所有人都看好的中国半导体行业 要走一条怎样的路

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全球的半导体行业在2017年迎来了一个好年景,据机构估计,到年底会有4000亿美元的销售额,增幅达到20%,而中国市场也将会达到1.3万亿的销售规模。创纪录的数字背后,是政府对产业的扶持,国际半导体巨头的全力投入和中国半导体人多年不懈努力。虽然摩尔定律大限在即,但是新应用却给半导体行业注入了新动力,中国半导体行业也会在多重机遇垂青下获得提升。

在中国半导体行业协会集成电路设计分会2017年年会(ICCAD)举办之际,众多行业巨头纷纷表达了自己对中国半导体行业发展的看法,为中国半导体行业的未来拼出了一幅全景图。

 

中国半导体市场的主旋律

虽贵为高科技行业,但是半导体行业依然是要靠应用来驱动的。在谈到对明年的市场热点预期时,厂商们不约而同地提到了人工智能(AI)、汽车电子和物联网。

人工智能是能引发人们无限想象的技术,它不是单靠算法就能实现的,按照VeriSilicon创始人、董事长兼总裁戴伟民的说法,“各公司已经在算法上做了很多的工作,下面的问题就要靠芯片来解决了。”

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今年行业中出现的大批AI芯片公司,如寒武纪、深鉴科技、地平线等印证了他的说法,一大批AI专用芯片纷纷亮相。

戴伟民认为在终端实现AI是目前最有前景的,这里又有两个应用场景称得上是“刚需”:一个是安防监控,一个是无人设备。

Synopsys全球副总裁及亚太总裁林荣坚也认为汽车同AI结合会产生难以估量的效果,“中国的汽车保有量是全世界最大的,AI技术也是发展最快的,市场加上技术,将造就更大的应用。”

Kilopass销售副总裁Lee Chu将汽车电子归为IoT的一部分,“中国在通信方面已处于领先位置,如果把通信和IoT结合起来,再加上安全的需求,会在终端产生大量的计算,这将对存储器、处理器产生巨大的需求。”

TSMC中国区业务发展负责人罗镇球同样看好IoT,因为中国庞大的人口基数是支撑IoT发展的重要条件,“IoT、汽车电子和安防,中国是与世界同时起步的,三五年后应该会有不错的结果。”

除去AI、汽车电子和IoT这三驾马车,厂商们还看到了不同的风景。Synopsys关注于信息安全领域,因为在万物智联的时代,必须保障信息的足够安全,其软件监测,挖掘,认证系统目前已经广泛应用在金融、通信、互联网等领域,为智慧联动提供保障。

Cadence中国区总经理徐昀女士认为工业物联网会有大发展,摩尔精英CEO张竞扬看好智能硬件和可穿戴设备,芯动科技的产品总监何颖关注了区块链技术和安全芯片,Mentor中国区总经理凌琳则认为3D-NAND Flash和固态存储的主控芯片可能会有大增长。根据魏少军教授的报告,通信和消费是2017年国内IC产品占比最大的两类,情况同众嘉宾的印象接近。

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可以看到,中国市场已经与全世界同步,有些领域甚至还有先发优势。

 

中国半导体行业从哪里突破?

坐拥全球第二大的经济体,中国半导体行业有着政府的全力护航,有着巨大而多样化的市场需求,有着令其他国家羡慕的工程师人数,那如何赶超国际领先水平呢?

按照一般的划分,半导体行业可以分为设计、制造和封装三大部分。戴伟民很看好设计公司的未来,他提示大家注意三个红利:一是资本红利,以大基金为首,辅之社会资本,全行业集中了海量的资金;二是制造红利,中国修建了很多的晶圆厂,产能肯定充足;三是人才红利,因为芯片设计公司的并购频发,造成很多海外人才无用武之地,他们正在陆续回国寻发展,这些技术精英是国内正缺乏的宝贵资源。

同是国内EDA(电子设计自动化)软件提供商的代表,华大九天副总经理杨晓东认为国内设计公司面临的压力很大,因为产品的更新换代太快了,所以要持续稳定增长,半导体企业就要做很长时间的积累。同时,做产品不能光做好自己这一块,还要同整个产业链结合起来。“创造不仅仅是自身的创造,更多的是产业链的合作创造。”

罗镇球将目光放在了具体的产品上,因为处于产业链中特定的位置,TSMC有机会同很多新公司接触。“几乎你听过的世界上的新产品,中国都有公司去做”,这是他直观的感受,“我看到很多有实力、有激情又有资金的公司在做消费类的产品。”

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“AI已经有很多宣传了,而在安防监控领域,中国十几年的技术积累正在慢慢释放出来“,罗镇球补充。因此,市场应用范围越大的领域,越容易取得突破的。

对于国内公司怎么发展,众嘉宾也是不吝赐教。林荣坚从台湾地区产业发展的经验上,提出每个公司要专注在不同的点,而不是做同质化的竞争。志翔科技CEO蒋天仪博士也赞同这个观点,他认为中小公司要想生存下来,要么是技术独到,要么是切入特定的市场。

另外,罗镇球看到了国内在产业化方面的知识和经验还有所欠缺,需要补强。Lee Chu则点出产业化的关键在于合作,国内相关的平台还不够多,“造成资源交流和配合力道不够。”

戴伟民博士则比较重视资本的调控作用,他认为产业基金应该多扶持创业公司,敢于做长周期的投资。

 

跨界的EDA厂商

EDA厂商在不断跨界,从芯片、电路设计软件,到IP的平台,再到系统设计,还有硬件验证。这一条路是“不务正业”,还是顺势而为呢?

“我们公司的业务范围看起来是扩展了,实际上还是跟随产业的需求而变化”,林荣坚说,“我们要做IoT,做汽车电子,就避免不了介入安全问题,因此产生了安全IP,所以业务扩展是跟随需求逻辑自然产生的。”

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Synopsys总裁兼联席CEO陈志宽博士在大会的演讲中就提到:Synopsys花了大力气在软件安全方面,目前有1000人的团队从事这方面的工作。

“如果等系统上线再谈安全就来不及了,必须从源头,当软件开发的初始阶段就构建安全架构”,林荣坚强调,“Synopsys从源头到整个软件都有相应的安全方案,这样确保芯片出来之后,不论用到什么场景,都有一定程度的安全保障。”

徐昀也提到业务拓展的这个逻辑,“随着芯片设计的复杂程度提高,各家客户都需要IP方面的配合,在验证方面,则需要软硬件的协同,也都是EDA公司在发展的方向”。

实际上,芯片的设计已经不再是孤岛,从系统层面考量芯片设计将是行业的主流。所以,EDA软件开始向系统层级做扩展。

“中国的企业早就意识到,系统要有优势,就要自己设计核心的芯片,对Mentor来说,我们既可以协助他们进行芯片设计,也可以协助他们设计整个系统”,凌琳表示,“EDA厂商要在市场需求爆发之前,整合软硬件的原型设计,包括嵌入式系统的设计,帮助创新初创公司降低进入市场的门槛。”

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不过,这种扩展也是有边界的,“我们只做最拿手的部分,其他都会和设计公司、晶圆厂充分合作”,林荣坚说。

 

AI时代的EDA

这是一个不争的事实,AI的崛起,在重塑EDA软件和EDA厂商的业务。

“EDA工具在运行过程中会产生大量的数据,过去没人看中这些,但是在经过深度学习之后,这些数据帮助了我们的发展”,林荣坚举了个例子,“有一个产品,经过深度学习改造之后,原来给客户提供完美解决方案要几个月,现在只需1-2周。”

这样的案例促使Synopsys公司内部各部门都在开发AI,为此,IT部门发展了共同的机器学习平台,让不同的产品在开发过程中不需要做重复的设计。

不过,带给EDA厂商红利的背后,AI也带来了不小的挑战。

林荣坚介绍,做AI芯片的用户,一定会用到异构架构,为了让异构设计顺利运行,需要搭配专门的工具,这就是带给EDA的挑战之一。

第二大方面就是验证,搭载AI的芯片会用在各种场景中,比如自动驾驶,要保证在各种状况下的安全性,这就大幅拉高了验证的难度。

“AI芯片规模非常大、复杂度高,需要多引擎以相互补充来保证最后验证的有效完整”,徐昀补充。

AI是一个新生事物,没人能说清它的未来是什么样。但是,可以肯定的是,EDA工具经过与AI的融合,一定会产生质的飞跃。

 

系统厂商做芯片会改变什么

在AlphaGo击败柯洁的战役背后,是谷歌开发的专用处理器TPU,随后,各大科技巨头都公布了自己的定制处理器。一时间,系统厂商自己做芯片的声音响彻业界。这对整个半导体行业意味着什么呢?

戴伟民认为做云计算的公司的力量越来越强,“以前是芯片公司为主,现在要围绕阿里、腾讯、百度、亚马逊、谷歌转,他们想做芯片的力量很大,这就是谁在主导这个行业的问题。”

林荣坚指出系统厂商所占份量增高是一个趋势,他以汽车为例,“以前的汽车行业分工非常清晰,现在汽车电子兴起以后,整车厂也在往系统方向靠近。”

不过,这其中也存在一个问题,那就是做系统的不懂IC,做IC的不懂系统。“这就是机会,通过一些方法让两拨人能在前期沟通,能够做很多的交流,这块应用的将来会更长久”,林荣坚说。

戴伟民也持相同的观点,“当芯片向系统发展的时候,上面的人(系统设计)连芯片团队都没有,所以就会找我们(设计服务公司)。”

罗镇球另外提到,“现在很多系统公司也在研发芯片,如果一开始就考虑到打造差异化,再加上系统公司自身的体量,应该会有更高的机会获得成功”。

系统厂商抢了IC厂商的饭碗,情况也并非如此,“是下面的人(芯片)朝上走,先把一块板做成芯片,软件都写好了,它做了很多系统的事情”,戴伟民有自己的看法。这里的含义就是现在的芯片公司除了做芯片外,还要提供中间件和软件。这造成芯片厂商将原本系统公司的工作都做了,那么系统公司集中精力发挥定义产品和营销优势即可。

综合来看,系统公司和芯片在融合,用林荣坚的话说,“现在很难区分一个公司到底是什么样的公司”。

 

晶圆厂的升级路线

国内掀起了一股晶圆厂建设热潮,各种工艺路线也轮番登场。对此,也引发了很多争论。

罗镇球回忆起20年前的台湾地区也经历过类似的状况,他指出,盖工厂不难,难在做什么工艺,以及客户在哪里。工艺决定了晶圆厂的基础建设需求,而客户决定了未来的营收,只有这两个方面都考虑到了才能更高效地保证晶圆厂的投资回报率。

TSMC之所以选在南京盖厂,是因为中国集成电路设计走到这一步了。据他介绍,TSMC在中国正在做的16纳米、12纳米项目就超过20个,“中国设计已经走到这一步,当然我们就要有基地服务这些客户。”

对于这种“百花齐放”,上海华力副总裁舒奇倒认为是好事,因为竞争越强,会给国内的设计企业创造更好的平台,提供更多的选择。华力微的一期圆满完成,15000片产能甚至到明年的上半年全是满载。据他介绍,二期是40000片产能,主要关注28纳米,还有三期和四期在准备,同时打桩三期已经打完了,也是40000片。

在产能提升的同时,晶圆厂也在不断开发新的技术来满足行业的需求。“台积电开发的CoWoS封装技术,将存储器和模拟、数字IC都封装在一起”,罗镇球说,“这项技术已经研究十年了,就像寒武纪的开发者,在念博士的时候就开始了研究”。这项技术把平面的芯片立体化了,从广义上讲,它延续了摩尔定律的生命。

 

IP厂商迎来了大机遇

“做IP的不怎么讨喜,不像做产品可能一下卖几百万、上千万就出去了,做IP是基本工夫,要慢慢发展”,这是Lee Chu的感受。

戴伟民也说,做设计服务的不能跟客户竞争,偷偷做产品。言下之意,做IP和设计服务的就要做好本业,苦练内功。

不过,中国市场正在带给IP厂商巨大的商机。目前国内市场比较热门的存储器,就是Kilopass的主业,作为知名的存储IP供应商,特别是在安全芯片上的解决方案,Kilopass将为中国存储产业的发展提供新老技术的支持。

Lee Chu发现国内市场正在升级,从简单存储提升到以安全为主,“以前可能只是简单的密钥,现在针对密钥会有自己的系统。”Kilopass在这方面的技术积累,可以帮助国内企业快速迈过行业门槛。

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但是,由于韩国掌握主要技术,国内要在这个领域进行超越,将是一场长期而艰巨的竞争。Lee Chu表示,国内企业跟学界要有更多的配合钻研,才能够有自主开发技术形成突破。

而专注数模混合信号电路IP的芯动科技则继续关注IoT市场,还有高性能应用,如AI和高性能计算。“在IoT市场,必须要降低功耗;而对于高性能应用,接口IP目前是瓶颈”,何颖表示,这些都是国内IP公司大有可为的地方。芯动科技在数十年如一日的不懈努力下,如今已在国内IP vender中成为领军企业,服务了很多大家耳熟能详的企业,如中兴微,华为海思等,也与国际各大主流制造封装厂建立了亲密的长期合作关系。芯动科技用可观的出货量和超高的产品良率证明了,国产IP在国际市场上的位置正在稳步上升。同时,何颖总监也表示,国产IP目前仍有很大空间,芯动科技在未来会继续为中国市场提供优质的、高效的IP服务。

国内市场处于于高速的发展时期,芯片公司单凭自己的力量是无法驾驭的。所以,利用成熟的IP核就是一个稳妥而简便的方法。IP公司,特别是拥有完整IP的公司甚至受到了系统公司的青睐。

 

怎么更好地服务于中小公司

根据魏少军教授的报告,中国目前有1380家芯片设计公司,人数小于100人的小微企业就有1223家。如何服务于这些客户,需要EDA厂商、IP公司和晶圆厂认真思考。

“国内的公司非常有活力,因此会有很多的客户带着全新的项目来找我们”,罗镇球表示,“面对这么多客户两件事对我们很重要,首先要覆盖足够多的客户,覆盖足够多的客户才更有机会覆盖足够大的市场,尤其在中国集成电路产业如此欣欣向荣的情况下,这是我们必须要做的。”

他进一步强调,“其次要帮助和支持有潜力有实力的客户。面对有潜力有实力的客户,我们常会在了解他们之后向他们提出从我们角度的建议,并且尽可能得提供我们可以提供的帮助和支持,我们没有自己的品牌产品,客户成功我们才有生意,所以我们非常希望我们的客户成功,而且我们会尽全力帮助他们成功,这也是我们在中国能够持续发展的原因。”

林荣坚接触了很多小规模公司,他认为小公司一缺软件资源,二缺人才,而人才的问题尤为重要。所以,Synopsys在国内是第一家全面与ICC合作的公司,不但提供资源,还提供课程。“我们在中国花了十多年时间,将132种中文课程无偿给相关单位”,他补充,“我们还搞了IC设计行业人才白皮书,希望把中国的现状反映出来。”

中国的中小设计公司是一股不可小视的力量,下一个行业的独角兽可能就在这中间诞生。

 

最后,还要埋头苦干

每位受访的嘉宾都认为半导体行业是个需要技术积累的行业,没有长久的积淀是不能获得成功的。同时,也需要正确的策略来引导。

戴伟民:我觉得要利用人才红利,要有专门投初创公司的基金。

林荣坚:技术要突破现在很不容易,技术是人做出来,人材不够,就是很大制约因素,这点要解决。

罗镇球:我觉得有政府资金的支持,有庞大的人口,又有很有活力的从业者,该具备的资源都看得到。最后,希望行业中的每个人要有企业家的精神,做一件事情就要专注,不要浮躁,专注本业,该做什么就只做什么,这样才能做好,并且做强做实。

Lee Chu:除了激情之外,要有耐心继续走下去,看跟高校怎么配合,更希望业界能够继续支持高校研发。很多尖端科技还是从高校研发出来的,希望多关注一下。

中国半导体已经走在了正确的路上,走好走稳每一步才是目前最为关键的。
 

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