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做芯片也有秘密武器?自研EDA工具的IC設計公司給出答案

2021-11-12
來源:半導體行業(yè)觀察
關鍵詞: EDA IC

  全球半導體業(yè)已進入紅海競爭,,且IC設計公司越來越多,,特別是在中國,近幾年的公司數(shù)量呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢,。在這種行業(yè)背景下,,競爭越來越激烈,且產(chǎn)品同質(zhì)化難以避免,,以手機為例,幾大品牌廠商都在使用高通的基帶和AP芯片,,雖然其性能很好,,但這樣很難使自家的手機有凸出的亮點和特色,同質(zhì)化競爭嚴重,,也正是因為如此,,越來越多的手機廠商開始自研主芯片?;ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)也是如此,,很多都在自研服務器芯片,道理相同,。

  系統(tǒng)廠商如此,,產(chǎn)業(yè)鏈上游的IC設計廠商也面對著類似的問題,為了使自家的芯片具備與眾不同的特點,,很多廠商在各顯神通,,芯啟源就是典型企業(yè),該公司主營業(yè)務是IC設計和系統(tǒng)解決方案,,同時也自研EDA工具和IP,,特別是其開發(fā)的軟硬件仿真工具,非常有特色,,為該公司自研芯片提供了很大的支撐作用,。

  11月7日,在中國國際進口博覽會上,,芯啟源的自研EDA工具MimicTurbo受到關注,,特別獲得了FPGA巨頭賽靈思的青睞。雙方共同簽署了合作備忘錄,就未來在FPGA應用和EDA工具生產(chǎn)方面達成深度合作意向,。賽靈思大中華區(qū)副總裁唐曉蕾女士表示,,芯啟源是賽靈思的長期合作伙伴,此次合作備忘錄的簽署意味著雙方的合作向著更穩(wěn)固更深入的方向發(fā)展,。目前,,芯啟源的多款產(chǎn)品與賽靈思的技術能力匹配度高,相得益彰,,雙方將在2022年開展更多維度和體量的合作,。

  基于賽靈思的UltraScale+ VU19P FPGA,芯啟源正式推出了MimicTurbo GT卡樣品,,該產(chǎn)品配備了MimicTurbo原型驗證軟件,,簡化了基于FPGA的原型驗證部署,可加快芯片研發(fā)過程中的芯片設計和軟件開發(fā)驗證工作,。

  有針對性地自研EDA工具和IP

  作為一家IC設計公司,,芯啟源的主賽道是5G通信和數(shù)據(jù)中心芯片及整體解決方案,為什么還要自研EDA工具呢,?對于這個問題,,該公司董事長兼CEO盧笙先生表示:“我們做這樣的事情,主要是自己用,,因此,,并不會像EDA三強公司那樣,把所有EDA工具鏈全部做出來,,而是做整個工具鏈里邊,,我們認為有待于提高,或者EDA公司無法提供的,,又符合我們需求的工具,。”

  盧笙在硅谷有20多年的工作經(jīng)歷,,多次創(chuàng)業(yè)都取得了成功,,他表示,在過去這么多年的職業(yè)生涯中,,他們團隊一直在向EDA廠商提各種需求,,現(xiàn)在市場上很多被廣泛采用的EDA工具,都是當年在他們提出需求后,,EDA廠商有針對性地研發(fā)出來的,,使得整個業(yè)界受惠。

  早期的芯片驗證,,必須要等到流片回來才能進行,,這就存在著很大的風險,,如果芯片有問題的話,那么這次流片的成本,,以及前期工程師的大量驗證工作就都打水漂了,,且會拉長芯片上市周期,很可能將錯過市場窗口,。這些對于廣大中小規(guī)模IC設計企業(yè)來說是很難承受的,,成本太過高昂。

  因此,,必須想辦法將這些潛在的風險降到最低,,而在業(yè)界還沒有好的解決方案時,自研EDA是一個很好的方法,,因為芯片設計公司對自己的需求,,以及要解決的問題最為了解,研發(fā)出的EDA工具具有很強的針對性,。

  另外,,這樣的EDA工具還可以幫業(yè)界的其它IC設計公司解決問題,同時,,通過對外授權,,也可以攤平EDA工具的研發(fā)成本,實現(xiàn)一舉多得的效果,。

  因此,自研EDA工具,,實現(xiàn)差異化競爭,,已經(jīng)成為芯啟源的公司理念,只有這樣,,才能做出有特色,,且能快速上市的優(yōu)質(zhì)芯片。

  盧笙說:“雖說自研的EDA工具是我們的秘密武器,,但芯啟源還是秉持著開放的態(tài)度,,愿意與業(yè)務分享他們的研究成果,同時,,我們還在不斷創(chuàng)新,,以積累更多的經(jīng)驗和秘密技術武器?!?/p>

  除了EDA工具,,自研IP同樣重要,盧笙表示,,這也是整個團隊中最難的工作,,它比做芯片設計要難,,因為設計芯片只需要將已有的IP“串接”起來,對于芯片設計工程師來講,,IP就像個黑盒子,,不需要知道里邊是什么,只需要知道怎么用就可以了,。而對于IP研發(fā)工程師來說,,必須把各種標準做成IP,使得芯片公司可以使用它,,這是很難的工作,。

  而對于整個芯片研發(fā)團隊來說,如果具備修改IP的能力,,就多了一種差異化競爭的手段,。盧笙舉例說,當年他在博通做100兆/1000兆以太網(wǎng)芯片的時候,,就通過改變IP做了一個差異化設計,,即當探測到芯片的另一端也是自己公司芯片的時候,就可以將速度切換到200兆或2000兆模式,,這樣,,客戶在網(wǎng)絡兩端都用我的芯片時,就可以將網(wǎng)絡帶寬大幅提升,,這就是差異化競爭的優(yōu)勢所在,。很多時候,這些都是非標準的,,而通過不斷地差異化設計,,實現(xiàn)創(chuàng)新,給市場和客戶帶來價值,,就很有可能一步步引領出新的標準,,從而在未來競爭中處于優(yōu)勢地位。

  差異化競爭利器MimicPro

  對于IC設計公司來說,,其核心競爭力就是芯片設計方法,,也就是know-how,基于此,,盧笙表示,,多年的技術和經(jīng)驗積累,使他對IC設計公司和芯片設計工程師要解決的問題,,以及需要的工具和方法,,有著深刻的理解。因此,,他看到了芯片設計過程當中普遍存在的痛點,。芯啟源研發(fā)的軟硬件仿真工具MimicPro就是一款非常有價值的EDA驗證環(huán)境,。

  以MimicPro為代表的工具是為芯片設計流程前端工作服務的。一般情況下,,在一個芯片設計流程中,,前端所花費的精力和資源占總量的70%,包括時間,、人力和資金等,。要縮短周期,降低成本,,爭取一次流片成功,,實現(xiàn)快速上市,就需要在最短的時間內(nèi)找出所有bug,。為了解決這些問題,,EDA廠商都在加大研發(fā)投入,以期為客戶提供能解決各種新問題的工具,。但是,,很多情況下,有些問題只有芯片設計工程師能看明白,,EDA廠商根本無法看到,。這方面,盧笙認為,,原型仿真和硬件仿真的割裂是個很大的問題,,EDA廠商核心技術里邊的一些底層邏輯限制了他們的設計,原型仿真缺乏分析和糾錯的能力,。硬件仿真工具已經(jīng)非常完善了,,但是速度有一定的局限,同時開發(fā)環(huán)境中間有一個斷層,,就是在原型仿真上發(fā)現(xiàn)的問題不一定能夠在硬件仿真上面得到實現(xiàn),,因為它的速度不足以支撐它的操作系統(tǒng)和上層軟件,。

  盧笙說:“我們站在一個用戶的角度,,基于對5G和數(shù)據(jù)中心通信類芯片的需要,對軟硬件一體驗證的需求,,我們開發(fā)了MimicPro,,整合了硬件仿真和原型仿真的優(yōu)勢,糾錯的功能以及快速的特點,,我們把兩個割裂的環(huán)境整合到一個一體化的環(huán)境里面,,可以做很多工作?!?/p>

  MimicPro還能滿足車規(guī)級應用,。汽車里面最重要的功能就是做所謂的故障反應,,在平穩(wěn)運行的前提下,如果有一個故障,,系統(tǒng)會怎么反應,,最后整個系統(tǒng)的問題在哪里,是軟件的問題,,還是硬件的問題,,MimicPro都可以帶來很好的解決方案。

  今年7月,,基于賽靈思UltraScale FPGA的原型驗證與仿真系統(tǒng)MimicPro已正式量產(chǎn)并供貨,, 而擁有32塊FPGA的MimicPro也將在下個月正式交付客戶。

  據(jù)盧笙介紹,,除了與賽靈思深度合作外,,在國內(nèi),晶晨半導體已經(jīng)在使用MimicPro仿真工具了,。

  主攻DPU芯片和智能網(wǎng)卡

  EDA工具只是芯啟源的一個特色板塊,,該公司的主業(yè)務是5G和數(shù)據(jù)中心芯片及解決方案,特別是DPU芯片和智能網(wǎng)卡,,是該公司主推產(chǎn)品,。采用DPU和智能網(wǎng)卡,與x86架構產(chǎn)品相比,,可以大幅提高效率,,并大大降低服務器的采購成本,還可以大幅降低電費支出,。

  正是因為有如此多的優(yōu)勢,,目前,全球排名前列的多家芯片廠商都在開發(fā)自家的DPU,,當然,,各家的命名會有所不同,如英特爾的IPU,,英偉達收購邁洛斯后,,引爆了全球科技媒體對DPU的關注,此外,,Marvell和AMD也在做類似的事情,,特別是AMD收購賽靈思,就是要發(fā)展智能網(wǎng)卡,。這些巨頭的動作,,充分說明DPU和智能網(wǎng)卡市場是具有無限潛力的。

  盧笙表示,,目前,,芯啟源是國內(nèi)唯一一家量產(chǎn)DPU芯片和智能網(wǎng)卡的廠商,,在這個領域,芯啟源是與國際巨頭直接對標的,,而他們的目標也是賦能全球化,,引領業(yè)界。

  盧笙說芯啟源很早就開始布局DPU的研發(fā)工作了,,這也是基于他在硅谷20多年的技術和經(jīng)驗積累,,盧笙看到過硅谷半導體爆發(fā)的那10年,也就是1994~2004年,,那時,,行業(yè)完全依照摩爾定律的時間規(guī)劃快速前行,后來,,半導體行業(yè)發(fā)展平緩下來,,直到現(xiàn)在,摩爾定律所產(chǎn)生的影響越來越弱,。這20多年,,他看到了整個行業(yè)很多規(guī)律性的東西。當前,,中國半導體業(yè)正在發(fā)生的事情和過程,,與當初那10年的硅谷非常相似。

  這樣的積累讓盧笙及其團隊對中國芯片業(yè)未來可能發(fā)生的事情有所預判,,包括技術的瓶頸和替代技術的出現(xiàn),。基于此,,芯啟源在兩年半前就看到了DPU和智能網(wǎng)卡的發(fā)展前景,,并開始進行相關工作,包括并購相關的芯片廠商,。2017年,,他們是用FPGA和該公司的TCAM芯片(網(wǎng)絡搜索引擎,用于核心路由器)開發(fā)智能網(wǎng)卡,。目前,,采用的是基于DPU的新方案。

  2020年,,芯啟源的智能網(wǎng)卡產(chǎn)品就打入了中國移動供應鏈,。目前,,該公司的目標是以最快的速度搶占中國市場,,為客戶提供更高性能、更低功耗的解決方案,。

  一次流片成功

  隨著應用復雜程度的提升,,要想將一款芯片做成功,,特別是一次流片成功,是一件很難的事,,如果沒有一些強大的“地基”支持是不可能做到的,。

  在硅谷工作的20多年里,盧笙參與的幾家公司先后被大芯片企業(yè)收購,。第一家任職的公司在納斯達克上市,,第二家公司主攻GPU,是任天堂董事長投資的,,以他為核心的技術團隊當時就實現(xiàn)了一次流片成功,,這家公司在1998年以4億美金賣給了ATI,后來,,ATI又把這個部門賣給了AMD,。

  那之后,盧笙又開始做網(wǎng)絡交換機芯片,,那家公司于2000年被博通收購,,后來,他又去了Marvell,,當時,,Marvell收購了英特爾的手機芯片部門,盧笙團隊只用了6個月的時間,,就做出了一款手機芯片,,且依然是一次流片成功。

  這些經(jīng)歷,,使他對交換機,、WiFi、藍牙,,以及手機芯片有很深的理解,。盧笙表示,要想使這些高端,、復雜的芯片一次流片成功,,必須要有一套獨特的設計方法,同時要有高端軟件工具支撐,。另外,,對IP也有很高的要求,要想使芯片不千篇一律,,有差異化競爭能力,,相應的IP就必須有差異化,這就需要自己開發(fā)。

  因此,,芯啟源從成立開始,,就對標高端芯片,特別是要保持一次流片成功的水準,,就要有自己的核心競爭力,,而自研EDA工具和IP,就是在為高水準的芯片設計打地基,。

  正是基于這樣的技術實力和功底,,芯啟源在資本市場備受青睞。近期,,該公司宣布完成數(shù)億元的Pre-A4輪融資,,本輪融資由中國互聯(lián)網(wǎng)投資基金(簡稱“中網(wǎng)投”)領投,華潤資本潤科基金,、興旺投資,、允泰資本、正海資本跟投,,老股東熠美投資(上海市北高新大數(shù)據(jù)基金)繼續(xù)堅定跟投,。此次融資將進一步支持芯啟源在下一代DPU芯片的研發(fā)投入,加速在5G,、云數(shù)據(jù)中心的生態(tài)布局,,持續(xù)強化芯啟源在國內(nèi)這一領域的領跑地位。




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