当前,半导体行业正处于技术革新和产业变革的关键时期。Chiplet技术,作为一种先进的集成电路设计方法,已受到产业界的广泛关注。它正引领着芯片设计与制造的全新模式,并在高性能计算、人工智能、网络通信等领域中得到了广泛应用。
ICCAD 2023上,芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民从一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务提供商的视角出发,分享了对Chiplet商业模式、应用场景以及行业发展的思考与见解。
Chiplet指预先在工艺线上生产好的、实现特定功能的芯片裸片,其在继承了SoC的IP可复用特点的基础上,更进一步开启了IP的新型复用模式,即半导体IP在硅级别的实现,本质就是将不同的IP芯片化。这是一种可平衡计算性能与成本,提高设计灵活度,且提升IP模块经济性和复用性的新技术之一。
在Chiplet技术下,不同功能的半导体IP可以灵活选择不同的工艺分别进行生产,厂商可以灵活平衡计算性能与成本,实现功能模块的最优配置而不必受限于晶圆厂工艺。基于这些技术特性,有业内人士认为,Chiplet的出现将引发半导体IP商业模式的变革。
对此,戴伟民表示,Chiplet的发展演进为IP供应商,尤其是具有芯片设计能力的IP供应商,拓展了商业灵活性和发展空间。但Chiplet并未对IP公司的商业模式产生根本性的改变。
作为Chiplet技术和生态发展的重要推动者之一,芯原股份将Chiplet技术及产业化作为公司一大发展战略。通过“IP芯片化,IP as a Chiplet”、“芯片平台化,Chiplet as a Platform”,以及进一步延伸的“平台生态化,Platform as an Ecosystem”,来促进Chiplet的产业化。
基于公司的技术及产业实践,戴伟民指出,Chiplet产业的首要任务是寻找合适的产品落地,并明确目标受众。目前来看,拿Chiplet去做SiP和拿IP做SoC,在性质上是相同的。作为IP供应商,芯原的业务模式并未发生根本性变化,即芯原仍致力于提供服务而非制造芯片产品。“我们所提供的还是半导体IP,只不过这次是硬IP。因此,从理论上讲,目前并未根本性地改变我们的商业模式。”
关于Chiplet技术的应用与场景,业内长期处于探索与讨论之中。那么,究竟哪些芯片类型需要应用Chiplet技术?哪些应用场景具有较大的发展潜力?在ICCAD 2023上,戴伟民分享了他的观点,他认为AIGC和智慧驾驶将成为Chiplet率先落地的应用场景。
他指出,当前以ChatGPT为代表的AI大模型正带动大算力硬件进入高速发展阶段,促进了各类加速处理器在实际应用中的发展。
以AIGC平台生态栈的树状结构为例,应用是“树叶”,基于生成类大模型应用,未来会出现千亿、万亿级别的规模;垂域大模型是“树枝”,具备行业属性;通用大模型是“树干”,具备极强的泛化性和表达能力,是所有上层垂直应用的算法底座;算力是“树根”,算力芯片是整个生成式大模型生态的根基,提供基础的驱动力。在此基础上,戴伟民认为,对于大算力芯片而言,Chiplet技术则是目前提供最佳性价比的解决方案。
他表示,芯原拥有丰富的处理器IP技术,其中包括已广泛部署在各个高端及主流汽车中的GPU IP及其衍生发展而来的GPGPU,已在全球68家企业的120余款人工智能芯片中获得采用的NPU IP,以及已被全球前20大云平台解决方案提供商中的12家所采用的VPU IP等。
此外,芯原股份将这些自有的处理器IP进行原生耦合,形成的AI-GPU、AI-VPU、AI-ISP等子系统给AI设备带来了颠覆性的技术升级,将有力促进AIGC的快速发展。
除AIGC应用之外,戴伟民认为,智慧驾驶将成为Chiplet率先落地的另一重要领域。这是因为随着智慧座舱、自动驾驶、网联汽车的快速发展,车辆在要求绝对安全可靠的同时,对算力的需求正持续增长。
通过添加已过车规的Chiplet,可实现汽车芯片的快速升级迭代,同时大幅缩短车规芯片的发布周期。“两颗die同时失效的几率远远小于一颗单芯片,因为Chiplet从架构上天然具备更高的安全性能。”戴伟民强调。
近年来,随着我国集成电路行业的迅速发展以及市场需求的不断增长,庞大的市场成为了中国半导体产业在国际竞争链路中的最大优势。面对全新的竞合格局,国产芯片正在加速崛起,国产化替代成为了大势所趋。
在此背景下,如何充分发挥市场优势、促进技术创新、推动产业发展,从而实现半导体的安全自主可控目标,成为了行业内外所关注的焦点。
狭义上的国产化替代,指的是采用国内厂商生产和制作的产品及技术,以替代进口产品和技术。然而,实际情况中,许多厂商已不再局限于国产替代,而是更关注于“本土化生产”,以“泛国产替代”的形式,来满足本国所需。
戴伟民倡导产业界秉持开放的心态接纳“泛国产替代”。他强调:“目前,我们的核心目标是实现安全可控,而非盲目追求自主创新。因此,优先考虑的是确保安全。我们需要保持开放,避免歧视,这对于我们自身也有裨益,可以借此提前学习先进技术,逐步实现安全可控。”
另一方面,“泛国产替代”现象有助于推动国产替代产品向优质升级。过去,部分国产替代产品在市场上饱受争议,人们认为其价格较高、性能略逊一筹。然而,随着市场竞争的加剧以及“泛国产替代”的兴起,市场对产品的期望逐渐转向性价比更高、品质更优的方向。这对我国半导体产业的发展无疑构成了积极因素。
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