电子科技大学
09-25
2020

美国芯片 IP 实力大盘点

英伟达收购 Arm 的新闻引起了海内外的轰动,作为英国科技业“皇冠上的明珠”,Arm 的命运对英国的未来至关重要,也对全球的发展有着很大的影响。英国担心技术主权的流失,以及工人失业,其他人担心 Arm 还能保持中立否?同门师兄弟 RISC-V 也再次被推上风口浪尖。有人说,如果美国企业英伟达真的将 Arm 收入麾下,那么必将会让美国补上 IP 这个芯片领域的重要一环。但即使不收购 Arm,美国的 IP 实力也是冠绝全球的。

说说 IP 核

在半导体中,我们常说的 IP,其实是指 IP 核心(半导体知识产权核)。半导体 IP (Intellectual Property)指在集成电路设计中,经过验证的、可重复使用且具备特定功能的集成电路模块,通常由第三方开发。IP 内核可以许可给另一方,也可以由一个单独方拥有和使用。IP 能帮助降低芯片开发的难度、缩短芯片的开发周期并提升芯片性能,是集成电路产业链上游关键环节,主要客户是设计厂商。

根据不同的设计 IP,半导体 IP 市场可分为处理器 IP、接口 IP、内存 IP 以及其他 IP (模拟到数字 IP 和数字到模拟 IP);在 IP 核的基础上,半导体 IP 市场主要细分为软核和硬核;按收费方式分类,IP 商提供许可 ( license ) 和版税 (royalty) 两种模式,其中版税占据较大份额。在许可(Licensing)模式下,设计商按 IP 授权次数付费,是一次性产品授权费。在版税(Royalty)模式下,设计商按制造的芯片数量付费,是跟产品销量挂钩的授权费。

据 Markets and Markets 预测,半导体 IP 市场将从 2017 年的 47 亿美元增长到 2024 年的 65 亿美元,预计将推动市场发展的主要因素是消费电子领域的多核技术的进步以及对现代 SoC 设计的需求不断增长。其中处理器 IP 市场将占据最大的市场份额,因为处理器 IP 在消费类电子产品和汽车垂直行业中有多个用例,尤其是汽车领域,随着自动驾驶的来临,汽车半导体 IP 市场将以最高复合年增长率增长。这些处理器主要包括微处理器单元(MPU),微控制器单元(MCU)和数字信号处理器(DSP)。

再者就是,版税的半导体 IP 市场预计将占据最大份额。在特许权 IP 采购中,芯片制造商必须为制造的每个芯片付费。由于技术市场的波动,特许权使用费的市场正在蓬勃发展,因为版税的模式可以帮助制造商生产所需数量的产品,并且只需为该产品支付一定比例的版税即可。

“满屏的”美国 IP 厂商

IP 核在芯片设计中的许可和使用在 1990 年代很普遍。如今,使用最广泛的 IP 内核来自 Arm,Synopsys,Imagination 和 Cadence。下图 1 是全球前十五的设计 IP 厂商排名,而在这些主要的厂商中,美国几乎占据了大半壁江山,见图 2。

美国芯片 IP 实力大盘点

图 1:全球 TOP15 半导体 IP 厂商排名

美国芯片 IP 实力大盘点

图 2:半导体 IP 厂商所属国家

按产品种类分类,半导体 IP 厂商主要提供包括处理器 IP、有线接口 IP、物理 IP 等不同产品。处理器 IP 是一种数字电路,用于完成取指令、执行指令及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作,主要包括 CPU IP、GPU IP、神经网络处理器 IP (NPU IP)、视频处理器 IP (VPU IP)、DSP IP、图像信号处理器 IP (ISP IP)六大类。接口 IP 集成了基于协议的功能,其最大份额来自于以数据为中心的应用,主要包括通用串行总线(USB IP)、串行高级技术附件(SATA IP)、高清多媒体接口 / 显示端口(HDMI/DP IP)等。物理 IP 主要用于模拟及混合信号、物理接口、存储单元和其他的数字 IP,主要包括数模混合 IP、射频 IP 等。

在这些不同的 IP 产品中,其中接口 IP 在市场上的重要性正在增长。接口类 IP 主要集成了基于协议的功能,如 USB、PCI Express、以太网、MIPI、SATA、DP,以及 Die-to-Die (D2D) 接口和内存控制器 (DDRn、LPDDRn、HBM、GDDR)。

根据 IPnest 的统计,2018 到 2019 年,处理器 IP 的市场份额从 53.5% 下降到 51%,而接口类 IP 的市场份额则从 20.3% 上升到 22.1%。从增长和市场份额来看,接口 IP 市场是最大的赢家,2019 年的份额为 8.7 亿美元。而在 2009 年,接口 IP 类别仅占了 2.2 亿美元,在 10 年里翻了 4 倍。

美国芯片 IP 实力大盘点

2018-2019 年 IP 分类的演进(资料来源:IPnest)

具体来看美国各大 IP 供应商所经营的情况:

美国两大“一站式”IP 供应商

除了 Arm 之外,EDA 软件工具商 Synopsys 和 Cadence 也是 IP 阵营的主要参与者。而且就半导体知识产权(IP)的前期技术许可的收入而言,Synopsys 在 2019 年的表现优于 ARM。

美国芯片 IP 实力大盘点

2019 年半导体 IP 许可的市场份额,但不包括特许权使用费。(资料来源:IPnest)

2019 年 Synopsys 收入同比增长 13.8%,取得了 18.2%的市场份额,是目前除 ARM 外唯一市占率超过 10% 的半导体 IP 公司。Synopsys 市占率提升的主要原因是近年来数据中心蓬勃发展带动接口 IP 需求的增长。2019 年 Synopsys 的最高增长来自接口 IP 类别,大约占据 19.3% 的来源,其他类别也有贡献,但较少。目前,在有线接口类别中,Synopsys 市占率排名第一,2018 年其份额达到 45%。排在第三的 Cadence 也是主要通过共享接口 IP 和 DSP IP 为主要收入。

Synopsys 和 Cadence 的增长率表明他们的 IP 长期战略是成功的。两家 EDA 供应商围绕着“一站式”IP 供应商战略,通过收购各自领域内领先的中小型 IP 优质供应商,创建了自己的 IP 产品。但成为“一站式”供应商战略之所以成为可能,是因为两家公司都是足够大的公司,财力雄厚,可以通过多次收购来支持这一定位。

Synopsys 从 2000 年初开始就开始了一系列收购,据不完全统计 Synopsys 共收购了近 20 家 IP 供应商。比较有代表的是 IP 供应商 ARC,Synopsys 2010 年以 3.15 亿美元收购 IP 供应商 Virage;2015 年收购 Elliptic Technologies 公司以及 Vision 的 Bluetooth Smart IP;2017 年收购了 Sidesense;2018 年以非公开的价格收购了非易失性内存 IP 供应商 Kilopass;2020 年 1 月,Synopsys 又收购了 INVECAS 部分 IP 资产,这有助于拓展新思科技 DesignWare 逻辑库、通用 I/O、嵌入式内存、接口和模拟 IP 产品组合。

Cadence 定位在 IP 是在 2010 年收购 IP 验证公司 Denali 开始。2013 年,Cadence 又收购了 IP 供应商 Cosmic Circuits 和 Tensilica,收购两家公司之后,Cadence 在 2013 年跻身半导体 IP 核心供应商的前四名。2017 年 11 月,Cadence 收购了专注在超高速 SerDes 通信 IP 的公司 nusemi inc,nusemi 的超高速 SerDes 技术将有效补充 Cadence 强势 IP 产品,包括内存 IP、存储 IP、互联 IP 和数字信号处理(DSP) IP 的全套方案。

存储器 IP 领域的领导者 SST

SST 提供 NVM IP,该领域无可争议的领导者,收入超过 1 亿美元或超过 2 倍的第二收入。

Silicon Storage Technology (简称“SST”)成立于 1989 年,于 1995 年上市,并于 2010 年 4 月被 Microchip 收购。SST 现在是 Microchip 的全资子公司,总部位于加利福尼亚州圣何塞。

SST 是 SuperFlash® 技术的创造者,该技术是一种创新,高度可靠且用途广泛的 NOR 闪存。

SuperFlash 技术于 1995 年与 ESF-1 (第一代嵌入式 SuperFlash)一起投入量产。开发中的最新一代产品是用于 28 nm 工艺节点的 ESF-3。从 ESF-1 到 ESF-3,该技术已被证明具有可扩展性,与标准制造工艺兼容且高度可靠。它还通过高产,面积优化的 IP 和低掩膜数量的铸造工艺来降低与大批量生产相关的成本。

“随着半导体行业的无晶圆厂化,越来越多的半导体公司通过 SST 的灵活许可模式利用我们差异化的非易失性存储器 IP 解决方案,”SST 技术许可副总裁 Mark Reiten 说。“随着我们与一系列代工厂,IDM 和无晶圆厂合作伙伴的建立,SuperFlash 技术已成为半导体行业创新的隐秘宝石。这项技术正通过其依赖的电子设备和机器悄悄地普及到世界上的大多数人口。”

排名第九的 Rambus 为各种类型的内存和 SerDes 提供 PHY 和控制器 IP,聚焦于 DRAM 的 IP 供应,在内存接口 IP 市场份额排行全球第三。Rambus 的发展过程也有不少收购:2010 年 5 月 Rambus 以 225 万美元的价格收购了 unio - pixel 的部分 IP 产品,涉及动态背光、现场顺序彩色显示和时间多路光快门显示技术;2016 年 8 月,以 3200 万美元收购 Semtech 公司的 Snowbush IP 资产,该公司是一家高性能串行链路解决方案提供商;2019 年 12 月,Rambus 以 4500 万美元的价格从 Verimatrix(以前是 Inside secure) 收购了硅 IP、安全协议和供应业务。

FPGA 和 eFPGA IP 供应商

排在第八位的 Achronix 是唯一在批量生产中同时具有高性能和高密度独立 FPGA 和嵌入式 FPGA (eFPGA)解决方案的 IP 供应商。

2013 年,Achronix 推出了 Speedster®22i FPGA 系列,并提供了用于高性能有线应用的嵌入式系统级 IP,从而交付了业界最先进的 FPGA。

2016 年,Achronix 开始向世界上一些最大的技术公司交付 Speedcore™嵌入式 FPGA (eFPGA) IP。Speedcore IP 是全球唯一在大批量应用中投入生产的 eFPGA IP 解决方案。Speedcore IP 目前可用于 TSMC 16FF +,TSMC 7nm 和 TSMC 12FFC 技术。

在 2019 年,Achronix 宣布推出基于台积电 7nm FinFET 技术的革命性 Speedster7t FPGA 产品系列,这是第一个提供 2D 片上网络(NoC)和针对 AI / ML 工作负载进行了优化的机器学习处理器的 FPGA 架构。

另外,还有美国的 Flex Logix 也是 eFPGA 硬 IP 和软件的领先提供商。Flex Logix 的 EFLX eFPGA 现在可用于 12、16、22、28 和 40nm,是台积电的第一个 eFPGA IP 联盟合作伙伴。

同门师兄弟 MIPS 和 RISC-V

今年 4 月 29 日,美国 AI 初创企业 Wave Computing 根据美国《破产法》第 11 章向美国加利福尼亚州北区圣荷西分部破产法院提交了救济申请书。MIPS 未来究竟属于哪个国家,还不得而知,鉴于其没有落到实处,暂且还将其归到美国阵营。

尽管智能手机热潮绕过了 MIPS 架构,但基于它的近 100 亿个芯片已经运用于成千上万的电子设备中。MIPS 架构在嵌入式处理器市场中扮演着重要角色,包括 Microchip,Mobileye 和 MediaTek 在内的数百家客户继续在商业上使用它。常见的应用是机顶盒,住宅网关和路由器。

国内也有不少 MIPS 的忠实用户,国人较为熟悉的如龙芯、君正、珠海炬力,还有上海芯联芯今年也取得了 MIPS 在中国的独家商业经营权。

另一个广受业界关注的 RISC-V,美国也是比较早涉猎的,美国的 SiFive 是第一家基于自由开放的 RISC-V 指令集架构构建定制硅的无晶圆厂半导体公司。它将开源 RISC-V ISA 的功能与 CPU IP 的创新相结合,带给了半导体行业,从而使开发特定领域的硅变得比以往更快。SiFive Core IP 产品组合涵盖了从高性能多核异构应用处理器到区域优化的低功耗嵌入式微控制器。SiFive Core IP 标准核心微体系结构基于 RISC-V ISA,可提供 64 位和 32 位选项。

NoC 互联 IP 厂商 Arteris IP 跻身第 12 位

2019 年,美国 IP 厂商 Arteris IP 跻身半导体 IP 供应商 15 强之列,排在第 12 位。在前 15 家半导体 IP 公司中,Arteris IP 的年营收增长率位居第二,并凭借其 2019 年 3400 万美元的营收,在互连 IP 市场占据了 31.3% 的份额。这种增长来自全球所有地区和所有用于领先应用的产品线 (FlexNoC Interconnect、Ncore Cache Coherent Interconnect、CodaCache Last Level Cache IP),如机器学习、汽车、5G 和基础设施 SoCs。

Arteris 发明了业界第一个商用芯片网络 (NoC) SoC 互连 IP 解决方案,是业界的领导者。Arteris 为片上系统 (SoC) 制造商提供片上网络 (NoC) 互连半导体知识产权 (IP),因此他们可以减少周期时间,增加利润,并容易地增加功能。

Arteris IP 为百度、Mobileye、三星、华为 / HiSilicon、东芝和 NXP 等客户提供网络芯片 (NoC) 互连 IP,用于加速系统芯片 (SoC) 半导体组装,应用范围广泛,从 AI 到汽车、手机、物联网、相机、SSD 控制器和服务器。与传统的解决方案不同,Arteris interconnect 即插即用技术是灵活和高效的,允许设计师优化吞吐量、功率、延迟和平面图。

结语

由上文分析可以看出,美国成功的 IP 厂商可以分为两类:一类是如 Synopsys 和 Cadence 等大型 EDA 公司提供一站式的 IP 组合;另一类是,是那些非常专注并有能力成为其细分市场或子细分市场技术领导者的公司。这些 IP 供应商的秘密就是其设计 (和产品) 的质量是第一位的,能够提供创新和先进的解决方案紧随其后。这或许是我们的一大借鉴思路。

反观管内,从排行榜中也可以看出,大陆只有芯原股份上榜全球 IP 榜单,当前国产 IP 的产业影响力相对较小,但是本土企业已积极布局。目前中国大陆有平头哥、芯来、芯原股份、寒武纪、华大九天、橙科微、IP Goal 和 Actt 等 IP 厂商。而从其产品布局和市场影响力来看,这些 IP 厂商还有很长的一段路要走。

来源:半导体行业观察

电子科技大学
09-25
2020

印度发力半导体,推出纯国产芯片

来源:本文由半导体行业观察综合整理

印度要发力半导体已经不是什么新闻,但正如之前很多的报道里说的一样,印度在制造方面的落后是制约他们半导体发展的关键。而现在,他们又开始了新一轮的尝试。

据报道,印度技术学院(IIT)的研究人员成功地启动了本地制造的微处理器“ MOUSHIK”。它是一种处理器兼“片上系统”,可满足快速增长的物联网设备的需求,这颗芯片也是“数字印度智能城市”计划的组成部分。

IIT-Madras 星期四表示,“ MOUSHIK”是本地 RISC-V 微处理器,是 SHAKTI 系列的第三款芯片,所有这些芯片都是由中心概念化和开发的,并且是“硅技术的首次成功”。

据该研究所称,“ MOUSHIK”可用于智能卡,信用卡,ID 卡,借记卡,地铁旅行卡和驾驶执照的现场应用。除办公管理系统(包括考勤,监控摄像头和安全锁),个性化的健康管理系统,消费类电子产品(包括但不限于洗衣机和水泵监控系统)之外,它还可以用于电子投票机(EVM)。

IIT-Madras 计算机科学与工程系可重构智能系统工程(RISE)小组的 Kamakoti Veezhinathan 教授详细阐述了“ MOUSHIK”背后的流程,他说:“制造微处理器涉及三个步骤,即设计,制造和后硅( post-silicon)启动。MOUSHIK 的所有三个流程均在印度进行,这说明了数字设计产品化中的“ Atma Nirbhar”生态系统。”

“微处理器的设计,主板印刷电路板的设计,组装和后硅启动是在 IIT-Madras 完成的。代工厂特定的后端设计和制造是在昌迪加尔的印度空间研究组织(ISRO)半导体实验室进行的,而该主板的制造则在班加罗尔进行。Shakthi MOUSHIK SOC 将构成本地开发的主板“ Ardonyx 1.0”的核心。” Kamakoti 教授说。

延伸阅读: 印度的半导体制造野心

从本世纪初开始,印度便谋划打造一个 Fab,当中并进行了多次尝试。但知道现在,他们都没有建造好一个能够商业化运营的晶圆代工厂。

近年来,印度在许多其他与电子产品有关的领域取得了长足的进步,特别是与手机有关的领域。众多知名品牌在印度设立了组装,测试,标记或包装(通常称为 ATMP)部门,并且有望继续增长。

但是,在大规模生产单片集成电路(通常称为 IC 或简称为芯片)的半导体制造厂(fab)方面,印度依然是几近一穷二白。尽管在 2011 年制定的国家电子政策中的第二个议程项目是“建立半导体晶圆制造设施”,但对他们来说,这仍然是一个问题。

虽然 ISRO 在 Chandigarh 拥有的半导体实验室(SCL),这里具有 200mm 尺寸的硅晶圆处理能力和 180nm 技术节点,虽然这对于模拟(RF)芯片来说,并不是真的过时。但据我们所知,SCL 的产量有限,也许主要是为了满足 ISRO 的需求。此外,对于数字芯片,技术已更快地扩展到 10nm 以内。

显然,印度缺乏商业半导体工厂,而在这一方面,他们落后中国和马来西亚近二十年,与中国台湾,新加坡,美国和许多欧洲国家等地区和国家相比,也差距巨大,这足以为给政府提供理由其做点什么。

据观察,先前在印度建立晶圆厂的尝试(失败)中可能有 两个共同因素。

一个很可能是,马车放在了马的前面。

第二,除了以免税和其他与基础设施相关的支持形式的激励措施的可能性外,没有提供任何现金。

在这种背景下,联盟部长 Ravi Shankar Prasad) NITI Aayog (印度政策智囊团)首席执行官 Amitabh Kant 于 2020 年 6 月 2 日宣布了三个计划,这似乎与众不同。本文将通过可能在印度兴建的可能投资 15 至 20 亿美元的半导体晶圆厂的角度来审视这些计划。

政府不仅尝试以基础设施支持的形式更好地定义和量化外围的 sops (通过名为 EMC2.0 的计划),而且实际上它通过图个称为“SPECS”的计划提供了高达 25%的资本支出(资本支出)补偿。

同一天宣布的第三个计划,生产关联奖励计划(PLI)覆盖 40,951 千万印度卢比(合 55 亿美元),可能无法使印度的一家纯晶圆代工厂直接受益,因为该计划将以 2019-20 年度的生产或投资为基础。但拥有晶圆厂和产品的“集成设备制造商”也许会受益。(详细细节点击以下链接: https://pli.ifciltd.com/docs/PLI%20Guidelines%2001.06.2020.pdf )

拥有 ATPM 部门和小型零件制造商的制造商可能会受益。但是,本文将其分析限于半导体芯片(或晶圆)制造设施。现在已经将现有的“电子制造集群”(EMC)方案修改为 EMC2.0,(详细细节点击链接:https://news4masses.com/wp-content/uploads/2020/06/Modified_EMC-2.0-Scheme_n4m.pdf )

据报道,这些金融帮助是提供给 EMC 项目,也就是所谓的 CFC。对于 CFC,应该至少有 5 个电子制造单位被标识为该设施的用户。

鉴于晶圆厂是一笔巨大的投资(至少有 1200 亿卢比或 15 亿美元,较新的技术节点,总体上来说成本较高),如果该领域的五家大型企业想聚在一起,CFC 实际上可能是前进的方向,确定一个“common minimum program”,换句话说,一个“最佳点”,这可能是所有人可能共有的技术节点或设备。

即使在进行大量投资之后,在激烈的竞争和争取利润的世界中,也可能说起来容易做起来难,但是在半导体世界中,即使在“竞争对手”之间,这样的合作也并不罕见。

对 EMC 项目本身,财政援助似乎是最具吸引力的。据方案,每 100 英亩土地的上限为 7 亿卢比。对于较大的地区,按比例分配上限,每个项目的援助不得超过 35 亿卢比。

由此看来,该计划本着鼓励印度各州之间健康竞争的精神,呼吁州政府为 PSU 提供“进一步援助”。更重要的是,我们谈论的是土地和其他形式的支持,这些支持通常属于州政府的职责范围。

在这三个方案中,“半导体”一词出现在第三个方案中,即“促进电子元件和半导体制造或 SPECS 的制造方案”,有关详细信息,请阅读链接 ( https://news4masses.com/wp-content/uploads/2020/06/2020-05-31-SPECS-Guidelines.pdf )

大多数代工厂都购买晶圆,但显然政府似乎已经放弃了这样的想法:让后者在印度缺席并不会阻止前者的可能性,这与“为世界制造印度”的思维过程一致。这可能会鼓舞一些具有未来主义眼光的人去思考硅以外的东西,也去思考其他材料或硅的变体。

印度的一流工程学院拥有强大的材料科学部门,尽管了解不太成熟的材料的工业需求通常很困难,但预测同样更难。

对于所有类别,资本支出的 25%报销都是大新闻,资本支出包括工厂,机械,设备,相关公用事业,研发和技术转让。

晶圆厂中的大多数设备耗资数亿美元。晶圆厂将需要大量投资进行研发。而且必须从其他地方的现有晶圆厂进行技术转让。

考虑到即使与现有工厂相比,数百种设备中只有一种设备的规格差异也将需要彻底的技术重新认证,因此这将花费很多。反过来,这将涉及人力成本,并且将处理大量测试晶圆并检查其良率和可靠性。

但是,有关“只有 20%的翻新设备将被视为合格”的条款可能会成为某些人的沮丧因素。

第 4.2.4 节指出,按照“危险废物和其他废物”规则,翻新后的设备的最小剩余寿命应为 5 年-政府很可能会试图确保印度不会成为此类设备的垃圾场。

然而,在半导体世界中,使用寿命长达 20 甚至 30 年的翻新设备并不少见。

实际上,如果某些条款对于生产 F 和 G 类的设备更灵活或更可商谈,那么将大部分生产转移到先进技术节点的代工厂很可能会发现该方案更具吸引力。货物,或至少针对其新版本的价格高于特定阈值金额的特定设备,由项目管理机构(PMA)决定。

还不清楚政府会如何分配这 3,285 千万卢比的资金;例如,如果有一个热心的有关方面,每个方面都在寻求数以十亿计的报销。但是,这种“充裕的问题”很可能是政府很乐意处理的事情,而不是没有人提出一个成熟的工厂的可能性。

对不间断和不波动的电力,废物管理工厂,良好的化学品供应链,零件,零配件的可用性以及反应性和预防性维护的专门知识等的需求应被视为机遇而不是挑战。好的商业模式可能是在 CFC 下为这些设施建立独立的部门,这些部门可以自己产生利润。

由于晶圆厂需要高度的自动化,因此机器人技术可能会成为更大的难题。硅片通常通过输送机的高架系统从一个设备移动到另一设备。

确实,向前迈出了一步-目前,像机器学习和人工智能这样的“热门”领域在晶圆厂中的范围也很大。

举个例子,生产线运行时通常需要实时调整设备,因为即使过程中成千上万的复杂步骤之一所用设备的性能发生微小变化,也会使最终芯片完全无用。。为此,确实将需要软件和自动化技能,而印度拥有大量技能。

实际上,世界各地的一些晶圆厂已经在印度设有支持团队。

因此,晶圆厂本身可能不会创造出巨大的工作机会,但是有了支持它所需的所有外围设备,将会有很多。最重要的是,它将为未来的发展创造一个生态系统,尽管听起来可能很可笑,但如果采取正确的方法,世界一流的设施甚至可能会吸引国内的“工业学习”型旅游业。

由此可见,好消息是,印度政府终于提出要做一些具体的事情。坏消息可能是,鉴于不断变化和充满挑战的经济形势,尽管有一些可能的调整,但在很长的一段时间内,这可能是本届政府或任何未来政府可以提供的最佳方案。

印度拥有丰富的投资者,因此在印度或国外,也有成千上万直接或间接与半导体晶圆厂相关的印度人。他们当中有些人可能迈出了一步,帮助他们团结一致,永久改变了印度的电子地图。

来源:半导体行业观察

电子科技大学
09-25
2020

IC 设计业的变与不变

来源:内容编译自 embedded-computing,谢谢。

IC 设计工作的未来是什么?AI 会取代 IC 设计人员吗?这些是我最近参加的许多技术会议上反复提出的问题。每个有效的 AI 算法的基础都是由一群智能 IC 设计人员设计的电子芯片。具有讽刺意味的是,IC 设计人员可能正在设计可能替代其工作的技术。如果属实,这是一个令人生畏的前景。但是,通过检查 IC 设计的过去和现在,我们可以认识到,今天的 IC 设计已经不是过去。综上所述,我们还可以意识到 IC 设计工作不太可能消失。但是,他们肯定会发生较大变化。

自动化,效率低下和需求

首先,行业中需要识别三种模式:自动化,效率低下和需求。首先,当今的 IC 设计人员正在使用大量的自动化技术。当今机器的仿真能力直接继承自昨天的竞争性 IC 解决方案。也就是说,过去的 IC 设计工作现在是自动化的。自动化的趋势使 IC 设计人员能够在综合体系中向上发展。现在,我们能够提供非常复杂的解决方案,因为我们正在利用创新的自动化技术。

其次,仍有许多 IC 效率低下问题尚未解决。例如,在 RF 设计中,通信还不是全双工的,天线仍然不在芯片内。如果这项技术得到发展,通信速度将提高一倍,RF 模块将变得更小。诸如此类的技术问题仍然需要不断的创新和关注。

第三,自动化和低效率模式的结合产生了对聪明的 IC 设计人员解决未解决问题的巨大需求。我们已经知道如何设计 20dBm PA,那么为什么不让机器为我们完成这项任务呢?自动化的过程为设计团队排查新问题留下了更多的时间和资源。对设计人员的需求将保持稳定,直到不再存在 RF 和 IC 效率低下的情况为止。此外,随着自动化技术的发展,由于消除了劳动密集型的工作,该领域的 IC 设计人员将拥有更多有趣的头脑风暴解决方案。从本质上讲,随着突破的出现,IC 设计工作将不断被重新定义,这种转变也将延续到未来。

向过去学习

为了了解设计的发展轨迹,我采访了 Silicon Labs 的两位资深 IC 设计师。我们谈到了他们对 IC 设计的最早记忆,并仅凭回忆和观点而不是依靠随附的文档讨论了他们对行业未来的看法。

我与之交谈的第一位设计师是 Silicon Labs 的研究员。他分享的第一个见解是他设计的第一个电路是差分运算放大器和 20 阶开关电容滤波器。整个模拟芯片大约为 30 mm2,规模为 5,000 个晶体管。相比之下,当今的芯片带有数以万计的运算放大器和滤波器,晶体管的数量可能在数亿个以上。当然,仅几十年来,我们就朝着更复杂的设计迈进了一步。我的同事还描述了设计师在刚开始他的职业生涯时可以使用的技术,并说了如何在带有绿色屏幕的 Tektronix 图形终端上完成布局,这实际上是一个很大的存储范围。终端没有颜色,但是设计人员使用了一层金属和一层多晶硅来进行布线。今天,设计人员可以访问许多层以进行布线以创建设备。如今,在布局中使用无色显示器听起来像是种“自杀”行为。

我听到另一位工程师的类似观点,他详细介绍了他在 Tektronix 显示器上的经验,解释了该显示器如何消耗约 1kW,高约 4',具有永久图形的绿屏以及 2 个用于 XY 输入的指轮。指轮装置工作得很好,并且监视器由一条 140kbps 电缆驱动,该电缆被绑在地板上,从计算机中心室穿过大厅。他还告诉我,设计师过去常常在文本编辑器上键入网表。他们将从白板设计开始,为节点编号,然后输入网表进行仿真。当前,我们只能设计片上系统(SoC) IC,因为我们具有图形用户界面,使我们能够在模拟域中放置和检查数千个晶体管,而不必担心节点号或网表输入错误。

1980 年代中期的另一个古老而有趣的 IC 传统是在芯片级。由于设计人员没有 Layout vs Schematic Software (LVS),因此他们必须共同制作合理规模的纸张打印输出来创建网。该纸模拟包括两个或三个大约 3' 宽的打印输出,这些打印输出粘贴在地板或多个桌子上,以覆盖各个芯片的宽度。他们会从顶级网表逐个验证到每个区块网的每个引脚的连接性,然后用彩色铅笔标记每个网的“点亮”状态。尽管在当时的技术看来,这似乎是一个不错的解决方案,但它却不必要地重复和累人。

有趣的是,自动化和 AI 并不是 IC 设计的新知识,而是植根于过去。正如我们所看到的,IC 设计人员一直依靠自动化来使流程的任务强度降低,但是现在系统比以往任何时候都更加复杂。但是,某些过程仍然只能由人的头脑来完成,例如模拟设计。模拟设计是确定设备尺寸并使用特定设备配置实现模拟功能的直观过程。尽管计算机可以帮助您进行数学运算和估算电路的工作点,但人的思维却更擅长直观,智能的设计。现在的问题是,人工智能的最新发展是否使机器足够智能以取代 IC 设计人员?

从这里,我们可以推测出一些结果。首先,这种复杂的设计原则的自动化应该被视为一件好事,而机器则应被视为人类思维的延伸。随着计算机变得越来越智能,人类有更多时间专注于新颖概念并达到新的里程碑。此外,自动化设计过程已经发生了数十年。在 1980 年代,我的一位长期设计师同事介绍了 Bell Labs 的一些工程师如何成

功地实现了运放和开关电容滤波器的自动化设计。他们本质上使用已知的拓扑,然后使用优化方法来选择组件大小。作为一名 IC 设计师,我喜欢这种选择拓扑结构背后的批判性思维,而不是优化组件所费力的工作,这使我感受到了自动化的便利。

人与机器:机器的可靠性如何?

我从同事那里学到的关于 1980 年代的故事表明,真正需要 IC 设计中的人类智能。例如,其中一个故事描述了贝尔实验室内部的一组数学专家如何进行一项有关应用约束并最大程度地减少进行优化所需的模拟轨迹的项目。为此,他们进行了带隙设计,目的是最大程度地减小 PVT 上输出电压的变化百分比和失配,同时将 PSRR 和功率保持在一定范围内。他们决定将优化的参数简化为 mV 变化,而不是百分比变化。几周后,他们带着演示文稿返回,并为他们将可变性降低了几个数量级而感到自豪,这在最初看起来非常美妙,有些难以置信。

我们应该将这次事件的结果归因于机器还是人类?人为制造的机器与人一样会犯错。这就是为什么在任何自动化过程的顶部始终需要人类观察者的原因。例如,当今的计算速度以指数级提高,这使我们能够运行芯片的所有可能的变体来确定其是否可以工作。尽管速度很快,但在此过程中并入一个真正的人可以保证检测到问题的可能性更高,尤其是在模拟系统中。因此,我坚信我们不能仅仅依靠机器来发现问题,因为问题可能会在机器中永久存在。我们必须接受人类是不完美的,而机器自然是不完美的。

我从过去挑选的故事突出了人与机器之间的对比。但是,随着研究人员和企业家对设计流程的自动化进行更多的实验,类似的情况继续发生。与过去相比,我推测未来自动化的发展将集中在更棘手的问题上,而这些问题甚至可能不在我们的视野中。

最初,工程师构建了更简单的系统,但承担了所有分析负担。提出新的设计并建立分析模型需要大量的精力。由于无法使用模拟器和其他自动化流程,工程能力仅限于数千个晶体管。幸运的是,随着技术的进步,我们可以在数小时内测试想法,而无需建立分析模型。例如,有更多的仿真带宽可以验证十亿个晶体管 SoC 的功能。

另一方面,随着复杂性的增加和芯片的体积越来越大,验证和验证周期也变得更长,因此更加费力。就像我的一位同事喜欢说的那样,我们花了 10%的时间来提出聪明的主意,但是我们 90%的时间只是在验证所说的主意。

演变:我们对就业市场有何期待?

回顾过去到现在的轨迹,可以为未来建立一个令人兴奋的可能性。更多的自动化为创造性和批判性思维开辟了时间。也许很快,机器将能够复制设计,甚至提出新的设计思路。机器也将参与繁琐的验证过程。这将为 IC 设计人员提供处理“有趣和令人兴奋的问题”的机会。尽管这些愿景是理想的,但我们不应该太渴望 AI 在不久的将来完全接管。第一步,AI 可以开始自动进行平面规划,然后进行布局。然后,AI 可以慢慢地爬向核心设计功能,从而为设计师提供更多的思维空间,让他们专注于新问题。

在 IC 设计工作方面,团队合作和协调将变得更加重要。设计团队不断壮大,以应付庞大的现代 IC 规模。工程师和工程职能部门之间的通信可能会占用更多带宽。如果我们要构建我们今天梦 dream 以求的大型系统,那么未来的 IC 设计人员将需要成为协作决策者。解决合作问题也将是一个教育和文化问题。STEM 学生不仅需要技巧技能,还需要专注于软性和人际关系技巧,例如沟通,创造力,想象力和团队合作精神。当人类的思维在所有领域受到激发并与其他伟大的思维一起工作时,它就有能力产生强大的力量。

一位年轻的工程系学生曾经问我是否应该转行,从硬件工程转向软件开发。年轻工程师普遍关心的是市场上是否需要他们的研究领域。我对这个难题的回应是,始终鼓励学生自己了解市场,并了解如何为成功做好准备。因为激情决定职业满意度,所以我无法说出哪个工作更好或者哪个工作的薪水更高。这个旅程非常个人化。仅凭我的经验,我可以向对 IC 设计感到好奇的学生保证,由于许多问题需要解决,因此对其技能的需求不会很快消失。不同之处在于,由于 AI 和自动化的加入,未来的问题类型可能会根本不同。但是,我非常希望我们进入一个人类与机器可以和谐协作的未来。

来源:半导体行业观察

电子科技大学
09-24
2020

光刻胶、大硅片等半导体领域再次受到发改委关注

来源:本文由半导体行业观察网络整理

日前,国家发改委网站发布了《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》。

在总体规划中,该指导意见指出,要聚焦重点产业领域。着力扬优势、补短板、强弱项,加快适应、引领、创造新需求,推动重点产业领域形成规模效应。同时也要打造集聚发展高地。充分发挥产业集群要素资源集聚、产业协同高效、产业生态完备等优势,利用好自由贸易试验区、自由贸易港等开放平台,促进形成新的区域增长极。

在聚焦重点产业投资领域中,该指导意见也涉及了不少有关于半导体领域的内容。

其中,加快新一代信息技术产业提质增效方面,指出了需要加快基础材料、关键芯片、高端元器件、新型显示器件、关键软件等核心技术攻关,大力推动重点工程和重大项目建设,积极扩大合理有效投资。稳步推进工业互联网、人工智能、物联网、车联网、大数据、云计算、区块链等技术集成创新和融合应用。

在加快新材料产业强弱项、加快新能源产业跨越式发展方面,又分别强调了将围绕微电子制造等加快在光刻胶、高纯靶材、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破。聚焦新能源装备制造“卡脖子”问题,加快 IGBT 等核心技术部件研发。

国内产业的现状

指导意见中所指出的重点产业投资领域,国产实力究竟如何?

在光刻胶领域,我国在面板屏显光刻胶方面,已具备一定竞争力,中国的大部分光刻胶企业均涉及面板屏显领域。但中国半导体光刻胶技术水平离国际先进水平差距较大。据国元证券报道显示,中国光刻胶市场基本由外资企业占据,国内企业市场份额不足 40%,尤其是高分辨率的 KrF 和 Ar 光刻胶,其核心技术基本被日本和美国企业所垄断。根据中国产业信息网的分析显示,适用于 6 英寸硅片的 g/i 线光刻胶的自给率约为 20%,适用于 8 英寸硅片的 KrF 光刻胶的自给率不足 5%,而适用于 12 寸硅片的 ArF 光刻胶完全依靠进口。

在 2000 年之后,我国陆续出台了多个半导体产业政策,这其中也有不少涉及到了光刻胶的发展。在这以后的 20 年时间中,国产光刻胶也有了一定的进步。据国元证券的调研报告显示,从国内整体来看,目前市场主流的四种中高端光刻胶:g 线、i 线、KrF、ArF,我国已经实现了 g/i 线的量产,并将逐步提升供货量;KrF 已经通过认证,但还处于攻坚阶段;ArF 光刻胶乐观预计在 2020 年能有效突破并完成认证。

具体来看,科华微电子已经掌握了 g 线正胶、i 线正胶、KrF (248nm)深紫外光刻胶及配套试剂,目前正在从事 ArF (193nm)深紫外光刻胶的研发,但 KrF 尚未形成有规模的量产供应,与国际品牌差距依旧明显。晶瑞股份已经掌握 g 线正胶、i 线正胶和环化橡胶负胶, KrF (248nm)深紫外光刻胶还处在研发阶段。

但国元证券的报告中也指出,在最新的 EUV 和 E-beam 光刻胶方面,现在国内还不具备条件也没有这方面研发能力,量产更是遥遥无期。国产光刻胶高端技术短期内尚难突破,还要很长的路要走。

硅片是集成电路发展的基石之一。在这方面国产硅片的实际情况又是怎样的?据东莞证券的调研报告显示,在小尺寸硅片方面,我国能大规模生产 4-6 英寸硅片,基 本满足国内需求。但大硅片(8、12 英寸)方面则存在较大缺口。虽然 8 英寸硅片我国能自主进行生产,但仍不能满足下游生产需求;而 12 英寸硅片则几乎依赖于进口。在这种情况下,发展大硅片也成为了我国半导体产业发展的一个重点。

在大尺寸硅片方面,我国正积极迈向 8 英寸与 12 英寸硅片生产,多项重大投资正在启动中。据芯思想 2019 年的报告显示,包括上海新昇、超硅半导体、中环半导体以及立昂微等多家企业在内,目前宣布的 12 英寸硅片项目多达 20 个,根据各家公司公布情况来看,总投资金额超过 1400 亿,12 英寸硅片总规划月产能到 2023 年前后合计超过 650 万片。如果加上天芯硅片、中芯环球、济南项目,12 英寸硅片总规划月产能将可能高达 800 万片,约是 2018 年全球 12 英寸硅片月需求的 2 倍。

另外一方面,IGBT 也是目前我国本土半导体企业发力的一个重点。尤其是随着新能源汽车的快速发展,IGBT 也迎来了爆发。我国是车规级 IGBT 的主要市场之一,约占全球市场份额超过 30%。但这块市场一直是我国半导体产业的空白,直到近几年才得到重视。

IGBT 芯片国产替代有巨大的需求空间,国内有不少厂商已经参与布局。目前,国内在车规级 IGBT 产业链布局较完善的企业有比亚迪半导体、斯达半导、中车时代电气等。据半导体行业观察此前的报道显示,今年 4 月底,比亚迪 IGBT 项目已在长沙开工建设,该项目建成后可年产 25 万片 8 英寸新能源汽车电子芯,可满足年装车 50 万辆的产能需求。此外,其他厂商也在加快 IGBT 的产能建设,斯达半导新能源汽车用 IGBT 模块扩产项目投产后可年产 120 万个新能源汽车用 IGBT 模块 ; 中车时代电气计划在今年量产第 6 代 IGBT 技术 IGBT,其 8 英寸 IGBT 生产线可年产 24 万片。

被欧美日垄断的市场

诚如上文所述,本土企业在光刻胶、大硅片以及 IGBT 等领域的发展才刚刚开始起步。而目前这些领域的主要市场份额又都是被哪些企业所占据着?

具体来看,据浙商证券的调研报告显示,光刻胶行业具有极高的行业壁垒,因此在全球范围其行业都呈现寡头垄断的局面。光刻胶行业长年被日本和美国专业公司垄断。目前前五大厂商就占据了全球光刻胶市场 87% 的份额,行业集中度高。其中,日本 JSR、东京应化、日本信越与富士电子材料市占率加和达到 72%。并且高分辨率的 KrF 和 ArF 半导体光刻胶核心技术亦基本被日本和美国企业所垄断,产品绝大多数出自日本和美国公司,如杜邦、JSR 株式会社、信越化学、东京应化工业、Fujifilm,以及韩国东进等企业。整个光刻胶市场格局来看,日本是光刻胶行业的巨头聚集地。

高纯靶材市场同样也是个寡头市场。目前,全球的靶材制造行业,特别是高纯度的靶材市场,呈现寡头垄断格局,主要由几家美日大企业把持着,如日本的三井矿业、日矿金属、日本东曹、住友化学、日本爱发科,以及美国霍尼韦尔、普莱克斯等。根据有研新材公告数据估算,日矿金属是全球最大的靶材供应商,靶材销售额约占全球市场的 30%,霍尼韦尔在并购 Johnson Mattey、整合高纯铝、钛等原材料生产厂后,占到全球市约 20% 的份额,此外,东曹和普莱克斯分别占 20% 和 10%。

在大尺寸硅片方面,从全球范围来看,大尺寸硅片的产能和市场基本已被日、德、韩和中国台湾企业所垄断。以 12 英寸硅片市场为例,同半导体硅片的整体市场竞争格局基本保持一致,但信越、盛高、环球晶圆、Silitronic 和 LG 这五大供应商的市场份额更高,达到了 98%;而中国台湾的环球晶圆市场份额有所降低。

IGBT 模块在新能源汽车领域中发挥着至关重要的作用,被广泛应用于电机控制器、车载空调、充电桩等设备。同样,IGBT 模块也是新能源汽车电机控制系统中负责能源转换与传输的核心功率半导体器件。从目前来看,国外厂商已研发出完善的 IGBT 产品系列。全球 IGBT 市场主要竞争者包括德国英飞凌、日本三菱、富士电机、美国安森美、瑞士 ABB 等,前五大企业的市场份额超过 70%。

奋力追赶的本土厂商

近几年中,在市场需求以及国家政策的鼓励下,这些领域虽然被寡头把持,但也有不少本土企业图谋在这些半导体领域进行发展。

在今年当中,我们也看到有不少企业开始进军光刻胶领域。这其中就包括雅克科技拟募资 12 亿投入光刻胶等材料研发。除此之外,八亿时空也曾于日前发布公告称,公司拟使用 1 亿元超募资金投资设立全资子公司“上海八亿时空先进材料有限公司”(暂定名),由该公司投资建设研发平台,实施“先进材料研发项目”。其先进材料研发项目就包含了光刻胶方面。据悉,其重点研发平板显示用光刻胶、5G 分子天线用光刻胶及半导体用光刻胶。

在大硅片领域,得益于 CIS、存储等对 8 英寸硅片的需求,许多国产硅片厂商也有了扩产的计划。除此之外,12 英寸也是今年上市企业的重要布局方向之一。具体来看,沪硅产业于 2020 年 4 月 IPO 上市,其公告显示,公司拟投资 22 亿用于扩产 15 万片 / 月的 12 寸大硅片;中环股份定增 50 亿加码 8 英寸、12 英寸半导体硅片;神工股份 IP 上市拟投 9 亿用于建设 8 寸抛光片;此外有研、金瑞泓等国内主要硅片制造商均有大规模扩产计划。

2020 上半年,国内厂商 IGBT 布局动作频频,不少企业传来了 IGBT 量产供货的好消息,也有不少新的 IGBT 项目加速落地。华润微发布的 2020 年半年度报告显示,公司目前在研项目共 13 项,其中包括 IGBT 产品设计及工艺技术研发。今年 7 月份,华虹半导体宣布,公司将全面发力与 IGBT 产品客户的合作,打造 IGBT 生态链。目前公司代工的 IGBT 芯片具有市场竞争力,已加速导入新能源汽车、风力发电、白色智能家电等市场,进一步丰富 IGBT 产品线,为公司寻求新业务增长点。

在车规级 IGBT 领域,除了比亚迪半导体和斯达半导体等为国产车规级 IGBT 的发展增添了一丝活力。利欧股份也在投资理想汽车之后,充分了解到了 IGBT 在电动车领域应用的重要性,于是,公司决定投资 IGBT 项目。

本土半导体企业在这些领域的发展才刚刚起步,国内旺盛的市场需求为他们的成长增添了动力。但不可否认的是,面对强大的巨头企业,这些国内半导体厂商还有很长的一段路要走。

来源:半导体行业观察

电子科技大学
09-24
2020

芯片还能用多久?华为高层回应!

来源:半导体行业观察综合

在昨天举办的华为全连接大会上,华为高层围绕着包括芯片的各种问题做了一一回答。

在问到公司储备芯片还能用多久,下一步有什么计划时,华为郭平回应:“美国的加大制裁,第三次修改法律制裁确实给我们的生产、运营带来了很大困难,但是具体到每一个芯片是九月十五日才把储备入库,所以具体数据还在评估过程中。”

郭平进一步指出:“至于“地主”家的“余粮”,对于包含基站在内的 2B 业务,我们还是比较充分的,华为希望把联接、计算、人工智能、行业应用结合起来,为客户创造价值,这方面有巨大的机会,至于手机芯片,因为华为每年要消耗几亿支手机的芯片,所以对手机相关储备为我们还在积极寻找办法,我们也知道有很多美国公司也在积极向美国政府申请。”

“我也注意到日本媒体提到,美国对华为的禁令也导致日本企业损失高达一万亿日元,美国半导体协会和国际半导体协会也对美国政府的禁令做法也表示担忧,这个不仅仅是限制美国之外半导体企业,也对美国企业芯片销售构成了极大限制。我们也期望美国政府能够重新考虑他们的政策,如果美国政府允许的话我们仍然愿意购买美国公司的产品,我们会继续坚持“全球化”和“多元化”采购策略”,郭平强调。

“讲一个我们自己的故事,1990 年代中国交换机 100% 都是非中国的产品,巴黎统筹委员会对七号信令等技术进行出口限制,我们无法获取,就从原理开始,最后做出华为数字交换机。我认为全球的开放合作,互通有无是对经济发展最有利的。”郭平进一步告诉记者。

在问到在等待美国芯片厂申请许可证的时候,华为怎么做的时候。华为张平安回应道:“这更坚定我们构建 HMS 生态的决心。我们认为生态一直是非常开放的,因为我们所做的所有生态数字服务以及生态平台系统,最终是服务全球用户。我想我们也会跟所有的智能硬件厂家一起,我们来看看怎么更好得创建一个更好的生态平台,不要让开发者在不同平台上来回切换。我们也会跟他们积极探讨,HMS 能否跟他们一起进行合作,这些都在探讨过程中。”

在问到如何保证公司生存的时候,郭平回应说:“华为公司目前人、财和业务发展基本平稳,未来一段时间我们公司的人力资源政策是稳定的,我们会继续吸纳最优秀的人才,解决华为问题的关键是“优秀人才” ,把沙子变成芯片靠的是什么?靠的是优秀人才,华为在将来会继续保持业务的平稳和吸纳优秀人才,至于具体单个市场会根据需求进行调整。”

在问到是否考虑在旗舰机使用高通芯片时,郭平说道:“高通一直是华为重要的合作伙伴,在过去十几年里面我们一直对高通的芯片有采购。我也注意到高通说他们在向美国政府申请出口许可,如果他们申请到,我们很乐意使用高通芯片制造手机。”

他同时强调:“华为是有很强的芯片设计能力,我们也乐意帮助可信的供应链增强他们的芯片制造、装备、材料的能力,帮助他们也是帮助我们自己。”

“915”刚刚过去几天,具体影响我们还在评估,华为的业务人力资源政策会保持平稳,我们还会继续招聘优秀的人才,用优秀人才来解决华为的问题”,郭平最后说。

附郭平演讲全文

尊敬的各位来宾,女士们先生们,线上的朋友们,大家好!

首先,我代表华为公司,欢迎大家参加华为全联接 2020,也借此机会向各位持续支持华为的新老朋友们表示衷心感谢。

算起来这是我们第 5 年在上海相聚了。16 年,我们在这里展望智能社会的愿景,呼吁全球伙伴共建哥斯达黎加式生态,17 年,我们提出要做全球五朵云之一,18 年,华为发布了 AI 战略,19 年全面阐述了计算战略,今年,5G 在全球完成规模部署;这五种技术,五大机会史无前例地汇聚到一起,今天我的演讲主题就是:“5 机”协同,共创行业新价值” 。

大家都知道,华为现在遭遇很大的困难。持续的打压,给我们的经营带来了很大的压力,求生存是我们的主线。大仲马曾经说过:“人类的全部智慧都包含在这两个词中:等待和希望。”我们看到 ICT 产业正面临巨大的发展机会,政府和企业全面进入数字化和智能化。华为希望能和伙伴一起开创新篇章。

我们看到,数字经济是经济增长的主旋律。牛津经济研究院的报告显示,数字经济早已成为增长的主引擎,不仅是数字产业本身的增长,更多的是数字技术带来的行业数字化增长。1 块钱的数字技术投入,可以带来 3 块钱的行业数字化增长。以中国为例,去年中国数字经济增加值占 GDP 约三分之一,但是对增长的贡献达到三分之二。我们看到,来自政府和企业的数字化新需求不断地涌现。

在华为看来,数字经济的基础是联接和计算。5G、物联网是联接技术;云、AI 代表计算技术。摩尔定律大家都很熟悉,算力随着时间的推移,变得更加强大而且价格低廉。梅特卡夫定律告诉我们,网络的价值随着联接数的增加而倍增。联接的密度乘以计算的精度,就是数字经济的强度。联接和计算的融合将改变交通、金融、能源等各行各业,为社会创造出新的价值。

落到具体政府和企业场景,我们看到联接发生了变化,1G 到 4G 解决了人与人联接问题,5G 开启了新的万物互联的时代;计算的重心慢慢转到 AI,已经确确实实在政府和企业的主业务中创造了价值。联接和计算需要跟行业深度结合,找到可以落地的场景,对准生产系统中的痛点,通过 ICT 技术和行业知识的结合,快速创造价值。当我们把这些场景汇聚起来,便能涓滴成河,逐步完成整个宏伟蓝图。

下面我们来分享几个案例。

首先我们来看一下焦化行业的案例。焦化,就是把煤转化成焦炭。在这个过程中,配煤是关键,决定了焦炭的品质、价格和成本。当前配煤主要依靠老专家手工调配,效率低,很难做到最优。华为和河南鑫磊合作,通过 AI 技术,结合专家经验,构建智能配煤模型,有效提升了精度、效率和稳定性。经测算,这套系统可以节约炼焦成本 15 元 / 吨,每年可为鑫磊节约 2700 万。放大到整个中国的焦化行业看,我们假设每吨节约 10 块钱,也将为整个行业带来每年 60 亿元的成本节约。

而这仅仅是一个细分行业里的小场景。下面我们再看一个物流园区的例子。上海康桥物流园区,占地 10 万平方米。以前,信息化、自动化程度低,盘点完全依赖人工,每次要一个月;车辆调度无规划导致拥堵,滞留严重;还有货物阻塞等问题。

对准这些挑战,华为和顺丰 DHL 对物流园区进行了智慧化升级,依托华为智慧园区数字平台,拉通 20 几个业务系统,实现了智慧泊位管理、仓储管理、资产管理等,资产盘点效率,车辆通行效率、泊位效率都得到大幅提升、整体作业提升了 30%。

近年来,城市管理者拥抱智慧化甚至比企业还坚决。以深圳为例,过去几年,企业、市民的获得感和幸福感真真实实得到了提升。智慧城市是一个庞大的系统工程,在深圳智慧城市的建设中,华为发挥 5G 、云、AI 等领域的技术优势,联合上百家合作伙伴,帮助市政府管理服务指挥中心打通了 42 个委办局业务系统,100 多类数据,构建了全市 1+10+N 一体化指挥体系。稍后,深圳市的陈如桂市长将在他的致辞中分享相关信息。

刚才我们已经看到了企业、园区和城市的先进实践。我们认为下阶段将有更多的政府和企业能够享受到技术带来的红利。过去几年,华为已经在 ICT 领域完成了一定的技术积累。接下来,我们的重点是和伙伴一起,把这些技术应用到各行各业,根据不同的需求提供场景化解决方案,帮助企业实现商业成功,帮助政府实现兴业、惠民、善政。联接、计算、云、AI 和行业应用,将构成全行业的 5 个重大的机会。我们希望,通过“5 机”协同,与伙伴们一起,共创行业新价值。

接下来,我逐一和各位分享华为在联接,计算,云和 AI4 个领域的阶段性进展和业务策略。再重点谈一谈如何支撑伙伴,打造行业应用,强壮供应链,做强做大产业。

首先让我们先来看看联接,联接是政企数字化的基础。当前,各行业数字化进入生产系统,对联接的需求也发生了巨大的变化。比如矿山、港口,还有工厂,都需要更高的带宽,再比如,不同行业的智能制造,要求不同的时延和可靠性,这就要求网络提供差异化的体验,同时还要有 SLA 保障。为了满足这些需求,华为提出了智能联接的理念,打造泛在千兆、确定性体验和超自动化的网络,具体怎么做,在明天的 keynote 中,我的同事汪涛,会详细为大家解读。

众所周知,大数据、人工智能、HPC 等多样化的场景产生了多样性的计算需求,单一的架构已不能满足。我们需要多样性的算力协同来满足新的需求。华为致力于为客户提供多样性算力,采用软硬件解耦的设计,以适配不同的处理器,包括 X86 和鲲鹏等。在接下来两天的议程中,我的同事侯金龙、邓泰华会有详细的介绍。

云是释放算力的最佳平台,是智能世界的数字底座。3 年前,也是在这个会上,华为提出了要做智能世界的 5 朵云之一。承诺长期战略投入公有云。经过 3 年的持续努力,华为云目前已在全球拥有 23 个区域,发展了 150 多万开发者。这对我们云的团队来讲不是松了一口气,而是压力更大了,因为他们要挑战更高的目标。面向未来,我们将进一步完善混合云解决方案,满足政企转型的复杂需求,成为客户智能升级的首选。

AI 技术过去几年发展很快。我们也进行了大量尝试,把 AI 应用于政企的主业务系统。例如,深圳机场推出了“一张脸走遍”全机场,其中的差异化安检将效率提升了 60%;疫情期间,AI 应用于临床 CT 辅助诊断,让看片时间从 12 分钟缩短到秒级;应用于金融反欺诈,风险预警时间缩短到分钟级,变不可能为可能。明天,我的同事贾永利将和大家分享,如何通过知识驱动和数据驱动,真正把 AI 和业务主系统深度融合,解决关键问题。

接下来,我们重点看看行业应用。在我看来,联接和计算就有点像 100 多年前的电。由仅仅提供照明走向家用电器和工业设备,让各个行业发生了翻天覆地的变化,推动人类进入电气化时代。在这个过程中,和电力行业的规模相比,家用和工业电气化创造了数十倍,甚至百倍的产业规模。16 年我们提出了建设哥斯达黎加式生态,使能伙伴做大市场,让华为的伙伴,像电力时代的电气企业一样,成为新价值链上的最大获益者。这次展览,伙伴们展出了许多应用样板,欢迎大家去参观。

在这里我简单给大家介绍几个小故事。首先,我们来看一个伙伴与华为通过业务创新,共同做大市场的例子。泰克教育是一家传统的 IT 培训机构,通过与华为云的合作,泰克教育转型 ICT 教育使能者。华为云为泰克教育提供技术方案创新和商业变现支持。2020 年,泰克教育在云市场严选交易额突破 8000 万,同比增长超过 8 倍。这只是一个典型的代表。截止目前,华为云已经汇聚全球一万三千多家咨询类伙伴,五千多家技术类伙伴。华为致力于帮助更多像泰克教育这样的伙伴,实现业务创新和快速成长,在成就客户同时也实现自身的商业成功。

在做强供应链方面,我们倡导与供应商共同成长,共享收益。在这里我举一个 5G 基站关键部件的例子。讯强电子是一家传统散热器供应商,2016 年开始与华为合作, 在 5G 散热器转型开发过程中,讯强积极投入,在华为的帮助下,实现了表面处理工艺等技术的突破,同时,通过与华为协同,讯强优化了加工工序和物流路径,大幅提升了产品质量、生产效率和供应能力,成本也下降了 30%。和华为合作 3 年,在华为的销售增长超过 20 倍。华为将持续投入力量提升伙伴能力,同时保障伙伴获得合理收益,与伙伴一起共同成长。

我们倡导风雨同舟,长期合作,中软国际就是这样的一个典范。中软国际和华为合作超过 10 年,早在 2009 年,中软国际就已经和华为开展合作。2014 年,开始走向国际市场。2017 年,成为华为云首位同舟共济的伙伴,2019 年又加入了华为云鲲鹏凌云伙伴计划。可以说,在华为发展不同时期,中软国际持续坚持和我们战略协同,利益互补,风雨同舟,关键时刻共进退。与此同时,中软也得到华为最有力的技术支持,共同扩展新市场。以华为云合作为例,中软国际仅用 4 年,就实现了 9 倍的增长。根深才能叶茂,我们将持续和有意愿,有能力的伙伴共同做厚合作基础,共同成长。

我们将继续聚焦做好联接、计算、云、AI 等产品和服务;我们发电,伙伴们做电气化,大家一起努力,为客户创造价值,一起实现商业成功!此外,华为还将在基础创新、标准、人才、社会责任等更广泛的领域,和全球伙伴一起合作。我们仍将努力坚持,为全球客户提供优质的产品和服务。

沃尔特·惠特曼曾经说过:“永远保持面向阳光,阴影就会被你甩在身后。”在这个充满不确定性的 2020 年,和大家共勉!谢谢大家!

来源:半导体行业观察

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