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紧跟技术迭代趋势 芯联芯助力中国半导体行业发展

2021-6-1 14:43| 发布者: CEO在线| 查看: 350| 评论: 0|来自: 凤凰网

摘要:   全球“缺芯”风波正愈演愈烈。今年年初,全球汽车行业、手机行业,乃至最近家电行业的缺芯潮,既让大众、福特、本田、戴姆勒等全球知名车企部分车型生产线已经或面临停产,也让想购买汽车、手机、家电的消费者第 ...

  全球“缺芯”风波正愈演愈烈。今年年初,全球汽车行业、手机行业,乃至最近家电行业的缺芯潮,既让大众、福特、本田、戴姆勒等全球知名车企部分车型生产线已经或面临停产,也让想购买汽车、手机、家电的消费者第一次近距离感受到,芯片对人类日常生活的影响如此之大。

  得芯片者得天下市场,对于当今全球科技化,芯片的重要性不言而喻,芯片之于电子设备,就如发动机之于汽车,芯片在电子产品中占据着核心位置,因此半导体芯片被喻为国家的“工业粮食”、信息时代的“基石”,一直是世界各国竞相角逐的一个战略制高点,为抢占经济、军事、安全、科研等领域的全方位优势,各国纷纷采取一系列重大举措加速半导体产业的创新节奏,例如近日欧盟、韩国、美国等国家与地区便相继出台芯片产业激励政策,以缓解缺芯潮的问题。

  芯片的诞生,主要分为设计和制造两个环节,其中芯片设计尤为关键。谈论芯片设计,我们需要知道CPU、GPU、微架构和指令集等基础概念。CPU的含义,亦即中央处理器,是负责计算机主要运算任务的组件,功能就像人的大脑心脏。CPU执行在计算任务时都需要遵从一定的规范,程序在被执行前都需要先翻译为CPU可以理解的语言。

  这种语言,被称为指令集(ISA,Instruction Set Architecture)。程序被按照某种指令集的规范翻译为CPU可识别的底层代码的过程叫做编译(compile),像x86、ARM 、MIPS等都是指令集的代号。同时指令集可以被扩展,厂商开发兼容某种指令集的CPU需要指令集专利持有者授权,典型例子如Intel授权AMD,使后者可以开发兼容x86指令集的CPU,2020年10月28日,威盛电子(VIA)在与Intel争议多年后正式宣布出售部分x86技术(包括CPU和芯片组的知识产权)给上海兆芯,但仍有业界质疑此授权在国际市场的不可靠性。

  MIPS而作为最早商业化 RISC 架构芯片之一的 开创者,比 ARM的64位元(2012)早了20年进入市场,在中高性能的嵌入式设备和通讯市场大放光彩,曾与x86 一同被誉为全球二大主流架构。 作为RISC架构的创始者在工业物联网、自动驾驶与人工智能等新兴领域跻身主流架构

  MIPS指令集,是最早开发商用的精简指令集(RISC),上个世纪80年代初由斯坦福大学的研究小组研发,并在 1984 年成立了 MIPS 计算机公司,随后 MIPS 成为上世纪 90 年代最流行的指令集,创办人成为斯坦福大学校长,一度与 x86指令集齐名。创立业界最为经典的精简指令集架构,MIPS是RISC CPU设计的领头羊,MIPS在CPU设计上有着许多独具慧眼的技术与架构,在众多关键技术上,例如多线程(multi-threading)、多流水线(multi-pipeline)、虚拟化(virtualization)和一致性管理(coherent manager)等方面仍然处于领先且不可动摇的地位,甚至成为后进者学习与模仿的榜样。2012年ARM出资3.75亿美金向MIPS买下64位元的架构技术与相关专利授权。

  在发展过程中,MIPS公司多次辗转被收购。2018 年 12 月 17 日,最新收购 MIPS 的 Wave Computing 公司本身是一家技术初创公司,致力于让“AI和深度学习从数据中心进入到边缘”,宣布将开放最新的 MIPS Release6(R6)版本指令集以推动Wave的AI进入到大量应用领域的关键。但由于Wave Computing的AI芯片发展投片没有成功、疫情的影响等导致此开放计划于2019年11月份被取消开源。

  目前新兴应用垄断格局尚未形成,产业生态有待构建,MIPS可借此契机,发挥 MIPS CPU 架构的性能和效率优势,加速自身生态系统发展。最后,目前仍有领军企业基于 MIPS 扩展新兴应用,MIPS 在海外拥有Mobileye、联发科、瑞、博通、Cavium、Microchip;中国大陆有:君正、炬芯、龙芯 等行业领军企业在人工智能、消费电子、物联网等领域研发芯片产品。

  紧跟技术迭代趋势 芯联芯助力中国半导体行业发展

  虽然中国大陆集成电路产业起步较晚,但经过近20年的飞速发展,中国集成电路产业从无到有,从弱到强,已经在全球集成电路市场占据举足轻重的地位。据中国半导体行业协会统计数据,2010-2019年中国集成电路产业销售额整体呈增长趋势,从2010年的1440.15亿元增加至2019年的7562.3亿元,这主要受物联网、智能汽车高新能源汽车、智能终端制造、新一代移动通信等下游市场需求驱动。

  2020年,中国集成电路产业继续保持2位数增长,全年销售额达到了8848亿元,较2019年增长17%。其中,设计业销售额达到3778.4亿元,同比增长23.3%,仍是三业增速最快的产业,占总体行业比重为42.7%。但随着强劲需求一面的同时,中国的集成电路在IP、EDA工具、材料与核心制造设备四个方面呈现明显短板。

  据路透社2020年8月报导,Wave Computing在2018年末和2019年通过一系列复杂交易将其MIPS计算架构授权给了上海芯联芯智能科技有限公司(CIP United)。在2019年初,芯联芯宣布取得了MIPS Technology中国地区独家永久不可撤销的商业经营权以及MIPS的全部技术,包括基础架构、近百颗32位/64位CPU内核与相关工具授权、编译器(Compiler)/验证套件(Verification Suite)的全部原始代码(Source Code)、优化Fab流程中现有CPU核效能、开发新CPU核和衍生芯等。

  据官网信息显示,芯联芯成立于2018年,是一家源生于设计服务,到掌握自主可控的创新型IP供应商,致力于为SOC系统提供从初始架构设计到量产的一站式增值服务。在得到MIPS独家永久不可撤销商业经营权和技术后,芯联芯既可以自行开发新的CPU内核,也可以将CPU内核进行授权,中国客户可以藉此授权开发完整自主的CPU内核,是中国芯模式下的全流程服务芯片公司。

  记者了解到,目前MIPS IP已有超过一百六十亿颗的商业化验证(Silicon Proven)而商业化验证是集成电路行业芯片良率的核心指标之一。据芯联芯预计,2021年在中国授权生产的出货量将超一亿颗。2021年,芯联芯计划的IoT、ADAS布局六颗芯片,主要涵盖汽车MCU、智能语音、手机、RFID等。与此同时,为补足自主可控的智能汽车发展,芯联芯打造了“芯多多”™平台模式,可以帮助国内各车商在一亿颗成熟产品出货量(Silicon-Proven)远超过市面的RISC V公司规模,让使用厂商降低研发芯片风险,加快自主产品进程。

  市场分析人士认为,拥有MIPS IP授权的芯联芯,可以利用自身安全、成熟且自主可控的技术和相应的工具链技术,帮助中国半导体行业新成员开发MIPS与多模(含RISC)指令集架构兼容Compatible CPU和处理器及指令集,支持现有CPU核/衍生出的处理器开发,使中国芯片设计公司能够更稳定便捷地开发出SoC芯片节省ASIC定制化上市时间。

  最后值得关注, 芯联芯紧跟技术发展趋势,在2020年开发了RISC多模专利。未来对 RISC-V 的支持意味着在MIPS基础上能够同时以MIPS指令集与专利技术解释和支持多种 RISC-V 技术,提升RISC-V用户在产品商业化时提供相关的专利保障。

  芯联芯公布,5月28日已与国铁科技集团的天津哈威克正式达成深度合作。作为深耕铁路及城市轨道交通行业多年,为中国铁路及城市轨道交通智能装备提供自主可控芯片的哈威克,将通过与芯联芯的强强联手,推动其“威克九霄”RFID芯片项目和“威克乾坤”高性能通用MCU芯片项目的启动,以及基于上述芯片的全自主可控产品的研发,旨在携手推动铁路和轨道交通领域的芯片自主可控的大力发展。


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