摩爾定律仍可延續(xù) IC設(shè)計(jì)業(yè)加速可期

在談及集電路未來的時(shí)候，首先會(huì)提及的就是摩爾定律的未來。

摩爾定律仍可延續(xù)

臺(tái)積電中國業(yè)務(wù)發(fā)展副總經(jīng)理陳平在ICCAD峰會(huì)期間表示，當(dāng)今公認(rèn)的說法是半導(dǎo)體制造工藝進(jìn)入“深水區(qū)”，資金和技術(shù)門檻越來越高，每往下一代進(jìn)行都很難，但是我們可以看到7納米量產(chǎn)非常順利、5納米還很樂觀，3納米可以繼續(xù)向前。這是全世界合作產(chǎn)生的結(jié)果，因?yàn)檎麄€(gè)行業(yè)有那么多的聰明人。邏輯器件的微縮并沒有到達(dá)極致，還有繼續(xù)延伸的潛力。

英特爾中國研究院宋繼強(qiáng)院長也曾表示，CMOS縮放是可以繼續(xù)往下走的，現(xiàn)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有到達(dá)其物理極限。

如今，延續(xù)摩爾定律的途徑除了制程微縮，還有先進(jìn)封裝。各大廠商紛紛提出自家的SiP技術(shù)，盡管各家有不同的命名，但“異構(gòu)”是該技術(shù)的共同特征之一。盡管封裝也在追趕摩爾定律的速度，但因?yàn)榉庋b有多樣性，封裝與摩爾的趨勢并非完全一致的。

現(xiàn)在的一個(gè)趨勢就是把很多芯片（Die）封裝在一個(gè)大芯片內(nèi)，這種“組合”的方式是未來的大趨勢。SiP可以理解成微型的PCB。SiP從封裝的角度出發(fā)，通過并排、堆疊等形式將不同芯片組合在一起，并封裝在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)。用一個(gè)公式對(duì)SiP進(jìn)行描述SiP=SoC+DDR/eMMC +……。

陳平指出，臺(tái)積電會(huì)突破一些傳統(tǒng)的封裝方式，用硅晶圓和封裝技術(shù)結(jié)合起來制造二維、三維的封裝方式進(jìn)行新產(chǎn)品“整合”。這是一個(gè)大方向，也是正在發(fā)生中的事。

從市場角度來看，AI、5G等新興應(yīng)用也在推動(dòng)先進(jìn)制程向前發(fā)展，摩爾定律也未止步。

AI導(dǎo)入EDA軟件，無人設(shè)計(jì)軟件不無可能

如今，AI在各行各業(yè)的導(dǎo)入速度似乎超乎我們的預(yù)期。對(duì)于AI在EDA工具的滲透也并非什么新鮮話題，但AI給EDA行業(yè)帶來的創(chuàng)新體驗(yàn)有哪些是值得探究的。

在ICCAD峰會(huì)上，Cadence公司全球副總裁石豐瑜提出了“無人設(shè)計(jì)芯片”的未來概念。

Cadence公司全球副總裁石豐瑜介紹道，通過培養(yǎng)并不足以彌補(bǔ)人才的缺口，而電子設(shè)計(jì)工程師的工作最難填補(bǔ)。在這樣的背景下，EDA軟件也要從自動(dòng)化演變?yōu)?a href="http://www.ttokpm.com/v/" target="_blank">智能化就顯得尤為重要。Cadence參與的美國電子復(fù)興計(jì)劃中“人工智能EDA計(jì)劃”就是希望實(shí)現(xiàn)無人芯片設(shè)計(jì)。

此外，石豐瑜先生指出科技更新雖然會(huì)帶來科技失業(yè)，但也必將帶來新的就業(yè)機(jī)會(huì)。當(dāng)無人芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)時(shí)，優(yōu)秀的IC設(shè)計(jì)人才不僅不會(huì)失業(yè)，而且重要性更加凸顯。優(yōu)秀的設(shè)計(jì)人員與智能化的工具配合必將使行業(yè)的發(fā)展越來越好，例如提高效率等。

Silvaco CEO David L.Dutton表示，Silvaco已經(jīng)擁有具備機(jī)器學(xué)習(xí)能力的工具，工具能夠覆蓋到所有設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)，依靠仿真確保客戶的設(shè)計(jì)達(dá)到6-Sigma良率甚至更高。Dutton認(rèn)為，無論客戶是做ASIC還是設(shè)計(jì)服務(wù)，工具如果可以聚焦在更高的質(zhì)量、更新的材料、更強(qiáng)的優(yōu)化能力，就可以幫助客戶在更新工藝上減少成本。

IC設(shè)計(jì)業(yè)加速，6個(gè)月周期可待

在ICCAD期間，Mentor總裁兼CEO Walden C. Rhines演講當(dāng)中提到設(shè)計(jì)業(yè)不斷加速。

這對(duì)于IC設(shè)計(jì)企業(yè)而言，是挑戰(zhàn)，當(dāng)然也存在機(jī)遇。同樣，在設(shè)計(jì)業(yè)加速不斷壓縮時(shí)間窗口的情況下，設(shè)計(jì)服務(wù)公司的創(chuàng)新對(duì)于IC設(shè)計(jì)公司而言就顯得尤為重要。

對(duì)于IC設(shè)計(jì)企業(yè)而言，其進(jìn)步背后是EDA、IP等設(shè)計(jì)服務(wù)廠商的支持。

成都銳成芯微CEO向建軍表示，一顆芯片從定義到真正走向市場至少需要18個(gè)月的時(shí)間，但在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代這個(gè)時(shí)間已不能滿足客戶的需求。

“作為一家IP公司，我們?cè)?012年的時(shí)候曾提出這樣一個(gè)概念，即針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)搭建完整平臺(tái)，做成一個(gè)最大化的SoC開發(fā)IP套件，客戶只需要在IP套件上進(jìn)行簡單修改或者功能篩選，就可以直接進(jìn)入量產(chǎn)。我們提早完成了前期工藝偏差、設(shè)計(jì)應(yīng)用、系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)的全部驗(yàn)證，讓客戶可以從最初“定義”直接跨入“量產(chǎn)”階段，18個(gè)月周期也由此縮短到6個(gè)月?！?/p>

據(jù)介紹，在此概念提出后，銳成芯微已聯(lián)合一些大公司在進(jìn)行相關(guān)工作的推進(jìn)。

向建軍表示，此IP 套件的應(yīng)用可以把整個(gè)設(shè)計(jì)時(shí)間周期壓縮到極致，可能6個(gè)月的時(shí)間都比較長，也許將來只需要3個(gè)月就可以讓一顆芯片從定義走向市場。

前不久，華大九天推出了三款新品，其中ALPS-GT可以堪稱是全球首款異構(gòu)仿真系統(tǒng),華大九天獨(dú)創(chuàng)了適用于GPU架構(gòu)的GPU-Turbo Smart Matrix Solver技術(shù)。該產(chǎn)品的第一個(gè)商用版本預(yù)計(jì)于年底發(fā)布，對(duì)大規(guī)模后仿真性能提升5-10倍；第二個(gè)商用版本預(yù)計(jì)于2019年6月發(fā)布，對(duì)大規(guī)模后仿真性能提升10倍以上；2019年12月發(fā)布基于ALPS-GT的高速異構(gòu)Monte Carlo分析方案。

SiFive全球CEO Naveed Sherwani表示，中國現(xiàn)在有非常非常多的IC設(shè)計(jì)人員，我們希望借助合理的方式提高他們的效率。這是SiFive進(jìn)入中國的初衷。

近兩年來，RISC-V得到了學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注與重視，RISC-V架構(gòu)的行業(yè)認(rèn)可度快速提升。業(yè)內(nèi)一致認(rèn)為，在一些新興的邊緣領(lǐng)域，比如IoT、AI、邊緣計(jì)算等，RISC-V與Arm處于同一起跑線，兩者將形成正面競爭，RISC-V在成本等方面具有優(yōu)勢、Arm在生態(tài)等方面具有優(yōu)勢。

物聯(lián)網(wǎng)市場對(duì)于成本較為敏感，RISC-V免費(fèi)授權(quán)屬性讓眾多廠商為之心動(dòng)。與此同時(shí)，RISC-V具有針對(duì)不同應(yīng)用可靈活修改指令及芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)的有優(yōu)勢，而Arm往往只能做一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，很難實(shí)現(xiàn)差異化。

針對(duì)RISC-V生態(tài)情況，SiFive中國CEO徐滔表示，如今RISC-V生態(tài)問題已經(jīng)解決，基礎(chǔ)的東西已經(jīng)全部完成，包括編譯器、開發(fā)環(huán)境、操作系統(tǒng)等。但除此之外也還有很多問題需要解決，比如說人才。東西很好，沒有人會(huì)用也不行，SiFive正在和大學(xué)、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)密切合作，讓更多的學(xué)生、工程師能夠接觸到RISC-V，并上手RISC-V。我認(rèn)為，今后幾年人才是RISC-V最大的瓶頸。

在設(shè)計(jì)加速的同時(shí)，IP、工具廠商都在為客戶的加速提供條件。