Chiplet和RISC-V是不是中国芯片弯道超车的机会?(上)

源自: 电子工程专辑
作者:刘于苇

芯片,应该是目前人类能够创造最精密、内部最宏大的技术工程。其内部宛若一个微缩的城市,而建成这个城市需要的一砖一瓦都是标准化的“预制件”——半导体IP(Intellectual Property),这些经过验证的、可重复使用且具备特定功能的“预制件”,以搭积木式的开发模式帮助缩短芯片开发时间、降低研发风险。

根据WSTS的数据,芯片设计IP销售额在2021年达到54.5亿美元。今年5月,国际研究机构IPnest发布了“2021年设计IP报告”,对全球IP供应商进行了排名,包括按营收排名,按许可排名,按版税排名。

如图所示,在前十名中Arm依然坐稳IP头号交椅,市场占有率更是高达40.4%。排名第二第三的是两家EDA厂商Synopsys和Cadence。可以看出,全球主要的IP供应商主要来自英美,尤其是在高端CPU、GPU等核心IP和IP-芯片-应用一体化生态上,国际大厂已经形成了较高的技术壁垒。

近年来中国半导体行业的飞速发展,让全行业对IP的需求进入爆发式增长时期,鉴于外商市占率超90%,中国急需自主研发的先进IP技术和产品。需要正视的是,国内IP企业虽然正在向国际领先IP厂商全面追赶,但行业整体底子还较为薄弱,要从成熟的IP标准上超越难度很大。更好的办法是在新兴技术上寻求突破,利用好国内半导体设计和应用企业数量众多的优势,下游驱动上游,加速迭代。

业界普遍认为利好国产IP行业的新趋势包括Chiplet、RISC-V以及一些定制化IP等。虽然国内企业在IP to C(消费类)领域失去了先发的软硬件生态优势,但在目前中国高速发展的智能驾驶、安防监控、物联网等IP to B(行业类)单一应用场景却有着后来者的优势,因为这些新领域还尚未形成垄断型的软硬件生态。

在8月25日举办的中国集成电路设计创新大会暨IC应用博览会(ICDIA 2022)上,奎芯科技产品副总裁王晓阳,奎芯科技市场及战略副总裁唐睿,芯动科技VP/技术总监高专,芯耀辉技术支持总监刘好朋,芯联芯市场开发及销售总监王炳立以及安谋科技产品研发负责人刘澍接受了《电子工程专辑》等媒体的采访。大家就Chiplet的IP复用、标准选择、商业应用场景,RISC-V与MIPS架构在中国的前景进行了讨论,对于IP供应商与中国本土IC设计公司的合作也分享了心得。

Chiplet是整个半导体行业的新契机

鉴于美国政府当前对中国科技企业的打压政策,一些涉及先进工艺的技术面临封锁风险。对于渴望创新的中国半导体厂商来说,如何利用好Chiplet技术,使IP复用和硬件化用于异构集成,是加快下游企业迭代、实现多元化创新并提高良率、降低成本的重要一环。

图 奎芯科技市场及战略副总裁唐睿

如今摩尔定律走到尽头,一些大芯片利用工艺提升性能的方式也走到了极限,唐睿认为,在这种前提下要实现降本增效,Chiplet可能是一条必由之路,因为“如果加快芯片设计和迭代速度,本质上就会加快整个行业的进展。中国软件行业之所发展比较快,就是凭借了应用驱动的迭代速度,在某些领域逐步追上甚至赶超国际大厂。”

王晓阳认为,当前国内IP公司最紧要的任务是全面覆盖半导体IP的种类和制程,这样未来才有机会在国产制程上为上下游客户提供更好的解决方案。“留给我们的时间不多了,Chiplet可以加快这一进程。IP公司则是做Chiplet较好的独立第三方,不管面对IC设计公司、Foundry还是终端厂商都可以起到承上启下的作用。”

芯动科技则是极少数成功量产Chiplet的技术提供商之一,在两三年前已经布局Innolink™ Chiplet互联接口的研发,发布了支持Interposer、Substrate和PCB等3种互联方式的自研Innolink A/B/C IP。高专表示,今年发布的Chiplet快速互连(UCIe)1.0规范,与芯动Innolink方案架构基本一致,“从多年来对各种应用场景的分析和开发来看,我们认为,使用Chiplet互联最理想的环境就是采用UCIe这样的公开标准,统一标准无疑将实现对大芯片生态更强的赋能。不同芯片只要遵循协议就可以实现互联。”

过去大家做芯片,往往是基于内部IP自己的接口协议,仅仅实现自有功能的互连,没有标准的连接协议。UCIe规范的发布对于所有芯片和IP厂商来说是一个丰富芯片功能、寻找更多增量市场的契机。

“通俗来说,如果客户的CPU芯片支持UCIe标准,芯动的IP也支持这个标准,那么就能更方便地在客户的产品上增加更多feature(功能)。所以Chiplet的思路是用UCIe的统一标准定位更好的应用场景、找到最佳的芯片功能组合;而不是为了做Chiplet,硬生生地把应该在一起的芯片拆成两个或者几个。”高专说道。

图 芯动科技VP/技术总监高专

Chiplet用全球标准,还是自家标准?

其实在UCIe发布之前(2022年1月),国内也在着手定制自己的Chiplet标准。2021年5月,中国计算机互连技术联盟(CCITA)在工信部立项了《小芯片接口总线技术要求》,由中科院计算所、工信部电子四院和国内多个芯片厂商合作展开标准制定工作。

目前,该标准的第一版草案已经完成,按照流程应在2022年第一季度,在工信部中国电子技术标准化协会网站上挂网征求意见,第二季度完成技术验证计划制订,年底前完成技术验证,并完成标准文本的确定,进行初版标准的发布工作,首个版本发布即可用。

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#关注#【擘画一体化“同心圆”——廊坊深入推动北三县与通州一体化高质量发展】北三县与通州两地,一衣带水,声息相通。
连通大厂回族自治县和通州区的厂通路河北段引桥工程已完成60%,预计10月完工;北三县(三河市、大厂回族自治县、香河县)与北京国贸之间的京津冀定制快巴试点开通运营,跨省通勤人员1小时快速直达北京中心城区……近来,北三县与通州两地合作共赢的鼓点如马蹄声般迅疾。
2020年,国家发改委发布的《北京市通州区与河北省三河、大厂、香河三县市协同发展规划》,从国家层面为推动通州和北三县协同发展进行“顶层设计”。两地也打破“一亩三分地”思维定式,携手从“协同”发展迈向“一体化”高质量发展,为推进京津冀协同发展作出积极示范。
一体化发展,是区域合作的最高层次。与通州区仅一河之隔的北三县,聚焦北京“摆不下、离不开、走不远”功能和自身产业定位,主动承接北京非首都功能疏解,加快交通、产业、生态等对接协作,与通州区合力打造一体化高质量发展示范区。

织密交通“一张网”
畅通一体化高质量发展“经络血脉”

“平时自驾车到北京三元桥要40分钟,现在有了这辆快巴,实现了网上购票、刷证上车、远程安检,不下车即可快速通过进京检查站,省时又省钱。”现在,家住星河园小区的陈俊营通勤首选京津冀定制快巴。星河园小区是三河(燕郊)至北京通勤定制快巴一线的首发站,终点站是北京国贸地铁G口。
京津冀定制快巴是深入推进京津冀交通一体化、解决环京地区通勤人员进出京交通不便、出行时间长等问题的创新举措之一。“目前,往返廊坊北三县至北京国贸之间的京津冀定制快巴共投入大巴车48辆,设置45个上下车点位,可满足2000多人同时乘车出行需求。”廊运集团北三县定制客运分公司副经理陈东宏说。
交通路网是一体化高质量发展的开路先锋。近日,北京市政府正式批复《北京市轨道交通线网规划(2020年-2035年)》,推动形成以首都为核心的世界级城市群主干构架,建设“轨道上的京津冀”正驶入快车道。
在北京轨道交通22号线(平谷线)三河市燕郊潮白大街站、神威大街站施工现场,工人们正紧张有序施工,北京城市轨道交通工程首次延伸到河北。截至目前,神威大街站已完成总体进度的28%;潮白大街站已完成总体进度的32%。北京轨道交通22号线(平谷线)三河段力争2025年与北京段同步通车。
北京轨道交通22号线(平谷线)是高质量打造“轨道上的京津冀”的骨干线路。“平谷线建成后,将成为首条京冀轨道交通区域快线,通勤人员可选择乘坐轨道交通进出京,从而有效缓解北京东部廊道客流压力。”三河市交通运输局副局长王铎说,三河市群众翘首期盼多年的“坐着地铁进北京”的梦想,不久将成为现实。
串联起北京城市副中心、燕郊、大厂、香河等地的京唐城际铁路,按计划将于今年建成通车;厂通路、姚家园路东延、石小路、通宝路等4条京冀跨界道路,均进入实质性实施阶段……为了畅通交通“血脉”,北三县努力打通“主动脉”,畅通“微循环”,构建与通州区互联互通的一体化交通体系。
在京冀两地合力推进下,目前,北三县与通州区对接道路达10条,通达公交线路30多条。日益完善的跨界交通路网,将把北三县和通州区越来越紧密联结在一起,为两地人流、物流、信息流等交流融合提供便捷通道。

共抓产业“一条链”
加速一体化高质量发展动能积蓄

在大厂回族自治县,国家京剧院文旅融合产业化基地项目施工现场,一片具有典型的中式园林建筑特色的房屋已显出雏形;中国人民大学文化创意产业园里,多栋大楼拔地而起……这些项目建成后,将与中国人民大学、国家京剧院等开展合作,发展文化创意、康养旅游等产业。
产业协作是推动通州区与北三县一体化高质量发展的重要引擎。根据有关规划,我市明确了“科创燕郊、智造三河、商务大厂、文旅香河”的县域经济定位,积极构建“北京研发设计、北三县转化配套”的产业链协作新格局。
8月26日,三河市在北京中关村丰台新兴产业基地举办北京·三河科技装备产业推介会,搭建央企京企与三河市政府部门、园区、域内企业沟通对接交流平台,促成11个项目集中签约,签约总金额20.8亿元,涉及电子信息、智能制造、医疗器械等各个领域。
瞄准北京“摆不下、离不开、走不远”的功能和产业,聚焦在京央企、科研机构、金融机构等,2019年以来,北三县连续3年与北京共同举办项目推介洽谈会,累计签约合作项目和事项124个,意向投资799亿元,涉及区域开发、城市更新、科创基地、轨道交通等领域。目前,有研稀土、中航试金石检测科技等38个项目建成投产,中冶总部基地、华海云谷云计算数据中心等一批重点项目正加快建设。
近年来,我市着力推进北三县与通州区实现产业链、供应链、创新链深度融合,提升与通州区协同创新能力,积极推动制造、配套服务等环节深度协同。
“公司从北京搬迁至此,大部分员工实现了家门口上班,员工没有一个流失。”落户兴远高科产业园的河北衡远科技有限公司运营管理负责人细数着园区的“红利”:这里有专业服务团队帮助解决生产经营需求;在人才引进方面“牵线”,及时对接各方资源;帮助企业申报知识产权……像兴远高科产业园一样,目前,三河共培育各类科创园31个,已建成19个,累计入驻企业865家,京企占比达60%。
专显(河北)科技有限公司从北京搬到香河机器人小镇后,拎包入住,实现了快速投产。目前,香河机器人小镇已签约企业150多家,逐步形成产业链条不断完善的机器人产业集群。大厂回族自治县引进数字经济总部商务区等产业项目,高新技术企业和科技型中小企业数量持续增长……立足主导产业方向和现实产业基础,北三县着力打造电子信息、高端装备、生物医药健康、影视文创、家具等特色产业集群,并积极推动特色小镇对接合作,实现联动发展。

下好公共服务“一盘棋”
共享一体化高质量发展民生“红利”

“这里配套齐全、服务周到、医疗保障专业,环境又好,住在这儿就是一种享受。”目前,三河市燕达金色年华养护中心内,5000多名老人颐养天年,其中9成以上老人来自北京。这里绿树成荫,环境幽雅,家庭氛围浓厚,独具特色的“医养结合”新模式让老年人有“医”靠更安心。
三河市燕达金色年华养护中心是京津冀养老试点单位和北京市养老外延试点之一。目前,养护中心已投用的一期二期项目共有养老床位一万多张,正在建设的三期项目规划床位4690多张。位于香河县的大爱城,也吸引了京津等地一批老人颐养天年。
百姓获得感足,是北三县与通州一体化高质量发展成果的最好体现。不仅同城化“跨城养老”成趋势,在教育、医疗卫生、文化旅游等领域,北三县与通州区也按下共建共享“快进键”,公共服务落差逐渐缩小。
北三县与北京市签署了教育发展合作协议,建立了13个基础教育协同发展共同体,在校际合作、教研管理、资源共享、文化共建等方面深化合作。2021年,北京潞河中学三河校区、北京实验学校三河校区挂牌成立,教育教学工作朝着与北京总校“同形、同构、同质”的办学目标迈进。
医疗卫生方面,北三县已与北京50多家医疗机构开展技术合作。其中,潞河医院、通州区妇幼保健院、东直门医院通州院区等医疗机构,与北三县医疗机构组建医联体。北京潞河医院香河医康院区紧张施工,预计年底可全部封顶,建成后可为区域居民提供高水平医疗服务。
目前,北京环卫、北京热力、北京建工、北控水务等京企参与三河市市政基础设施建设、运营,“京标服务”正加快覆盖北三县。随着多方面合作持续深化,当地群众正享受到越来越多的一体化高质量发展“红利”。


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