本土芯片業：產業活躍，芯粒和輕設計很重要，AI芯片要落地

迎九

摘要：在2019年底的“中國集成電路設計業2019年會”（ICCAD 2019）上，電子產品世界記者訪問了EDA、設計服務廠商和代工廠的老總，請他們回顧和分析了2019年的熱點，并展望了2020及未來的設計業下一個浪潮。

關鍵詞：EDA;代工;芯粒;輕設計;毛利;AI芯片

12020年芯片業或有所增長;國產芯片制造忙

Mentor，a siemens Busihess榮譽cE0Walden c.Rhines指出，2019年的行業發展略顯平淡，其中一個主要原因是存儲器的價格一直沒能反彈，2020年在5G商用等因素的作用下，可能會出現一些積極的增長。

Mentor，a Slemens Buslness榮譽CEO Walden C.Rhines博士：Ic設計正在大量增長，因為很多公司都在加入Ic設計陣營，不管多芯片還是多芯粒（chiplet）的設計增長都很大。EDA（電子設計自動化）公司現在可能升級為系統級設計工具提供商，EDA的增速很快。

芯原公司董事長兼總裁戴偉民：①關于中美貿易摩擦，我們不應該、也不可能與美國隔離開來。美國不可能脫離中國市場，中國也不可能完全自主制造。中國提出安全可靠，但安全可靠不一定需要全部重新開發，引進、消化、吸收、再創新也是創新，不一定全部是原創，但是要重視知識產權。②20年前，臺積電、聯電等開創了代工業務，帶來了代工業和無晶圓廠IC設計公司的輝煌。下一步，硅平臺服務、設計服務將引領設計業從“重設計”到“輕設計”的轉變，前者解決了固定成本問題，后者解決了運營成本問題。

socionext中國事業部總經理劉琿：對中國業務是長期看好的。如果展望近期的2020、2021，看好5G基礎設施在國內帶來的機會。

和艦芯片制造（蘇州）公司銷售副總經理林偉圣：2020年將是個好年，至少上半年景氣狀況會很好。2019年底，8英寸和12英寸晶圓的需求是全面提升的。原因如下。

1）最大的推動力還是國產替代，尤其是在國內的供應鏈，無論是代工制造或是后端封裝，這部分產能利用率都往上提升，甚還出現了產能短缺。例如對和艦工藝的需求是全面性的，尤其是模擬與電源管理Ic，這和國內某些系統廠商要求國產芯片取代是有關的。

2）12英寸也是在多方應用起來，配合IOT應用的藍牙、Wi-Fi、智能家居用應用的芯片也跟著起來了：另外藍牙在Tws（真無線耳機）的需求也增長。

3）和屏相關的芯片。前兩年，TDDI是在80nm高壓節點的需求多，所以當時造成短缺;但2019下半年是各個節點的高壓工藝需求上來——80、55、40nm的產能都緊缺，

4）除了上述的特色工藝外，多個產品應用也會從過去的55nm工藝，因為低功耗或多集成而往40nm或28nm演進。

2芯粒升溫

芯原董事長兼總裁戴偉民博士提到重視芯粒（chiplet）。芯粒類似于IP，但不是以軟件形式出現，而是以裸片（die）形式提供。芯粒可將不同工藝節點、不同材質、不同功能的裸片封裝在一起，以縮短芯片開發周期，降低芯片設計總成本。

芯粒可以解決很多問題，例如兩個方面：①存儲器接口IP的問題。②IP做成芯粒后，可以多代使用、幾家共用，以節省成本。

Socionext中國事業部總經理劉琿補充道，芯粒產生的源頭來自于數字邏輯在工藝上的演進速度比模擬快，因此模擬IP技術在早期工藝導入時，很難匹配數字芯片的進度要求。

不過，芯粒遇到如下3個挑戰。

1）實現。①芯粒和模擬接口存在標準化的問題，誰在后面驅動標準化？②模擬和數字接口之間的數據量可能會非常大、高速，因為現在數字在往先進工藝節點走。

2）功耗。如此大的數據量，通過die（裸片）與die之間的互聯，功耗肯定是一個挑戰。

3）規模化。互聯網公司沒有那么大的量（因為是碎片化應用），這樣的場景有可能會需要這樣的技術。

Mentor，a Siemens Business榮譽CEO Walden c.Rhines指出，芯粒是IC不可避免的下一步。在芯片的集成方面，①摩爾定律往下走，帶來了在不同模塊上開發新功能的機會。它還可以去集成一些異構的技術，包括模擬混合信號、射頻等，可以封裝在同一個芯片里。②芯粒不是新技術，已經有很多模塊，例如手機里的射頻就有這樣的封裝，里面有各種各樣的組件是放在—起的。

3從“重設計”向“輕設計”轉變

3.1向“輕設計”轉移的原因

芯粒是一種輕設計。但為什么現在出現了從“重設計”向“輕設計”的轉移？因為現在需要很多定制化。前兩次浪潮是以PC、手機為代表，它們是標準芯片，無需定制。但是物聯網時代定制的比通用的好，因為物聯網是碎片化和AI異構的，就帶來了第3次產業轉移。20年前從有制造到無制造（fabless），現在是從“重設計”到“輕設計”。怎么輕？根據各家的情況不一樣。但基本原則是：有了核心競爭力就用insource（內部資源），沒有核心競爭力就用outsource（外包）。

另外，對于不同公司，輕的程度不同。①對于初創公司，往往資金有限、人手不足，必須要輕，自己全做不可能。對于成熟公司，代工廠幫助解決了固定成本，如果按研發占銷售的20%-30%，毛利一定要達到50%，所以一些公司的毛利一降到40%就出售，這在外人看來很不理解：明明很賺錢為何就出售了？因為若不能賣掉，股票反而會跌，甚至關掉都比不賣好。但是，如果你的研發占銷售的數字不是20%-30%，而是14%～15%，那就不要賣了，公司就可以存在。所以輕設計，可以解決運營成本（OPEX）問題。

②系統公司是不是也要建一支芯片團隊呢？互聯網公司是不是能做芯片、做得好呢？實際上他們與芯片公司的DNA就不同。因為軟件通常6個月就能做好，芯片要做更長時間，互聯網公司很難接受這種節奏。所以可以看到這樣的現象：很多系統公司和互聯網公司號稱馬上要做芯片，做了后知道不那么容易。實際上，系統公司和互聯網公司沒有必要自己全做，凡事熟能生巧，別人重的我就要輕，EDA公司、代工廠、硅平臺服務和設計服務公司都是交了多年的學費的，例如芯原已發展了18年才做到今天。

3.2輕設計是否會引起同質化？

芯原董事長兼總裁戴偉民博士認為本土企業應該重視“輕設計”，即做自己有優勢的部分（do less formore），不要做自己沒優勢的部分（do more for less）。例如，大眾商品（commodity）就不要做了，要做有特色的東西。例如以色列公司在輕設計方面做得就很好，沒多少人，幾十上百人，做得很快，最后被蘋果等大公司收購。而我們國內，經常靠成千上萬的人海戰術。

輕設計做好了，也不會引起同質化。這就像我們用一樣的EDAI具做設計，芯片在TSMC（臺積電）等代工廠流片，也沒有同質化一樣。因此要具體分析，例如也許我設計的芯片的layout（布局）比你小，我的設計就有競爭力。如果今天你芯片公司沒有一半人做軟件，這就有問題了，因為今天你在做系統，而不是componet（元器件），二者的意義是不同的。而且你的架構、對市場的定位也非常重要，特別是核心競爭力很重要，核心部分的技術不能外包。

4毛利率：國內設計公司中，前10為何比前100低？

在ICCAD 2019上，中國半導體行業協會Ic設計分會理事長魏少軍教授在行業年度報告中稱：近年來，盡管10大設計企業的規模在持續增長，但盈利能力并沒有同步提升，10大設計企業的平均毛利率已經連續3年比排名前100的設計企業平均毛利率要低。

問題是：為何排名前10的毛利率比前100的利潤低？

Mentor，a Siemens Business榮譽CEO Walden c.Rhines指出：這種案例可能是不具有代表性的。如果更長期地看，至少看5年，你就會發現，其實是沒有這樣的關系的。

如果從更高層面看，半導體行業中有最高的毛利率是FPGA的公司，大概有65%的毛利率。第2是模擬信號公司。這兩個案例當中，高價格可能是因為客戶很難更換供應商：而且產品的生命周期很長。微處理器也是這樣，由于基于軟件，很難更換微處理器，因此微處理器有50%-60%的毛利率。毛利少的有存儲器，目前最大的3家存儲器制造商

三星、SK海力士和美光，1995年時只有50%的市場份額，現在3家占95%，所以它們現在的盈利能力增加了。

芯原公司董事長兼總裁戴偉民解釋道：特殊領域的芯片可能毛利率好一點。但是做大批量的消費類市場的毛利率較低，這可能也是中國的國情。如果本土企業一旦技術強了，就可以把毛利率增加。因為目前一些本土企業選擇量大的紅海/血海做，靠降低價格來占領市場，但是這些本土企業可能沒有特別大的技術的優勢，所以營收高、毛利低。

和艦芯片制造（蘇州）公司銷售副總經理林偉圣補充道：①國內大部分公司主要是做取代型的市場。取代型市場無外乎產品和功能類似，最后就是拼價格;如果在創新層面做，可以提高ASP（平均售價）。②一些初創公司會用非常低的價格去擾亂市場，就會把整體市場的報價拉下來，因為市場競爭，造成毛利下降。

5AI芯片為何在2019遇冷？

現在國內做AI的設計公司很多，可謂八仙過海，各顯其能，有的從算法向芯片做，有的從芯片向算法做;架構上，有GPU、FPGA、TPU等，到底應該怎么做呢？為何經歷了2018年的AI熱潮后，2019年出現了冷卻、降溫？

芯原公司董事長兼總裁戴偉民：①提到算法，從網上搜索一下，會發現很多。實際上，幾十年來AI算法是很多的。不過，只有好的算法是不完全的。②把算法變成芯片后，初創公司的估值可能就增加10倍。但是，做出芯片來，芯片要有地方用。所以現在的問題是芯片估值很高，接下去為什么2019年下半年沒那么容易了？你的demo（演示）很好，但放在哪里，誰用？現在比較好的落地是刷臉、監控，其他的還沒有看到特別好的應用。③AI芯片也是芯片，不是比其他芯片高級很多。真正高級的是在云上做訓I練，這方面很少看到有國內企業在做。提到算法，大數據是永遠不夠大的：因此現在講小數據，因為有的時候沒有大數據就不能做了嗎？大數據也不是絕對好，因為盡管大數據有99.99%及以上的準確率，也難免有嚴重后果（注：但如果用大數據下棋，下輸了沒關系，后果不算嚴重）。現在的問題是，有的數據不要那么大，有的數據是沒用的，而小數據也可以做點事，這才是真正可以研究的，國內可以在這方面花大力氣。

Socionext中國事業部總經理劉琿補充道：AI芯片不在于用什么架構來做。AI芯片要成功，最重要的還是落地，緊耦合一個行業，深耕行業，對這個行業理解，然后把這個AI芯片硬件做到符合行業的要求。

和艦芯片制造（蘇州）公司銷售副總經理林偉圣稱：AI是IP還是芯片7他認為AI目前來看在某些應用是類似IP，如要變成通用的Ic放在所有場景里面做，是很挑戰的。

Mentor，a Siemens Business榮譽CEO Walden c.Rhines認為中國非常適合做AI.他指出：如果回顧半導體的歷史.可以看到它是向前推進的歷史。例如臺式電腦、手提電腦、手機……，一代比一代強。同樣，AI、機器學習確實有了新的進展，而中國無疑成為了重要的角色，所以中國正在努力發展自有的芯片、系統、算法等，并且能夠共同努力，震撼想要進入市場的公司們。