我国本土芯片业及技术发展探寻

　　轻设计比MTK还MTK

　　芯原(VeriSilicon)公司董事长兼总裁戴伟民博士分析认为，中国台湾IC业起步比中国大陆晚，当时如果没有晶圆代工(foundry)业，不可能有MTK(联发科技)等世界级的fabless。因为台湾的设计公司和国际IDM(集成器件制造商)巨头规模相差甚远。那么中国大陆应该如何根据自身条件突破呢?其中一种方案是从fabless跨越到design-lite(轻设计)。

　　design-lite大概是从三四年前流行的fab-lite(轻制造)引申而来。轻制造意味着IDM减少对制造的投资，只集中于某些特殊的应用的制造，把其余外包给代工厂，如TSMC和中芯国际(SMIC)。与轻制造有些不同，轻设计意味设计公司专注于规范、架构、核心IP和软件等，而把设计实现和供应链管理外包给设计代工公司(如芯原)。由于SoC盛行，芯片设计公司的门槛不断提高，像汉王等系统公司将向下移动到自己的一些关键芯片的增值和差异化方面。在系统公司而言，它们的核心竞争力除了规范和软件外，还有品牌和渠道。

　　戴伟民认为这是另外一个层次的开放，比MTK还MTK(开放)。因为纵观现在中国很多企业在推xPad。那么xPAD是谁在操盘?可能是深圳厂商。但或许一些企业连IP都不会写，为什么会成功?因为圈地比盖房子更重要!不一定每一个人要自己造房子才能赚钱。

　　但为何要做iPad的轻设计?戴伟民分析认为，手机业的教训是手机设计厂商打来打去，红海里苦斗，但都要到MTK买芯片。不过xPAD轻设计模式可以帮助用户定制，芯片都不需要做了(而MTK还要给用户提供芯片)。具体来说，你可定制给学生、老人、农民工、医疗终端、汽车电子等，因为这些差异化的应用不可能全买一块大芯片。你还可以更进一步——自己连芯片都没有，采用设计代工。

　　多元、细分市场是超越机会

　　包括许居衍院士、TSMC[5]、芯原、iSuppli等多位专家认为xPad对中国大陆是个机会。iSuppli的高级分析师顾文军从跨栏项目拿金牌联想到了如何找到中国本土企业的优势。“我们跳高跳不过白人，短跑跑不过黑人，这就像如果中国大陆去做PC组件较难——中国台湾已经在此市场了，做手机已经是MTK主导了。”顾文军说，“但xPad不上不下、不大不小，像大屏幕的智能手机?还是小屏的PC、上网本?这就像100米跑道上放了几个栏，不是跳得最高或跑得最快就最有优势，这样我们拿了冠军。同理，本土企业需要从多元化、细分化市场上找机会。

　　但做xPAD需要注意两点，芯原的戴伟民说，首先是技术的同步性，例如竞争对手做40nm，你65nm;对手用ARM Cortex-A9核，你用ARM11，你再怎么做也不行。其次需要设计创意来实现良好的用户体验。中国搞动漫的、艺术的人才很多，可惜还没集中到电子行业!

　　三大EDA巨头眼里的设计挑战

　　Cadence认为：软件对半导体公司来说是个新挑战，因为他们传统只设计硬件，现在还要设计软件。为此，Cadence把新的EDA转型称作EDA360(图1)。EDA360希望帮助半导体公司解决三个层次的问题：1,系统实现，包括早期的软件开发，系统级的验证和纠错;2, SoC(系统芯片)实现，帮助客户去解决SoC中像reware的问题等底层软件的开发，以及与器件相关的软件开发;3, 芯片实现层次，主要解决传统问题，包括低功耗等。

　　尽管Cadence拥有从IC设计到PCB(印制电路板)、系统设计一整套平台，但还需要整个产业的合作，诸如IP供应商、IP(知识产权)和设计服务公司、代工厂、与硬件相关的软件，这其中还包括了Cadence的EDA同行们。

　　Mentor的Andrew Moore认为，当芯片设计规模越来越大、未来有望达到400亿晶体管时，为了克服大规模IC的设计挑战，有四方面的重要技术。

　　第一，硬件仿真技术(emulation)。是使用硬件的解决方案来提高IC设计、验证的效率。这从逻辑学上看是非常有趣的一件事——用硬件来设计硬件，就像机器人自己在设计一个人一样。我们大幅度地使用硬件来提高整个验证的效能。

　　第二，系统设计。现在CPU核大量被使用在现在的SoC设计当中，像ARM核、MIPS核等等，通过软硬件协同仿真技术，可以大幅提高系统设计的效率。 首先对于这些CPU的指令集进行建模，之后我们就不需要让CPU在进行系统级仿真时使用比较耗时的RTL仿真，我们可以对一些常用的商用处理器进行CPU的指令集建模。这样就可以大幅地提高设计效率：首先，我们提高了整个系统级验证仿真的效能，其次，可以提早让软件进行开发，因为这等于我们可以直接在EDA平台上先把产品原型实现。这样软件可以提早在这个平台上进行开发。而且EDA平台可以提高侦错能力，这是传统硬件原型无法达到的。因为软硬件协同的功能可以让系统时钟停下来，这时当软件有Bug时很容易去纠错，也能轻易知道到底是哪个CPU、哪条指令导致硬件和软件的问题。

　　第三，物理设计与验证。Mentor的Calibre平台已经向自动布局布线流程和物理验证流程整合，这样可以大幅提高后面物理验证的速度。