我國本土芯片業及技術發展探尋

　　輕設計比MTK還MTK

　　芯原(VeriSilicon)公司董事長兼總裁戴偉民博士分析認為，中國臺灣IC業起步比中國大陸晚，當時如果沒有晶圓代工(foundry)業，不可能有MTK(聯發科技)等世界級的fabless。因為臺灣的設計公司和國際IDM(集成器件制造商)巨頭規模相差甚遠。那么中國大陸應該如何根據自身條件突破呢?其中一種方案是從fabless跨越到design-lite(輕設計)。

　　design-lite大概是從三四年前流行的fab-lite(輕制造)引申而來。輕制造意味著IDM減少對制造的投資，只集中于某些特殊的應用的制造，把其余外包給代工廠，如TSMC和中芯國際(SMIC)。與輕制造有些不同，輕設計意味設計公司專注于規范、架構、核心IP和軟件等，而把設計實現和供應鏈管理外包給設計代工公司(如芯原)。由于SoC盛行，芯片設計公司的門檻不斷提高，像漢王等系統公司將向下移動到自己的一些關鍵芯片的增值和差異化方面。在系統公司而言，它們的核心競爭力除了規范和軟件外，還有品牌和渠道。

　　戴偉民認為這是另外一個層次的開放，比MTK還MTK(開放)。因為縱觀現在中國很多企業在推xPad。那么xPAD是誰在操盤?可能是深圳廠商。但或許一些企業連IP都不會寫，為什么會成功?因為圈地比蓋房子更重要!不一定每一個人要自己造房子才能賺錢。

　　但為何要做iPad的輕設計?戴偉民分析認為，手機業的教訓是手機設計廠商打來打去，紅海里苦斗，但都要到MTK買芯片。不過xPAD輕設計模式可以幫助用戶定制，芯片都不需要做了(而MTK還要給用戶提供芯片)。具體來說，你可定制給學生、老人、農民工、醫療終端、汽車電子等，因為這些差異化的應用不可能全買一塊大芯片。你還可以更進一步——自己連芯片都沒有，采用設計代工。

　　多元、細分市場是超越機會

　　包括許居衍院士、TSMC[5]、芯原、iSuppli等多位專家認為xPad對中國大陸是個機會。iSuppli的高級分析師顧文軍從跨欄項目拿金牌聯想到了如何找到中國本土企業的優勢。“我們跳高跳不過白人，短跑跑不過黑人，這就像如果中國大陸去做PC組件較難——中國臺灣已經在此市場了，做手機已經是MTK主導了。”顧文軍說，“但xPad不上不下、不大不小，像大屏幕的智能手機?還是小屏的PC、上網本?這就像100米跑道上放了幾個欄，不是跳得最高或跑得最快就最有優勢，這樣我們拿了冠軍。同理，本土企業需要從多元化、細分化市場上找機會。

　　但做xPAD需要注意兩點，芯原的戴偉民說，首先是技術的同步性，例如競爭對手做40nm，你65nm;對手用ARM Cortex-A9核，你用ARM11，你再怎么做也不行。其次需要設計創意來實現良好的用戶體驗。中國搞動漫的、藝術的人才很多，可惜還沒集中到電子行業!

　　三大EDA巨頭眼里的設計挑戰

　　Cadence認為：軟件對半導體公司來說是個新挑戰，因為他們傳統只設計硬件，現在還要設計軟件。為此，Cadence把新的EDA轉型稱作EDA360(圖1)。EDA360希望幫助半導體公司解決三個層次的問題：1,系統實現，包括早期的軟件開發，系統級的驗證和糾錯;2, SoC(系統芯片)實現，幫助客戶去解決SoC中像reware的問題等底層軟件的開發，以及與器件相關的軟件開發;3, 芯片實現層次，主要解決傳統問題，包括低功耗等。

　　盡管Cadence擁有從IC設計到PCB(印制電路板)、系統設計一整套平臺，但還需要整個產業的合作，諸如IP供應商、IP(知識產權)和設計服務公司、代工廠、與硬件相關的軟件，這其中還包括了Cadence的EDA同行們。

　　Mentor的Andrew Moore認為，當芯片設計規模越來越大、未來有望達到400億晶體管時，為了克服大規模IC的設計挑戰，有四方面的重要技術。

　　第一，硬件仿真技術(emulation)。是使用硬件的解決方案來提高IC設計、驗證的效率。這從邏輯學上看是非常有趣的一件事——用硬件來設計硬件，就像機器人自己在設計一個人一樣。我們大幅度地使用硬件來提高整個驗證的效能。

　　第二，系統設計。現在CPU核大量被使用在現在的SoC設計當中，像ARM核、MIPS核等等，通過軟硬件協同仿真技術，可以大幅提高系統設計的效率。 首先對于這些CPU的指令集進行建模，之后我們就不需要讓CPU在進行系統級仿真時使用比較耗時的RTL仿真，我們可以對一些常用的商用處理器進行CPU的指令集建模。這樣就可以大幅地提高設計效率：首先，我們提高了整個系統級驗證仿真的效能，其次，可以提早讓軟件進行開發，因為這等于我們可以直接在EDA平臺上先把產品原型實現。這樣軟件可以提早在這個平臺上進行開發。而且EDA平臺可以提高偵錯能力，這是傳統硬件原型無法達到的。因為軟硬件協同的功能可以讓系統時鐘停下來，這時當軟件有Bug時很容易去糾錯，也能輕易知道到底是哪個CPU、哪條指令導致硬件和軟件的問題。

　　第三，物理設計與驗證。Mentor的Calibre平臺已經向自動布局布線流程和物理驗證流程整合，這樣可以大幅提高后面物理驗證的速度。