隨著集成電路工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步，芯片的設(shè)計難度及其復(fù)雜度也在不斷提升。為有效降低芯片開發(fā)成本、縮短開發(fā)周期、提升產(chǎn)品競爭力，以IP/EDA為基礎(chǔ)的芯片設(shè)計支撐產(chǎn)業(yè)迎來重大的發(fā)展機(jī)遇。
欄目記者采訪了國內(nèi)IP/EDA的新銳企業(yè)隼瞻科技的CEO曾軼，探討在中美貿(mào)易摩擦的大背景下，IP/EDA企業(yè)穿越周期業(yè)績實(shí)現(xiàn)快速增長的發(fā)展之道。
據(jù)了解，隼瞻科技成立于2022年，是一家提供專用處理器IP和EDA處理器設(shè)計平臺的創(chuàng)新型高科技公司。雖然成立僅1年，但公司憑借處理器核、EDA處理器設(shè)計平臺、跨平臺軟件生態(tài)移植解決方案等優(yōu)勢，已向市場推出多種模式結(jié)合的IP定制開發(fā)解決方案，可廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備、工業(yè)控制、汽車等領(lǐng)域。
已形成低中高檔完善的IP產(chǎn)品矩陣，多款產(chǎn)品可用于車規(guī)領(lǐng)域
半導(dǎo)體IP是指集成電路設(shè)計中預(yù)先設(shè)計、驗(yàn)證好的功能模塊，是構(gòu)建芯片底層架構(gòu)的核心要素，具有較高的技術(shù)難度和價值含量。與此同時，單顆芯片可集成 IP 數(shù)量的增多為更多 IP 在 SoC 中實(shí)現(xiàn)可復(fù)用提供了新的空間，從而推動了半導(dǎo)體了IP市場的進(jìn)一步發(fā)展。
在IP方面，為滿足低中高端不同應(yīng)用場景下對控制、算力、DSA、安全等不同維度的客戶需求，隼瞻科技已向市場推出了Wing-M050、Wing-M100、Wing-M100A、Wing-M130、Wing-M500等多個檔位的系列化RISC-V處理器IP產(chǎn)品。
具體來看，Wing-M050是基于RISC-V架構(gòu)的32位、單發(fā)射、2級流水的處理器，適用于極低功耗和極小面積的嵌入式應(yīng)用，可替代8051或16位MCU內(nèi)核；Wing-M100A采用雙核鎖步機(jī)制，可適用于工業(yè)控制及汽車等對可靠性要求較高的領(lǐng)域；Wing-M130則是一款通用高性能嵌入式RISC-V微控制器IP，具備業(yè)界領(lǐng)先的同級別處理器性能，并擁有全面的可配置性和可擴(kuò)展性，能滿足車規(guī)ASIL-D等級要求；而Wing-M500是一款基于RISC-V架構(gòu)面向高可靠性和高性能應(yīng)用的32位處理器IP，對標(biāo)ARM Cortex M7/R5/R52。
隼瞻科技RISC-V 處理器IP路線圖
資料來源：隼瞻科技
我們第一個IP產(chǎn)品是Wing-M100，然后在M100的基礎(chǔ)上，我們也做了一個性能及功能全面的Wing-M100A產(chǎn)品，對標(biāo)的是Arm Cortex-M0/M0+/M3系列，去打主流市場。此外，我們還做了一顆業(yè)內(nèi)三級流水里面性能最高的Wing-M130產(chǎn)品，對標(biāo)的是Arm Cortex-M3/M4/M33系列，現(xiàn)在已經(jīng)有好幾個客戶在用。針對電子煙等小CPU需求的物聯(lián)網(wǎng)市場，我們也做了一個超級小的低功耗wing-M050產(chǎn)品，在使用年限上可以長達(dá)六七年。
曾軼介紹道，上述這幾款產(chǎn)品中，Wing-M100A、 Wing-M130、Wing-M500都能夠滿足車規(guī)ASIL-D功能安全等級要求，可以用在汽車域控制器等上面。未來，我們也即將會推出Wing-A500MC（對標(biāo)ARM Cortex-A53/A55）、Wing-A700MC（對標(biāo)ARM Cortex-A72/A76）兩款基于RISC-V架構(gòu)的64位的高階CPU IP產(chǎn)品，分別具有5-10TOPS、50-100 TOPS的AI算力，可以廣泛應(yīng)用在安防、人工智能、自動駕駛、服務(wù)器等對性能要求較高的領(lǐng)域。
通過EDA+IP，能幫客戶實(shí)現(xiàn)差異化的產(chǎn)品定制需求
EDA，即電子設(shè)計自動化，是指利用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件，完成超大規(guī)模集成電路芯片的功能設(shè)計、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計等流程的設(shè)計方式。對于如今上億乃至上百億晶體管規(guī)模的芯片設(shè)計，EDA 工具不僅保證了各階段、各層次設(shè)計過程的準(zhǔn)確性，而且降低了設(shè)計成本、縮短了設(shè)計周期、提高了設(shè)計效率，是集成電路產(chǎn)業(yè)性能的源頭。
在EDA方面，WingStudio是隼瞻自研的智能EDA平臺，通過高度智能化的架構(gòu)探索引擎、“超級中間件”編譯器、以及先進(jìn)的Wing-Bridge引擎，用戶能夠輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)計輸入、架構(gòu)和指令集提取、建模、全局形式驗(yàn)證等設(shè)計工作。
隼瞻科技自研的智能EDA平臺WingStudio
資料來源：隼瞻科技
曾軼指出：IP+EDA，我們叫雙翼齊飛。雖然現(xiàn)在市場上有很多公司都在做RISC-V的IP，但是國內(nèi)做ASIP的公司卻非常稀缺，因?yàn)檫@個定制的過程其實(shí)它很復(fù)雜，我們需要用一個EDA工具來做，所以我們IP和EDA這兩條產(chǎn)品線其實(shí)是相輔相成的。通過我們自主研發(fā)的WingStudio敏捷開發(fā)平臺，大大降低了專用處理器的設(shè)計門檻，使設(shè)計人員針可以對垂直領(lǐng)域需求，能夠高效智能地探索領(lǐng)域應(yīng)用最佳架構(gòu)，進(jìn)而設(shè)計出符合其特定應(yīng)用需求的新處理器。
隨著市場競爭的加劇，終端電子產(chǎn)品如手機(jī)、相機(jī)及平板電腦等生產(chǎn)廠商開始面對功能多樣化挑戰(zhàn)及成本壓力，進(jìn)而需要定制符合其特定應(yīng)用環(huán)境下的高性能及低功耗的芯片，以應(yīng)對產(chǎn)業(yè)升級、競爭加劇及核心技術(shù)國產(chǎn)化的挑戰(zhàn)。
除了IP和EDA業(yè)務(wù)外，面對與日俱增巨大的市場需求，隼瞻科技充分利用自身豐富的半導(dǎo)體IP資源和強(qiáng)大的EDA設(shè)計工具，能夠向客戶提供基于DSA專用處理器子系統(tǒng)的芯片定制設(shè)計服務(wù)，以幫助其實(shí)現(xiàn)功能、性能、功耗、尺寸及成本等方面的差異化的要求。
隼瞻科技基于DSA專用處理器子系統(tǒng)的芯片定制設(shè)計服務(wù)
資料來源：隼瞻科技
半導(dǎo)體下游應(yīng)用場景眾多，不同細(xì)分應(yīng)用場景的客戶，對芯片的需求都不一樣。針對客戶的需求和痛點(diǎn)，我們結(jié)合IP+EDA工具的組合優(yōu)勢，能為客戶提供軟件工具鏈、處理器子系統(tǒng)等多種定制服務(wù)。比如說,我們現(xiàn)在有個客戶在做這種安防的芯片，其實(shí)它現(xiàn)在用的瑞芯微RK3568，但是這個客戶認(rèn)為RK3568目前CPU和 NPU在性能上和現(xiàn)在人工智能實(shí)際場景的需求不太匹配，并且在老架構(gòu)里面，CPU和NPU之間還存在嚴(yán)重的存算墻問題。所以他找我們要定制，希望能把NPU、CPU、內(nèi)存能做在一個大的子系統(tǒng)里面，并且要求定制出來的產(chǎn)品，第一，性能更高。你在安防機(jī)器視覺這個領(lǐng)域，芯片設(shè)計出來它的性能(包括吞吐率、AI的處理能力及對大模型的兼容度等)要比RK3568要高；第二，成本更低。做出來的成本需拉低到原來的1/7左右，這樣一來就幫客戶節(jié)省了一大筆成本，這就是垂直領(lǐng)域芯片定制的優(yōu)勢。
曾軼說。
以百億美元規(guī)模撬動數(shù)千億美元生意，差異化的產(chǎn)品/服務(wù)是脫穎而出的關(guān)鍵
近年來，隨著AI、物聯(lián)網(wǎng)、5G、智能汽車等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，芯片的性能、規(guī)模和復(fù)雜度也在不斷提升，極大的推動了EDA/IP行業(yè)的發(fā)展。
根據(jù)ESDA數(shù)據(jù)，2021年全球EDA/IP市場規(guī)模為132億美元，同比增長14.78%，預(yù)計2026年全球EDA/IP市場將達(dá)到183.34億美元；中國市場方面，據(jù)SEMI統(tǒng)計，2022年中國EDA/IP市場規(guī)模達(dá)到115億元，預(yù)計2026年中國EDA/IP市場規(guī)模預(yù)計將達(dá)到 221.88億元。
從上述數(shù)據(jù)可以看到，雖然目前 EDA/IP行業(yè)的市場規(guī)模較小，但是其作為撬動整個集成電路行業(yè)的杠桿，以一百多億美元左右的全球市場規(guī)模支撐和影響著數(shù)千億美元的集成電路行業(yè)，其重要性不言而喻。
競爭格局方面，目前全球EDA/IP市場依舊呈現(xiàn)著寡頭壟斷的特點(diǎn)。其中，在EDA領(lǐng)域，新思科技（Synopsys）鏗騰電子（Cadence）、西門子EDA（Siemens EDA）三家占據(jù)了近八成的市場份額, 國內(nèi)華大九天通過十余年的發(fā)展，已經(jīng)獲得一定的市場突破，但與三巨頭相比仍存在明顯的差距；而在IP領(lǐng)域，市場格局也高度集中，Arm、新思科技（Synopsys）和鏗騰電子（Cadence）占據(jù)了63%的市場份額，芯原股份是目前唯一進(jìn)入前十的中國大陸IP公司。
如果沒有貿(mào)易摩擦，在一個相對比較開放公平的市場競爭體系下，我們這些小企業(yè)和國際新思科技、鏗騰電子等大廠相比不管是在研發(fā)投入，還是在產(chǎn)品線門類、市場信譽(yù)度等方面完全沒有任何優(yōu)勢。但是，隨著現(xiàn)在中美貿(mào)易摩擦的不斷深入，下游客戶也更樂意嘗試國內(nèi)廠商的替代方案，所以時代背景給了我們這些公司很大的發(fā)展機(jī)會。但凡給機(jī)會我們就有信心，我們沿著既定的產(chǎn)品路線去斷迭代，慢慢的也就做上去了，那只要做到一定規(guī)模，就沒必要怕與國際大廠的競爭了。
在談及公司與國際大廠的競爭策略時，曾軼如是說。
而如何在國內(nèi)市場中脫穎而出，曾軼也有自己獨(dú)到的看法。
他表示：國內(nèi)做IP的公司很多，但是既具有IP又具有EDA研發(fā)能力的公司卻不多，并且我們的路線和其他廠商的發(fā)展路線也不一樣。以芯原股份為例，雖然我們跟芯原股份做的都是IP這樣事情，但是策略卻完全不同。芯原是從低往高做，先給客戶做定制芯片的設(shè)計服務(wù)，然后再根據(jù)客戶的需求去市場上再找IP，這些IP可以是Arm的，也可以是新思科技或者鏗騰電子的。因?yàn)樗械倪@些IP都是各家通用的產(chǎn)品，這會帶來幾個問題，第一是價格相對較貴，第二是產(chǎn)品較大，第三由于有存算墻的限制，整體算力浪費(fèi)嚴(yán)重。我們是從高往低做，即先做CPU等核心的IP，然后在處理器的基礎(chǔ)上做子系統(tǒng)，針對做出來的系統(tǒng)最后再去配置其他的IP。通過這樣的做法就會比傳統(tǒng)的方案更有效率，這也是我們的核心競爭力所在。
IP/EDA穿越市場周期，逆勢迎來高速增長
自2022 年下半年以來，由于受到全球經(jīng)濟(jì)增速放緩及消費(fèi)市場景氣度低迷等因素影響，半導(dǎo)體市場表現(xiàn)極為疲軟。而2023 年上半年，行業(yè)依然延續(xù)了周期下行的趨勢，這對眾多半導(dǎo)體廠商的業(yè)績造成了巨大的沖擊。
不過，在行業(yè)下行的“至暗時刻”，IP/EDA行業(yè)受到的影響非常小，甚至大部分廠商基本上都沒有受到絲毫影響。
比如，國際大廠方面，新思科技從2017年以來，業(yè)績一直保持穩(wěn)定增長的趨勢，并且毛利率長期穩(wěn)定在77%左右。尤其在2022年，公司實(shí)現(xiàn)營收為508,154.20億美元，同比增長20.87%。凈利潤為98,459.40億美元，同比增長29.98%，不管是營收還是凈利潤都創(chuàng)下了歷史新高。而鏗騰電子自2020年以來，業(yè)績也在不斷增長，毛利率長期保持在87%左右，即使2023年H1，公司也取得了營收199,826.90美元，同比增長13.58%。凈利潤為46,292.40億美元，同比增長9.63%的好成績；國內(nèi)廠商方面，華大九天從2018年開始，業(yè)績一直保持高速增長態(tài)勢，并且營收和凈利潤不斷創(chuàng)歷史新高，絲毫不受半導(dǎo)體周期波動的影響。而芯原股份市場表現(xiàn)和華大九天相似，雖然其毛利率僅為華大九天的一半，但從2019年以來，業(yè)績也處于非常穩(wěn)定的發(fā)展態(tài)勢。
和上述廠商類似，據(jù)曾軼透露，雖然今年上半年半導(dǎo)體整體處于下行狀態(tài)，但是就隼瞻科技而言，目前業(yè)務(wù)發(fā)展一片大好，人員總體上還是處于不夠用的狀態(tài)，預(yù)計公司在今年就已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)千萬的營收。
為了加速公司的業(yè)務(wù)發(fā)展，隼瞻科技也在近期完成了由子米投資、達(dá)泰資本、毅達(dá)資本、中南資本領(lǐng)投的天使輪融資。下半年，公司預(yù)計還會做一輪產(chǎn)業(yè)資本為主的中間輪，明年整體業(yè)務(wù)發(fā)展上一臺階后，公司便會著手A輪融資。
曾軼指出：從市場來看，從去年下半年開始，整個半導(dǎo)體融資環(huán)境開始慢慢變差，不是說市場沒錢，而是大家都在觀望不敢出手。但是如果你是好標(biāo)的，有自己核心的技術(shù)和產(chǎn)品，有成熟的團(tuán)隊(duì)組成，并且有比較好的發(fā)展前景，那么整體而言還是會得到投資機(jī)構(gòu)的青睞的。公司目前將融到的資金除了用于擴(kuò)充團(tuán)隊(duì)外，在也不斷加大研發(fā)，通過產(chǎn)品的不斷打磨，讓其成熟度和可重復(fù)性使用率更高。
展望未來，曾軼表示，IP/EDA行業(yè)目前正處在一個初步布局的“尾巴”階段，國內(nèi)包括像芯耀輝（IP）、芯華章（EDA）等成立不久的友商，現(xiàn)在已也都已經(jīng)處于快速發(fā)展的時期。未來5-10年，將是國內(nèi)IP/EDA行業(yè)發(fā)展的黃金期，到時我們再往回看的話，會發(fā)現(xiàn)咱們已對中國的整個芯片上游行業(yè)的發(fā)展做出了非常大的貢獻(xiàn)。
