從上游半導(dǎo)體IP的視角，汪洋用真實案例告訴大家，一些從事ISP算法已經(jīng)10年、20年的企業(yè)，最后在相關(guān)產(chǎn)品的性能PK中，都表示無法贏過AI公司。

提到芯片上游設(shè)計環(huán)節(jié)，有兩個環(huán)節(jié)是繞不過的，就是EDA和IP。

而這兩個環(huán)節(jié)有一個共同的特點，就是以數(shù)十億、百億美元的銷售額，翹起了千億美元市場規(guī)模的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

比如芯片設(shè)計IP，數(shù)據(jù)統(tǒng)計，該產(chǎn)業(yè)在2020年的銷售額達(dá)到了46億美元，是自2000年以來最好的增長年份。再看2020年的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，市場規(guī)模達(dá)到了4330億美元。

看到這里，我們不禁發(fā)問：在如此重要的芯片設(shè)計環(huán)節(jié)，中國實力究竟如何呢？

帶著這個疑問，有幸采訪了國內(nèi)半導(dǎo)體IP授權(quán)服務(wù)商芯原股份的商業(yè)運營高級副總裁汪洋先生，就當(dāng)前國產(chǎn)IP的多方面作了深入探討。

依據(jù)IPnest的最新排名，2020年，芯原股份位列全球第七、中國大陸排名第一。

3年時間內(nèi)，芯片對傳統(tǒng)算法需求與AI的關(guān)系“完全錯位”

提起芯片的國產(chǎn)化，AI芯片在這幾年來被視為一個新機遇。

究竟AI芯片有多受熱捧呢？站在IP的角度，用汪洋的話來說，相比3年前，客戶如今對待AI的態(tài)度可謂天壤之別。

汪洋道出了自己的真實案例與感受：3年前，他向客戶推廣AI技術(shù)，在近一年內(nèi)的無數(shù)次碰面中，客戶只有一個問題——用AI如何賺錢？“簡而言之，客戶知道AI是一個趨勢，但是他不清楚AI能夠帶來怎樣的效益。”

針對這一點，只能說在當(dāng)時那個環(huán)境內(nèi)，AI技術(shù)的呼聲雖然很高，但產(chǎn)業(yè)化落地的成功案例還不突出。隨著人們對“邊緣人工智能計算”有了更清晰的認(rèn)知，這一情況得到了極大改觀。

“3年后的今天，我們再來看客戶產(chǎn)品，芯片里面只要還有一點空間，就一定要放AI進(jìn)去，能放多少放多少，與之前的態(tài)度可以說是天壤之別。”不夸張的說，“無AI不芯片”已經(jīng)成為當(dāng)前芯片產(chǎn)業(yè)的一個小縮影。

至于這背后態(tài)度的前后不同，汪洋總結(jié)為“嘗到了AI的甜頭”。這怎么說？

他以ISP為例，眾所周知，這一領(lǐng)域在過去一直都是索尼、尼康、佳能等日本廠商的“天下”，且后來者因為缺少ISP（圖像信號處理器）算法的積累，因而進(jìn)入的門檻也很高。但汪洋用自己的切身體會告訴我們，這一現(xiàn)象正在被顛覆。

“我們找了幾家國內(nèi)從事ISP算法已經(jīng)10年、20年的企業(yè)，讓他們與一家AI公司進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的性能PK，這些老兵最后都表示無法贏過后者。”需要注意的是，這家AI公司并不是專業(yè)研究ISP算法的企業(yè)，也沒有十幾、二十多年的ISP經(jīng)驗，但聚焦于利用AI對現(xiàn)有ISP處理后的成品進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)與優(yōu)化。

“現(xiàn)在，即便研究某些特定算法20年，都難抵AI算法對其的快速顛覆，芯片對傳統(tǒng)算法需求與AI之間的關(guān)系已經(jīng)完全錯位。”

芯片技術(shù)變革下，IP廠商的職能也正打破傳統(tǒng)

當(dāng)前，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器IP這一業(yè)務(wù)上，芯原股份的產(chǎn)品已經(jīng)被用于40多家客戶的80多款產(chǎn)品中。

一般而言，從IP選型到芯片投片，芯片設(shè)計廠商需要花費約兩年時間，其中僅IP評估＋芯片設(shè)計環(huán)節(jié)就占到十幾個月時間。不得不承認(rèn)，在當(dāng)下芯片迭代速度不斷加快的背景下，用2年來設(shè)計一款芯片著實有點耗費時間了。

針對這一點，芯原股份提出了“芯片設(shè)計平臺即服務(wù)（SiPaaS）”的模式，即依托芯原自主設(shè)計的半導(dǎo)體IP，為客戶提供平臺化、全方位、一站式的芯片定制服務(wù)和半導(dǎo)體IP授權(quán)服務(wù)，兩種服務(wù)之間有非常高的協(xié)同效應(yīng)。

“公司交付給客戶的可以是IP產(chǎn)品，也可以根據(jù)客戶的需求直接交付一款實實在在的芯片——客戶只需要告訴我芯片規(guī)格和訴求，基于公司已有的大量IP，我們便能夠為他定制一款芯片。”汪洋表示，“通過以Chiplet實現(xiàn)特殊功能IP的“即插即用”，也即IP as a Chiplet （IaaC） 理念，把過去客戶需要花費兩年時間完成一款芯片的投片，縮短到現(xiàn)在可能只需要幾個月的時間，就能夠做到芯片面世及出貨。”

這一模式的成功，需要IP公司具備兩點，一個是手握很好的IP，一個是懂設(shè)計。其中針對第一點，很好的IP，不只是注重性能，還需要IP類型夠全。

目前，芯原股份擁有5大類型數(shù)字處理器IP，包括GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP IP和ISP IP；以及1400多個數(shù)模混合IP和射頻IP。“從單類IP的技術(shù)優(yōu)越性，以及擁有的IP種類的豐富度來講，芯原可以說是全球領(lǐng)先的IP提供商之一。”汪洋說到。

至于為什么能夠做到如此豐富，背后也有SiPaaS模式的聯(lián)動效益，“通過過往的自研和收購，我們已經(jīng)逐步積累了基礎(chǔ)，同時利用幫助客戶定制芯片的業(yè)務(wù)，我們也能夠在第一時間了解他們的需求和痛點，繼而在服務(wù)過程中了解到IP的不足和空白之處，并戰(zhàn)略性地補充和優(yōu)化自有的IP庫。”

與此同時，因為使用自有的IP，并一手包攬了芯片設(shè)計工作，因此相較于客戶使用不同來源IP設(shè)計的芯片，在性能優(yōu)化、低功耗設(shè)計與IP整合緊密度上，芯原股份為客戶定制的芯片在市場中更具競爭力。

以芯原股份十分看好的可穿戴設(shè)備賽道為例，“以前手機芯片的難度在于通訊基帶，但是現(xiàn)在，不管是手表、眼鏡還是耳機，其主要門檻變成了低功耗與IP整合。”汪洋表示：“相較于廠商A＋B＋C搭積木的做法，芯原更偏向于設(shè)計特別精簡的小IP，并將它們像樂高那般緊緊相扣。此時，將芯片嵌入耳機產(chǎn)品后，可能前者只能運行幾小時，而搭載芯原產(chǎn)品的耳機能夠運行一天。”

農(nóng)村包圍城市，或成超車彎道

在前面提及具體產(chǎn)品的時候，想必大家也已經(jīng)注意到，雖然芯原股份在IP的豐富度上做到了第一，但是論及具體的IP，卻沒有見到大家更為熟悉的CPU IP。難道芯原不打算做這一塊嗎？

嚴(yán)格來看，針對CPU IP，芯原股份并沒有放棄，只是它換了一種打法，我們或許可以將之歸類為“農(nóng)村包圍城市”的打法。

單看CPU這一市場，正如汪洋所說，在國內(nèi)市場，從事CPU芯片的供應(yīng)商就有10個以上，在基礎(chǔ)體系上，可以說是百花齊放，“CPU已經(jīng)不是一個產(chǎn)品的概念，而是一個生態(tài)的概念，此時再進(jìn)攻CPU市場，可能花費很多資源之后，最終才做出一點點成果。”顯然，這是不劃算的，但是CPU作為主流計算模塊，又是不可放棄的。多方綜合考慮下，芯原股份最終決定順應(yīng)異構(gòu)計算的趨勢，從DPU下手。

“未來的趨勢是異構(gòu)計算，屆時CPU所承擔(dān)的計算工作將只是其中的一部分，而更多的計算工作則交由其他專用類關(guān)鍵模塊。”

此時，芯原股份多年來的“引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新”工作就發(fā)揮了效用，包括在2006年收購LSI Logic的ZSP（數(shù)字信號處理器）部門獲得DSP IP；在2010年跟Google合作繼而開始持續(xù)研發(fā)高端視頻處理器VPUIP；在2014年收購ArcSoft 軟件開發(fā)團(tuán)隊后開始研發(fā)ISP IP；以及在2015年收購圖芯拿到GPU技術(shù)，繼而開始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器NPU IP的研發(fā)工作等。“10多年來，我們積累這些IP技術(shù)，都是有目的性的。”

汪洋進(jìn)一步解釋，芯原所做的，就是拿下除CPU之外的所有關(guān)鍵模塊，“CPU領(lǐng)域內(nèi)有很多歷史原因、生態(tài)原因，會給后來者的發(fā)展帶去較大阻力，而DPU關(guān)鍵模塊當(dāng)前對生態(tài)的依賴性并不如CPU大，也就留出了機會。”

換一句話說，屆時，不管客戶用的是哪家的CPU IP，在這之外的模塊，則都可以享受芯原股份的“一條龍服務(wù)”。

當(dāng)然，芯原股份也并不是完全不碰CPU IP品類，只不過相較于霸占了移動處理器市場的ARM架構(gòu)，以及主要落地PC處理器市場的x86，它更為關(guān)注的是當(dāng)下勢頭正盛的RISC－V。作為中國RISC－V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的首任理事長單位，芯原已投資中國大陸第一家專業(yè)RISC－V IP公司——芯來科技，并大力推動RISC－V生態(tài)建設(shè)。

“RISC－V就是一個契機，給了中國產(chǎn)業(yè)一個很大的機會，可以讓廠商不用受到ARM、x86等架構(gòu)的授權(quán)限制，更可以實現(xiàn)一種差異化創(chuàng)新，基于RISC－V架構(gòu)做中國自己的一些差異化CPU布局。”汪洋表示。

就比如結(jié)合芯原股份的各類IP，RISC－V的開源、擴展體系讓它能夠吸納更多創(chuàng)新設(shè)計，此時“我們研發(fā)的DPU等各種數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品，就可以與RISC－V進(jìn)行配合，繼而形成不同的基于RISC－V技術(shù)的產(chǎn)品，最終去服務(wù)不同的行業(yè)。”

而眾所周知，當(dāng)前RISC－V更多落地在汽車、工業(yè)控制、通信、智能家居等泛物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，我們在上面也提到了，這也是芯原在后期頗為關(guān)注的方向。

此外，汪洋還向我們展示了其他一些國產(chǎn)芯實現(xiàn)超車的“彎道”，譬如他們正在研發(fā)的終極內(nèi)存／緩存技術(shù)，“在高端應(yīng)用處理器方面，我們得以用低成本實現(xiàn)高性能的主要秘密武器就是創(chuàng)新的內(nèi)存管理技術(shù)，這是彎道超車的‘彎道’之一。”