通过芯片设计和验证流程实现差异化

来源:众壹云 发布日期:2021-11-16 09:40

对 IC 设计相对较新的大型科技公司需要在更高抽象级别上定制的工具,而不是与竞争对手广泛共享的工具。

半导体行业的构成正在再次演变和扩大。这一次是各种公司,包括科技巨头苹果、亚马逊、Facebook、微软和特斯拉,这些以前不知道从事芯片开发业务的公司,在煽动这种变化。他们正在聘请经验丰富的工程师为各种应用设计性能更好、能效更高的计算机芯片,从网络和云到自动驾驶。在此过程中,他们正在撕毁传统半导体手册的内容,并制定自己的半导体设计指南。结果是定制芯片而不是使用通用芯片来满足他们的要求。

这些系统公司也悄悄地,也许是秘密地,对他们的项目保密,并建立了一个知识产权 (IP) 组合,他们希望保持安全并与竞争对手区分开来。他们想要控制和定制自己的 IP 的能力。他们还在寻找愿意采取额外措施以确保他们的芯片适合其特定应用的供应商合作伙伴。很明显,这些公司希望与合作伙伴达成战略性的多年协议,这些协议不会分享他们的差异化并且支付比典型建议更多的费用,如果销售经理有创造力就可以实现。

是的,正如我们所知,系统设计过程中的传统步骤正在发生变化。也许第一个注意到这一趋势的是电子产品的起点——计算机辅助设计 (CAD),现在更普遍地称为电子设计自动化 (EDA) 或电子系统设计 (ESD) 社区。这种情况是自 1980 年代以来使用设计工具为半导体行业服务的社区的演变。

这一切都始于对定制硅设计的支持,然后转向半定制设计和 ASIC,以及无晶圆厂半导体的兴起。大约 15 年前完全接受了一个更新的趋势,IP 块被放入设计中,无论是内部开发还是从 IP 供应商(例如 Arm)获得许可,并且通常作为公司不可共享的差异化功能。IP 改变了芯片的设计方式,从在晶体管级别手工制作每个功能到使用构建块,开创了片上系统 (SoC) 时代。再次开发了来自该社区的工具以满足需求。

今天,定制方法已转向设计和验证流程,以作为差异化因素。那么为何不?设计和验证流程是芯片设计的必要部分,包括设计通用的点工具组合,以吸引广泛的工程团队社区。任何定制都是在内部完成的。

无论是否差异化,所有半导体公司都依赖点工具来确保其设计和验证流程符合行业标准。在许多情况下,新的系统厂商希望在更高的抽象层次上定制工具,而不是与竞争对手广泛共享。过去,如果工具供应商进行更改,则代表一个客户的更改会在六个月内成为软件工具下一个版本中的一项功能。

席卷设计工具供应商社区的变革的最佳比喻可能是定制具有标准功能的汽车的售后市场汽车经销商。售后市场将根据业主的明确需求为其量身定制功能。

在半导体行业,设计工具公司可以通过提供在设计和验证流程中实施的软件开发平台来满足差异化和遵守标准的售后市场汽车经销商。该平台可以使公司能够为其特定应用定制其半导体设计流程,而无需担心定制将在外部共享。对于任何担心竞争对手识别和复制其设计流程或实施技术的半导体公司来说,这是一个优势。

这种情况正在大小芯片开发公司中上演。一个例子是一家新系统设计公司的衍生初创公司。它正在开发芯片解决方案来加速服务器的性能。它希望优化其性能设计,并通过在比门或寄存器传输级别更高的抽象级别上改进设计来实现这一目标。

愿意合作、定制和/或优化其软件平台以满足特定需求的设计工具公司提供了高价值。更小、更灵活的公司可以提供更量身定制的方法,而更大、更成熟的公司将迎头赶上,因为这一趋势正在整个半导体设计生态系统中发生。

目前,科技巨头和系统设计公司都坚持供应链的芯片设计和验证部分,并没有投资制造和代工厂。难怪其成本可能超过 100 亿美元,并且需要数年的时间投资。

说到底,定制就是细分市场。设计工具修改但不改变工具流程。他们通过用于新 IP 的特殊插件来增强它,新功能可以改进或优化设计以制造独特的最终产品,而无需更改或改变下游的任何东西。除了更好、更高效的电源或性能设计之外,更高抽象级别的定制对生产也没有影响。

随着这一趋势继续贯穿半导体行业并颠覆芯片的设计和验证方式,大大小小的公司都在转向他们的设计工具供应商,探索新的商业模式、合作伙伴关系和差异化优势,以保持其竞争优势。