“流片難題”最優(yōu)解-全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)協(xié)作與開(kāi)發(fā)工具創(chuàng)新

如果問(wèn)一位芯片開(kāi)發(fā)者，“你最大的工作壓力來(lái)自于什么？”相信大部分的開(kāi)發(fā)者都會(huì)回答兩個(gè)字——“流片”。判斷流片成功與否，不僅僅指芯片通過(guò)一系列工藝之后制造成功，而是最終的芯片產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)格，準(zhǔn)時(shí)地投入市場(chǎng)，并滿(mǎn)足應(yīng)用需求。

一個(gè)芯片開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，需要經(jīng)歷從產(chǎn)品定義、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證仿真一直到最終流片的漫長(zhǎng)過(guò)程，而作為“終極大考”的流片，此前漫長(zhǎng)過(guò)程中的任何一個(gè)小疏忽都可能導(dǎo)致流片失敗，而一旦流片失敗往往意味著企業(yè)將面臨數(shù)千萬(wàn)美元起的損失和至少半年市場(chǎng)機(jī)遇的錯(cuò)失。這對(duì)于許多企業(yè)而言，流片失敗是無(wú)法承受之痛。

“流片難題”，中國(guó)芯片開(kāi)發(fā)者的“成長(zhǎng)夢(mèng)魘”
在新思科技發(fā)布的《中國(guó)集成電路項(xiàng)目管理與研發(fā)現(xiàn)狀和愿景白皮書(shū)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“白皮書(shū)”）中，我們第一次從芯片開(kāi)發(fā)者個(gè)人的角度去審視流片成功率這一困擾著中國(guó) IC 產(chǎn)業(yè)的難題。根據(jù)白皮書(shū)的統(tǒng)計(jì)，參與項(xiàng)目流片成功率達(dá)到 90%的開(kāi)發(fā)者僅僅占總數(shù)的 30%，而大多數(shù)開(kāi)發(fā)者，不得不常常面臨流片結(jié)果不如人意的情況，長(zhǎng)期處于焦慮之中。而造成流片失敗的原因有很多，而在開(kāi)發(fā)者看來(lái)，其中最主要的原因有三點(diǎn)：

第一是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與應(yīng)用市場(chǎng)的實(shí)際需求出現(xiàn)偏差。芯片產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期很長(zhǎng)，不算頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證，最少也需要半年時(shí)間，在汽車(chē)等要求嚴(yán)苛的產(chǎn)業(yè)，因需要安全等相關(guān)認(rèn)證，更是動(dòng)輒需要 3、4 年時(shí)間。這就好比在一條尚未定型的賽道上進(jìn)行馬拉松比賽，在沒(méi)有到達(dá)終點(diǎn)前，誰(shuí)也不知道會(huì)在終點(diǎn)遇見(jiàn)什么。而一旦在產(chǎn)品定義階段預(yù)測(cè)錯(cuò)了應(yīng)用市場(chǎng)未來(lái)的實(shí)際需求，往往就意味著失敗。

第二是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中配合不順造成的項(xiàng)目周期拖延。芯片產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，從工具、IP 選擇到不同模塊設(shè)計(jì)再到生產(chǎn)制造、封裝測(cè)試，至少 40 余個(gè)環(huán)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要內(nèi)外多方同心協(xié)力以一致的步伐前進(jìn)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)配合不到位都可能導(dǎo)致周期拖延無(wú)法滿(mǎn)足項(xiàng)目要求，并最終失去最佳上市時(shí)機(jī)而導(dǎo)致失敗。

第三則是實(shí)際流片后的產(chǎn)品無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)格。在設(shè)計(jì)集成電路的過(guò)程中，開(kāi)發(fā)者不僅要確定產(chǎn)品的性能、功能、尺寸、功耗等參數(shù)，還需要考慮到芯片必須滿(mǎn)足的協(xié)議、規(guī)范，以及生產(chǎn)工藝等諸多條件。在任何一個(gè)環(huán)節(jié)上稍有不慎，就會(huì)導(dǎo)致最終芯片無(wú)法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)格。

“低頭跑”，中國(guó)芯片開(kāi)發(fā)者的短板
從這三點(diǎn)導(dǎo)致流片失敗的主要因素來(lái)看，我們不難發(fā)現(xiàn)，要想實(shí)現(xiàn)較高的流片成功率，就要求開(kāi)發(fā)者具備全產(chǎn)業(yè)鏈的視角，能夠準(zhǔn)確把握終端應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，高效協(xié)調(diào)整合整個(gè)開(kāi)發(fā)周期的全產(chǎn)業(yè)鏈資源，而這恰恰是中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的短板之一。

在白皮書(shū)中，我們發(fā)現(xiàn)了中國(guó)芯片開(kāi)發(fā)者的一個(gè)主要問(wèn)題——始終在低頭跑，很少抬頭看。長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)芯片開(kāi)發(fā)的主力人群更多在參與標(biāo)準(zhǔn)芯片開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，缺乏對(duì)終端應(yīng)用的探索動(dòng)力，很多情況下也未能過(guò)多參與客戶(hù)終端應(yīng)用，但也因長(zhǎng)期處于被動(dòng)滿(mǎn)足需求的狀態(tài)，相比于歐美大廠，中國(guó)的芯片開(kāi)發(fā)者往往對(duì)客戶(hù)需求以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)的變化缺乏準(zhǔn)確認(rèn)知，在面對(duì)客戶(hù)和市場(chǎng)需求時(shí)缺少可行思路，使得產(chǎn)品定義和規(guī)劃難成為全行業(yè)普遍共性問(wèn)題。

如果從中國(guó)芯片技術(shù)研發(fā)人員來(lái)看，當(dāng)遇到功能和指標(biāo)難題時(shí)，超過(guò) 90% 會(huì)選擇與內(nèi)部人員或固定小圈子處尋求幫助，例如與項(xiàng)目經(jīng)理及架構(gòu)師核實(shí)指標(biāo)、與其它模塊同事商量回補(bǔ)，或是請(qǐng)教有經(jīng)驗(yàn)的前輩等，只有不足 8% 的人會(huì)考慮在論壇或供應(yīng)商處尋求專(zhuān)業(yè)建議。由此可見(jiàn)，中國(guó)集成電路開(kāi)發(fā)群體中仍然缺乏全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)協(xié)作。

在新思科技中國(guó)芯片設(shè)計(jì)自動(dòng)化事業(yè)部總經(jīng)理謝仲輝看來(lái)，“中國(guó) IC 產(chǎn)業(yè)要進(jìn)一步步擺脫小作坊式師徒傳承的模式，學(xué)會(huì)生態(tài)聯(lián)動(dòng)，借助外部支持力量，加速企業(yè)自身的發(fā)展。” 特別是在初創(chuàng)企業(yè)中，如果還是以埋頭做項(xiàng)目的理念來(lái)進(jìn)行芯片產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，面對(duì)日益復(fù)雜的芯片設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，企業(yè)將會(huì)陷入閉門(mén)造車(chē)的困境，極大地局限公司的發(fā)展。

“抬頭看”，全產(chǎn)業(yè)生態(tài)支持的前行
那么，中國(guó)的開(kāi)發(fā)者要如何才能真正做到“抬頭看”，也就是結(jié)合全產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)確把握應(yīng)用的需求，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層面的真正創(chuàng)新呢？

首先，是要建立符合自身的全流程項(xiàng)目管理模型。白皮書(shū)中提及了這么一個(gè)案例：燧原科技依靠新思科技的支持，結(jié)合生態(tài)鏈上游經(jīng)驗(yàn)，將所建立的全流程項(xiàng)目管理模型應(yīng)用于從設(shè)計(jì)到流片的項(xiàng)目全流程，保障了各項(xiàng)目的順利推進(jìn)。受益于此研發(fā)協(xié)作模式的創(chuàng)新，成立僅兩年的的燧原科技 , 僅用 18 個(gè)月時(shí)間，就成功流片了國(guó)際巨頭需要耗時(shí)至少 3 年才能迭代完成的 AI 大芯片。

針對(duì) AI 芯片開(kāi)發(fā)存在的問(wèn)題，新思科技設(shè)立全球人工智能實(shí)驗(yàn)室，致力于在更開(kāi)放的平臺(tái)上，與行業(yè)專(zhuān)家共同探索人工智能技術(shù)發(fā)展所帶來(lái)的的軟硬件協(xié)同開(kāi)發(fā)等新問(wèn)題，并尋求更有效的解決方案，幫助開(kāi)發(fā)者加速人工智能芯片的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用普及。

同時(shí)，新思科技所推崇的“Shift Left（驗(yàn)證左移）”方法學(xué)也展現(xiàn)出其巨大的價(jià)值。隨著芯片賦能的 5G、AI 等新應(yīng)用進(jìn)入加速發(fā)展期，時(shí)間對(duì)于芯片開(kāi)發(fā)者的價(jià)值越來(lái)越大。而新思科技從自身的優(yōu)勢(shì)出發(fā)，為中國(guó)的芯片開(kāi)發(fā)者提供了完整而強(qiáng)大的工具鏈、齊備而成熟穩(wěn)定的 IP，幫助企業(yè)從最初產(chǎn)品定義期開(kāi)始驗(yàn)證項(xiàng)目流程管理的順暢性、合理性，讓整體步驟前移，從而加速設(shè)計(jì)進(jìn)程、縮短設(shè)計(jì)時(shí)間并提高設(shè)計(jì)成功率。從燧原科技的 AI 芯片到黑芝麻智能科技的自動(dòng)駕駛芯片開(kāi)發(fā)，再到百度在芯片開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的探索，新思科技的“Shift Left”方法學(xué)無(wú)一不在發(fā)揮著其重要的作用。

勇闖“無(wú)人區(qū)”，中國(guó) IC 產(chǎn)業(yè)未來(lái)的探索邊際
歷經(jīng)多年應(yīng)用市場(chǎng)的繁榮滋養(yǎng)和積累沉淀，中國(guó) IC 研發(fā)在多個(gè)領(lǐng)域正由追趕者逐步接近、甚至超越行業(yè)先行者。正如同新思科技中國(guó)董事長(zhǎng)兼全球資深副總裁葛群在白皮書(shū)序言中所說(shuō)：“中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)開(kāi)始步入 5G、AI、自動(dòng)駕駛等新興技術(shù)研發(fā)的‘無(wú)人區(qū)’，為 IC 研發(fā)提供了全新的賽道機(jī)遇?！?/p>

新思一直致力于通過(guò)領(lǐng)先的 EDA 技術(shù)協(xié)助整個(gè) IC 產(chǎn)業(yè)探索新路徑，比如重要性日增的云上 IC 設(shè)計(jì)，融合了 EDA 技術(shù)與云端運(yùn)算性能與儲(chǔ)存優(yōu)勢(shì)，可解決新產(chǎn)業(yè)環(huán)境下 IC 設(shè)計(jì)所面臨的算力缺口，為集成電路開(kāi)發(fā)者提供實(shí)時(shí)可用的算力、敏捷部署的研發(fā)環(huán)境、高度協(xié)同的開(kāi)發(fā)流程，從而大幅縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，也能充分釋放開(kāi)發(fā)者的創(chuàng)新能力，這種研發(fā)協(xié)作模式的創(chuàng)新，是集成電路開(kāi)發(fā)企業(yè)增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的絕佳選擇之一。

或是利用 AI 技術(shù)輔助開(kāi)發(fā)者進(jìn)行決策，例如新思的 DSO.ai 項(xiàng)目，通過(guò) AI 技術(shù)幫助開(kāi)發(fā)者在芯片設(shè)計(jì)的巨大求解空間中自動(dòng)獲得最優(yōu)解，進(jìn)一步提升了開(kāi)發(fā)工具的抽象級(jí)，從而解放芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)大量的開(kāi)發(fā)力量，幫助開(kāi)發(fā)者獲得更多的時(shí)間以產(chǎn)業(yè)鏈的眼光去思考應(yīng)用層面的創(chuàng)新。

從白皮書(shū)中不難窺見(jiàn)，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)有幸擁有一群充滿(mǎn)求知欲、探索熱情高漲、“為愛(ài)堅(jiān)守”行業(yè)的開(kāi)發(fā)者，他們正在不斷拓寬自身知識(shí)領(lǐng)域，以一種前所未有的活力和創(chuàng)造力去去探索芯技術(shù)的邊界。而這種“芯際探索”更離不開(kāi) EDA 工具的創(chuàng)新以及由 EDA 工具所串聯(lián)起來(lái)的全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)協(xié)作，唯有開(kāi)發(fā)者真正將眼光投向整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈和應(yīng)用端實(shí)際需求，從抽象級(jí)較低的開(kāi)發(fā)工作中解放開(kāi)發(fā)者的創(chuàng)新能力，才能實(shí)現(xiàn)更高的流片成功率，開(kāi)發(fā)出真正能夠賦能應(yīng)用的創(chuàng)新芯片產(chǎn)品，解決困擾開(kāi)發(fā)者的“流片難題”。

審核編輯 黃昊宇