中国芯的躁与静

[导读]文︱编辑部图︱ICDIA2021RISC-V在国内获得了超乎寻常的关注。一方面，“天下苦秦久矣”，无论是曾经主流的“Wintel”，还是正当红的Arm加安卓，一套生态一旦走向垄断，弊端就开始显现，对非自己疆域内创新的压制力量就令人窒息，有人揭竿而起，自然应者云集；另一方面，无论是...

文︱编辑部
图︱ICDIA 2021

RISC-V在国内获得了超乎寻常的关注。一方面，“天下苦秦久矣”，无论是曾经主流的“Wintel”，还是正当红的Arm加安卓，一套生态一旦走向垄断，弊端就开始显现，对非自己疆域内创新的压制力量就令人窒息，有人揭竿而起，自然应者云集；另一方面，无论是x86时代还是Arm时代，中国厂商都是跟随者，在别人划好的田地中耕作，只是交粮纳税倒还好，动不动被威胁要“收回土地”,谁都受不了，有机会参与打造一套可以自己做主的生态系统，中国厂商的参与热情被引爆了。

热爆的RISC-V

RISC-V有多火？从数字上看，RISC-V基金会高级会员共13家，其中中国（含中国台湾）公司11家。而由上海市集成电路行业协会、芯原股份等厂商和机构牵头建立的中国RISC-V产业联盟（CRVIC）于2018年10月正式成立，经过三年发展，截止2021年6月21日，中国RISC-V产业联盟共有130家会员单位。而在首届中国集成电路设计创新大会暨IC应用博览会（ICDIA）的媒体采访环节，大约有一半的话题都与RISC-V相关，几乎成为了RISC-V的专场媒体会。

对RISC-V的火爆，芯来科技执行总裁彭剑英很有发言权。她表示，作为后发的处理器架构，如果从2015年RISC-V基金会成立视为其商业化起点，到现在为止也就6年时间，与Arm架构商业化的前六年相比，RISC-V的速度无疑快很多。作为国内最早从事RISC-V处理器IP授权的商业公司，2018年成立的芯来科技已经有300多家评估客户，正式授权客户接近100家，其授权客户应用领域覆盖消费电子、网络通信、工业控制，甚至包括汽车领域。

芯来科技执行总裁彭剑英
国内厂商在应用RISC-V上也大胆尝试，中科昊芯就将RISC-V指令集应用在了工业控制的DSP芯片上。中科昊芯副总经理吴军宁表示，用RISC-V实现DSP的挑战在于如何将RISC-V指令集与DSP应用做结合，工业控制和新能源等专业市场对于应用定制化需求较多，所以中科昊芯就和客户一起定义产品，并开发出配套工具链。吴军宁说：“当前，中科昊芯基于RISC-V的DSP与国际友商同类产品相比，主频提升了一倍。性能方面，以工业应用中常用的计算正弦函数为例，国际友商软核计算需要一分钟，而我们的时间是40秒。”

中科昊芯副总经理吴军宁

在彭剑英看来，RISC-V火的背后，体现的是中国对CPU自主可控的期待。过去多年国产CPU发展不如人意的原因有很多，没有做好生态就是一个主要因素，彭剑英表示，RISC-V开放了指令集标准，这使得中国有机会从头建立一个完整而干净的处理器新生态，用彭剑英的一句话来总结就是“RISC-V是国产CPU最好的历史机遇”。

同样热爆的GPU

同样大热的还有用于计算的GPU，即所谓GPGPU（通用GPU），国内主攻GPGPU市场的芯片公司，宣称融资额过10亿元的不低于五家。沐曦集成电路CEO陈维良认为，GPGPU市场之所以受到资本市场热捧，主要原因有三点：一，国内在高性能计算和机器学习领域对GPGPU的需求量大，增长势头明显，这是一个数百亿元规模市场的赛道；二、计算型GPU还处于高速发展期，是一个增量市场，与图形渲染专用GPU相比，市场尚未达到深度垄断阶段，新厂商切入机会更多；三、计算型GPGPU比图形渲染GPU更简单，“计算用GPU很纯粹，只要做好三件事，即任务分配、计算和数据搬迁，做好这三件事，就能打造出一款好的GPGPU。”

沐曦集成电路CEO陈维良

市场高速增长，垄断尚未形成，架构和生态相对简洁，本土用户又有强烈的国产替代需求，GPGPU市场受追捧也就可以理解了。
但做好GPGPU并不容易。陈维良将之形容为“大长金”，即GPGPU是一个技术难度大、养成周期长的“销金兽”，系统极大、集成度极高、工艺极先进、软件栈极深......所以开发周期长、所需资金量大。

“从立项到上市，一颗GPU最少需要3-5年，IP设计、芯片设计、测试、软件的成熟，诊断不同的应用场景和生态，GPU要用起来需要构建非常复杂的软件系统，所以周期非常长。”在陈维良看来，10亿元只是刚起步，先进工艺下的GPU开发，所消耗的费用远不止10亿元。

不过，国产GPGPU的发展瓶颈不在资金，陈维良告诉探索科技（techsugar），在当前市场“抢钱要容易一些，抢人很难”。与国际GPU巨头英伟达和AMD万人规模研发团队相比，国内GPGPU企业研发人数最多的也就几百人，所以扩充研发团队的需求及其迫切。陈维良表示，英伟达和AMD产品线众多，做单款GPU并不需要上万人，但至少也要有一支千人规模的研发军团才能做好一款GPU。

在GPGPU大热的同时，芯动科技却瞄准了被外企深度垄断的图形渲染GPU。芯动科技联合创始人敖钢表示：“振兴国产集成电路高端GPU产品是当前国内GPU市场的战略性方向，尤其智能图形渲染GPU是国内市场的一大空白，涉足的企业寥寥无几，所以芯动择了图形渲染GPU这个可以持续发力的赛道，以谋求国产高端自主GPU的长远突破。同时，由于我们在很多GPU的底层技术上做到了国际先进甚至性能超越，如GDDR6和Chiplet等，芯动GPU对标的是英伟达、AMD的高端产品，并且瞄准国产信创桌面和服务器这两大市场领域，所以我们有信心也有实力打下属于国产GPU的一片天。”

芯动科技联合创始人敖钢

还有EDA与IP

和CPU与GPU类似，EDA领域也是我国相对薄弱但自主可控的呼声非常高的一个方向。作为产业杠杆，约百亿美元规模的EDA加IP，却左右着5000亿美元芯片产品开发全流程，对于超大规模SoC而言，开发复杂度已经超越人力极限，没有EDA工具和IP，单靠人力堆将无法完成开发工作。EDA与IP是实现半导体产业链安全的关键环节，美国对中国芯片产业持续无理打压让资本对本土EDA与IP公司的兴趣大增，据统计，截止到7月初，准备过会上市的EDA与IP公司有7家。在本届ICDIA受访的8家企业当中，就有5家是EDA或IP企业，其中已上市企业芯原股份规模最大，有15年IP发展历史的芯动科技拥有业内领先的量产授权和市场规模，芯来、行芯和芯耀辉则是近三年成立的公司。

与主打处理器IP的芯来不同，芯动科技和芯耀辉的产品主要是各种接口IP。敖钢表示，全球各大晶圆厂（台积电/三星/格芯/中芯国际/ 联华电子/英特尔）都是签约支持芯动科技的技术合作伙伴，芯动科技所有IP和产品全自主可控，经过数十亿颗量产打磨，连续十年中国市场份额遥遥领先。芯动科技技术总监高专认为，在云计算、5G、汽车电子等智能应用的驱动下，全球正在由信息化向智能化跨越，高端芯片集体迎来爆发，“IP技术赋能设计和代工，对产业撬动作用高达600倍。”

作为芯片的底层及上游技术，IP是芯片设计及制造的核心硬科技。据芯耀辉CTO李孟璋介绍，从成立到现在，芯耀辉已经聚集了近200人的全球化团队，其中85%以上为研发人员，均来自全球领先的高速接口IP厂商新思科技及国内外顶尖芯片公司紫光展锐、海思、Intel、AMD、高通等。团队成立仅一年，便在国产FinFet先进工艺上快速完成了USB，MIPI、PCIe、DDR、LPDDR、HDMI、SATA、SD/eMMC等接口全系列硅IP的研发和商用。

芯耀辉CTO李孟璋
虽然目前IP被外商高度垄断，国内IP仍处于被“卡脖子”状态。但是，中国接口IP市场近年增速超过40%，增长动力强劲且成长空间巨大，伴随SoC技术发展，接口IP在SoC集成过程中的重要性越来越高，是我们厚积薄发的好时机。

李孟璋强调，要做出被市场认可的高质量IP产品，不仅需要专业的人才、丰富的经验、充足的资金，还需要持续的专注力。芯耀辉的核心技术团队均来自国内外领先的IP厂商，已经积累了十几二十几年与主流客户一代又一代迭代和打磨产品的丰富经验，所研发及量产的芯片IP被国内外几乎所有主流芯片公司广泛使用，在工艺上更是覆盖市场最先进的28/14/12/7/5纳米节点。 “我们的设计能力以及经验属于国际领先水平，同时把资本的投资几乎全部投入研发中，因为芯耀辉团队只做IP研发一件事，专注做好兼容性高、可靠性强的产品。团队正集中精力面向28/14/12纳米及以下先进工艺IP研发，目前我们已经完成了主流接口IP产品线的布局，并已成功将完整IP交付给重要客户，并得到客户认可与持续支持。”

同时，李孟璋表示，作为半导体IP新锐，除接口IP之外，芯耀辉还将投入资源做好智能IP子系统，以解放工程师的创造力，把人工智能、云化等技术应用于传统的IP设计中，做面向未来的技术研发，让芯片设计更简单，满足数字时代应用市场的多元化需求。走在世界前沿的应用市场，加速国产IP换道超车。

行芯则是一家特色鲜明的EDA公司，其CEO贺青表示，自身有独特的产业经历，曾长期在芯片设计公司内部负责EDA及其相关技术的研发，正好跳出纯EDA企业的视角限制，以开发者和用户的双重身份把产业链“从设计到制造全部贯通”，凭借对EDA产业的深入理解，行芯用三年时间开发了三款签核（signoff）产品，均瞄准最先进的工艺，并与行业头部晶圆厂和设计公司深度合作，应用于量产工艺流程中。

从行芯官网公布的产品来看，行芯目前的主要产品有全芯片RC寄生参数提取工具GloryEX、功耗/EM/IR/可靠性签核平台GloryBolt和多物理场耦合分析平台PhyBolt。贺青告诉探索科技（techsugar）:“公司所有的知识产权，全是行芯自主研发，没有通过购买任何第三方的产品获得知识产权，这是行芯引以为傲并且敢于持续深耕的重要特质。”

行芯CEO贺青
EDA和IP向来以开发周期长、导入时间慢著称，连国际巨头新思科技都认为，一般一款点工具至少要3年开发时间，平台型工具则需要5年左右。行芯是如何做到3年开发出多款工具，并被大厂在先进工艺中接受的呢？

贺青解释，当前EDA工具在先进工艺中遇到的问题远比想象中多，而能够帮助设计公司和代工厂解决问题的供应商还是传统几大家，传统厂商开发节奏慢，这让设计公司和代工厂很痛苦。“市场上能供货的厂商很少，如果有一家新公司敢做这样的事情（注：指先进工艺EDA工具），还能满足先进工艺下精度、效率等各种严苛的要求，客户就非常愿意主动合作。在没有专职销售团队的情况下，行芯接到了行业头部客户的大量订v单，在可见的未来，公司都将处于满负荷状态。”贺青说，“先进工艺看起来很难，但如果捅破这层窗户纸，就会简单很多。”

之所以开发速度快，贺青认为原因也很简单，就是行芯整个团队“凝聚产业资源专注研发”，将公司资源向技术创新倾斜，研发人员占比超过90%，让团队始终全力聚焦在产品开发和创新上，与合作的设计公司和晶圆厂协同，快速迭代。”国产EDA基础薄弱，要实现赶超自然要与产业链通力合作，汇集资源，集中攻关。贺青说，国产EDA企业就是要用三分之一的资源，五分之一的时间，做得比国外产品还要好。

中国芯与中国标准

中美科技战和新孤立主义抬头，无疑大大推动了芯片国产替代过程，全行业都认识到了技术自主可控与供应链安全的重要性，国产芯片进入终端厂商供应商目录的门槛大幅降低，终端厂商也越来越支持本土芯片公司。但也有一股舆论值得警惕，即以孤立主义对抗孤立主义，以国产替代之名行民粹主义之实，处处设限，固步自封，只有国产的东西才能用，只有符合中国标准的技术才去发展。如果产业政策被这种舆论所左右，对于中国半导体的长期发展显然是有害无益。

芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民就强调，不要搞孤立的“中国标准”。“做标准一定是做国际的开放标准，不能只搞中国标准，要只允许符合中国标准的Chiplet互连，那这样的产品毫无竞争力。”

芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民

芯路（Chipways）CEO秦岭也持同样观点。“展讯是TD（注：指中国3G标准TD-SCDMA）最大的受害者，我们能活下来是因为做了2G，才维持住生命线。同期多少大公司，多少高管，因为单做TD而血本无归、荡然无存。这么说不是反对国家标准，实际上我非常理解，中国这样一个大国需要自己的技术标准，但当民粹主义主导技术和商业，不顾现实基础，去设立一个没有自我造血能力的标准，这对国家产业发展的伤害是非常非常非常大的！”做了一辈子通信的秦岭，谈起对支持不成熟的中国标准所付出的代价心有余悸，他连用三个“非常”来表示自己的担心。

芯路（Chipways）CEO秦岭

探索科技（techsuga）首席分析师王树一也认为，芯片“国产替代”是中国半导体产业良性发展的自然结果而非目标，中国半导体产业发展的长期目标应该是引领国际信息产业发展趋势，而不是天天打着“国产替代”的旗号来为落后技术或无法落地的“屠龙技”造保护区和自留地，中国芯和中国标准都不应闭门造车，对方越孤立我们，我们越要打通其他通道，汇聚更多不受限制的外部资源，以开放对抗封锁，将中国芯打造成国际芯，将中国标准打造成国际标准，那么技术封锁终将失效。

这当然不会是一帆风顺的路程，就如当年3G标准一样，一定会有部分企业和利益被牺牲，没有为3G标准而付出的惨烈牺牲，也就没有如今5G标准市场化的一马当先。对中国半导体而言，既要防止以“自主可控”的名义拉低中国半导体产业发展速度，也不能急于求成，试图毕其功于一役。芯片行业有其发展固有规律，急不得。恰如一位行业资深人士所言，做芯片就像生小孩，十月怀胎才能孕育新生，太着急的只是早产儿，搞不好还会小产。孟子说的也是这个意思：必有事焉而勿正，心勿忘，勿助长也。

这一点，秦岭深有体会。秦岭从展讯离开之后再出发，创立宁波芯路从事汽车芯片设计业务，宁波芯路的历史最早可以追溯至2011年在美国成立的IP团队，从2014年正式创办芯路开始算，7年来芯路只开发了5款产品，但全部进入量产车前装市场。秦岭表示，当前汽车芯片市场也火起来了，但和消费电子不一样，汽车对芯片产品有严格的要求，汽车行业供应链有严肃的规则，国内芯片公司进入汽车市场时应该遵循这些规则，不能因急于在市场上有所回报就投机取巧。“汽车半导体开发周期极其漫长，它要求团队要以非常沉静凝重的心态来做事，如果绕开行业规则蜂拥而上，恐怕将打掉客户对本土车载芯片产品的信心。”