芯來科技CEO胡振波:加快打造處理器IP共性技術(shù)平臺(tái)
長期以來,我國集成電路產(chǎn)業(yè)普遍注重應(yīng)用層面SoC的開發(fā),在底層技術(shù)上投入有限。雖然國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)得益于國內(nèi)市場的迅速膨脹而積累了大量的發(fā)展資金,但在核心技術(shù)鏈、關(guān)鍵供應(yīng)鏈上仍然存在不少斷點(diǎn),忽視底層技術(shù)特別是以處理器IP為代表的關(guān)鍵核心環(huán)節(jié),將有可能制約產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
處理器IP發(fā)展的問題和機(jī)遇
IPnest數(shù)據(jù)顯示,2019年全球半導(dǎo)體IP市場總價(jià)值約為39.4億美元,其中處理器IP在整個(gè)IP市場中所占比例超過57%。中國IP市場約占全球的13%,而處理器IP的本土化率幾乎為零,近3億美元的國內(nèi)處理器IP市場被國外公司占有。
處理器IP與指令集架構(gòu)密切相關(guān),我國由于歷史發(fā)展因素的積累,形成了處理器領(lǐng)域的分散布局,在處理器指令集上多維出擊。目前,國內(nèi)已經(jīng)集齊了x86、Arm、POWER、MIPS等不同架構(gòu),分散程度非常高,嚴(yán)重制約了產(chǎn)業(yè)的合力發(fā)展以及軟生態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。
x86與Arm逐漸成為PC與移動(dòng)領(lǐng)域的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn),生態(tài)壁壘高筑。其中Arm公司更是占據(jù)全球物聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)端處理器的過半市場,國內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)公司對Arm架構(gòu)的依賴集中度超越了其他IP。在不確定的國際形勢下,伴隨著Arm的變動(dòng),基于處理器IP的生態(tài)安全越發(fā)凸顯。
近幾年,國際上掀起了一股以RISC-V為代表的開放架構(gòu)指令集熱潮,在世界范圍內(nèi)以一種領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的形式,推出了產(chǎn)學(xué)研用各方共同推進(jìn)的處理器指令集架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn),為處理器領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新帶來了一個(gè)前所未有的良機(jī)。
處理器IP是構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈自主可控生態(tài)的關(guān)鍵
優(yōu)先布局核心的處理器IP是產(chǎn)業(yè)鏈自主可控的前提。一方面處理器IP位于集成電路價(jià)值鏈的最高端,是整個(gè)集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)最為依賴的共性IP,對SoC的設(shè)計(jì)規(guī)劃以及接口IP的互聯(lián)起到?jīng)Q定性作用;另一方面芯片應(yīng)用層的軟生態(tài)與處理器IP密切相關(guān),從產(chǎn)品功能定義階段處理器IP的選擇就被提上至關(guān)重要的位置。
經(jīng)過幾十年的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,我國在處理器領(lǐng)域人才培養(yǎng)上已經(jīng)初具規(guī)模,形成了一批能夠根據(jù)指令集架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行微架構(gòu)研發(fā)的團(tuán)隊(duì)與軟生態(tài)研發(fā)團(tuán)隊(duì)?;陂_放架構(gòu)的指令集標(biāo)準(zhǔn),為優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)提供了打造本土產(chǎn)品的良機(jī),伴隨著國內(nèi)AIoT市場的蓬勃發(fā)展,為產(chǎn)業(yè)提供了從硬到軟各個(gè)層次自主可控生態(tài)打造的應(yīng)用基礎(chǔ)。
產(chǎn)業(yè)鏈本土生態(tài)的關(guān)鍵由三個(gè)因素組成——指令集的發(fā)展權(quán)、研制團(tuán)隊(duì)的本土化以及微架構(gòu)的自主開發(fā)。
雖然指令集并非復(fù)雜的黑科技,但指令集的真正價(jià)值在于圍繞其建設(shè)的軟件生態(tài)和指令集的發(fā)展權(quán),擁有可持續(xù)自主發(fā)展的指令集是處理器本土的基礎(chǔ);本土的處理器IP將大量應(yīng)用在與國民經(jīng)濟(jì)和國防安全相關(guān)的核心信息設(shè)備上,對國家安全及經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義,事關(guān)國家安全的重要企業(yè),必須牢牢掌握在自己人手中,決不能被外資控制;處理器IP核源代碼是否自己編寫,是判別一個(gè)處理器團(tuán)隊(duì)是否具備設(shè)計(jì)CPU能力的關(guān)鍵。只有具備以上三點(diǎn),我們才能牢牢地把控基于處理器IP的產(chǎn)業(yè)鏈本土生態(tài)。
建議加快打造以處理器IP為核心的共性技術(shù)平臺(tái)
國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)以及信息與通信技術(shù)ICT產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié),應(yīng)抓住開放架構(gòu)指令集生態(tài)帶來的本土的處理器IP共性技術(shù)平臺(tái)建設(shè)良機(jī),從應(yīng)用需求入手,徹底解決處理器領(lǐng)域“穿馬甲”問題。
建議國家從整體布局和頂層設(shè)計(jì)上,繼續(xù)加強(qiáng)政策支持和執(zhí)行力度,有步驟、分階段地落實(shí)本土事業(yè)推進(jìn),從特殊專用市場到大眾市場進(jìn)行應(yīng)用實(shí)施,逐步打造開放架構(gòu)處理器IP共性技術(shù)平臺(tái),基于以上分析,我們提出如下建議:
第一,標(biāo)準(zhǔn)跟隨。由于RISC-V是目前唯一可能成為國際標(biāo)準(zhǔn)的處理器架構(gòu),因此應(yīng)鼓勵(lì)國家級研究機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu),協(xié)同國內(nèi)龍頭企業(yè)積極引導(dǎo)國際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展方向。
第二,研發(fā)突破。重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局,重視自主研發(fā),避免在新生態(tài)形成后缺失關(guān)鍵技術(shù)與關(guān)鍵專利,布局標(biāo)準(zhǔn)必要的專利,協(xié)同重點(diǎn)企業(yè)打通關(guān)鍵技術(shù)突破通道。
第三,替代同步。在國際形勢和國內(nèi)需求雙重影響下,逐步突破本土的開放指令集架構(gòu)在各領(lǐng)域的替代,通過政策和產(chǎn)業(yè)化引導(dǎo),促進(jìn)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)做本土產(chǎn)品的布局。
第四,產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)。支持本土處理器IP企業(yè)的成長和發(fā)展,促進(jìn)賦能國內(nèi)設(shè)計(jì)企業(yè)和應(yīng)用企業(yè),避免落入過去一家企業(yè)推動(dòng)整個(gè)生態(tài)的陷阱。處理器依賴于生態(tài)建設(shè),僅憑一家企業(yè)很難帶動(dòng),需要各產(chǎn)業(yè)參與方合作,布局不同產(chǎn)品線上的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
期待“十四五”期間,產(chǎn)業(yè)界能夠緊密合作,從而形成國產(chǎn)本土的處理器IP行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以各地產(chǎn)業(yè)平臺(tái)為依托,打造更多以自主處理器IP為核心的共性技術(shù)平臺(tái),推動(dòng)本土集成電路產(chǎn)業(yè)源頭的發(fā)展。