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中国芯片开发的成长梦魇:流片难题如何解决?

发布时间:2020-09-21 14:37  浏览次数:80

如果问一位芯片开发者,“你最大的工作压力来自于什么?”相信大部分的开发者都会回答两个字——“流片”。判断流片成功与否,不仅仅指芯片通过一系列工艺之后制造成功,而是最终的芯片产品能够实现设计的技术规格,准时地投入市场,并满足应用需求。

一个芯片开发项目,需要经历从产品定义、设计、验证仿真一直到最终流片的漫长过程,而作为“终极大考”的流片,此前漫长过程中的任何一个小疏忽都可能导致流片失败,而一旦流片失败往往意味着企业将面临数千万美元起的损失和至少半年市场机遇的错失。这对于许多企业而言,流片失败是无法承受之痛。

“流片难题”,中国芯片开发者的“成长梦魇”

在新思科技发布的《中国集成电路项目管理与研发现状和愿景白皮书》(以下简称“白皮书”)中,我们第一次从芯片开发者个人的角度去审视流片成功率这一困扰着中国IC产业的难题。根据白皮书的统计,参与项目流片成功率达到90%的开发者仅仅占总数的30%,而大多数开发者,不得不常常面临流片结果不如人意的情况,长期处于焦虑之中。而造成流片失败的原因有很多,而在开发者看来,其中最主要的原因有三点:

第一是产品设计与应用市场的实际需求出现偏差。芯片产品的开发周期很长,不算顶层架构设计验证,最少也需要半年时间,在汽车等要求严苛的产业,因需要安全等相关认证,更是动辄需要3、4年时间。这就好比在一条尚未定型的赛道上进行马拉松比赛,在没有到达终点前,谁也不知道会在终点遇见什么。而一旦在产品定义阶段预测错了应用市场未来的实际需求,往往就意味着失败。

第二是产品开发过程中配合不顺造成的项目周期拖延。芯片产品开发,从工具、IP选择到不同模块设计再到生产制造、封装测试,至少40余个环节,每一个环节都需要内外多方同心协力以一致的步伐前进,任何一个环节配合不到位都可能导致周期拖延无法满足项目要求,并最终失去最佳上市时机而导致失败。

第三则是实际流片后的产品无法达到设计的技术规格。在设计集成电路的过程中,开发者不仅要确定产品的性能、功能、尺寸、功耗等参数,还需要考虑到芯片必须满足的协议、规范,以及生产工艺等诸多条件。在任何一个环节上稍有不慎,就会导致最终芯片无法实现设计的技术规格。

“低头跑”,中国芯片开发者的短板

从这三点导致流片失败的主要因素来看,我们不难发现,要想实现较高的流片成功率,就要求开发者具备全产业链的视角,能够准确把握终端应用市场的发展趋势,高效协调整合整个开发周期的全产业链资源,而这恰恰是中国芯片产业的短板之一。

在白皮书中,我们发现了中国芯片开发者的一个主要问题——始终在低头跑,很少抬头看。长期以来,中国芯片开发的主力人群更多在参与标准芯片开发项目,缺乏对终端应用的探索动力,很多情况下也未能过多参与客户终端应用,但也因长期处于被动满足需求的状态,相比于欧美大厂,中国的芯片开发者往往对客户需求以及产业生态的变化缺乏准确认知,在面对客户和市场需求时缺少可行思路,使得产品定义和规划难成为全行业普遍共性问题。

如果从中国芯片技术研发人员来看,当遇到功能和指标难题时,超过 90% 会选择与内部人员或固定小圈子处寻求帮助,例如与项目经理及架构师核实指标、与其它模块同事商量回补,或是请教有经验的前辈等,只有不足 8% 的人会考虑在论坛或供应商处寻求专业建议。由此可见,中国集成电路开发群体中仍然缺乏全产业链生态协作。

在新思科技中国芯片设计自动化事业部总经理谢仲辉看来,“中国IC产业要进一步步摆脱小作坊式师徒传承的模式,学会生态联动,借助外部支持力量,加速企业自身的发展。” 特别是在初创企业中,如果还是以埋头做项目的理念来进行芯片产品开发,面对日益复杂的芯片设计挑战,企业将会陷入闭门造车的困境,极大地局限公司的发展。

“抬头看”,全产业生态支持的前行

那么,中国的开发者要如何才能真正做到“抬头看”,也就是结合全产业链经验,准确把握应用的需求,实现应用层面的真正创新呢?

首先,是要建立符合自身的全流程项目管理模型。白皮书中提及了这么一个案例:燧原科技依靠新思科技的支持,结合生态链上游经验,将所建立的全流程项目管理模型应用于从设计到流片的项目全流程,保障了各项目的顺利推进。受益于此研发协作模式的创新,成立仅两年的的燧原科技 , 仅用18个月时间,就成功流片了国际巨头需要耗时至少3年才能迭代完成的 AI 大芯片。

针对AI芯片开发存在的问题,新思科技设立全球人工智能实验室,致力于在更开放的平台上,与行业专家共同探索人工智能技术发展所带来的的软硬件协同开发等新问题,并寻求更有效的解决方案,帮助开发者加速人工智能芯片的开发和应用普及。

同时,新思科技所推崇的“Shift Left(验证左移)”方法学也展现出其巨大的价值。随着芯片赋能的5G、AI等新应用进入加速发展期,时间对于芯片开发者的价值越来越大。而新思科技从自身的优势出发,为中国的芯片开发者提供了完整而强大的工具链、齐备而成熟稳定的IP,帮助企业从最初产品定义期开始验证项目流程管理的顺畅性、合理性,让整体步骤前移,从而加速设计进程、缩短设计时间并提高设计成功率。从燧原科技的AI芯片到黑芝麻智能科技的自动驾驶芯片开发,再到百度在芯片开发领域的探索,新思科技的“Shift Left”方法学无一不在发挥着其重要的作用。

勇闯“无人区”,中国IC产业未来的探索边际

历经多年应用市场的繁荣滋养和积累沉淀,中国 IC研发在多个领域正由追赶者逐步接近、甚至超越行业先行者。正如同新思科技中国董事长兼全球资深副总裁葛群在白皮书序言中所说:“中国集成电路产业开始步入5G、AI、自动驾驶等新兴技术研发的‘无人区’,为IC研发提供了全新的赛道机遇。”

新思一直致力于通过领先的EDA技术协助整个IC产业探索新路径,比如重要性日增的云上 IC 设计,融合了 EDA 技术与云端运算性能与储存优势,可解决新产业环境下 IC 设计所面临的算力缺口,为集成电路开发者提供实时可用的算力、敏捷部署的研发环境、高度协同的开发流程,从而大幅缩短产品上市时间,也能充分释放开发者的创新能力,这种研发协作模式的创新,是集成电路开发企业增强市场竞争力的绝佳选择之一。

或是利用AI技术辅助开发者进行决策,例如新思的DSO.ai项目,通过AI技术帮助开发者在芯片设计的巨大求解空间中自动获得最优解,进一步提升了开发工具的抽象级,从而解放芯片设计团队大量的开发力量,帮助开发者获得更多的时间以产业链的眼光去思考应用层面的创新。

从白皮书中不难窥见,中国集成电路产业有幸拥有一群充满求知欲、探索热情高涨、“为爱坚守”行业的开发者,他们正在不断拓宽自身知识领域,以一种前所未有的活力和创造力去去探索芯技术的边界。而这种“芯际探索”更离不开EDA工具的创新以及由EDA工具所串联起来的全产业链生态协作,唯有开发者真正将眼光投向整个产业链和应用端实际需求,从抽象级较低的开发工作中解放开发者的创新能力,才能实现更高的流片成功率,开发出真正能够赋能应用的创新芯片产品,解决困扰开发者的“流片难题”。

白皮书请转到:http://download.eeworld.com.cn/detail/muyankop/613389