在2017 ICCAD峰会上,中国半导体行业协会IC设计分会理事长魏少军教授对2017年中国半导体IC设计业给出了权威的总结。

统计表明,截至2017年11月,中国共有1,380家IC设计企业,较2016年的1,362家增加了18家,总体变化率不大。

魏少军教授认为2016年中国设计企业数量大幅增加600多家的情况,既有其必然性,也有偶然性。必然性体现在《纲要》的出台带来的巨大带动效应,偶然性则体现在这种数量大幅增长的不可持续性,2017年企业数量基本持平就反映出这个产业的发展在一定程度上回归理性,且随着时间的推移,未来企业数量合理减少也是可以预期的。

从销售额上看,按照IC设计分会的统计数据:2017年全行业销售额预计为1,946亿元人民币,较2016年的1518亿元增长28.15%,是中国IC设计业近年来增长最快的一年,2016年的增长率为23.04%。按照美元与人民币1:6.65的兑换率,全年销售达到292.63亿美元,在全球集成电路设计业所占比重大幅提升至30%。

在IC产品结构方面,相对于2016年,从事通信、多媒体、导航、功率和消费电子的公司数量在增加,而在智能卡、计算机、模拟3个领域的厂家在减少。其中,表现突出的通信芯片设计的企业从2016年的241家增加到266家,对应的销售总和提升了31%,达到900亿元人民币,而排名第二的消费类IC产品已与其他类别相比升势明显,拉开了距离。

数据和成绩都令人振奋!

在ICCAD期间,我采访了来自EDA、IP、设计服务、代工的多家公司高层,就中国半导体业的发展和前景、以及发展中可能遭遇到的阻碍等8个方面进行了对话。

一论:中国半导体业的宏观展望和市场热点

AI、汽车电子、IoT、安全以及5G是大多数嘉宾的共识。

林荣坚,Synopsys全球副总裁及亚太总裁,首先表达了他的观点:“我觉得中国从2017年-2018年有两个题目比较吸引人,一个是广泛的AI应用,另外一个是汽车产业。最近这两年有很多应用,这两类是很有机会的。”

VeriSilicon董事长兼总裁戴伟民则给出了他对AI应用和汽车产业更详细的解释,认为在AI领域中国的一个刚需是监控,即安全领域的AI应用。在汽车上,电动车将是中国的强项,多家名牌车企也开始介入,并且推出了中国标准。“海外车企还要用中国的标准,这就厉害了,我们掌握了标准。在AI算法上一些中国公司介入的也较全面了,问题是如何变成芯片。”他表示到。

TSMC是全球最大的半导体代工企业,该公司业务发展副总经理罗镇球表示:我觉得就宏观来看中国真的处在一个很好的势头上。现在IoT、汽车电子和安防,无论在中国或者是在全世界都在快速发展,只是说在前几个时代中国没有赶上的能力和财力,未来在这三个应用上中国跟别的国家、地区是同时起跑,甚至还占有一些优势,因为我们有广大的市场。汽车电子将是中国最大的市场,IoT应用与人口基数有关。中国在这些应用的IC领域,三、五年之后肯定有不同的结果。

“在通讯领域方面中国已经开始采取领导者的角色,制定5G的标准,把通讯跟IoT结合起来会是很大的市场。现在,在终端要做很多计算,对整个半导体、存储器、处理器都有很大需求,再加上对安全的要求,整体是个很大的市场。这不只是说一般的IoT,车联网业是IoT的一个部分。中国会是领导的地位。”这是Kilopass销售副总裁Lee Chu的观点。

Cadence中国区总经理徐昀女士表示Cadence看好整个中国集成电路产业的发展,特别是下一轮的大基金也已经通过了审批,对这个行业的投资会越来越大。“就热门应用而论,我们看到的未来几年会关注的几个重点应用包括:第一个是AI方向,第二是物联网,包括工业物联网。工业物联网可能会有更好的应用空间;此外还有汽车电子,智能汽车概念在国内非常热门,我们也看到非常多的现实的机会。”据悉,Cadence已经在与一些先进的智能汽车的制造商展开广泛的合作。

张竞扬,摩尔精英CEO,看好一些小的点上的智能硬件和可穿戴设备,认为这些点会带来细分的芯片需求。“以前做芯片是市场先行,然后再做芯片服务这个市场,但现在看到一些新的趋势是终端先行,很多系统厂商会杀进芯片领域,例如大疆,从最早做无人机到现在开始追求自己核心芯片的自主可控,以及供应链的安全和稳定,”他表示,“同时,一些芯片公司的模式也在发生变化,整个公司的核心是芯片,但是背后产品是系统,直接面向消费者,面向终端市场。这种应用可能出货量不是特别大,但是它会给半导体产业带来很多新的思路和方向。”

何颖,芯动科技的产品总监,从IP的角度分享了他的看法:站在IP供应商的角度,看好数据加密产业。数字加密背后还有技术值得关注的,比如区块链;同时,我们也关注涉及到国家安全的芯片的加密领域,用国产的IP做国产芯片。

20171127-iccad-1 与会部分嘉宾。

二论:中国本土IC如何达到或赶超国际领先水平?

魏少军教授在ICCAD的主题演讲中明确指出,要实现《刚要》制定的2020年的增长目标,单靠现在的产品难以达到。而要实现目标,一是要在大宗产品,如CPU/DSP、存储器、FPGA等产品领域有大的突破,二是要加大产品创新力度。

林荣坚以市场规模和应用场景为例,认为中国在移动通信、监控等领域存在基础。同时,他非常看好有关AI相应的应用,分为两类:一类是AI芯片安全的IP,另一个是AI的应用,认为这两点相辅相成,在2018年甚至未来几年会有很大的增长。在过去的几年中,中国在移动领域是把握了后半程,但现在中国有更大的应用,可以带动更多技术的发展。

“中国有1300多家IC设计公司,大部分还是维持中小规模、有特色的状况。这些不同的公司之间有没有办法做到能够专心在一个点上,而不是大家做同质化的东西?以台湾地区的经验来讲,很多厂商做东西一开始是类似的,但是慢慢会分类,也是有一定的沟通,大家抓一个热点往前走,又不互相交叉。中国现在一旦有一个题目热起来,一时间大家都往一起走,有人可以拿到资本想把另外一家吃进来。但是这个过程当中并不能够保证你现在产生真的有竞争力的公司,因为技术是需要积累和钻研的,一旦做广就有困难。企业要有胸怀,我担心先进行价格战,而不是技术逐步积累,就会失去历史上很好的机会。”林荣坚给出了他的建议。

戴伟民则从产业层次回答了这个问题,认为存在两个红利:一是资本红利,有资金;二是制造红利。以他的观点看中国IC设计公司明后年大家看到的红利是很大的,同时,他呼吁基金要敢于投资高端、周期长的公司。

罗镇球以TSMC接触到的客户做出了应答。“在中国,一直不断有新的公司跟我们接触,做的产品也是各式各样。这就是我讲的有激情,你会追逐比较长远、有理想的目标。我现在看到比较具实力、有激情、有资金、又发展较早的都是消费类的产品。消费类涵盖面很广,安防算消费类,这是很大的热点,AI也是一方面,”他表示,“360度8K画质在一个系统里融合,光的落差能够补尝,我看到很赞叹。TSMC在全球覆盖面很广,我们大概也知道有什么新的产品做出来。中国积累了十几年的技术慢慢在推出,现在就差产业化。国内企业产业化的能力和产业化要具备的知识和经验还不够,这可能是下一步要想办法加强的。”

Lee Ch认为产业化必须要合作,而在中国大家还是竞争的角色,合作平台搭的不够多,或者互相资源交流或者配合力道还不够,资源没办法结合在一起。“我看到微处理器和传感器很大的市场,看怎么结合在一起。以我们陆续接触的客人,这也是一个新的领域。一般消费类的产品不见得都走高端,很多是30欧元,存储器和传感器结合在一起。这市场非常大,未来产品也会越来越多。”

徐昀认为已经看到中国在海外并购方面遇到阻力,本土IC设计公司都在练内力,脚踏实地好好把主业做得更好。“首先,有一个数据可以参考一下:在AI领域,中国是全球第二大AI经济体,有三个方面:一是投资,二是公司数目,三是拥有专利的数目,而且比第三名领先非常多。以海思为例,推出的麒麟970芯片在整个市场受到非常多的认可,内部使用了Cadence的DSP。”她分享到,“此外,国内一直在提倡的自主可控方向,在这个领域里面中国本土企业的机会也非常多,例如AI、图像识别、安防方面都是联合在一起的。中国在系统方向上具备很多优势,比如海康、大华等都是全球在智能监控领域系统的领先企业。怎么样能够好好利用我们在系统上的优势来发展我们芯片领域,我觉得也是我们未来的方向。”

何颖提及到了中国新四大发明之一的共享单车,认为中国目前共享单车的发展比世界任何国家都好,但现在用的芯片还是国外的解决方案。中国本土公司开始设计小型化的智能芯片,只要有市场、有应用,在这方面能够赶超国外先进的公司和技术。

三论:EDA公司在AI时代下何去何从?

目前主要EDA公司都在扩充其覆盖的服务范围,除了EDA工具/IP等传统业务,还扩展到其它的服务。同时,EDA工具在人工智能时代下面会出现什么样发展的趋势,是否工具会变得更加智能?

“我记得很清楚,大概在两年多前,我在天津的一个IC会议上,很多熟悉的朋友问我你们公司不务正业,怎么从EDA、IP做软件了?经过不断交流之后,会后更多是正面的看待这个问题,”Synopsys林荣坚回答到,“我认为这个方向是对的。看似范围扩展了,但是我们思维是一样的,跟着产业需求走。IoT的发展涉及到安全,当你谈设计,不谈安全是缺了一大块。我们的扩展是顺着业务的需求逻辑往前走,我们的业务平衡性也较简单,哪地方需求多就多投入。”

“我们对安全的看法是这样的:如果等到已经应用到系统上,再谈安全就来不及了,因为没有办法在系统上线之后完全阻挡外面的风险,你必须从源头考虑,当开始开发软件时就必须把系统架构都放进去。我们的解决方案覆盖了开始源头到整个软件,都有相应的安全方案。这样,不管用到什么场景上,基本上会有一定程度安全的保障。”他解释了Synopsys的安全软件业务。

“Synopsys在中国这几年增长率较大,我们也很清楚不能什么事都做,尤其是有些事情我们的伙伴做很好,很多用户需要的设计服务或者整体配套我们跟VeriSilicon有配合,或者我们配合台积电在前期有很多合作的研发。我们做最拿手的部分,其它基本上应该会充分合作。”

林荣坚认为AI是智能化的过程,对应不同的应用,EDA也是应用之一,让EDA更智能化。“在AI方面,我们已经投入很多了,甚至因为不同的地域不同产品部门都要做AI。我们的IT部门开发了一个公共平台叫做‘共同机器学习平台’,形成平台的目的是让不同的产品发展过程当中不需要做重复的设计。EDA在不同软件运行过程当中本身不断有巨大的数据,利用这样的平台很快带到后面进行机器学习,这帮助了我们的发展。很多重要的用户用我们这样的解决方案做设计,经过机器学习之后,以前需要几个月的设计现在只需要1-2周。”

另一个领域是设计AI芯片。“AI芯片一定会用到异构的架构。大量的运算,加上能够让异构设计能够运行,通常要配专门的工具。第二是验证。以前芯片验证真的就是验证,现在AI会用在各种不同产品上,包括汽车以及自动驾驶上,我们要能够保证自动驾驶场景里不会出现生命危害。所以,对于AI新应用而论,验证难度是拉高了。”他表示。

Cadence徐昀认为基本上几大主流EDA公司都在扩展服务领域,是顺应整个行业和客户的需求和变化。“为了追赶摩尔定律,很多设计公司的积累就没有像以前一样把所有IP做好,能够通过自己的设计流程来完成。现在芯片的复杂性越来越高,必须要解决怎么样配合摩尔定律发展的问题,在这个前提下几家EDA公司都在向更多的领域扩展。一个是IP,我们本身也看到各家重要的客户,基本上都需要IP方面的配合。另外一个是验证,现在软硬件的协同,包括软件研发的需求和复杂度越来越高,这也是我们大家都在走的方向,”她分析到,“此外,系统越来越复杂,提高了其它各个方向的门槛,比如封装方面,PCB全系统设计方面,都会带来更多的挑战和新的发展方向。对Cadence来讲,除了配合摩尔定律发展以外,第二个大的方向是认为系统正在驱动整个芯片设计的发展,我们要考虑全系统全局的优化软件硬件,全局的整合各个方向。对系统应用的经验的积累和对系统应用的设计服务是将来Cadence发展的大方向。结合Cadence的发展策略,该公司最近在南京成立了独立运营的公司,重点在IP和系统设计服务。

顺应AI时代的需求,Cadence在CPU、DSP方面均可提供解决方案,包括针对AI专用的具有神经网络的DSP IP等。而在AI芯片验证方面,Cadence提供多引擎方案保证最后验证可以有效完整的完成,同时也有硬件加速仿真设备。“EDA本身在AI年代怎样发展?不管是实现还是验证,还是传统优势的模拟和混合信号电路,我们都有运用深度学习、机器学习方法优化本身软件的算法。更重要的是如果大家的设计数据能够建立公有的大数据基础,我们是很有机会在EDA上实现一个新的突破,把它变成一种可以学习的模式,让新的公司或者新的设计项目可以借鉴以往项目的经验,也可以借鉴其它友商的。一个问题是怎么样来分享数据,因为这些数据对每家设计公司都是自己的知识产权,在这点上我们也想尽可能发挥自己的能力,在客户配合和允许的前提下提供帮助。”

20171127-iccad-2 与会部分嘉宾。

四论:中国代工厂的下一步发展路线图

最近几年,无论是海外代工厂和本土代工厂在中国境内建厂的举动相当频繁,可谓风起云涌。

“在20年前的台湾地区也是这样。那时候最夸张的是一个本业养猪的,居然要盖厂,这是台湾地区当时疯狂的状况。在中国,因为有发改委、政府主导,整个状况会好很多。你要盖厂不难,做什么工艺,你的客户在哪,这才是难,”TSMC罗镇球直言到,“我们在南京的工厂,未动工前所有线路图设计完成,电如何布,气如何走,水怎么排废,做什么工艺都已经很清楚。可是发现国内有些特别之处。请问厂要盖多少?他说10万片12寸就好了;到底是做什么工艺什么产品?反正就是10万片。最后,我要知道客户在哪。国内要把一个行业做到扎实,做到很强,肯定在投入资金、人力、物力的时候要搞清楚做什么,做什么工艺,做什么区分,下一步要干什么,产品要卖给谁?这是我对国内同业的一些建议。”

针对TSMC在中国的未来发展,罗镇球用“大军未动,粮草先行”进行了比喻。粮草就是订单,TSMC为什么会在南京盖厂?就是因为中国集成电路设计走到这一步了。TSMC在中国现在采用16nm、12nm的项目超过20个公司,需要有基地服务这些客户,而且是提供本地服务最有效率的时候。“这自然而然就会变成有下一步。我们的下一步完全看我们能够提供什么样好的产品给中国的设计公司,中国的设计公司能不能好好用它做成非常有竞争力的产品。这就有了需求。”

成立于2010年的上海华力微电子(HLMC)在中国较早介入到12英寸代工业务,该公司副总裁舒奇分享了华力的建设历程:HLMC一期已圆满完成,35,000片的产能甚至排到明年的上半年都是满载,这个需求确实存在。我们刚刚建厂的时候,当时中国的设计企业很弱,现在已经达到了第二名。中国今后的发展对我们来说确实是利好,所以我们的二期是40,000片,主要关注在28nm。三期、四期也在准备,同时三期打桩已经结束,也是40,000片。

“对于百花齐放的南京等地,我认为都是好事儿。竞争越来越强、越来越大的话,可以给国内的设计企业创造更好的平台,有更多的选择。对我们来说挑战是选择多了,就要把工艺做好,”舒奇表示,“当我拜访客户的时候,客户通常有一个主动性和被动性的要求。主动性就是客户新的产品出来要求这样的工艺才能达到,比如他要求省电、尺寸更小、速度更快;被动要求就是这个节点已经做得很好,但是为什么还要往前走呢?每个节点的成本都非常高,但如果不往前走,竞争对手就会往前走。被动往前走也是一种动力,假如说没有14、16nm,很多人会不往前走,整个的发展可能局限于28nm的限制,就没有动力发展。”

五论:对设计服务的新要求

随着中国IC设计业发展,对设计服务也提出了新的要求。作为设计服务公司的代表,VeriSilicon的戴伟民出席了采访会。

“首先,我们绝对不跟客户竞争,偷偷做产品。我们有完善的IP内核,而且在某些领域比美国公司做的都好,”戴伟民阐述到,“现在提供云服务的公司越来越强,力量越来越大。这就是个变化。我们以前服务很多芯片公司,现在需要服务的对象变成了阿里、腾讯、百度、亚马逊、谷歌等类型的公司,他们想做芯片的呼声很高。他们在主导这个行业,而且需要定制。现在云里面都是视频,整个产业谁在主导?有的客户现在也在朝系统层面发展,也是符合这个潮流。”

林荣坚表示赞同上述观点:“系统厂商占的份量增大是趋势。整个电子行业,半导体行业,以前是井然有序,各做各的,现在都在往周边扩展。例如,汽车是非常传统的行业,以前几十年,上百年来做什么是非常清楚的,但随着汽车电子的普及,汽车厂商也都在往上游走。我们都是提供解决方案的厂商,必须顺应这个形势。系统份量会增加,但最终还是要把IC做出来,相应的配套产业也需要一起往前走。当前,最需要解决的问题是系统不见得懂IC,IC不见得懂系统。我们也有很多的系统公司,怎么能通过一些技术,通过一些方法让这两拨人能够在前期沟通和交流,这是我们现在谈这个很新、很重要的变化的原因。这类将来应用的范围会更长久。”

至于这样会不会打乱原有IC生态布局?“现在已经在发生,很难区分你这个公司是什么样的公司。”林荣坚表示。

“华为、小米也都在做IC,联想也在做了,他们都有IC设计部门。只是看能不能善用IC实力,大部分公司做IC很简单,如果只是为了节省IC成本效果肯定很差,如果为了差异化做IC很快就会成功。如果在中国成功的系统公司进入IC行业的目的是要做差异化,那它成功的机率非常高,有体量在,可以支撑。”罗镇球补充到。

戴伟民总结到:“芯片公司朝上走,先把一块板做成芯片,写好软件,做了很多系统的事情。而当芯片公司朝上走的时候,系统公司朝下走,但不具备芯片团队,所以找我们设计服务公司。上行、下行的都有可能找我们。”

六论:IP厂商的中国机遇

IP的需求涉及到方方面面,在此以存储器和混合IP为例。

Kilopass目前在中国主推存储器IP,该公司Lee Chu看到最近几年存储器芯片的需求从简单存储提升到安全为主。“以前可能只是存简单的密钥,现在针对存密钥的需求会有自己的系统。除了处理器之外,存储器是不可或缺的重要元件。中国最近几年比较关注闪存。”他表示,“在中国,这部分一直没有钻研,主要是需要很多长期技术的积累,这也是国内相对薄弱的。做IP不怎么讨喜,不像研发产品,可以卖几百万、上千万,IP是基本工夫,需要慢慢发展,希望今后把它做得比较深入。”

芯动科技提供混合电路IP,该公司何颖认为未来一到两年之内IP需求的热点包括以下几点:一方面IoT芯片针对一些新的工艺节点,要求能够降低功耗,有新的IP需求。这样的需求反映出背后的驱动力,我们必须赶在市场前面做出反应,把IP准备好;第二个方面是高性能的应用。现在我们知道不管AI还是其它的高性能计算领域,一个比较大的瓶颈是带宽,目前大家采用的方式是在DDR上寻求方向,但在新的应用领域里这个速度已经不能满足要求了,而需要一种更快速的接口,现在只用在显卡方面,这也是为什么一些公司在AI方面能够领先大部分其它公司的原因,因为他们掌握了关键技术,这也是我们要努力的方向;最后,是我们IP性价比的优势,以及我们的服务。

七论:中国半导体的差异化之路

差异化会不会转化成为各个企业的核心竞争力?

“提到差异化,互联网公司的应用怎么样来增加客户的黏度?有很多是要建立在硬件系统上。很多系统设计公司对硬件提出新的要求,这些要求也是因为应用本身的变化造成了对硬件越来越多的定制化的需求,这是相互的作用。这其实对我们行业有非常大的影响,这也是为什么我们提出了‘系统设计实现’大的策略,对我们来讲整个公司的将来发展的思维的确受到了影响,我们也在做相应的调整和改变。”

“以汽车领域为例,除了基础工作以外,更多是我们怎样积累在应用上的经验。我们在国际上跟最先进的智能汽车公司有合作,我们也专门有目的性地收购了不少关于汽车电子或者智能汽车的应用技术。我们现在在往这个方向努力,尽管有一定的瓶颈,也希望能够为整个汽车电子行业做一些在系统层级的支持。”Cadence徐昀说到。

自主可控也可以理解为实现差异化的一个途径,在这个方面,舒奇分享了他的观点。“自主可控就是你要掌握核心的技术。一些刚刚起步的中、小公司,在初期没有这么多精力,也没有这么多的自主知识产权,他不得不靠一些强大的合作者来帮他,这样很多的技术和各方面掌握在别人手里,这个产品做完以后继续往下发展的时候就比较困难,但这是过程,一开始都是这样走的。中国发展总有一天会做到自主可控,例如,海思开始也不是完全自主可控,也有很多技术是依靠一些厂商,但是经过一段时间的磨合他的技术力量积累了,业务也做好了,投入研发越来越大,到最后可以做出自己的替代芯片,他就掌握了这个技术。包括我们也是这样,必须掌握核心技术,必须发展我们的自有自主可控的品牌,这样才能支持国内蓬勃发展的IC设计企业。”

张竞扬也分享了他的观点:要想超越前面一个公司,走它一样的路来追赶可能永远达不到,替换高通绝对不是同样的路来替换,一定要利用好我们的主场优势。既然全球几乎所有的电子产品都在中国制造,那我们一定要在这里找到差异化的机会。手机已经把产业链整理得非常平,大家用起来最方便,但实际每个应用里都有优化空间,就需要国内厂家不是单纯做替换国外产品。这条路一开始很容易,但是越走越难,走到后面会遇到专利,遇到别人杀价。一开始要自己创新,自己定义全新的产品,这可能很难做,但是往往是难事易成,一件很难做的事能够开始做起来,能够有一定进展,坚持下去,后面就会有壁垒,然后国外的企业要想来超我们也很难。

八论:中国半导体业保持持续发展最需解决的问题

下面是各位嘉宾认为的2018年及以后,保证中国半导体产业取得持续发展最需要解决或目前最欠缺的要素,以及行动建议。

戴伟民:我觉得是人才红利,要有专门投初创公司的基金。

林荣坚:技术要突破现在蛮不容易,技术是人做出来,人是很大制约因素,这点要解决。需要从整个教育体系做规划,从更底层做起。

罗镇球:我觉得有中国政府支持、有资金、人很多、又很兴奋,该具备的资源都看得到。每个人都一定要有企业家的精神,做一件事情就要专注,做好,做强做实。

Lee Chu:除了激情之外,要有耐心继续走下去,看跟高校怎么配合,更希望业界能够继续支持高校研发。很多尖端科技还是从高校研发出来的,希望多关注一下。

徐昀:从目前来看中国半导体发展趋势已经势无可挡,中国潜在发展的最根源驱动力是巨大的市场和接下来最大发展的数据,这是区别于美国跟全世界其它任何一个国家最大的价值。我们应该在AI或大数据上加大投入,把我们数据真正能转化成对我们有用的资源,这方面加大投入有机会创作超过欧美的好机会。

何颖:最需要解决的问题是我们如何成为游戏制定者,我们需要更多地参与国际标准、规则的制定,这样才能在世界芯片舞台上有话语权。

舒奇:2018年确实是非常好的机会,从市场和从机遇来说都存在,所以所有的芯片企业,包括我们公司,都应该把自己的事情做好,研发不光要投入,而且要踏踏实实做。我认为媒体应该多跟国家提一些建议,从国家层面来说应该看到这个机遇存在,要多给一些政策的支持,尤其是一些初创的企业。国家要给初小企业,尤其刚刚成立、有好的想法的企业,要给他支持,而且不要怕他失败,因为很多时候成功是在失败之后。

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