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        國產芯片開發為什么這么難?2023 中國芯片開發者調查報告發布(1)

        發布人:AI科技大本營 時間:2023-06-09 來源:工程師 發布文章
        造芯難,隨著各產業的發展,研發不同場景下的芯片更難。

        不久前,OPPO 芯片設計子公司哲庫關停,兩名高管在最后一次會議上幾度哽咽,宣布因為全球經濟和手機行業不樂觀,公司的營收遠遠達不到預期,芯片的巨大投資讓公司無法負擔,最終 3000 多人原地解散。這一消息迅速席卷全網,也給半導體行業帶來一抹悲涼的色彩。

        事實上,近幾年來,隨著國際競爭環境的演變,以及半導體行業的長周期性,芯片行業面臨著多維度的挑戰。日前,CSDN 從開發者、工程師維度進行了深度的調研,最新發布了《2023 中國芯片開發者調查報告》,分享開發者認知中的芯片行業現狀,揭曉國產芯片研發的重點難題,希望借此能夠為半導體行業的從業者、企業、學術研究帶來一些思考。


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        芯片人才缺失嚴重,軟硬協調能力培養需重視


        一直以來,芯片從設計到制造從未有過坦途。這背后需要大量的知識積累和開發經驗,但在國內這方面的人才儲備仍然相對較少,這使得芯片研究和開發的進程受到了限制。

        數據顯示,開發者對芯片的了解程度存在較大差異。僅有 6% 的開發者能夠深入理解技術,較深入應用。多數處于了解概念階段,占比近五成。

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        開發者對芯片的了解情況

        究其背后,要開發芯片,相關從業者需要掌握一系列技術,包括但不限于:

        邏輯設計:了解數字電路設計和邏輯門電路。你需要熟悉硬件描述語言(HDL)如 Verilog、VHDL,以及邏輯設計工具 EDA(Electronic Design Automation)等。

        物理設計:涉及芯片的物理布局和布線。

        模擬設計:熟悉模擬電路設計和模擬集成電路(IC)設計技術。這包括了解模擬電路元件、電路模擬工具如 SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis),以及模擬電路布局和布線。

        射頻(RF)設計:了解射頻電路設計和射頻傳輸原理。這涉及高頻電路、微波電路、天線設計等。

        數字信號處理(DSP):了解數字信號處理理論和技術,用于設計處理音頻、圖像、視頻等數字信號的芯片。

        時鐘和時序設計:掌握時鐘電路設計和時序分析,以確保芯片內各個模塊的時序一致性和正確性。

        混合信號設計:熟悉模擬和數字電路的集成設計,以便開發混合信號芯片,如數據轉換器(ADC 和 DAC)或傳感器接口。

        半導體工藝技術:了解半導體制造工藝和工藝流程,包括光刻、薄膜沉積、離子注入、蝕刻等。這對于了解芯片制造過程和對芯片性能的影響非常重要。

        芯片驗證:了解芯片驗證技術,包括功能驗證、時序驗證、功耗驗證和物理驗證。這包括使用仿真工具、驗證語言(如 SystemVerilog)和硬件驗證語言(如 UVM)。

        芯片封裝和測試:了解芯片封裝和測試技術,包括封裝類型選擇、引腳布局、封裝材料和測試方法。

        以上只是芯片開發中的一些關鍵技術,也屬于冰山一角。因此,芯片開發人員需要不斷學習來提高自身的技術水平和競爭力。數據顯示,芯片相關從業者有超過半數的人,每天至少學習 1 小時以上。

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        開發者在芯片開發技術上學習時長

        對于芯片開發這個復雜的任務,隨著物聯網、5G 網絡、人工智能等領域的快速發展,對高性能芯片的需求越來越大,而這種需求又遠遠超過了現有的芯片工程師數量。55.98% 的開發者表示,他們團隊當前最急需的是芯片架構工程師。其次是集成電路 IC 設計/應用工程師、半導體技術工程師。

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        行業急缺的芯片工程師

        對此,中國科學院計算技術研究所副所長包云崗點評道,芯片設計人才嚴重短缺,軟硬件協同能力培養需重視。在調研的開發者中,只有 6% 的開發者能夠深入理解芯片技術,也就是芯片設計人員僅占軟件開發人員的 1/16 左右(6% vs. 94%)。用軟件行業來對比,2021 年軟件相關產品營業額約為 36000 億(軟件產品收入 26583 億元+嵌入式系統軟件收入 9376 億元),芯片設計行業產值約為軟件開發行業產值的 1/7。這些統計數據口徑并不一致,但也一定程度上能反映出芯片設計人員的嚴重短缺。


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        小團隊作戰,AI 成為芯片應用的重要場景之一


        放眼當前國內芯片市場入局的公司規模,呈現出一定的分散趨勢。40.42% 的公司人數小于 10 人,這些公司可能是由獨立的芯片設計師或者小團隊組成,可能主要專注于某個細分領域的應用開發。

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        芯片公司的開發人員規模

        數據顯示,當前的芯片公司的芯片主要服務于物聯網以及通信系統及設備。其中,物聯網占比最大且遠高于其他產品/服務,占比 31.07%,其次為通信系統及設備,占比 20.63%。

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        芯片公司提供的產品/服務領域

        人工智能蓬勃發展,越來越多的專用芯片設計用于人工智能領域,它們的特點是針對特定的計算任務進行了高度優化。數據顯示,在國內的芯片公司中,有 38.46% 的芯片是搭載人工智能技術的,能為人工智能應用提供更加高效的計算能力。

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        芯片搭載人工智能技術的比例



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        關鍵詞: AI

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