在10月18日于苏州举办的CNCC 2019中国计算机大会的“集成电路芯片的敏捷开发之道”论坛上， 摩尔精英董事长兼CEO张竞扬发表了“ 1/10资金、1/10时间、1/10团队，如何做出物联网芯片？”的专题演讲。 摩尔精英董事长兼CEO 张竞扬 现场演讲中，张竞扬表示，CNCC 论坛是在他2019年被邀参加的众多半导体行业论坛中最让他期待、也最有纪念意义的论坛之一。 芯片敏捷开发很可能开创半导体行业的下一个时代，为什么他会这么说？ “高速发展的半导体行业与潜力巨大的碎片化市场” 2017年全球半导体产业产值约4300亿美金，2018年4700亿美金，但其实只占全球GDP（83万亿）的0.6%左右。半导体产业总值从1996年的1400多亿美金增长到今天的不到5000亿美金，年复合增长率平均在6%左右。占比相对小，增长相对快，半导体行业才刚刚成年。未来20~30年，半导体仍将是科技进步的主要推动力之一。 张竞扬提到，中国的半导体行业产值年度复合增长率在20~30%左右，去年是31%，未来的十年可能还会保持一个非常高速的增长，所以今天我们在这个行业的人是幸福的。 从近两年的行情来看，IC行业硕士毕业起薪的平均涨幅是超过房价的。 “芯片国产替代，滚雪球的坡道又高又长” 2018年中国芯片进口3120亿美金，使用了世界上约2/3的芯片（注：尽管其中一大部分又被加工为电子产品出海了），但国产芯片仅380亿美金，自给率为11%左右。国家希望在2025年，实现芯片自给率70%的目标。按照整个半导体市场以6%左右的CAGR来估算，到那时整个半导体市场的体量将会在5000亿美金左右，我们的目标是70%，即3500亿美金，能够自产自用。 正所谓一眼万年，十年内要让本土芯片产业取得近十倍的增长，一代人，必将走过千山万水。这既是所有半导体人的机会，也是义不容辞的责任。 从全球半导体行业规模年均4700亿美金与中国芯片自产率仅11%的 巨大差距 中，我们看到了中国本土芯片未来的成长空间。 摩尔定律发展到今天，给了更多人站在别人肩膀上创新的机会。当技术节点的迭代停滞，对底层工艺提升的依赖性减弱，有更多的机会在芯片设计上做文章，不断提升的芯片性能，这就给了后进者更多追赶的机会。半导体产业大环境正在发生剧烈变化， 规则变化是新公司崛起的摇篮。同时，无论是自动驾驶还是智能图像/语音识别，市场上眼花缭乱的人工智能终端应用，都在呼唤更好的硬件性能， 大量的钱等着买单。 “行业规则改变，芯片从标准产品到定制服务” 过去，PC和智能手机市场几乎被全球前十大芯片公司垄断，今天，AIoT时代到来，我们看到了明显的转变，市场的需求表现出前所未有的多样性，虽然单品的出货很小，但在聚沙成塔的效应下，这是一个非常大的市场。张竞扬认为， 芯片将从“标准化的产品”转变成“定制化的服务”。一方面，定制能够在同等工艺条件下带来成百上千倍的性能提升；另一方面，芯片也越来越需要同终端应用相结合，站在欧美总部大楼拍脑袋定产品的时代已经过去了。 在性能-灵活度的折中上，像CPU这样的通用处理器享有最大的可编程性和灵活度，但同等功能性能下，功耗最大; ASIC（Application Specific Integrated Circuit 专用集成电路）等于将使用场景固化，灵活度最小，但效率更优。 今天的大多数芯片，即使是许多所谓的ASIC，本质上仍然是多用途的。我们常常直接使用商业化IP和晶圆代工厂的标准单元库，尝试在一款芯片中尽可能多地组合功能，通过一次流片覆盖更多市场，快速上市。 但所有这些捷径，都以降低芯片性能为代价。 如果我们把ASIC设计推向单一化的极致（Domain Specific, Dedicated ASIC），结果令人震惊。以加密货币挖矿计算为例，Benchmark的结果显示，同样成本下的专用ASIC效率，可以达到CPU的数十万倍。这些设计者们采用全定制基本单元库，手工来优化布局布线，挑战晶圆代工厂DRC的极限，用设计SRAM基本单元的方式设计芯片，任何能够优化的地方，他们都会大胆一试。有人说这是一种设计方法的倒退，浪费了大量的时间去做无意义的工作，但是矿机ASIC确实取得了惊人的性能。 我们看到芯片设计的潜能是巨大的，今天之所以没有太多的芯片被定制化到这么极致的性能，原因在哪里? 过去，设计一款28纳米芯片的设计成本约为5000万美元，7纳米的设计成本上涨到3亿美元，而预测3纳米的芯片设计成本将达到难以置信的15亿美元之多。已经很少有芯片设计公司，能够承受得起这么昂贵的前期投入了。先进工艺制程的芯片研发成本不断攀升， 大公司要看到10亿美金，100亿以上销售预期的市场才会进入，早期的AIoT产品无法一夜之间提供这样的市场机会。 “如何用1/10的资金，1/10的时间，1/10的团队能做出同样的芯片” 随着工艺节点演进，芯片设计成本节节攀升，芯片设计方法学需要新的尝试，这就是今天大家不约而同地讨论 ”敏捷开发“的原因。 芯片成本结构里面很大的一块是EDA跟IP，尤其是在产品研发阶段，这是公司早期很大的一笔投入。全球的SDE/EDA和IP市场，加起来一共98亿美金左右，其中IP市场体量约36亿美金，而全球芯片销售总额约4700亿美金，IP在其中只有，区区0.8%。 但是，几乎所有人都在抱怨IP卖的贵，为什么？ 张竞扬指出，核心症结在于过去的 “商业模式” ，在于收钱的时间节点太早。IP厂商的初始授权费+Royalty的模式，在手机市场还能行得通，但在物联网芯片市场，芯片公司刚成立，刚融到第一笔钱，开始做设计，买IP，这个时候，一上来就要收很多钱，打个比方，先收取100万美金。这100万美金对于一个初创的物联网芯片公司意味着什么呢？按照A轮融资出让25%的股权，融到500万美金计算， 在成立之初支付给IP公司的100万美金，意味着拿走公司 5%的股权 。就和买房类似，首付比例越高，购买的意愿度越低。 而且，这个收费模式在于假定（绝大多数）客户一定会失败，所以一定要把收费的始点提前，而且希望第一笔收的越多，才越安全。从这个角度来看，IP卖的贵吗？当然贵，因为客户还没有开始赚钱，就要付出很多钱，这样无疑抬高了芯片设计起步的门槛，如果融不到足够的钱，或者目标市场不够大，不能支撑前期IP的投入，故事就结束了， Up-front CostRead more
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