲ Socionext業(yè)務涉及領域

　　近年來,，結(jié)合ASSP和ASIC兩大產(chǎn)品類別,，Socionext的業(yè)務覆蓋了許多市場和應用領域，包括消費類上的視覺影像處理,、雷達探測感知,、增強/虛擬現(xiàn)實、流媒體視頻處理,、8K高清畫質(zhì),、辦公室自動化、窄帶IOT和高分辨率的電力載波通信,；工業(yè)及汽車領域內(nèi)的數(shù)據(jù)中心計算和存儲,、5G的無線接入和網(wǎng)絡傳輸、汽車智能座艙和ADAS,、工業(yè)機器人和移動醫(yī)療等,。

　　”我們在ASSP上積累了很多的SoC和Mix-signal平臺,，這些平臺都可以用在我們的定制化業(yè)務上。在一些市場領域上,，我們也看到定制化芯片越來越取代通用芯片的趨勢,，我們會靈活的把通用產(chǎn)品開發(fā)的路線切換到為客戶定制的路線上。在這些細分市場上,，我們更相信客戶在對最終用戶和系統(tǒng)的理解核心競爭力,，我們希望通過提供這些平臺化的SoC方案，使客戶迅速迭代出他們的芯片,?！?劉琿提到，”做客戶成功背后的支撐者,，這是我們對自己在產(chǎn)業(yè)鏈里的定位,。“

　　史無前例的疫情重新定義了人們的生活方式和工作方式,，也讓人們看到了基于互聯(lián)網(wǎng)技術的虛擬空間交流的巨大發(fā)展?jié)摿?。疫情之后也許會有更多的企業(yè)和個人適應并選擇這樣的學習和工作方式。這對數(shù)據(jù)中心的擴容,，網(wǎng)絡設備部署升級,，家庭通信和娛樂終端設備的形態(tài)變化都提出更高的要求和帶來更多的機會。在劉琿的眼中,，定制化的SoC在這些機遇里充滿前景,。除此之外，5G,、AI和云計算的結(jié)合,，新能源汽車和自動駕駛也都對定制化的SoC有很大的需求。

　　對于在定制ASIC細分領域全球排名第二（IHS 2019排行）的Socionext看來,，這些市場機遇給未來的定制化ASIC帶來很大的成長空間,，據(jù)kbv research的一份報告稱，到2025年,，全球ASIC芯片市場規(guī)模將達到247億美元,，預測期內(nèi)（2019年到2025年）的復合年增長率達到8.2%。一些知名的通用芯片廠商,，也用為客戶定制芯片來彌補公司業(yè)務的不足,。

　　差異化的平臺化定制SoC方案

　　行業(yè)內(nèi)提供設計服務的公司其實不少，但很多公司都無法提供從產(chǎn)品規(guī)格,，到系統(tǒng)軟硬件設計,，芯片前后端設計一直到芯片生產(chǎn)交付全鏈條的能力，體量也都不夠大,，無法為重要客戶提供長期可信賴的定制化服務,。

　　”我認為我們的差異化來自于繼承來自富士通和松下的大量SoC產(chǎn)品和技術,，再加上多年服務定制化客戶的經(jīng)驗所形成的全鏈條能力，特別是區(qū)別于傳統(tǒng)ASIC的前后端交付接口模式的平臺化方案,。平臺化的方案是基于Socionext一系列多核SoC平臺,，Socionext完成大部分工作包括芯片頂層和主要子系統(tǒng)在內(nèi)的芯片設計及底層軟件設計，客戶只需聚焦核心的算法邏輯和驗證以及和應用相關的上層軟件和中間件,?！?劉琿特別提到。

　　▲ Socionext平臺化SoC概念

　　▲ Socionext ASIC平臺方案的覆蓋層次

　　劉琿介紹到Socionext近些年形成了一系列多核平臺化方案,，比如：針對大數(shù)據(jù)中心和高性能嵌入式計算領域的24xA53和32/64xN1平臺,，針對汽車和自動駕駛領域的多核A55和A76E疊加車規(guī)級ISP平臺，針對中小型網(wǎng)絡和計算設備的4/8核A72平臺,，以及針對監(jiān)控、視頻流媒體和Camera等應用的多核A53+AV1/HEVC/H.264+ISP平臺,。

　　劉琿表示：”在這些平臺基礎上,，客戶還可以與Socionext深度討論定制差異化feature，同時將自己的核心算法UDL通過總線與CPU子系統(tǒng),，信號處理子系統(tǒng),，存儲子系統(tǒng)和其他高速外設接口子系統(tǒng)進行連接通信?！?/p>

　　關于平臺化SoC的優(yōu)勢,，可用兩個案例進行深度剖析。如在”L4自動駕駛Machine Learning Accelerator+Fusion Chipset“的平臺化ASIC案例中,，客戶提供關鍵UDL RTL和驗證,，而Socionext負責SoC系統(tǒng)的搭建和驗證以及安全機制部分的設計。

　　▲ ”L4自動駕駛Machine Learning Accelerator+Fusion Chipset“案例

　　值得一提的是Chip B采用5nm工藝,，”這顆芯片難度非常大,，第一是它本身是一顆十幾億門的超大型ADAS加速芯片，性能要求很高,，系統(tǒng)集成和驗證非常復雜,。“ 劉琿解釋道：”再加上芯片還要實現(xiàn)ASIL_B的車規(guī)認證,，不管是工藝制成上,，還是第三方IP，車規(guī)準備都還在早期階段,， 如此復雜的芯片,，客戶希望非常有車規(guī)經(jīng)驗和SOC架構(gòu)能力的合作伙伴，因為在車規(guī)SOC芯片方面的多年設計和產(chǎn)品經(jīng)驗,，客戶選擇了Socionext進行合作,?！?/p>

　　在高性能計算領域，劉琿提到了的眾核（>32）N1處理器的案例中,，客戶提供基于特殊通信協(xié)議的網(wǎng)絡通信加速器,，而芯片的其他部分由Socionext完成，其中包括芯片的頂層,，眾核CPU子系統(tǒng),、DDR5、PCIE-5和超高速的Serdes等多個高速的接口子系統(tǒng),。

　　整個平臺式SoC的方案中,，Socionext為客戶提供了多種創(chuàng)新的合作模式，這種定制化的方案可以像菜單一樣（如下圖）,，供客戶選擇,。”這樣靈活的合作模式使我們像客戶團隊資源和能力的延申,，而通過與客戶的合作,，我們價值鏈也得到了延申。因為這樣的緊耦合的合作,，我們的團隊和客戶的團隊能建立非常牢固的信任關系,。“

　　▲ Socionext平臺化方案合作模式案例

　　除平臺化方案外,，Socionext的優(yōu)勢還在于先進工藝上大型芯片的設計經(jīng)驗和能力,。據(jù)劉琿介紹，”在10nm/7nm/5nm上,，Socionext有超過10個大型芯片的項目經(jīng)驗,，案例覆蓋從超低延時和消費電子的AR/VR，到質(zhì)量和安全要求很高的汽車芯片,，再到巨無霸的眾核CPU和AI加速芯片,。“其中5nm,，2019年3月就完成了工藝TEG的投片,，現(xiàn)在有3個案例在實施中。

　　經(jīng)驗在大型芯片設計中起著非常大的作用,。通常網(wǎng)絡通訊和數(shù)據(jù)中心芯片的die size很大,，速度很快，信號流復雜,。不管是布局布線中對通道里走線密度的考慮,，還是對超長距離走線所需要考慮的打拍或是feedthrough的考慮，以及消除大芯片ocv所帶來的timing影響,，同步設計中全新品的時鐘樹均衡問題,，高速IP需要考慮的SI問題,，大型芯片所共有的PI問題等，都只有靠實戰(zhàn)經(jīng)驗來解決,。劉琿在受訪中對這些問題的解決之道如數(shù)家珍,，并舉例表示：”大型的網(wǎng)絡或處理器芯片時鐘架構(gòu)的設計需要特別的技巧和考慮，除了傳統(tǒng)的時鐘樹,，需要引入諸如H-Tree,，Clock Mesh，甚至多種時鐘結(jié)構(gòu)混合的方法,?！?/p>

　　劉琿還提到Socionext充分發(fā)揮了日本公司一貫的高質(zhì)量管理精神，達到高可靠性的設計和生產(chǎn)交付,。公司通過驗收標準,、實驗設計和條件、對特殊產(chǎn)品進行特殊篩選等策略實現(xiàn)高質(zhì)量低ppm的產(chǎn)品交付,。

　　此外,，在封裝工藝上Socionext也頗有建樹，繼承了曾經(jīng)富士通的先進封裝設計能力和量產(chǎn)經(jīng)驗,。他們的封裝工藝主要體現(xiàn)在以下三個維度：

　　1、超算和CPU驅(qū)動的超大型封裝設計能力,，具體來說就是超大尺寸70mmX70mm,，獨特的metal TIM所帶來的超低熱阻，復雜的多層基板設計能力以及特殊的陶瓷封裝量產(chǎn)經(jīng)驗,；

　　2,、成熟的HBM和2.5D Cowos封裝上的設計流程和參考設計；

　　3,、先進封裝SI/PI協(xié)同設計能力,，Socionext在日本、美國和英國有超過50人的SI/PI團隊,，聚集在高速芯片的封裝協(xié)同設計,，是保證客戶一次性流片成功的保障。

　　聚焦本土化發(fā)展

　　”盡管2020年是很困難的一年,，但我們在中國業(yè)務體量上還是實現(xiàn)了近50%的增長,，這里面其中超過70%來自定制化業(yè)務?！?劉琿表示：”盡管我們在國內(nèi)宣傳不多,，但通過穩(wěn)扎穩(wěn)打的實干精神獲得了許多客戶的信賴?！?/p>

　　據(jù)介紹,，近些年Socionext在國內(nèi)導入的項目包括最前沿的5G,、高端汽車IVI、光網(wǎng)絡通信,、計算中心用的大型CPU芯片等,，而這些都是跑在最先進的工藝節(jié)點上。這與Socionext業(yè)務定位一致——16nm以下高端先進制程為主的客戶,。

　　2016年加入Socionext的劉琿,，之前曾擔任過意法半導體，富士通和Cadence的多個研發(fā)和市場銷售管理崗位,，目前負責Socionext亞太區(qū)包括研發(fā)和市場銷售在內(nèi)的所有管理,，幫助Socionext建立了更加本土化的文化和團隊，并領導該地區(qū)實現(xiàn)了業(yè)務轉(zhuǎn)型和突破,，將大中國區(qū)的業(yè)務從幾十個million做到近兩億美金,。”我的策略很簡單,，立足客戶,，幫助Socionext在中國進一步實現(xiàn)本土化策略的轉(zhuǎn)型，包括吸引更多優(yōu)秀的本土人才來強化本地化產(chǎn)品的開發(fā),、支持和供應,，更好地滿足中國客戶，適配多樣化和動態(tài)化的中國業(yè)務需求,?！?在談到未來策略時，劉琿清晰的回答到,?！惫緲I(yè)務發(fā)展離不開上下游生態(tài)合作伙伴的助力，Socionext采用開放的生態(tài)合作策略,，同時為更好地服務中國本土客戶,，我們也在考慮積極開展特殊的中國供應鏈戰(zhàn)略?！?/p>

　　這塊充滿前景的土地上,，Socionext這樣一家日本科技公司打破傳統(tǒng)日本公司的禁錮，通過采用像劉琿這樣的優(yōu)秀的本地管理人才掌舵,，不斷開拓更多可能性,。