「我們看到了半導體產業新一輪IDM化趨勢，即很多頭部網際網路廠商和大的系統公司都開始聚焦自研晶片，但這次的IDM趨勢和之前有很大的不同，這給定製化晶片帶來了更多的機會，但也引入了很多不同的挑戰。」
Socionext亞太區高級副總裁
劉琿(Kenn Liu)
Socionext 亞太區高級副總裁劉琿(Kenn Liu)在接受半導體行業觀察記者採訪時從整個半導體產業模式歷史變遷中談及了背後的機遇，並將當下新一輪IDM化稱之為「IDM 2.0」模式，這一打破通用晶片固有瓶頸的模式正在創造新的業務。
「IDM2.0」
從歷史維度來講，半導體行業歷經半個多世紀發展，在初期的IDM鼎盛時代，IDM廠商一人獨自包攬從設計，生產到最終電子設備銷售的整個上下游鏈條。隨著半導體工藝演進和晶圓代工廠的興起，晶圓廠（Foundry）+通用晶片的無廠半導體公司（Fabless）這種緊密合作的模式替代了傳統的IDM垂直整合模式，系統公司和通用晶片Fabless公司互利互惠，促進整個產業的繁榮。
「然而隨著移動網際網路業務和AI技術的發展以及新一代無線網絡的部署，新的應用場景和算法對晶片提出了新的挑戰。」 劉琿指出，我們看到這些原本不關心晶片自研的系統設備廠商和那些擁有個人用戶的頭部網際網路廠商越來越多的開始垂直化的動作，部署晶片研發。這個被稱作「IDM 2.0」的模式有一個最大的特點：「這些公司自研晶片的目的不是為了降成本，而是通過自研晶片為主業務帶來量質的提升和能夠差異化競爭的產品。所以和之前的IDM相比，他們並不那麼關注那些不能體現他們差異化的垂直整合，比如更上游的半導體生產、測試。」
舉個例子，如今的網際網路廠商對自研晶片所帶來的20%硬體投入節省的興趣遠遠低於「20%流量的增加或者活躍用戶的增加」。恰如蘋果自研晶片的目的不會是降低成本，而是為了支撐如AirPods這樣的爆款產品，這些爆款產品的價格高於市場平均價的2-3倍。
劉琿表示，新型的IDM會更加聚焦業務需求痛點，軟體算法的創新，以及如何把業務的需求和軟體轉化成晶片里獨有的算法模塊。
「對於這些IDM來說，他們需要很好的定製化SoC合作夥伴來幫助他們offload在晶片里的通用部分和晶片具體實現上的投入。」顯然，這對合作夥伴提出了前所未有的要求，不僅需要豐富的ASIC前後端設計和量產經驗，還要具有平台化SoC的架構和軟硬體能力，幫助其迅速搭建出具有差異化算法的SoC。而這對定製化ASIC廠商提出了更高的要求，現在行業里能夠滿足這些要求的廠商鳳毛麟角。
而這對Socionext來說卻是最大的機遇。
深厚的設計技術積累和豐富的
產品覆蓋領域
表面來看，成立於2015年的Socionext是一家新興的半導體初創公司，但其實不然。技術上她有著非常深厚的積累，這是因為她整合繼承了日本最大的兩家IDM——富士通和松下的半導體部門的主要半導體產品和技術。
「上世紀90年代是日本半導體巔峰時期，此後遭遇了2000年的網際網路泡沫、美國打壓以及韓國半導體崛起，日本在半導體的工藝製成在諸多因素的影響下沒有繼續投資下去，但半導體設計，仍然是日本政府認為需要保持全球競爭力的一個領域。劉琿表示：「日本政府當時斥巨資撮合兩家公司的半導體部門合併，意在打造一家日本最大的、能夠服務全球半導體Fabless的公司。在這願景下，Socionext已經走過了五個年頭，日本以外的業務比例正逐年增加，服務了許多全球知名的客戶，包括傳統的系統和新興的網際網路公司。」
目前Socionext的業務包含兩大塊，一是通用ASSP，完全由Socionext設計並提供包括晶片和軟硬體解決方案在內的技術支持。另一個是定製晶片ASIC組成，為客戶量身定製的產品，主要提供包括前、後端設計和生產管理在內的價值能力，交付晶片硬體，使能客戶在核心算法和系統及市場上的核心價值。
Socionext業務涉及領域
近年來，結合ASSP和ASIC兩大產品類別，Socionext的業務覆蓋了許多市場和應用領域，包括消費類上的視覺影像處理、雷達探測感知、增強/虛擬現實、流媒體視頻處理、8K高清畫質、辦公室自動化、窄帶IOT和高解析度的電力載波通信；工業及汽車領域內的數據中心計算和存儲、5G的無線接入和網絡傳輸、汽車智能座艙和ADAS、工業機器人和移動醫療等。
「我們在ASSP上積累了很多的SoC和Mix-signal平台，這些平台都可以用在我們的定製化業務上。在一些市場領域上，我們也看到定製化晶片越來越取代通用晶片的趨勢，我們會靈活的把通用產品開發的路線切換到為客戶定製的路線上。在這些細分市場上，我們更相信客戶在對最終用戶和系統的理解核心競爭力，我們希望通過提供這些平台化的SoC方案，使客戶迅速疊代出他們的晶片。」 劉琿提到，「做客戶成功背後的支撐者，這是我們對自己在產業鏈里的定位。」
史無前例的疫情重新定義了人們的生活方式和工作方式，也讓人們看到了基於網際網路技術的虛擬空間交流的巨大發展潛力。疫情之後也許會有更多的企業和個人適應並選擇這樣的學習和工作方式。這對數據中心的擴容，網絡設備部署升級，家庭通信和娛樂終端設備的形態變化都提出更高的要求和帶來更多的機會。在劉琿的眼中，定製化的SoC在這些機遇里充滿前景。除此之外，5G、AI和雲計算的結合，新能源汽車和自動駕駛也都對定製化的SoC有很大的需求。
對於在定製ASIC細分領域全球排名第二（IHS 2019排行）的Socionext看來，這些市場機遇給未來的定製化ASIC帶來很大的成長空間，據kbv research的一份報告稱，到2025年，全球ASIC晶片市場規模將達到247億美元，預測期內（2019年到2025年）的復合年增長率達到8.2%。一些知名的通用晶片廠商，也用為客戶定製晶片來彌補公司業務的不足。
差異化的平台化定製SoC方案
行業內提供設計服務的公司其實不少，但很多公司都無法提供從產品規格，到系統軟硬體設計，晶片前後端設計一直到晶片生產交付全鏈條的能力，體量也都不夠大，無法為重要客戶提供長期可信賴的定製化服務。
「我認為我們的差異化來自於繼承來自富士通和松下的大量SoC產品和技術，再加上多年服務定製化客戶的經驗所形成的全鏈條能力，特別是區別於傳統ASIC的前後端交付接口模式的平台化方案。平台化的方案是基於Socionext一系列多核SoC平台，Socionext完成大部分工作包括晶片頂層和主要子系統在內的晶片設計及底層軟體設計，客戶只需聚焦核心的算法邏輯和驗證以及和應用相關的上層軟體和中間件。」 劉琿特別提到。
Socionext平台化SoC概念
Socionext ASIC平台方案的覆蓋層次
劉琿介紹到Socionext近些年形成了一系列多核平台化方案，比如：針對大數據中心和高性能嵌入式計算領域的24xA53和32/64xN1平台，針對汽車和自動駕駛領域的多核A55和A76E疊加車規級ISP平台，針對中小型網絡和計算設備的4/8核A72平台，以及針對監控、視頻流媒體和Camera等應用的多核A53+AV1/HEVC/H.264+ISP平台。
劉琿表示：「在這些平台基礎上，客戶還可以與Socionext深度討論定製差異化feature，同時將自己的核心算法UDL通過總線與CPU子系統，信號處理子系統，存儲子系統和其他高速外設接口子系統進行連接通信。」
關於平台化SoC的優勢，可用兩個案例進行深度剖析。如在「L4自動駕駛Machine Learning Accelerator+Fusion Chipset」的平台化ASIC案例中，客戶提供關鍵UDL RTL和驗證，而Socionext負責SoC系統的搭建和驗證以及安全機制部分的設計。
「L4自動駕駛Machine Learning Accelerator+Fusion Chipset」案例
值得一提的是Chip B採用5nm工藝，「這顆晶片難度非常大，第一是它本身是一顆十幾億門的超大型ADAS加速晶片，性能要求很高，系統集成和驗證非常複雜。」 劉琿解釋道：「再加上晶片還要實現ASIL_B的車規認證，不管是工藝製成上，還是第三方IP，車規準備都還在早期階段， 如此複雜的晶片，客戶希望非常有車規經驗和SOC架構能力的合作夥伴，因為在車規SOC晶片方面的多年設計和產品經驗，客戶選擇了Socionext進行合作。「
在高性能計算領域，劉琿提到了的眾核（>32）N1處理器的案例中，客戶提供基於特殊通信協議的網絡通信加速器，而晶片的其他部分由Socionext完成，其中包括晶片的頂層，眾核CPU子系統、DDR5、PCIE-5和超高速的Serdes等多個高速的接口子系統。
整個平台式SoC的方案中，Socionext為客戶提供了多種創新的合作模式，這種定製化的方案可以像菜單一樣（如下圖），供客戶選擇。「這樣靈活的合作模式使我們像客戶團隊資源和能力的延申，而通過與客戶的合作，我們價值鏈也得到了延申。因為這樣的緊耦合的合作，我們的團隊和客戶的團隊能建立非常牢固的信任關係。」
Socionext平台化方案合作模式案例
除平台化方案外，Socionext的優勢還在於先進工藝上大型晶片的設計經驗和能力。據劉琿介紹，「在10nm/7nm/5nm上，Socionext有超過10個大型晶片的項目經驗，案例覆蓋從超低延時和消費電子的AR/VR，到質量和安全要求很高的汽車晶片，再到巨無霸的眾核CPU和AI加速晶片。」其中5nm，2019年3月就完成了工藝TEG的投片，現在有3個案例在實施中。
經驗在大型晶片設計中起著非常大的作用。通常網絡通訊和數據中心晶片的die size很大，速度很快，信號流複雜。不管是布局布線中對通道里走線密度的考慮，還是對超長距離走線所需要考慮的打拍或是feedthrough的考慮，以及消除大晶片ocv所帶來的timing影響，同步設計中全新品的時鐘樹均衡問題，高速IP需要考慮的SI問題，大型晶片所共有的PI問題等，都只有靠實戰經驗來解決。劉琿在受訪中對這些問題的解決之道如數家珍，並舉例表示：「大型的網絡或處理器晶片時鐘架構的設計需要特別的技巧和考慮，除了傳統的時鐘樹，需要引入諸如H-Tree，Clock Mesh，甚至多種時鐘結構混合的方法。」
劉琿還提到Socionext充分發揮了日本公司一貫的高質量管理精神，達到高可靠性的設計和生產交付。公司通過驗收標準、實驗設計和條件、對特殊產品進行特殊篩選等策略實現高質量低ppm的產品交付。
此外，在封裝工藝上Socionext也頗有建樹，繼承了曾經富士通的先進封裝設計能力和量產經驗。他們的封裝工藝主要體現在以下三個維度：
1、超算和CPU驅動的超大型封裝設計能力，具體來說就是超大尺寸70mmX70mm，獨特的metal TIM所帶來的超低熱阻，複雜的多層基板設計能力以及特殊的陶瓷封裝量產經驗；
2、成熟的HBM和2.5D Cowos封裝上的設計流程和參考設計；
3、先進封裝SI/PI協同設計能力，Socionext在日本、美國和英國有超過50人的SI/PI團隊，聚集在高速晶片的封裝協同設計，是保證客戶一次性流片成功的保障。
聚焦本土化發展
「儘管2020年是很困難的一年，但我們在中國業務體量上還是實現了近50%的增長，這裡面其中超過70%來自定製化業務。」 劉琿表示：「儘管我們在國內宣傳不多，但通過穩紮穩打的實幹精神獲得了許多客戶的信賴。」
據介紹，近些年Socionext在國內導入的項目包括最前沿的5G、高端汽車IVI、光網絡通信、計算中心用的大型CPU晶片等，而這些都是跑在最先進的工藝節點上。這與Socionext業務定位一致——16nm以下高端先進位程為主的客戶。
2016年加入Socionext的劉琿，之前曾擔任過意法半導體，富士通和Cadence的多個研發和市場銷售管理崗位，目前負責Socionext亞太區包括研發和市場銷售在內的所有管理，幫助Socionext建立了更加本土化的文化和團隊，並領導該地區實現了業務轉型和突破，將大中國區的業務從幾十個million做到近兩億美金。「我的策略很簡單，立足客戶，幫助Socionext在中國進一步實現本土化策略的轉型，包括吸引更多優秀的本土人才來強化本地化產品的開發、支持和供應，更好地滿足中國客戶，適配多樣化和動態化的中國業務需求。」 在談到未來策略時，劉琿清晰的回答到。「公司業務發展離不開上下游生態合作夥伴的助力，Socionext採用開放的生態合作策略，同時為更好地服務中國本土客戶，我們也在考慮積極開展特殊的中國供應鏈戰略。「
這塊充滿前景的土地上，Socionext這樣一家日本科技公司打破傳統日本公司的禁錮，通過採用像劉琿這樣的優秀的本地管理人才掌舵，不斷開拓更多可能性。
文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/lLOd8HYBubk3rjNbKgnn.html