芯耀
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作為中國(guó)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的年度會(huì)議，ICCAD（中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)年會(huì)）已經(jīng)成為芯片從業(yè)者一年一度歡聚一堂的節(jié)日?？v然市場(chǎng)狀況復(fù)雜艱難，但上海集成電路2024年度產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇暨第三十屆集成電路設(shè)計(jì)業(yè)展覽會(huì)（ICCAD-Expo 2024）上還是人頭攢動(dòng)，大家聽報(bào)告、會(huì)朋友、談合作，在市場(chǎng)寒冬里更要多交流、多溝通、多嘗試，閉門造車是不可能走出困境的。
在本屆大會(huì)上，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)理事長(zhǎng)魏少軍教授作了題為《中國(guó)芯片設(shè)計(jì)業(yè)要自強(qiáng)不息》的主旨報(bào)告，給出了中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)匯總的2024年芯片設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r匯總：
2024年，中國(guó)IC設(shè)計(jì)全行業(yè)銷售預(yù)計(jì)為6460.4億元人民幣，增長(zhǎng)11.9%，十幾年來將第一次低于全球半導(dǎo)體銷售額增速（預(yù)計(jì)為19%）。有731家設(shè)計(jì)企業(yè)的銷售額超過1億元，相比2023年的625家增加了106家，其中長(zhǎng)三角數(shù)量占比最高。
人員規(guī)模上，2024年超過1000人的設(shè)計(jì)公司減少2家，規(guī)模500-1000人的設(shè)計(jì)公司減少14家，人員規(guī)模100-500人減少105家。
當(dāng)前芯片設(shè)計(jì)業(yè)仍然存在產(chǎn)業(yè)集中度不高、產(chǎn)品處于市場(chǎng)中低端、企業(yè)運(yùn)行成本高和惡性內(nèi)卷等問題。針對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境和存在問題，魏少軍對(duì)芯片設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展提出了如下建議：產(chǎn)品是芯片設(shè)計(jì)公司安身立命的根本；技術(shù)是芯片設(shè)計(jì)公司賴以生存的基礎(chǔ)；創(chuàng)新是在新時(shí)期競(jìng)爭(zhēng)取勝的不二法寶；大力發(fā)展不依賴先進(jìn)工藝的芯片設(shè)計(jì)技術(shù)；擯棄“路徑依賴”，打造中國(guó)自己的產(chǎn)品技術(shù)體系。
先進(jìn)工藝?yán)^續(xù)多樣化發(fā)展，成熟工藝產(chǎn)能恐嚴(yán)重過剩
在演講中，臺(tái)積電（中國(guó)）有限公司總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球介紹了臺(tái)積電先進(jìn)工藝和先進(jìn)封裝的發(fā)展情況。
他表示，在先進(jìn)工藝中，設(shè)計(jì)工藝協(xié)同優(yōu)化（DTCO）對(duì)集成規(guī)模的貢獻(xiàn)越來越大，7納米時(shí)代貢獻(xiàn)度約為25%，而3納米節(jié)點(diǎn)時(shí)，DTCO對(duì)集成度提供的貢獻(xiàn)已經(jīng)超過50%。
DTCO的下一步就是STCO（系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化），在半導(dǎo)體工藝對(duì)芯片的集成度已經(jīng)達(dá)到極高水平的背景下，整機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化還存在較大的進(jìn)步空間。
他認(rèn)為，先進(jìn)制造加上先進(jìn)封裝再加上系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化，工程上實(shí)現(xiàn)單芯片集成1000億晶體管，單封裝集成1萬億晶體管即將實(shí)現(xiàn)。
光電合封是近年來臺(tái)積電重點(diǎn)研發(fā)的工藝之一。2024年臺(tái)積電對(duì)外宣布，計(jì)劃在 2025 年將緊湊型通用光子引擎（COUPE）技術(shù)用于小尺寸可插拔光收發(fā)器中，然后在2026年將其集成到CoWoS封裝中，成為光電共封裝器件 （CPO），將光連接直接帶入封裝，促進(jìn)人工智能和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的高速數(shù)據(jù)傳輸。COUPE利用臺(tái)積電的SoIC-X芯片堆疊技術(shù)，將電子芯片堆疊在光電子芯片之上，與傳統(tǒng)堆疊方法相比，芯片與芯片接口阻抗低，能效更高。
在接受采訪時(shí)，羅鎮(zhèn)球表示，光電合封最難的還是如何將光纖里面的光導(dǎo)入至芯片上固定的點(diǎn)上，因?yàn)楹戏鈺r(shí)中間有透氣性，需要把傳輸距離縮短，目前在技術(shù)上還存在一些挑戰(zhàn)，臺(tái)積電和客戶正在積極攻克過程中。
臺(tái)積電在先進(jìn)工藝上一枝獨(dú)秀，在成熟工藝上也有極大的產(chǎn)能。羅鎮(zhèn)球表示，從全球來看，半導(dǎo)體成熟工藝訂單都不如預(yù)期，雖然成熟工藝的市場(chǎng)需求也在增長(zhǎng)，但供給側(cè)（即晶圓制造產(chǎn)能）的增加遠(yuǎn)大于需求面的增加。他說：“在成熟工藝部分，臺(tái)積電與客戶緊密合作提供定制化解決方案，做特殊工藝，多種策略組合以提升競(jìng)爭(zhēng)力，為客戶提供長(zhǎng)期價(jià)值?！?/p>
IP與EDA工具的定制化發(fā)展
在供過于求的市場(chǎng)中，內(nèi)卷似乎不可避免，定制化成為降低競(jìng)爭(zhēng)烈度的重要策略，受到了很多廠商的重視。除了臺(tái)積電在成熟工藝上做定制化與特殊工藝，IP與EDA工具也有定制化需求。
銳成芯微CEO沈莉就表示，物理IP的一個(gè)顯著特點(diǎn)便是與制造工藝的緊密相隨，形成了IP開發(fā)的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)力，一個(gè)是配合晶圓廠工藝演進(jìn)，根據(jù)晶圓廠工藝發(fā)展的長(zhǎng)期規(guī)劃，對(duì)新工藝IP提前驗(yàn)證，這需要IP公司和晶圓廠有深度的合作基礎(chǔ)。
另一個(gè)是客戶驅(qū)動(dòng)，例如為客戶定制開發(fā)IP。沈莉認(rèn)為，要為客戶應(yīng)用提供定制化IP，就需要提前與客戶應(yīng)用需求布局相關(guān)技術(shù)，她說：“不管是大模型還是邊緣計(jì)算應(yīng)用，都需要?jiǎng)?chuàng)新和完備的IP支持，比如邊緣計(jì)算需要功耗更低、性能更強(qiáng)、傳輸更遠(yuǎn)的芯片來支持，這類需求對(duì)IP企業(yè)的創(chuàng)新推動(dòng)作用非常強(qiáng)?！?/p>
芯易薈從基于RISC-V定制處理器工具起家，目前專注于端側(cè)AI芯片的工具化IP。芯易薈研發(fā)副總裁石賢帥表示，通過自主研發(fā)的專用處理器設(shè)計(jì)驗(yàn)證自動(dòng)化前瞻技術(shù)，芯易薈的工具能對(duì)豐富的應(yīng)用場(chǎng)景做出快速評(píng)估，并設(shè)計(jì)出定制加速指令，自動(dòng)生成DSA處理器的軟硬件配套工具鏈。他說：“芯易薈的目標(biāo)就是為日益增長(zhǎng)的芯片設(shè)計(jì)需求和算法模塊之間提供新型設(shè)計(jì)方法和定制化產(chǎn)品組合?！?/p>
芯易薈在2023年發(fā)布EDA工具FARMStudio，據(jù)芯易薈介紹，這是個(gè)能夠自動(dòng)生成NPU、DSP等DSA處理器的工具，用戶輸入基礎(chǔ)核和超級(jí)指令（SIMD/VLIW自定義指令）、選擇預(yù)置模板以后，就能一鍵生成DSA軟硬件和工具鏈。
2024年，芯易薈又陸續(xù)發(fā)布了面向多核異構(gòu)多核SoC設(shè)計(jì)的平臺(tái)工具DSSStudio，以及面向AI芯片目標(biāo)設(shè)計(jì)用戶的工具AIStudio。AIStudio包含有NPU設(shè)計(jì)軟件包、NPU生成工具、AI編譯器（部署工具）、基礎(chǔ)IP庫(kù)（如TPU、 GMV、VPU、DMA、指令NoC、數(shù)據(jù)NoC等）、基礎(chǔ)IP擴(kuò)展工具的平臺(tái)，設(shè)計(jì)NPU的用戶可以借助芯易薈工具，快速打造面向應(yīng)用深度優(yōu)化的高效NPU。
AI與EDA的結(jié)合
AI可以說是2024年半導(dǎo)體市場(chǎng)的第一推動(dòng)力。其對(duì)EDA領(lǐng)域的影響也在持續(xù)加深，據(jù)西門子EDA全球副總裁兼中國(guó)區(qū)總經(jīng)理凌琳介紹，當(dāng)前EDA運(yùn)用AI技術(shù)主要有兩個(gè)方向。
第一是用AI算法來處理數(shù)據(jù)。凌琳表示，芯片開發(fā)中產(chǎn)生大量需要處理的數(shù)據(jù)，用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法可以大幅優(yōu)化處理速度，尤其是在算力有限的情況下。他說：“以前做High Sigma的回歸分析要跑兩天，甚至一個(gè)禮拜，但用新的AI引擎只要幾分鐘就可以了，這是我覺得一個(gè)主要的方向?！?/p>
第二是用AI來對(duì)EDA工具進(jìn)行并行計(jì)算加速，并降低對(duì)工程師的能力要求。凌琳說：“如何增加工具效率，降低使用難度，是EDA廠商每天都在研究的事情，如果只能用非常精深的科學(xué)家級(jí)的設(shè)計(jì)師來設(shè)計(jì)芯片的話，那芯片公司成本太高了，因?yàn)槿瞬盘F了。我們的工具，一方面要把東西做得快，另外要做得簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)化，這是我們運(yùn)用AI的另外一個(gè)主要方向?！?/p>
另外，AI技術(shù)在人機(jī)對(duì)話上有越來越多的優(yōu)勢(shì)，因而與EDA結(jié)合時(shí)也可以發(fā)揮其在這方面的能力，例如更易用的版本更新與技術(shù)問答。
凌琳認(rèn)為，當(dāng)前EDA中的AI技術(shù)，雖然沒有到一鍵生成芯片的地步，但在朝這個(gè)方向努力發(fā)展。
AI芯片限制政策影響可控
近年來，地緣政治對(duì)產(chǎn)業(yè)的影響日益加劇，面對(duì)越來越嚴(yán)格的限制政策，企業(yè)也很無奈。羅鎮(zhèn)球表示，在合規(guī)范圍內(nèi)，臺(tái)積電將一如既往地支持國(guó)內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，他說：“整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在推動(dòng)整個(gè)人類生活的前進(jìn)，尤其在消費(fèi)類和電動(dòng)汽車等方方面面，臺(tái)積電跟很多的中國(guó)企業(yè)持續(xù)合作，我們非常知道怎樣為新的初創(chuàng)或者已經(jīng)成熟的設(shè)計(jì)公司提供一個(gè)非常完整的工藝配套方案，所以這個(gè)也是我們一直專長(zhǎng)的，我們也會(huì)一直在中國(guó)努力下去?！?/p>
據(jù)探索科技（ID:techsugar）的了解，業(yè)內(nèi)外媒體對(duì)美方最新限制政策的解讀存在頗多誤區(qū)，往往夸大了美方限制政策的影響力。細(xì)讀美方限制政策可以看出，其限制的主要方向?yàn)樵贫薃I訓(xùn)練芯片，并非大算力芯片就一定會(huì)被禁止。當(dāng)然，美方的限制政策加碼，還是給中國(guó)AI算力芯片發(fā)展增加了極大的障礙。
長(zhǎng)期看，現(xiàn)在的困難都只是插曲
除了以上嘉賓，速石科技首席技術(shù)官?gòu)埓蟪?、巨霖科技?chuàng)始人兼董事長(zhǎng)孫家鑫、奎芯科技聯(lián)合創(chuàng)始人唐睿、芯啟源集團(tuán)副總裁兼董事會(huì)秘書廖鼎鑫、摩爾精英CEO張競(jìng)揚(yáng)、榮芯半導(dǎo)體市場(chǎng)營(yíng)銷副總裁沈亮、合見工軟副總裁吳曉忠、芯行紀(jì)銷售副總裁孫曉輝、國(guó)微芯首席產(chǎn)品科學(xué)家顧征宙、思爾芯副總裁陳英仁、芯華章首席市場(chǎng)戰(zhàn)略官謝仲輝、芯來科技創(chuàng)始人胡振波、英諾達(dá)創(chuàng)始人和CEO王琦、芯耀輝副總裁何瑞靈、芯和半導(dǎo)體創(chuàng)始人和總裁代文亮、鴻芯微納首席技術(shù)官與聯(lián)合創(chuàng)始人王宇成等都接受了探索科技（ID:techsugar）的采訪，具體內(nèi)容讀者可以參考我們同行的報(bào)道。
在對(duì)未來展望中，多位嘉賓都表示了長(zhǎng)期樂觀的心態(tài)。沈莉就表示，雖然她對(duì)于2025年持觀望態(tài)度，但是大家也不需要過于悲觀，長(zhǎng)期來看，中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)發(fā)展空間廣闊，機(jī)會(huì)很多。她說：“行業(yè)趨于理性，我對(duì)行業(yè)發(fā)展充滿信心，也希望把信心傳遞給整個(gè)業(yè)界?！?/p>
凌琳也表示，本土芯片從業(yè)者面對(duì)劇烈變化的格局，第一要以變化應(yīng)對(duì)變化；第二是長(zhǎng)期堅(jiān)守，長(zhǎng)期學(xué)習(xí)；第三是守正創(chuàng)新，這是我們的命脈。
羅鎮(zhèn)球則認(rèn)為中國(guó)本土的技術(shù)、人才和資金都已經(jīng)積累到了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，未來一定美好。他說：“中國(guó)現(xiàn)在萬事俱備，這么多聰明的人，這么多資金，這么大的市場(chǎng)，就是差一個(gè)時(shí)間。這個(gè)行業(yè)可以有創(chuàng)意，可以有努力，可是大家不要想彎道超車，沒有捷徑可尋，只能孜孜不倦，踏踏實(shí)實(shí)地往前走?！?/p>
