物聯網時代本土芯片企業如何定位？

編者按：自從2000年18號文件”頒布以來，中國已經擁有過超600余家的本土芯片設計企業，就在大家還在為“CPU，FPGA，DSP，Memory”這四大通用半導體器件而努力時，忽然來到了“物聯網時代”，面對“低功耗、高性能、小型化、低成本”這4個并存的嚴苛條件，中國本土芯片企業該如何定位才能保證生存并發展，成了一個非常現實的課題。特別是當客戶需求開始向系統級方向發展時，中國本土芯片產品如何形成可以滿足需求的系統解決方案，這是一個大大的挑戰。

物聯網技術博大精深

“物聯網”被稱為繼計算機、互聯網之后，世界信息產業的第三次浪潮。美國權威咨詢機構FORRESTER預測：到2020年，世界上物物互聯的業務，跟人與人通信的業務相比，將達到30比1，因此，物聯網被稱為是下一個萬億級的通信業務。

按照信息的流程可以把物聯網物理劃分為感知層、網絡層和應用層三個層次，隨著數據量的大幅增加，每一個層次的物理設備都迫切需要依靠更先進的半導體芯片以提高處理性能，這也正是全球半導體業非常重視和看好物聯網市場的根本原因。

處理器廠商自然不甘落后，MCU、MPU、FPGA、DSP、ASIC等等系統的計算核心器件，都不斷在高性能和低功耗間尋找著最平衡的落點，以此來滿足物聯網設備的計算需求。

針對未來的物聯網世界，世界范圍內的半導體企業目前已經開始調整發展策略，重組整合案例每年都有數十起，目標幾乎都是為了可以向某一領域的客戶提供系統級解決方案。原先以處理器為核心的半導體企業，或是添加傳感器業務，或是添加模擬器件業務，或是添加無線接口與模塊業務，亦或是添加軟件與安全業務，顯然都是奔著打造某一獨立生態系統而去。在這方面，中國的半導體企業似乎又慢了一拍。

本土芯片企業遇挑戰

雖然中國本土芯片企業在某個單個芯片上已經取得了突破，但是現在卻面臨著物聯網應用系統級解決方案的挑戰。

珠海歐比特控制工程股份有限公司副總經理黃小虎表示，作為航空航天、特種裝備、金融稅務、高端工控等行業的國產化核心元器件供應商，互聯網和物聯網市場的發展，對歐比特提出的挑戰主要來自技術層面，必須提供給客戶可靠性更高、安全性更高、集成度更高、性價比更高、體積更小、功耗更低的集成電路產品和技術，唯有不斷地進行技術積累和科研創新，才能滿足物聯網時代對集成電路產品日新月異的要求。

京微雅格（北京）科技有限公司產品市場總監竇祥峰表示，對于當前的半導體工業，摩爾定律仍然表現出其特有的規律，其他的廠商在不斷推出高制程的器件為客戶帶來性能與成本的利益。對于FPGA 的發展，京微雅格有自己的規劃與理解，作為國內的廠商我們首先要滿足客戶在大規模應用后怎么降低其成本，同時體現差異化的應用。

圍繞核心芯片業務建立生態圈也是本土企業目前正在努力的方向。據黃小虎介紹，歐比特公司一方面不斷在嵌入式SPARC SOC芯片設計方面創新，同時在抗干擾技術方面取得了突破，研制的全新一代抗強電磁干擾型SOC芯片融入了三模冗余容錯、存儲器檢錯糾錯、指令流水線重啟等容錯技術，可以填補我國在該領域的空白，可為強電磁環境下的電子裝備提供高可靠的核心處理器芯片保障。另外，歐比特公司建成了亞洲第一條基于疊層工藝的SIP立體封裝線，牽引了嵌入式芯片從二維（SOC）走向了三維（SIP）的設計創新，并已成功推出了具有自主知識產權的系列化的高性能、高可靠、小型化的存儲器、計算機模塊以及復合電子模塊等SIP產品，提高了我國在該領域的自主保障能力。

可以說，正是基于客戶的需求出發，圍繞核心芯片做出的系統解決方案贏得了市場。

國產化政策是機遇

過去十幾年中，政府曾在多個不同時期出臺扶持集成電路產業的政策。雖然這個產業也取得了長足的發展，但是相對而言仍然十分落后，導致國內依然需要從國外大量進口相關產品。

自棱鏡門事件曝光之后，信息安全得到了國家高層的重視，而集成電路一直處于信息安全的核心地位。

黃小虎非常認同這樣的判斷，他表示，一方面集成電路設計行業是我國的戰略新型發展行業，是國家和地方政府重點扶持和支持的行業。另一方面，從國家安全的角度出發，我國政府要求航空航天、特種裝備、金融稅務、高端工控等領域所使用的電子元器件要逐步實現國產化，要逐步降低對進口元器件的依賴程度，要擺脫國外的技術封鎖。

因此，目前包括歐比特公司在內的本土芯片企業所處的 “大生態環境”是良性的，是有利于大家發展壯大的。

高性能與低功耗的平衡藝術

現在半導體廠商每每發布新產品，必定要提到其高性能與低功耗的特征，而受限于基礎研發與工藝進步，本土芯片企業在這方面的探索任重道遠。

竇祥峰表示，半導體產品首先是要滿足大多數客戶需求，針對手持相關的應用，低功耗，性能與成本的平衡才能被市場所接受。在了解市場的需求后，京微雅格的低功耗系列FPGA在邏輯容量，特性上做了特別的優化。比如說智能手機的應用，其特點是手機與網絡需要實時交互數據，所以要求芯片不能關斷，又由于關斷喚醒需要響應時間，所以強調芯片的待機功耗與動態運行功耗同樣有意義，我們的HR3系列采用臺聯電的40納米工藝，結合我們獨有的邏輯結構，可以保證客戶的性能與功耗需求。

黃小虎同樣深有感觸，他認為集成電路產品對高性能和低功耗的追求是無止境的，然而這兩方面又是對立的，是魚和熊掌的關系，是很難兼得的。歐比特公司在這方面的指導性思路是：針對目標應用行業的具體需求，同時基于半導體行業的基礎現狀，找到性能和功耗的平衡點，研制適合應用的集成電路產品。

黃小虎進一步介紹了歐比特公司在實際的集成電路設計工作中所掌握和運用的低功耗設計措施：優化布局布線等物理層設計以降低負載電容、采用縮短相鄰操作碼距離和減少操作碼種類等編碼優化技術以降低電路翻轉頻度、采用深亞微米工藝以降低供電電壓、采用低功耗軟件設計技術以減少模塊工作頻率等。

市場發展之困

在中國本土芯片企業的發展過程中，產業化的痛一直都在，因為無法取得等同于跨國公司同樣的市場機會，這讓本土芯片企業的發展速度受到了限制。

黃小虎表示，歐比特公司在集成電路產業化的道路上，所遇到的最主要困難是應用推廣，說服客戶接受SPARC技術，接受S698芯片。歐比特公司在集成電路產業化的道路上，所遇到的另一個問題是產品的推廣時間長。由于歐比物質公司所處的航空航天、特種裝備等行業，這些領域的產品從研制到批產，需要進行嚴格的試驗和測試，最長可能需要經歷數年的時間，期間必須得配合客戶完成這些試驗和測試，這樣就造成芯片產品要經歷很長的時間才能達到批量供貨的地步。

而作為中國本土第一家攻克FPGA技術的公司，京微雅格一方面盡力追趕著先進的工藝技術，另一方面在市場營銷也在努力創新。竇祥峰表示，產品定義是圍繞應用的需求及降低客戶成本方面精心籌劃的，其全面貼近客戶需求是我們制定策略的基礎，在市場營銷方面的策略是全方位的服務，不但提供高性能的產品，而且提供一站式的技術服務，使客戶在選用我們的方案上投入降到最低。同時我們會基于物聯網應用特點為客戶提供相關的設計資源，技術服務是全方位的。