摘要:2023年10月,美國商務部宣布將收緊對中國AI芯片出口管制,進一步擴大對先進芯片和芯片制造設備的出口限制,同時還將42家中國企業追加列入出口管制“實體清單”。
2023年10月,美國商務部宣布將收緊對中國 AI 芯片出口管制,進一步擴大對先進芯片和芯片制造設備的出口限制,同時還將42家中國企業追加列入出口管制“實體清單”。卡在中國半導體產業脖子上的繩索越收越緊,中國半導體企業如何才能突破重圍?近日,我們與達泰資本創始管理合伙人葉衛剛先生展開對話,深入探討中國半導體行業的突圍之道。葉衛剛認為,半導體行業唯一且正確的路就是長期堅持,未來依然是半導體的黃金十年。
達泰資本是專注于早期創業投資的專業投資機構,一直堅持“投硬、投早、投生態”的投資策略,主要在集成電路、人工智能為主的新一代信息技術領域投資,同時重點關注智能汽車、智慧金融、智慧醫療、智能制造等細分場景,投資的許多企業成長為各自行業領軍企業、獨角獸企業甚至千億市值企業,包括CPO概念龍頭中際旭創(創業板:300308),AI芯片獨角獸燧原科技,智能駕駛芯片獨角獸黑芝麻,智能駕駛域控制器龍頭宏景智駕和半導體IP龍頭奎芯科技等。
中國半導體行業上游的“燃眉之急”:突破 ARM 等外國公司的技術壟斷
Q:中國的半導體行業,為什么在最近幾年有一種“突飛猛進”的態勢,背后的原因是什么?
葉衛剛:在過去20年,中國一直都是全世界最大的半導體市場,消費了全世界40%以上的芯片,但都沒有把中國的半導體產業做強。這是因為早年中國企業購買的半導體芯片,主要用于組裝產品并出口到海外,最終的消費者市場和產品決策的公司都在海外。然而在最近十年里,國內的產品消費急劇增加,國內的企業(如華為、聯想、海信以及一汽、二汽、上汽等)對采購決策的影響也越來越大。從市場角度來看,中國半導體產業一直都很大,尤其是在本土需求方面,近年來更是不斷增長。
隨著全球的地緣政治博弈以及國家宏觀政策變化,半導體行業被“卡脖子”的現象愈發突出,政府越來越重視半導體產業,并且拿出真金白銀支持半導體產業,配備了各種稅收和人才方面的扶持政策,半導體企業上市還有綠色通道。同時,資本市場和股民也看好,這幾年即使股票市場跌宕起伏,半導體企業的 IPO、后市的表現都比較亮眼。
市場大且存在卡脖子問題,政府大力支持,資本市場看好,這是中國半導體行業快速發展的主要因素。
Q:您談到了中國半導體處于“大而不強”的狀態,現在制約行業發展的瓶頸在哪里呢?
葉衛剛:半導體是一個很長的產業鏈,基本上在各個環節都存在一些“卡脖子”的問題。因為被媒體廣泛報道,芯片設計和制造這兩個環節大眾都知道被卡得很厲害,例如,最高端的芯片,中國在設計上跟美國比還有較大差距,而美國對高端芯片的出口限制不斷收緊;像海思等一些中國芯片企業,設計能力也很強,但芯片設計出來人家不給你生產。
而實際上,大多數人都不了解的是,在半導體產業的上游,芯片設計所需的兩個核心要素 EDA 和 IP 也被卡得很嚴重。現代芯片的規模和高度復雜化決定了需要依賴自動化電子設計(EDA)工具來完成,EDA 基本上卡在 Cadence 和 Synopsys 兩家美國企業手里。
比較大型的半導體芯片,例如 SoC 這種級別的,不可能是從零開始進行設計的,一些經過驗證的軟硬件模塊(IP)是搭建芯片的基礎。目前廣泛應用于移動設備、工業、汽車、物聯網等嵌入式 CPU 的 IP 基本上都在英國的 ARM 公司手里,但 ARM 公司最新的 V9 架構中國企業拿不到授權,現在只能繼續用 V8 架構的核。除了 CPU 外,很多數據通訊接口的 IP 也都卡在 Cadence 和 Synopsys 兩家公司手里。
當然在產業鏈的下游,在生產制造端除了光刻機設備外,還有光刻膠等耗材等等也存在“卡脖子”,這些特別重資產的環節需要“國家隊”來克服。
推動國內 RISC-V 架構生態,孵化“尖兵”企業隼瞻科技突出重圍
Q:為了突破 ARM 等外國公司的技術壟斷,半導體行業都做了哪些努力呢?
葉衛剛:近幾年,人工智能、電動汽車、無人駕駛、萬物互聯等新形態產品需求爆發,拉動了新型半導體的需求,但全世界95%以上跟移動設備有關的芯片,包括手機里的芯片,甚至越來越多的 PC 、服務器芯片,最核心的 IP 就是嵌入式 CPU。 CPU 最強大的能力不光是它架構本身的技術,更在于它的生態。目前,ARM 在這個領域一家獨大,如果想突破它的壟斷,只能另辟蹊徑建立一個新的生態。
RISC-V 與 ARM 同屬精簡指令集架構,但它是開源的,不需要付權利費就可以使用,RISC-V 的產業聯盟總部也不受美國控制。中國企業抓住了這個機會,現在 RISC-V 產業聯盟的核心企業一半以上是中國企業,包括華為、阿里等。由于 RISC-V 是開源的,企業拿到 IP 核之后可以根據自身需求進行包括指令集在內的修改,非常靈活。芯片企業在修改完成后還可以發回到產業聯盟,其他企業也會為它編寫軟件,各個企業都為這個生態作出自己的貢獻,新的生態就慢慢形成了,這是跟以往買 ARM 授權最大的不一樣。未來十年,中國半導體產業將加速國產替代,越是“卡脖子”問題嚴重的領域,機會就越大。
Q:通過 RISC-V 生態逐步突破 ARM 的壟斷,行業巨頭能起到帶領中國企業突圍的作用嗎?
葉衛剛:我們看到像華為、阿里等行業巨頭,他們的技術實力很強,通過優化完善能做出一些功能強大的SoC,用于自身的產品線以滿足特定需求。同時,市場上有大量的芯片設計公司,它們的研發能力不像巨頭那么強,也不具備足夠的資源組建團隊來進行 CPU 的優化和重新設計。
所以,我們需要有一家公司基于 RISC-V 架構,將開源的內容引入,進行修改、優化和完善,并將其推向市場,讓大大小小的半導體企業都能把 RISC-V 用起來,這對促進整個產業鏈的發展和推動 RISC-V 生態的成長是至關重要的。目前,無論國外還是中國, RISC-V 產業鏈中都缺少這種從事 IP 設計的公司。
達泰資本瞄準這個市場缺口,決定孵化一家專門做 IP 設計的公司,作為突出重圍的“尖兵”,這家公司就是隼瞻科技。隼瞻科技的種子輪、天使輪都是達泰資本領投的,它的發展路徑非常清晰,除了不斷推出性能越來越強大的 RISC-V IP 之外,還向下游芯片客戶提供設計自動化的工具(EDA),并根據客戶不同的研發能力配置,不同的業務需求,提供完備的解決方案。
隼瞻科技全棧RISC-V處理器IP發展路線圖
高性能 IP 核與自動化 EDA 工具“雙翼齊飛”,變革處理器設計方法學
Q:隼瞻科技為什么具備突出重圍的“硬實力”,具體來說是怎樣推動行業 RISC-V 生態發展?
葉衛剛:隼瞻科技能根據芯片客戶需求給予不同的解決方案,這是由隼瞻的處理器核 IP 研發跟設計自動化工具(EDA)這兩個核心能力決定的。
對于基礎需求的客戶,隼瞻可以提供一系列 RISC-V 處理器核 IP ,并采用 DSA 專用處理器設計思路,在保證ASIC 級別的PPA效率基礎上,提供優秀的可配置和可擴展特性,為客戶達成性能、功耗、硅成本的最優解。
而對于產品性能要求更高、對產品應用特性有特別需求,甚至希望對 IP 核再做進一步優化的客戶,隼瞻科技還提供了設計自動化工具 Wing-Studio ,可以根據客戶芯片設計需求自主探索架構;同時,它也可以根據芯片設計師的意圖進行方案的初步評估,通過軟硬件仿真模擬對比不同的方案,從而大大降低了專用處理器的設計門檻。
目前,隼瞻科技的 EDA 工具已經能夠很好地完成自動化仿真和評估。在未來,會有大量的芯片工程師通過這個工具,做各種不同類型的 CPU 設計,這些寶貴的行業數據會用于訓練人工智能,這樣,中國的半導體行業就擁有了 AI 加持的 EDA 工具平臺。
隼瞻科技ASIP敏捷處理器開發平臺WingStudio
針對從入門級到中高端的 IP 核需求,隼瞻科技提供了一套“雙翼齊飛”的解決方案,能夠聯動行業上下游企業一起推動 RISC-V 生態的構建,從而實現國產替代的全新突破。
Q:隼瞻科技提出“變革處理器設計方法學”,為什么他們有這個底氣?
葉衛剛:要做 IP 設計,還要做 EDA 工具,這對人才和團隊的要求非常高。要做好 IP 核的優化設計,需要三種關鍵人才:第一種是懂 CPU 設計的,我認為至少在那三家全世界頂尖的公司工作10年以上的,才能叫懂 CPU 設計;第二種是對整個 SoC 設計流程非常熟悉的人, 因為 IP 核是賣給做 SoC 設計的工程師,你必須了解他們的設計流程,清楚他們如何使用 IP 核;最后,還得有對晶圓生產非常了解的人才,因為做 IP 要不斷快速迭代,必須跟晶圓廠的關系好,掌握最新的工藝還能夠拿到產能。這三類人才都具備的情況下,才有可能做好一個 IP 的生意。做 EDA 也就是 CPU 自動化設計工具,要求就更高了,不光要懂 CPU 設計,還得懂 EDA 開發和軟件工程,這種高端人才在市場上更是鳳毛麟角。
隼瞻科技的核心團隊成員都來自于 Synopsys、ARM、海思等世界頭部芯片企業,有些還是中科院的博士,CEO 曾軼具有20年的芯片/ IP / EDA 行業經驗,CTO 姚彥斌是頂尖的 CPU 架構專家,COO 張開明則是 IC 研發/戰略市場運營專家,能組建成這樣的團隊既是實力也真的是運氣。
隼瞻科技創始團隊核心成員
作為創業公司,必須仰望星空,“變革處理器設計方法學”就是隼瞻科技的星辰大海。但同時創業也需要腳踏實地,路要一步一步走,城墻得一磚一瓦地壘,山頭要一個一個地攻。但隼瞻不是一個人在戰斗,通過做 IP 研發和 EDA 平臺,隼瞻會和行業的上下游企業攜手共進,一起把中國乃至全球的 RISC-V 生態做大做強。
Q:隼瞻科技目前還處于初創階段,怎么看待它和國內行業巨頭的關系,您對它有什么期望?
葉衛剛:作為隼瞻科技的投資人,我希望它未來能夠投身到更大的半導體行業生態建設當中去。隨著企業的成長,我們會以技術實力和產品質量說話,讓客戶越來越多,口碑越來越好,并逐步爭取在國際 RISC-V 聯盟里有一定的話語權和影響力。
因為這是一個足夠大的藍海市場,隼瞻和國內行業巨頭之間總體來說不存在競爭關系,或者可以說是共襄盛舉。首先,華為、阿里這些大企業銷售的產品和隼瞻并不重疊,其次這些巨頭的芯片需求其實非常旺盛和多樣化,他們內部研發團隊未必能充分滿足所有需求,隼瞻將來也可以為他們提供更靈活的解決方案。
如果把目光放得更長遠,我希望隼瞻科技能夠成為中國的 ARM。ARM 是封閉的生態,而隼瞻擁抱的是 RISC-V 的開源生態,基于這種生態,隼瞻科技有望打造中國處理器的高邊疆。
繁星不負長夜,中國半導體行業必將突破重圍,立于世界之巔!
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