芯耀辉:后摩尔时代 — 国产IP产业发展趋势
来源:芯榜+发布时间:2021-10-15985浏览
询问 AI2021年10月14-15日,第十九届中国通信集成电路技术应用研讨会暨青岛微电子产业发展大会(CCIC 2021)于青岛召开。大会邀请了多位两院院士、行业大咖、科研专家、企业专家在内的重量级嘉宾出席大会并做演讲报告。芯耀辉联席CEO余成斌教授作为产业界和学术界的领军人物,代表芯耀辉为大家带来了《后摩尔时代-国产IP产业的发展趋势》主题演讲。

余成斌教授在演讲中阐述了在后摩尔时代,芯片IP将结合先进工艺、先进封装、智能协同自动设计,成为撬动整个芯片产业发展的支点。EDA+IP+AI的协同自动设计理念将开启芯片设计的新时代。
并且,他首次提出面向未来的智能化、自动化的IP子系统,将拥有更高的适配性及高抽象层次和高精度的系统级模型和自适应界面。实现这样的IP子系统正是芯耀辉的技术愿景和研发目标。
芯耀辉作为一家IP新锐公司,已具有十几二十年量产跨工艺、多产品、多应用验证的IP和完整的前后端服务的经验和能力。在洞悉和挖掘行业需求后,芯耀辉正在基于先进工艺建立IP库及IP子系统,通过全方位验证,帮助合作伙伴加速SoC开发、助力SoC量产。

以下为全部演讲内容
摩尔定律在先进半导体工艺上虽然还在延续,从7nm、5nm正步入3nm,但从多个性能指标的角度可以看到,天花板正趋向于平缓,单芯片的良率会随着die面积的增长更快的降低,在更先进的工艺上,研发成本和时间增加巨大。面对这些产业的挑战,目前全球只有Intel、samsung和TSMC还正在致力研发及生产7nm及以下的工艺。
余成斌从事模拟集成电路设计与半导体IP产业研发工作已经快30年,在澳门曾从无到有联合创建和带领集成电路国家重点实验室之外,也同时联合创办了Chipidea澳门微电子,之后被新思科技并购,并担任新思IP研发总监,一直长期专注于IP产业研发和管理。

IP是经过验证的可重用的芯片设计模块,和EDA一样是芯片产业的上游核心技术。从市场价值来看,IP的全球市场规模约为50亿美元,撬动着6000亿美元的半导体产业不断向前发展。其中,承担海量数据传输和交换、驱动各种数字应用的接口IP,需求增长最为迅猛。
IP通过协助补齐芯片设计公司和系统厂商在标准IP技术、开发资源和经验等方面的短板,加快技术的产业化周期,提升灵活性和市场反应速度,降低了研发风险、运营成本,加速产品上市和增加利润,帮助企业专注于自身核心竞争力的发展。
随着单个产品集成越来越多的功能、单个芯片集成越来越多的IP、先进Foundry和工艺越来越集中,协议标准又不断快速演进,这些都给IP带来了巨大的挑战和机遇。

芯耀辉的整个核心团队都是来自全球排名第一的EDA和IP供应商新思科技,还有顶尖的芯片公司里面做IP的团队,包括紫光展锐、海思、英特尔、AMD、高通等。他们都在过去的公司里面有长达十几二十年一直做这些顶尖IP的经验。这一整个大型专业设计专家团队,能够做出支撑最先进工艺的IP设计,特别是在国内,芯耀辉具备了非常丰富的可以量产跨工艺、多产品、多应用验证的IP,完整前后端服务,凸显差异化特性的经验和能力。

后摩尔时代IP发展将沿着延续摩尔、扩展摩尔和超越摩尔的三个方向。
先说延续摩尔,IP的增速是IC市场增速的2倍,而接口IP市场增速又是整个IP市场增速的2倍。根据IPnest数据,接口IP过去5年到未来5年的全球年均复合增长率16%,而中国市场增长率更远超于此。尽管接口IP市场前景广阔、增长迅速,但我们国内市场自给率尚不足10%,可见接口IP已成为芯片设计上游的核心关键“卡脖子”技术。
从热门细分市场也可以看出,5G、汽车电子、IoT、AI、云计算等领域,都需要多种不同协议的接口IP。面对这些客户,我们必须围绕他们的需求解决问题,在先进工艺建立IP库及IP子系统,通过全方位验证,加速SoC开发,助力SoC量产,为客户赋能。
一些国外大厂针对摩尔定律放缓做了一些可借鉴的地方,Intel推出了AIB、Co-EMIB技术;AMD通过Infinity Fabric On Package (IFOP)接口及MCM Chiplet技术用7nm Core Die加上14nm IO Die取代了传统单芯片,不仅改进了良率也降低了成本。就如国内领先的晶圆代工厂今年也强调,先进制程一定会走下去的同时先进封装也将为后摩尔时代布局的重要技术。

Chiplet将是扩展摩尔IP的发展主要技术,实际是先进封装技术+接口IP技术,可以看到,SoC的成本是最高的,Chiplet将取得在性能、die功耗和成本的平衡。Chiplet需要接口IP也称为高速D2D连接,串行模式如56G/112G SerDes,并行的连接如HBI和HBM。D2D设计更需要更优化的SIPI设计和验证,多晶片SIP ESD保护,PVT检测和自动调准等验证量产解决方案。
在未来,我们相信,IP必须涵盖更加复杂的功能子系统、拥有更高的适配性、智能化自动化以及高抽象层次和高精度的系统级模型和自适应界面,从而将是新一代EDA+IP+AI协同自动设计的新时代,这将打破常规从顶层系统抽象到底层物理实现方法论的革新,来满足未来复杂系统的智能化应用、高度异构集成芯片高速实现的需求、打破系统芯片的设计和验证工作量巨大,复杂性高及周期耗时不断增长的瓶颈。这也将是IP发展超越摩尔打破常规的方向。

在后摩尔时代,IP将结合先进工艺、先进封装、智能协同自动设计作为撬动整个芯片产业需求的支点。芯耀辉将致力于国产先进工艺完整IP解决方案、与国际大厂兼容及具国产定制配置的Chiplet接口IP方案和系统级IP以及新一代协同自动设计的战略布局,为后摩尔时代中国IP核心技术产业贡献力量。
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