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亚马逊云科技凌琦:IC设计和制造迈入“上云”时代

随着我国集成电路产业迈进发展的黄金十年,芯片设计成为半导体产业链中最蓬勃发展的一环。据统计,2020年中国IC设计企业达到2218家,同比增速达24.6%。

当越来越多的企业涌入IC设计赛道,真正的挑战接踵而至。例如在经典IC开发环境中,可能存在EDA峰值性能需求难以被满足,芯片设计周期、成本及流片环节的不可控,数据安全等一系列问题。对此,芯片设计企业尝试把IC设计搬到云端,在云计算高弹性、高可靠、高安全的环境下,集中精力做好设计创新工作,而无需担心其本身的基础设施和算力冗余/缺损的管理问题。maUesmc

亚马逊云科技大中华区企业业务拓展部总经理凌琦在9月15日举办的中国(上海)自贸区临港新片区半导体产业发展高峰论坛上,分享了题为《亚马逊云科技赋能芯片设计和制造》的主题演讲,详细介绍了IC设计和制造“上云”的利好与方案。maUesmc

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半导体产业发展的五个趋势与挑战

当下全球半导体产业不断发展,设计与制造越来越复杂,所面临的挑战也愈发凸显。具体来说,凌琦观察总结出五方面的发展趋势与挑战。maUesmc

  1. 从芯片设计向系统设计扩展:需要在芯片设计初期,就从整体系统性能角度考虑。比如发热、电磁干扰等,从设计工具角度进行融合设计。
  2. 工艺的演进需要设计与制造更紧密协同:先进制程节点演进,需要IC设计与Foundry共同完成。
  3. 设计规模增加对提升对IT基础设施要求:SoC大芯片设计,达到每平方里面百万级门电路,进行后端验证及Sign off需要极大峰值算力需求。
  4. AI驱动芯片设计逐渐成为新趋势:在物理验证如DRC,AI视觉识别有很多应用。
  5. 高昂的设计和流片费用要求一次性流片成功:7nm芯片设计进行一次流片整体项目成本超过两亿美金。

此外,工业节点不断演进对算力需求呈指数级增加。凌琦指出,随着工艺节点从28纳米向5纳米演进,高端芯片设计面临EDA设计中峰值算力需求呈指数级增长,同时还有IDC资源投入的两难挑战,需要平衡开发效率与成本投入。maUesmc

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针对上述挑战,凌琦认为,传统EDA数据中心,常常限制的是服务器数量,太少或太多。而采用本地数据中心与云结合混合架构模式,能有效应对不确定的峰值需求,带来最大经济性,是解决算力冗余/缺损的一剂“良方”。maUesmc

“亚马逊云科技致力于联合半导体产业上下游生态,建立互信融合的协同设计开发平台,提供集成的设计、验证、流片及计算资源服务。降低设计公司建立EDA开发环境难度,提升设计效率和流程成功率。”他分享道。maUesmc

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亚马逊云科技赋能芯片设计和制造

众所周知,云计算起源于美国,亚马逊正是其缔造者。那么,亚马逊云科技如何利用云计算赋能芯片设计和制造?maUesmc

凌琦认为,这不仅得益于亚马逊是全球云计算领导者,还归功于亚马逊旗下独立的芯片设计部门。maUesmc

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2014年,亚马逊成立芯片研发部;次年通过收购的以色列芯片设计公司Annapurna Labs,基本是处于一个本地数据中心上的一些设计和开发应用。从2016年开始到如今,亚马逊芯片设计逐步实现从混合架构到完全基于云端设计,并在云上端到端实现了第一颗7nm服务器CPU Graviton 2的全流程设计。maUesmc

与此同时,亚马逊云科技还通过定制化芯片开发,持续优化云端基础架构。首先在虚拟化、存储、网络及安全领域进行变革,推出新的虚拟化平台Nitro System,在安全、网络和虚拟化性能有效提升。同时也开发基于ARM架构服务器芯片,提供更好性价比,开发机器学习推理芯片,加速计算。maUesmc

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至于云计算服务领域,目前亚马逊云已经覆盖全球 25个区域81个可用区,并且具备10+年商用经验,4000+种新服务新功能,1900+种第三方产品,拥有数万家合作伙伴和数百万的活跃客户。其中在中国,亚马逊云有3个区域,分别是北京、宁夏、香港——中国是亚马逊云科技在美国之外,唯一一个拥有三个可用区域的国家。maUesmc

对于中国市场的机遇,凌琦指出:“在中国市场,尤其在半导体设计领域里,亚马逊云科技已经服务了大量的客户。以我们现有服务来说,所有在海外领域里所使用的亚马逊云服务,基本上都在国内都已经落地了。所以对于从海外引进的人才,或者从海外到中国落地的芯片设计公司、芯片制造公司,他们在国内外的服务体验是一致的。”maUesmc

当下,许多科技巨头已经在亚马逊云科技的帮助和服务下,成功实现IC设计与制造“上云”。maUesmc

  • Arm 在基于Arm内核的Graviton 2 实例上运行特征参数提取K库,计算集群从5000核快速扩展到30000核,大幅缩短运行周期,同时带来30%成本节省。
  • 联发科在云端加速7纳米SOC芯片开发,亚马逊云与其组成7*24小时战情室,共同合作搭建混合云架构,确保项目成功上线。
  • 芯片良率分析解决方案提供商普迪飞将大数据分析平台Exensio 部署在亚马逊云端, 为产业链不同环节(包含设计、晶圆制造和封测)都提供相应应用模块,提供SaaS分析服务。
  • ……

当然,云端创新始于互信。凌琦表示:“产业不断发展,要求产业链各方加强互信协同,才能持续创新,通过云端构建共享安全协同工作区,可以有效加强在EDA设计环节调试协同和流片阶段良率分析改善。”maUesmc

小结

演讲的最后,凌琦针对半导体企业布局云端的核心价值分享了看法,具体为四个“更加”:maUesmc

1.更快的创新:高弹性,高性能及高安全性的云端EDA基础架构支持快速的设计和验证;maUesmc

2.更好的效率:通过安全的访问连接全球各区域设计团队合作,提升设计效率;maUesmc

3.更有效协同:搭建安全互信上下游协同设计平台,提升协同效率和流片成功率;maUesmc

4.更优成本:提供安全互信上下游协同设计平台,提升流片成功率。maUesmc

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Momo Zhong
国际电子商情(Electronics Supply and Manufacturing-China)助理产业分析师,专注于PCB、电子工程、移动终端、智能家居等上下游垂直领域。
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