隨著集成電路工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步,芯片的設(shè)計(jì)難度及其復(fù)雜度也在不斷提升。為有效降低芯片開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期、提升產(chǎn)品競爭力,以IP/EDA為基礎(chǔ)的芯片設(shè)計(jì)支撐產(chǎn)業(yè)迎來重大的發(fā)展機(jī)遇。
欄目記者采訪了國內(nèi)IP/EDA的新銳企業(yè)隼瞻科技的CEO曾軼,探討在中美貿(mào)易摩擦的大背景下,IP/EDA企業(yè)穿越周期業(yè)績實(shí)現(xiàn)快速增長的發(fā)展之道。
據(jù)了解,隼瞻科技成立于2022年,是一家提供專用處理器IP和EDA處理器設(shè)計(jì)平臺的創(chuàng)新型高科技公司。雖然成立僅1年,但公司憑借處理器核、EDA處理器設(shè)計(jì)平臺、跨平臺軟件生態(tài)移植解決方案等優(yōu)勢,已向市場推出多種模式結(jié)合的IP定制開發(fā)解決方案,可廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備、工業(yè)控制、汽車等領(lǐng)域。
已形成低中高檔完善的IP產(chǎn)品矩陣,多款產(chǎn)品可用于車規(guī)領(lǐng)域
半導(dǎo)體IP是指集成電路設(shè)計(jì)中預(yù)先設(shè)計(jì)、驗(yàn)證好的功能模塊,是構(gòu)建芯片底層架構(gòu)的核心要素,具有較高的技術(shù)難度和價(jià)值含量。與此同時(shí),單顆芯片可集成 IP 數(shù)量的增多為更多 IP 在 SoC 中實(shí)現(xiàn)可復(fù)用提供了新的空間,從而推動(dòng)了半導(dǎo)體了IP市場的進(jìn)一步發(fā)展。
在IP方面,為滿足低中高端不同應(yīng)用場景下對控制、算力、DSA、安全等不同維度的客戶需求,隼瞻科技已向市場推出了Wing-M050、Wing-M100、Wing-M100A、Wing-M130、Wing-M500等多個(gè)檔位的系列化RISC-V處理器IP產(chǎn)品。
具體來看,Wing-M050是基于RISC-V架構(gòu)的32位、單發(fā)射、2級流水的處理器,適用于極低功耗和極小面積的嵌入式應(yīng)用,可替代8051或16位MCU內(nèi)核;Wing-M100A采用雙核鎖步機(jī)制,可適用于工業(yè)控制及汽車等對可靠性要求較高的領(lǐng)域;Wing-M130則是一款通用高性能嵌入式RISC-V微控制器IP,具備業(yè)界領(lǐng)先的同級別處理器性能,并擁有全面的可配置性和可擴(kuò)展性,能滿足車規(guī)ASIL-D等級要求;而Wing-M500是一款基于RISC-V架構(gòu)面向高可靠性和高性能應(yīng)用的32位處理器IP,對標(biāo)ARM Cortex M7/R5/R52。
隼瞻科技RISC-V 處理器IP路線圖
資料來源:隼瞻科技
我們第一個(gè)IP產(chǎn)品是Wing-M100,然后在M100的基礎(chǔ)上,我們也做了一個(gè)性能及功能全面的Wing-M100A產(chǎn)品,對標(biāo)的是Arm Cortex-M0/M0+/M3系列,去打主流市場。此外,我們還做了一顆業(yè)內(nèi)三級流水里面性能最高的Wing-M130產(chǎn)品,對標(biāo)的是Arm Cortex-M3/M4/M33系列,現(xiàn)在已經(jīng)有好幾個(gè)客戶在用。針對電子煙等小CPU需求的物聯(lián)網(wǎng)市場,我們也做了一個(gè)超級小的低功耗wing-M050產(chǎn)品,在使用年限上可以長達(dá)六七年。
曾軼介紹道,上述這幾款產(chǎn)品中,Wing-M100A、 Wing-M130、Wing-M500都能夠滿足車規(guī)ASIL-D功能安全等級要求,可以用在汽車域控制器等上面。未來,我們也即將會推出Wing-A500MC(對標(biāo)ARM Cortex-A53/A55)、Wing-A700MC(對標(biāo)ARM Cortex-A72/A76)兩款基于RISC-V架構(gòu)的64位的高階CPU IP產(chǎn)品,分別具有5-10TOPS、50-100 TOPS的AI算力,可以廣泛應(yīng)用在安防、人工智能、自動(dòng)駕駛、服務(wù)器等對性能要求較高的領(lǐng)域。
通過EDA+IP,能幫客戶實(shí)現(xiàn)差異化的產(chǎn)品定制需求
EDA,即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化,是指利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,完成超大規(guī)模集成電路芯片的功能設(shè)計(jì)、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)等流程的設(shè)計(jì)方式。對于如今上億乃至上百億晶體管規(guī)模的芯片設(shè)計(jì),EDA 工具不僅保證了各階段、各層次設(shè)計(jì)過程的準(zhǔn)確性,而且降低了設(shè)計(jì)成本、縮短了設(shè)計(jì)周期、提高了設(shè)計(jì)效率,是集成電路產(chǎn)業(yè)性能的源頭。
在EDA方面,WingStudio是隼瞻自研的智能EDA平臺,通過高度智能化的架構(gòu)探索引擎、“超級中間件”編譯器、以及先進(jìn)的Wing-Bridge引擎,用戶能夠輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)輸入、架構(gòu)和指令集提取、建模、全局形式驗(yàn)證等設(shè)計(jì)工作。
隼瞻科技自研的智能EDA平臺WingStudio
資料來源:隼瞻科技
曾軼指出:IP+EDA,我們叫雙翼齊飛。雖然現(xiàn)在市場上有很多公司都在做RISC-V的IP,但是國內(nèi)做ASIP的公司卻非常稀缺,因?yàn)檫@個(gè)定制的過程其實(shí)它很復(fù)雜,我們需要用一個(gè)EDA工具來做,所以我們IP和EDA這兩條產(chǎn)品線其實(shí)是相輔相成的。通過我們自主研發(fā)的WingStudio敏捷開發(fā)平臺,大大降低了專用處理器的設(shè)計(jì)門檻,使設(shè)計(jì)人員針可以對垂直領(lǐng)域需求,能夠高效智能地探索領(lǐng)域應(yīng)用最佳架構(gòu),進(jìn)而設(shè)計(jì)出符合其特定應(yīng)用需求的新處理器。
隨著市場競爭的加劇,終端電子產(chǎn)品如手機(jī)、相機(jī)及平板電腦等生產(chǎn)廠商開始面對功能多樣化挑戰(zhàn)及成本壓力,進(jìn)而需要定制符合其特定應(yīng)用環(huán)境下的高性能及低功耗的芯片,以應(yīng)對產(chǎn)業(yè)升級、競爭加劇及核心技術(shù)國產(chǎn)化的挑戰(zhàn)。
除了IP和EDA業(yè)務(wù)外,面對與日俱增巨大的市場需求,隼瞻科技充分利用自身豐富的半導(dǎo)體IP資源和強(qiáng)大的EDA設(shè)計(jì)工具,能夠向客戶提供基于DSA專用處理器子系統(tǒng)的芯片定制設(shè)計(jì)服務(wù),以幫助其實(shí)現(xiàn)功能、性能、功耗、尺寸及成本等方面的差異化的要求。
隼瞻科技基于DSA專用處理器子系統(tǒng)的芯片定制設(shè)計(jì)服務(wù)
資料來源:隼瞻科技
半導(dǎo)體下游應(yīng)用場景眾多,不同細(xì)分應(yīng)用場景的客戶,對芯片的需求都不一樣。針對客戶的需求和痛點(diǎn),我們結(jié)合IP+EDA工具的組合優(yōu)勢,能為客戶提供軟件工具鏈、處理器子系統(tǒng)等多種定制服務(wù)。比如說,我們現(xiàn)在有個(gè)客戶在做這種安防的芯片,其實(shí)它現(xiàn)在用的瑞芯微RK3568,但是這個(gè)客戶認(rèn)為RK3568目前CPU和 NPU在性能上和現(xiàn)在人工智能實(shí)際場景的需求不太匹配,并且在老架構(gòu)里面,CPU和NPU之間還存在嚴(yán)重的存算墻問題。所以他找我們要定制,希望能把NPU、CPU、內(nèi)存能做在一個(gè)大的子系統(tǒng)里面,并且要求定制出來的產(chǎn)品,第一,性能更高。你在安防機(jī)器視覺這個(gè)領(lǐng)域,芯片設(shè)計(jì)出來它的性能(包括吞吐率、AI的處理能力及對大模型的兼容度等)要比RK3568要高;第二,成本更低。做出來的成本需拉低到原來的1/7左右,這樣一來就幫客戶節(jié)省了一大筆成本,這就是垂直領(lǐng)域芯片定制的優(yōu)勢。
曾軼說。
以百億美元規(guī)模撬動(dòng)數(shù)千億美元生意,差異化的產(chǎn)品/服務(wù)是脫穎而出的關(guān)鍵
近年來,隨著AI、物聯(lián)網(wǎng)、5G、智能汽車等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,芯片的性能、規(guī)模和復(fù)雜度也在不斷提升,極大的推動(dòng)了EDA/IP行業(yè)的發(fā)展。
根據(jù)ESDA數(shù)據(jù),2021年全球EDA/IP市場規(guī)模為132億美元,同比增長14.78%,預(yù)計(jì)2026年全球EDA/IP市場將達(dá)到183.34億美元;中國市場方面,據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì),2022年中國EDA/IP市場規(guī)模達(dá)到115億元,預(yù)計(jì)2026年中國EDA/IP市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到 221.88億元。
從上述數(shù)據(jù)可以看到,雖然目前 EDA/IP行業(yè)的市場規(guī)模較小,但是其作為撬動(dòng)整個(gè)集成電路行業(yè)的杠桿,以一百多億美元左右的全球市場規(guī)模支撐和影響著數(shù)千億美元的集成電路行業(yè),其重要性不言而喻。
競爭格局方面,目前全球EDA/IP市場依舊呈現(xiàn)著寡頭壟斷的特點(diǎn)。其中,在EDA領(lǐng)域,新思科技(Synopsys)鏗騰電子(Cadence)、西門子EDA(Siemens EDA)三家占據(jù)了近八成的市場份額, 國內(nèi)華大九天通過十余年的發(fā)展,已經(jīng)獲得一定的市場突破,但與三巨頭相比仍存在明顯的差距;而在IP領(lǐng)域,市場格局也高度集中,Arm、新思科技(Synopsys)和鏗騰電子(Cadence)占據(jù)了63%的市場份額,芯原股份是目前唯一進(jìn)入前十的中國大陸IP公司。
如果沒有貿(mào)易摩擦,在一個(gè)相對比較開放公平的市場競爭體系下,我們這些小企業(yè)和國際新思科技、鏗騰電子等大廠相比不管是在研發(fā)投入,還是在產(chǎn)品線門類、市場信譽(yù)度等方面完全沒有任何優(yōu)勢。但是,隨著現(xiàn)在中美貿(mào)易摩擦的不斷深入,下游客戶也更樂意嘗試國內(nèi)廠商的替代方案,所以時(shí)代背景給了我們這些公司很大的發(fā)展機(jī)會。但凡給機(jī)會我們就有信心,我們沿著既定的產(chǎn)品路線去斷迭代,慢慢的也就做上去了,那只要做到一定規(guī)模,就沒必要怕與國際大廠的競爭了。
在談及公司與國際大廠的競爭策略時(shí),曾軼如是說。
而如何在國內(nèi)市場中脫穎而出,曾軼也有自己獨(dú)到的看法。
他表示:國內(nèi)做IP的公司很多,但是既具有IP又具有EDA研發(fā)能力的公司卻不多,并且我們的路線和其他廠商的發(fā)展路線也不一樣。以芯原股份為例,雖然我們跟芯原股份做的都是IP這樣事情,但是策略卻完全不同。芯原是從低往高做,先給客戶做定制芯片的設(shè)計(jì)服務(wù),然后再根據(jù)客戶的需求去市場上再找IP,這些IP可以是Arm的,也可以是新思科技或者鏗騰電子的。因?yàn)樗械倪@些IP都是各家通用的產(chǎn)品,這會帶來幾個(gè)問題,第一是價(jià)格相對較貴,第二是產(chǎn)品較大,第三由于有存算墻的限制,整體算力浪費(fèi)嚴(yán)重。我們是從高往低做,即先做CPU等核心的IP,然后在處理器的基礎(chǔ)上做子系統(tǒng),針對做出來的系統(tǒng)最后再去配置其他的IP。通過這樣的做法就會比傳統(tǒng)的方案更有效率,這也是我們的核心競爭力所在。
IP/EDA穿越市場周期,逆勢迎來高速增長
自2022 年下半年以來,由于受到全球經(jīng)濟(jì)增速放緩及消費(fèi)市場景氣度低迷等因素影響,半導(dǎo)體市場表現(xiàn)極為疲軟。而2023 年上半年,行業(yè)依然延續(xù)了周期下行的趨勢,這對眾多半導(dǎo)體廠商的業(yè)績造成了巨大的沖擊。
不過,在行業(yè)下行的“至暗時(shí)刻”,IP/EDA行業(yè)受到的影響非常小,甚至大部分廠商基本上都沒有受到絲毫影響。
比如,國際大廠方面,新思科技從2017年以來,業(yè)績一直保持穩(wěn)定增長的趨勢,并且毛利率長期穩(wěn)定在77%左右。尤其在2022年,公司實(shí)現(xiàn)營收為508,154.20億美元,同比增長20.87%。凈利潤為98,459.40億美元,同比增長29.98%,不管是營收還是凈利潤都創(chuàng)下了歷史新高。而鏗騰電子自2020年以來,業(yè)績也在不斷增長,毛利率長期保持在87%左右,即使2023年H1,公司也取得了營收199,826.90美元,同比增長13.58%。凈利潤為46,292.40億美元,同比增長9.63%的好成績;國內(nèi)廠商方面,華大九天從2018年開始,業(yè)績一直保持高速增長態(tài)勢,并且營收和凈利潤不斷創(chuàng)歷史新高,絲毫不受半導(dǎo)體周期波動(dòng)的影響。而芯原股份市場表現(xiàn)和華大九天相似,雖然其毛利率僅為華大九天的一半,但從2019年以來,業(yè)績也處于非常穩(wěn)定的發(fā)展態(tài)勢。
和上述廠商類似,據(jù)曾軼透露,雖然今年上半年半導(dǎo)體整體處于下行狀態(tài),但是就隼瞻科技而言,目前業(yè)務(wù)發(fā)展一片大好,人員總體上還是處于不夠用的狀態(tài),預(yù)計(jì)公司在今年就已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)千萬的營收。
為了加速公司的業(yè)務(wù)發(fā)展,隼瞻科技也在近期完成了由子米投資、達(dá)泰資本、毅達(dá)資本、中南資本領(lǐng)投的天使輪融資。下半年,公司預(yù)計(jì)還會做一輪產(chǎn)業(yè)資本為主的中間輪,明年整體業(yè)務(wù)發(fā)展上一臺階后,公司便會著手A輪融資。
曾軼指出:從市場來看,從去年下半年開始,整個(gè)半導(dǎo)體融資環(huán)境開始慢慢變差,不是說市場沒錢,而是大家都在觀望不敢出手。但是如果你是好標(biāo)的,有自己核心的技術(shù)和產(chǎn)品,有成熟的團(tuán)隊(duì)組成,并且有比較好的發(fā)展前景,那么整體而言還是會得到投資機(jī)構(gòu)的青睞的。公司目前將融到的資金除了用于擴(kuò)充團(tuán)隊(duì)外,在也不斷加大研發(fā),通過產(chǎn)品的不斷打磨,讓其成熟度和可重復(fù)性使用率更高。
展望未來,曾軼表示,IP/EDA行業(yè)目前正處在一個(gè)初步布局的“尾巴”階段,國內(nèi)包括像芯耀輝(IP)、芯華章(EDA)等成立不久的友商,現(xiàn)在已也都已經(jīng)處于快速發(fā)展的時(shí)期。未來5-10年,將是國內(nèi)IP/EDA行業(yè)發(fā)展的黃金期,到時(shí)我們再往回看的話,會發(fā)現(xiàn)咱們已對中國的整個(gè)芯片上游行業(yè)的發(fā)展做出了非常大的貢獻(xiàn)。