tag 标签: 芯片行业思考

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    2022-5-3 15:00
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    关注公众号【IC男奋斗史】,让我们一起撸起袖子加油干! 这是IC男奋斗史的 第23篇 原创 本文2495字,预计阅读6分钟。 接上文: 不造芯,不配做互联网巨头 互联网企业造芯背后的原因 1 为满足自身特定需求定制化设计芯片 对于像谷歌和百度这类拥有大型数据中心以及数十万台服务器的互联网企业,传统的GPU集群或者GPU+CPU解决方案已经无法满足对算力的需求。对于像Facebook和字节跳动等需要分析处理大量视频数据的互联网企业,通用GPU无法在性能上完全满足其视频转码、算法推荐等特定需求。 自研专用AI芯片可以针对这些特定需求做定制化设计,无论在算力上还是在成本上都更具优势。而且自研专用AI芯片可以最大限度地满足企业自身需求,达到性能与成本的最优。 2 为防止关键领域的芯片供应受制于人,建立自研芯片能力 对于互联网企业来说,数据中心和云服务器属于其核心技术与关键领域。正常情况下这些关键领域的芯片都可以从芯片厂商处直接采购。 但是, 一方面一旦遇到芯片供应短缺时,关键芯片的供应是无法保障的。过去几年全球范围内的缺芯潮对于汽车企业的影响已经证明了芯片供应的重要性。另一方面,数据中心涉及到企业核心机密,使用其他厂商尤其是国外供应商的产品,数据安全无法得到保障。 因此,建立关键领域的自研芯片能力已经成为众多互联网企业的首选方案。例如在云端AI芯片领域,国内BAT等企业以采购英伟达的产品为主,但是百度和阿里已经相继推出了自研云端AI芯片,并且小规模部署在自家云服务器上。 现阶段出于性能和成本的考量,百度和阿里虽然还是以采购英伟达的产品为主,但他们已经有了备用方案。甚至如果自研产品迭代几轮之后性能和成本接近供应商的产品,就可以逐步进行替代,最终实现自主供应,彻底摆脱受制于人的问题。 3 响应国家政策,全力支持芯片产业 这一条主要是针对国内互联网企业。众所周知,自贸易战以来发展芯片产业已经上升到国家战略层面。为解决芯片产业关键技术的“卡脖子问题”,不论是国家资本还是地方政府,都最大限度地给与芯片产业支持。 互联网企业作为民企的重要力量之一,自然也会出一份力,响应国家号召。 互联网企业造芯既能增强企业核心技术能力,又可以提升企业形象。这是双赢局面。 互联网企业造芯的优势 1 资金充足,能够满足芯片研发的高投入要求 互联网企业,尤其是互联网巨头们有着充足的现金流,对于芯片项目动辄上亿人民币的研发投入是有能力承担的。 独立芯片公司创业时期要靠一级市场融资来支持研发投入,企业盈利后靠已有产品的销售利润投入到新产品的研发,这样游戏才能持续下去,形成良性循环。一旦企业无法盈利,长期持续亏损,就有可能面临资金链断裂、企业破产的困境。 2 自产自销,可以在自家的云服务器或者数据中心上使用,不用担心卖不出去 互联网企业通常都建有大型的服务器机房和数据中心,对专用处理器芯片的需求量非常大,其产品完全可以做到自产自销,不用担心市场拓展的问题。 独立芯片公司是服务于第三方客户的,市场拓展与应用落地是需要面临的最大难题之一。 3 芯片研发速度快,周期短 互联网企业的产品可以在自家应用环境中快速验证并反馈至设计端,形成研发到应用的快速闭环,从而实现芯片的快速迭代,缩短研发周期。 独立芯片公司需要从客户处获得芯片的应用反馈,客户遇到问题后通常都会自己先解决,自己解决不了才会找到芯片公司。独立芯片公司很难第一时间获得客户反馈,而且有些问题可能还会因为涉及到客户的核心技术无法获得反馈。 互联网企业造芯的劣势 1 研发技术积累不够,缺乏经验,需要像初创企业一样重新建立团队 互联网企业在芯片研发领域的技术积累时间太短,缺乏芯片项目的流片经验。不但要像初创企业一样重新建立团队,还需要避免陷入互联网企业项目开发的经验陷阱中——互联网企业项目开发周期短,产品迭代速度快,试错成本低,与芯片项目完全不同。 芯片项目研发投入大,回报周期长,试错成本非常高。对于先进制成工艺,流片成本动辄上亿人民币,而且产品从开始立项到最终发布到市场,至少一年以上时间。 一个优秀的芯片研发团队通常需要多个芯片项目开发与迭代的历练,这是需要时间积累的。这也是为什么国内外很多优秀的芯片企业都是历经十年以上的积累才能够取得的今天的成就。 2 作为竞争对手的互联网企业不太可能使用相关产品,市场拓展受限 互联网企业自研芯片通常主要是自己内部使用,或者出售给没有商业竞争的客户,很难推销给其他有竞争关系的互联网企业。这个道理其实很简单,没有企业会选择自己的竞争对手作为供应商。因为一旦涉及到与供应商的直接竞争,他要赢你那还不是分分钟的事情,直接断供就可以弄死你。 从这一点看,独立芯片公司作为中立方,其市场拓展比互联网企业拥有更大的优势。这也是为什么芯片产业发展了这么多年,还是以独立芯片企业为主。 3 产品主要在自家应用环境中导入,缺乏通用性,无法与独立芯片公司的产品直接竞争 互联网企业自研芯片主要是基于自家的应用环境,解决方案也主要是针对企业自己的问题与痛点,其产品很难做到与独立芯片公司一样的通用性。从市场应用的角度看,互联网企业造芯很难与独立芯片公司形成直接竞争。 互联网企业造芯的发展趋势 1 芯片研发团队成长壮大后成为一家独立的第三方芯片公司 百度昆仑芯就是走的这个模式。2021年4月,百度智能芯片及架构部完成独立融资,更名为昆仑芯科技有限公司,首轮估值130亿元,后续计划独立上市。 独立为第三方芯片公司后, 昆仑芯的产品就可以推广至其他互联网企业。这对于企业未来的发展壮大与独立上市是有百利而无一害的。 2 芯片研发团队成长为互联网企业旗下的子公司或者内部研发团队 平头哥半导体自2018年成立以来,一直作为阿里旗下的子公司模式运营,而且阿里并没有将其独立出去的打算。谷歌与亚马逊的自研芯片团队也是按照这样的模式运作的。 作为互联网巨头的子公司或者内部研发团队最大的优势,是可以持续获得来自母公司的各种资源支持,包括大量的资金投入、优秀的人才支持以及内部的产品应用环境。 3 产品竞争不过第三方芯片公司,几年后大环境发生变化芯片供应稳定,被互联两企业优化掉 最近几年国内半导体产业发展迅速,从官方到民间资本都大力支持半导体产业,芯片企业一片欣欣向荣的场景。几年之后整个行业肯定会经历一次资源整合与优化,那些缺乏核心竞争力且无法盈利的芯片公司会被市场淘汰掉。 当芯片供应稳定后,如果自研芯片缺乏竞争力且迟迟不能为互联网企业带来利润,大概率也难逃被优化的命运。 全文完。 相关文章: 不造芯,不配做互联网巨头 END 关注公众号【IC男奋斗史】,让我们一起撸起袖子加油干!
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    2022-5-3 12:59
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    这是IC男奋斗史的 第22篇 原创 本文3203字,预计阅读8分钟。 关注公众号【IC男奋斗史】,让我们一起撸起袖子加油干! 谷歌:互联网造芯“开山鼻祖” 2016年3月,谷歌旗下DeepMind公司开发的围棋机器人AlphaGo以4:1的总比分战胜围棋世界冠军李世石。人类智慧的最后一块圣地被机器人攻破,全世界一片哗然。直到现在,杰哥还清楚的记得当时一边上班一边用手机围观这场“围棋世纪大战”文字直播的场景。 两个月后谷歌正式发布自研神经网络专用处理器芯片TPU (Tensor Processing Unit)。而AlphaGo背后的硬件平台就是TPU,AlphaGo超强的计算能力就是靠谷歌TPU实现的。 其实谷歌早在2013年就已经开始了TPU的研发之路,2014年正式研发完成并率先部署在自家的数据中心上使用,只是没有对外发布而已。从这一点上来说,谷歌绝对是互联网造芯的开山鼻祖。 2017年5月,谷歌发布第二代TPU芯片TPU v2,随后AlphaGo在与世界冠军柯洁的“围棋人机大战”中再次获胜。谷歌TPU又一次向世界展示了其强大的计算能力。 此后几年谷歌又陆续发布了云端AI专用芯片TPU v3/v4、边缘端AI加速芯片Edge TPU、手机SOC芯片Tensor等不同领域的芯片。谷歌的造芯之路也越走越远。 亚马逊:从“买买买”到芯片设计大厂 2015年1月,全球网络电子商务巨头、大型云服务供应商亚马逊宣布收购以色列芯片设计公司Annapurna Labs,正式进入自研芯片领域。 2017年12月,亚马逊收购安全监视器供应商Blink,其主要意图在于Blink的低功耗节能芯片设计能力,进一步布局自研芯片领域。 2018年11月,亚马逊旗下云计算服务平台AWS发布首款基于Arm架构的云服务器CPU芯片Graviton以及首款云端AI推理芯片AWS Inferentia。 到目前为止,亚马逊已经陆续发布了4代网络芯片Nitro、3代云服务器芯片Graviton、1代云端AI推理芯片Inferentia以及1代云端AI训练芯片Trainium。亚马逊已经成为了坐拥网络芯片、服务器芯片和云端AI芯片三条产品线的“大型芯片设计公司”。 Facebook:为视频需求自主造芯 2018年5月,Facebook首席AI科学家Yann LeCun,在故乡巴黎举行的科技峰会上首次披露Facebook在AI芯片领域的研究。他还透漏,Facebook之所以自研芯片,是因为传统方法已经无法满足现在的视频分析处理需求,Facebook需要一款AI芯片来实时分析和过滤视频内容。 2019年,Facebook与英特尔、高通和博通一起合作开发用于人工智能推理和视频转码的半定制ASIC芯片(Application Specific Integrated Circuit),以提升视频转码的效率。 据美国技术媒体报道,目前Facebook正在独立研发两款新的机器学习芯片。其中一款AI推理芯片主要用于视频算法推荐,另外一款则主要进行视频转码任务,以提高用户观看录制和直播视频的质量。 与谷歌和亚马逊相比,Facebook在自研芯片领域起步较晚,技术积累时间也较短。但是Facebook自研芯片的目标非常明确,就是为了解决自家视频领域的需求。 百度:从结盟合作到自主研发 百度是国内互联网企业中布局芯片业务最早的一家,技术积累也是最深厚的。 2017年9月,百度与FPGA供应商赛思灵(Xilinx) 合作发布了基于FPGA的云计算加速芯片XPU,采用百度自己设计的AI处理器架构,拥有专用计算单元和数百个处理器。 2018年7月,百度正式推出首款自研云端AI芯片——昆仑芯片。该款芯片采用百度自研XPU AI处理器架构,提供512GB/s的内存带宽,能够在150W的功耗下提供高达256TOPS的算力。 2019年7月,百度对外发布终端语音AI芯片——鸿鹄芯片。据悉这款芯片是按照车规级标准打造,主要应用于车载语音交互、智能家居等场景。 2021年8月,百度正式推出其第二代云端AI芯片——昆仑芯2代,同时宣布昆仑芯2已经实现量产。该款芯片采用7nm制程,搭载百度自研的第二代XPU架构,适用于云边端等多种场景。 与谷歌类似,得益于自家数据中心的应用环境,百度昆仑芯片可以快速实现部署,及时发现问题并反馈至设计端,进而实现昆仑系列芯片的快速迭代。 据杰哥了解到的消息,百度目前正在加快第三代AI云端芯片——昆仑芯3代的研发进度,同时还在研发用于自动驾驶的专用昆仑芯片。 阿里:投资+自研双管齐下,打造端云一体化 阿里在芯片领域的布局起初主要体现在投资上。从2017年开始,阿里相继投资了寒武纪、深鉴科技、翱捷科技、恒玄科技等众多芯片公司。 2017年10月,阿里宣布成立达摩院,主要进行基础科学和颠覆式技术创新研究,芯片技术也是其研究领域之一。达摩院专门组建了AI芯片技术团队,正式进入自研芯片领域。2018年4月,阿里全资收购嵌入式CPU企业中天微,然后把中天微和达摩院自研芯片团队整合成一家独立的芯片公司,取名“平头哥”。 2019年7月,平头哥发布RISC-V处理器玄铁910。玄铁910是CPU IP核,支持16核,单核性能达到7.1 Coremark/MHz,主频达到2.5GHz。基于玄铁910可以设计高性能处理器芯片,应用于5G、人工智能以及自动驾驶等高端领域。 2019年8月,平头哥发布SoC芯片平台“无剑”。无剑由SoC架构、处理器、各类IP、操作系统、软件驱动和开发工具等模块构成,是面向AIoT时代的一站式芯片设计平台,提供集芯片架构、基础软件、算法与开发工具于一体的整套解决方案。 2019年9月,平头哥发布AI芯片含光800,采用自研芯片架构,通过推理加速等技术有效解决芯片性能瓶颈问题;软件层面集成了达摩院先进算法,针对CNN及视觉类算法深度优化计算、存储密度,可实现大网络模型在一颗NPU上完成计算。 到目前为止,平头哥已集齐玄铁CPU、无剑SoC、含光NPU三大产品线,涵盖了处理器IP、SoC设计平台和AI芯片三大领域。 与亚马逊类似,阿里平头哥已经成为了坐拥处理器IP、SoC设计平台和AI芯片三条产品线的“大型芯片设计公司”。 腾讯:从投资到自研,起步虽晚但不会缺席 相较于在自研芯片方面已取得成效的阿里和百度,腾讯起步要晚不少。从2018年开始,腾讯多次投资云端AI芯片企业燧原科技,Pre-A 轮融资腾讯领投3.4亿元,A轮融资和B轮融资,腾讯也相继跟投。 2019年12月,燧原发布基于其“邃思”芯片的人工智能训练加速卡“云燧T10”。腾讯投资董事总经理姚磊文表示,在产业互联网战略以及人工智能等前沿科技的探索上,腾讯与燧原也有很强的协同效应,邃思芯片落地过程中,腾讯的技术团队与燧原展开了全面合作,帮助公司大大加速了研发过程。 2020年3月,腾讯旗下腾讯云成立了一家名为“深圳宝安湾腾讯云计算有限公司”的企业。资料显示,该企业注册资本2000万元,经营范围包括集成电路设计与研发。 在业界看来,国内外互联网企业自研芯片已成一大趋势,随着竞争对手相继踏上造芯之路,腾讯涉足自研芯片领域只是时间问题。根据杰哥从腾讯内部员工处了解到的信息,目前腾讯已经在研发服务器相关的AI芯片。相信在不久的将来腾讯也会对外发布其自研芯片。 字节跳动:新晋互联网巨头入局造芯 2016年,字节跳动成立了人工智能实验室,其主要研究重点是开发为字节跳动内容平台服务的创新技术。 2018年,字节跳动副总裁杨震原向媒体透露,字节跳动拥有全球数量最大的用户上传视频需要分析处理,有大量的芯片采购和应用。目前也在芯片相关领域积极寻求突破。 2021年2月,字节跳动参与国内GPU芯片设计公司摩尔线程的Pre-A轮融资。3月,有媒体引述知情人士消息报道称,字节跳动正在自研云端AI芯片和Arm服务器芯片。随后字节跳动回应表示,公司是在组建相关团队,在AI芯片领域做一些探索。 在招聘市场上,字节跳动也投放了很多芯片研发相关的岗位。杰哥有好几位前同事小伙伴接都触过字节芯片相关的岗位招聘。 与Facebook类似,字节跳动入局芯片领域的目的其实很明确,就是要解决自家视频分析处理相关的需求。 对比国内外互联网巨头的造芯现状,杰哥总结出以下几个特点: 1 作为互联网搜索引擎巨头,谷歌和百度基于自身大型数据中心的应用环境,能够实现其专用处理器芯片从研发到应用的快速部署以及从应用到研发的快速反馈,从而完成产品的快速迭代并不断提升产品性能与用户体验。简单说就是芯片研发“速度快”。 2 作为网络电子商务巨头与大型云服务供应商,亚马逊和阿里得益于自己云计算、电子商务等领域的应用环境,能够同时布局多条芯片研发的产品线,涵盖不同的应用领域。简单说就是芯片研发“范围广”。 3 作为社交和视频领域的互联网巨头,Facebook、腾讯和字节跳动涉足芯片领域的目的主要是为了满足自家视频分析或者服务器加速优化等需求。简单说就是芯片研发“目标专一”。 本文杰哥主要梳理了国内外互联网巨头的造芯现状 ,那么互联网企业造芯背后的原因有哪些?互联网企业造芯与第三方芯片公司对比有哪些优势与劣势?互联网企业造芯未来的发展趋势可能有哪些?杰哥将在 下一篇文章中为大家一一解答 。 未完待续…... END 关注公众号【IC男奋斗史】,让我们一起撸起袖子加油干!
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    2022-4-25 10:51
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    这是IC男奋斗史的 第21篇 原创 本文3357字,预计阅读8分钟。 从3月1日官方通报第一例确诊病例到今天,这一轮上海疫情已经持续了将近两个月时间。杰哥也已经居家办公超过一个月。在家办公的日子里,杰哥除了处理工作上的事情外,还要配合老婆一起“抢”菜做饭、定期做核酸或者自测抗原。 现在杰哥每天醒来第一件事已经不是打开手机看天气预报,而是抢菜、抢菜、抢菜。如果说21天可以改变一个习惯,那么杰哥的工作和生活习惯已经发生了改变。 这篇文章杰哥想从一个工程师的角度切入,谈一谈疫情对个人、对企业、对上海芯片产业乃至整个中国半导体产业的影响。文中有一些数据是杰哥根据自己的经验评估的,可能会与实际存在偏差,请大家不必深究,仅供参考。 疫情对一线芯片工程师的工作影响 如果你从事的是芯片设计、验证或者后端版图相关的工作,主要的研发任务都是在EDA软件上完成的。由于涉及核心知识产权,通常芯片设计公司的EDA软件环境都在公司内网搭建,居家办公的最大瓶颈是需要远程访问到公司内网。 公司之所以搭建内网环境,就是出于信息安全考虑,所以不希望大家从外部进行访问。对于特殊情况的外部访问,IT也设置了层层关卡,需要输入各种访问密码。 首先,登录内网环境就要比现场办公效率低很多。其次,由于IT对远程访问内网设计了层层关卡,访问速度简直无法直视。最后还有一个很重要的限制,就是芯片研发工程师之间无法面对面讨论问题,只能采用线上沟通或者线上会议的方式进行,沟通效率也会降低。 如果你从事的是芯片测试或者芯片应用相关的工作,主要的研发任务都是在实验室完成的。例如测试工程师需要用到ATE机台(Automatic Test Equipment,自动化测试设备),应用工程师需要使用仪器仪表搭建芯片或者板卡测试环境。居家办公的最大瓶颈是无法使用实验室。 没有实验环境就没法对芯片进行测试,无法进行数据收集,这个影响比远程访问内网更大。远程访问只是效率低,而无法使用实验室很多工作都直接歇菜。杰哥负责的就是芯片生产测试相关的工作,目前在家办公就遇到了很大的问题,很多需要在实验室完成的任务只能暂时往后放,如果遇到特别紧急的就需要协调工厂相关资源去支持。 不过幸运的是,我们的代工厂不在上海,否则疫情期间也会受到影响。公司内部团队之间由于无法面对面交流,沟通效率也会受到影响。 如果你从事的是芯片销售、FAE与市场相关的工作,主要任务是在客户那边完成的,例如市场拓展、产品推广、技术支持、客户反馈意见收集等都需要出差去客户所在地完成。居家办公的最大瓶颈就是无法出差去客户处或者展会现场。虽然销售推广与客户支持的很多工作都可以通过的线上的方式进行,但是不论是从沟通效率还是客户满意度上看,都是会打个折扣的。 杰哥评估下来,疫情导致芯片设计、验证与后端版图相关工作效率降低约30%,芯片测试与芯片应用相关工作效率降低约50%,芯片销售、FAE与市场相关工作降低约40%。 当然对于个人来说,可以通过调整任务的优先级来提高自己的工作效率,例如把当前无法执行的任务往后放,把当前可以做的事往前排。但是想达到跟现场办公一样的产出肯定是不可能的。 总体来说,对于一个芯片工程师,疫情期间居家办公的产出比平时现场办公降低约30%。 疫情对芯片企业的影响 对于芯片设计企业,研发人员占比是衡量其技术竞争力的主要指标之一。2020年全球十大芯片设计公司研发人员占比全部超过60%,其中9家超过70%,3家甚至高达80%以上 。芯片设计企业主要的生产力就是研发工程师。 按照杰哥之前的评估,疫情导致芯片工程师的产出降低约30%。假设按照所有芯片研发工程师产出的总和来估算整个芯片设计企业的产出,疫情导致芯片企业的总产出也会降低约30%。 对于芯片生产相关的企业,例如芯片制造或者封测企业等,各类大型生产设备与产线上操作设备的员工一起决定产出效率。产能利用率是衡量芯片生产相关企业产出的主要指标之一。举个例子,如果一个芯片晶圆厂设计有10条28nm晶圆制造产线,当前阶段10条产线全部正常生产,那么其产能利用率就是100%。其中一条产线出问题停掉了,那么产能利用率就降到90%。但是操作产线设备的归根到底还是产线上的员工,所以疫情对于这类企业的影响主要还是看有多少产线工作人员可以正常到岗。 芯片生产相关企业通常都会在厂区内部建有员工宿舍。据杰哥了解到的信息,上海很多芯片生产企业都在疫情初期做了充分的部署,让大部分员工疫情期间暂时住在宿舍,然后工厂采取封闭式管理,保证生产正常进行。 位于临港的硅片供应商上海新昇,公司为员工提前购置了生活用品,从3月27日开始布置抗疫工作,600多名员工与管理层一直驻扎在生产园区,在疫情面前争取保持良好生产秩序和工作状态,保证了企业80%的产能供应。位于张江的晶圆代工厂华虹,及时采取了“只进不出的封闭管理”,保证生产不会中断。国内晶圆代工龙头中芯国际也提前做出部署,目前生产正常进行中 。位于上海外高桥的芯片封测厂安靠科技,前段时间被爆出有少量员工确诊,公司立即做出紧急处理,对相关员工进行了隔离,并免去了员工宿舍一个月的房租。目前生产并未受到明显影响,还在正常运营中。 从2021年全球缺芯潮开始,国内大部分芯片生产相关的企业产能基本都处于满载状态。受本轮上海疫情影响,虽然所有企业都做了提前部署,而且芯片生产大部分都是自动化产线,杰哥评估其产能利用率会降低约20%。 上海在中国半导体行业中的核心作用 2021年12月,上海张江益江路上的一个小区——玉兰香苑四期由于疫情原因封闭了14天。当时微博上有一句话流传很广,“张江不能失去玉兰香苑,就像西方不能失去耶路撒冷”。 玉兰香苑是张江最大的住宅区之一,一期到四期总计房屋将近8000户。玉兰香苑是很多在张江工作的小伙伴进入上海的第一站,所以才会有网上的段子。杰哥也不例外,毕业后第一年跟同学一起合租在玉兰香苑。还有人开玩笑说“中国一半的半导体人才住在玉兰香苑,没有什么比封闭玉兰香苑更令半导体行业颤抖了”。 杰哥想说,如果玉兰香苑是张江的耶路撒冷,那么张江就是上海半导体的耶路撒冷,而上海就是整个中国半导体的耶路撒冷! 据公开数据统计,2021年上海集成电路产业销售收入约2500亿元,位居全国第一,约占全国总产值的四分之一 。单纯的数字并不能体现出上海在中国半导体领域的核心地位,上海是中国半导体产业链最全的城市,周边长三角城市例如苏州无锡等,也依托上海也建立了半导体配套支持产业。 在芯片设计领域,除了高通、博通、英伟达、AMD等知名外企在上海设立研发中心外,还有紫光展锐、复旦微电子、澜起科技、思瑞浦等一系列本土IC设计企业。 在芯片制造领域,除了全球晶圆制造龙头台积电在上海设有分厂外,上海还拥有中芯国际和华虹宏力两大晶圆代工厂。 在芯片封测领域,全球前两大封测厂日月光和安靠科技均在上海设有分厂,全球第三大封测厂江阴长电科技与第四大封测厂南通通富微电都集中在长三角区域。 在半导体材料和设备领域,上海也有像沪硅产业、上海新阳、上海微电子等致力于实现半导体材料或者设备国产化的优秀企业。 在芯片生产所需的配套治具领域,长三角地区尤其是苏州的产业链最为完整。从这方面看,苏州绝对是上海半导体产业的后方基地。 疫情对整个中国半导体产业的影响 本轮疫情已经影响到了上海半导体产业链的各个环节,下面杰哥依据经验给大家做个简单的估算。 2021年上海芯片设计企业总产值约1200亿元 ,疫情期间居家办公导致芯片设计企业的产出降低约30%。目前上海大多数上班族已经在家办公超过三周,乐观估计还要在家办公到4月底。也就是说总共需要居家办公2个月,这样估算下来直接经济损失约为60亿元。 2021年上海芯片生产相关企业(包括生产制造、封测、材料、装备等)总产值约1300亿元,疫情期间居家办公导致芯片生产相关企业的产出降低约20%。同样的方法估算下来,疫情导致的直接经济损失约为43亿元。 也就是说,本轮上海疫情预计导致整个中国半导体产业直接损失超过100亿元,约占上海半导体产业每月产值的48%,全国半导体产业每月产值的12%。这些只是数字层面的影响,还有很多其他层面的影响,例如项目研发进度延误导致新产品上市比原计划晚,物流受限导致产品无法按时交付给客户等。这些虽然不能直接估算出具体的经济损失,但是对企业的影响也是非常严重的。 好的情况是最近已经有半导体生产制造相关的企业开始陆续复工了。相信我们芯片设计企业离复工也不远了。希望本轮疫情尽快结束,不论个人、企业还是社会都尽快恢复正常,希望上海的小伙伴们还能抓住春天的尾巴,好好浪一浪! 全文完。 参考文献: 芯片设计业分析:高强度研发投入费用都花去哪了?:https://ee.m.ofweek.com/2021-08/ART-8500-2801-30519735.html; 上海芯片业抗疫120小时:全线封闭生产、80%产能已恢复:上海芯片业抗疫120小时:全线封闭生产、80%产能已恢复 (baidu.com); 伟大的中国工业竞赛与上海的未来:https://view.inews.qq.com/a/20220128A0AAKX00; 上海IC设计业何以跃居全国第一?:https://zhuanlan.zhihu.com/p/461617619; END 关注公众号【IC男奋斗史】,让我们一起撸起袖子加油干!
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    2022-3-1 00:24
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    这是IC男奋斗史的第8篇原创 关注公众号【IC男奋斗史】,让我们一起撸起袖子加油干! 本文1652字,预计阅读5分钟。 接上文: 芯荒荒,汽车芯片路在何方 4 汽车芯片已经成为国内半导体行业的风口,作为从业者,我们应该多了解汽车芯片,多积累相关技术能力。 尽管目前国内主流车厂很少采购国产汽车芯片,但情况只是暂时的。一旦有国内芯片设计公司的产品能够达到国际大厂的质量标准,国内车企肯定会争相导入。杰哥在前面的文章中反复强调过,芯片国产替代的趋势是不可逆转的,汽车芯片也不例外。 既然汽车芯片的国产化率还不到5%,从另外一个角度看,这也意味着国内芯片企业还有95%以上的市场空间可以拓展。当然,国内芯片公司也都看到了这块大蛋糕,纷纷选择进军汽车芯片领域。汽车芯片俨然已经成为国内半导体行业的最大的风口。 新能源智能汽车是全球大趋势,也是国家战略。随着国内芯片企业进军汽车芯片市场,不论是资本投入量还是人才需求量,都是非常大的。 作为相关从业者,我们应该多了解汽车芯片,多积累汽车芯片相关的技术能力。很有可能你现在工作的企业在不久的将来也会踏足汽车芯片市场,或者你想跳槽的时候发现待遇更好、机会更多的也是汽车芯片企业。 由于杰哥最近也在研究汽车芯片,刚好给大家提供一些提高汽车芯片技术能力的思路。汽车芯片最重要的特点是零失效率,所以我们做汽车芯片最核心的理念就是——想尽一切办法降低失效率。 不管你从事的是芯片设计、验证,还是生产相关的岗位,你需要了解的是有哪些方法可以从你的角度去减少芯片失效率。 例如,杰哥从事的是芯片生产测试的岗位,那么杰哥需要思考的是除了那些正常失效筛选出去的芯片外,还有哪些方法可以把有潜在问题的芯片也筛选出去。 比如加严测试条件,测试温度使用-40℃~125℃;比如从统计学角度收紧测试上下限,把那些远离正太分布的芯片也筛选出去。这样的方法还有很多,杰哥以后会写专门的系列文章来详细介绍。 5 汽车芯片未来的发展趋势 aAI芯片将取代MCU成未来汽车芯片的主导,AI芯片是未来智能汽车的“大脑” MCU,Micro Control Unit,也就是我们常说的单片机。一辆汽车所使用的半导体器件中,MCU占比约30%。从发动机控制单元到电动车窗、电动座椅、空调、前后灯、风机、水泵等控制单元,从汽车动力总成到车身控制、信息娱乐、辅助驾驶,每一个功能的实现都需要一系列芯片和元器件支持,MCU在其中起到了非常重要的作用。 ​ 随着汽车智能化的发展,由于MCU难以满足自动驾驶的算力需求,AI芯片进入汽车领域。自动驾驶对于芯片算力的要求非常高,目前 L2 级别自动驾驶要求10TOPS(1TOPS=每秒1万亿次计算),L3要求60TOPS,L4要求100TOPS,L5算力要求超过1000TOPS。市场上主流的32位MCU的工作频率最高只能达到350MHZ,根本无法满足需求。 AI芯片拥有TOPS级别的运算能力,可以满足自动驾驶的需求,例如英伟达 Xiavier/Orin/Atlan 芯片分别可以达到 30/200/1000TOPS 的算力。这个领域的门槛非常高,技术难度非常大,目前只有几家国际大厂有相关技术积累。国内企业中,华为、地平线和寒武纪也都在积极布局这个领域的产品。 b未来十年将会是属于中国汽车芯片的黄金时代 新能源汽车市场的快速增长给汽车芯片带来巨大的市场需求。 从2021年开始中国新能源汽车销量开启快速增长模式。据中国汽车工业协会数据统计,2021年中国新能源汽车销量超过340万辆,同比增长1.5倍。2022年中国新能源汽车销量预计将超过500万辆,同比增长47% 。 而汽车的电动化智能化,对单车芯片的使用量增加超过50%。两者叠加起来可以预测,2022年中国汽车芯片的需求量会出现巨大增长,并且这种情况会持续好几年。 随着汽车芯片的需求量剧增,汽车芯片设计、生产企业迅速增多,人才需求量增大,越来越多的优秀人才会加入到汽车芯片的设计与生产中。再加上国家政策支持、资本投入加大,汽车芯片企业会快速成长,汽车芯片的上、中、下游各环节随之迅速发展。整个汽车芯片行业将会呈现出一片繁荣景象。这是一整条产业链的连锁反应。 汽车芯片从研发投入到获得回报至少需要5年时间,芯片设计企业盈利后又会加大新一轮研发投入,到下一次获得回报总共需要约10年时间。整个汽车芯片行业的繁荣景象预计将持续10年以上,2021-2030年的这十年时间,将会是中国汽车芯片的黄金时代。 路漫漫其修远兮,吾将上下而求索! 全文完。 相关文章: 芯荒荒,汽车芯片路在何方 文末扫码加杰哥微信,免费提供各种汽车芯片研报: ​ 参考文献: 中汽协:汽车芯片国产化率不足5%,MCU最为薄弱:https://www.eet-china.com/news/202106230151.html; 德勤芯片行业系列白皮书之兵临城下,粮草未及——汽车芯片战略重整之启思,2021年11月; 这些IC需求将暴涨!新能源车产销量创新高:https://mp.weixin.qq.com/s/X2GIBuD2fTFY6JUQseVuWg; 中汽协预测:明年中国新能源汽车销量达500万辆:http://www.comnews.cn/article/ibdnews/202112/20211200093623.shtml; 关注公众号【IC男奋斗史】,让我们一起撸起袖子加油干! ​ 文章精选 #润还是不润?这是个问题 #芯片工程师太贵?贵你妹啊! #我的奋斗:我在外企那些年(一) #我的奋斗:我在外企那些年(二)
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    2022-3-1 00:08
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    这是IC男奋斗史的第7篇原创 关注公众号【IC男奋斗史】,让我们一起撸起袖子加油干! 本文1987字,预计阅读6分钟。 从2021年初开始,全球汽车行业都面临芯片供应短缺的问题,到目前为止情况并没有改善,反而愈演愈烈。国内多家芯片设计公司都对外发布了车规级别的产品,例如地平线的征程系列、杰发科技的MCU系列、北京君正的存储芯片以及闻泰科技的电源管理芯片等。 但是目前国内主流的车企还是以采购国外大厂的芯片为主,如英飞凌、恩智浦、瑞萨电子、意法半导体和德州仪器等,很少有车企愿意采购国内公司发布的汽车芯片。到目前为止,汽车芯片的国产化率还不到5% 。 汽车芯片有什么特殊之处?汽车芯片为什么会突然短缺?国内车企为什么不愿意采购国内芯片企业的产品?汽车芯片未来有哪些发展趋势?杰哥将会在这篇文章中为大家一一解答。 1 汽车芯片的特殊之处 a研发周期长,投入大,回报慢 消费类芯片从研发到量产,一般需要一年半时间,而汽车芯片至少需要两年以上,车厂从导入测试到大规模量产还需要三到四年时间。也就是说汽车芯片从投入研发到获得回报至少需要5年时间。 汽车芯片设计阶段就需要遵循特定的design rule,可靠性测试项目比消费类芯片更多更复杂,晶圆生产与封装测试都需要专门的产线,研发与生产的投入都要比消费类芯片大很多。 b工作环境相对恶劣 汽车芯片的工作温度范围比较宽,根据不同的安装位置有不同的需求。例如发动机舱需要-40℃~150℃,车身控制需要-40℃-125℃,而常规消费类芯片和只需要0℃~70℃。 另外汽车芯片在其它环境下的要求,比如湿度、发霉、粉尘、盐碱自然环境(海边,雪水,雨水等)、电磁辐射以及有害气体侵蚀等,都要高于消费类芯片。 c对可靠性要求非常高,需要做到零DPPM 一款消费类芯片的DPPM(defect parts per million) 通常大于100,而汽车芯片则要求DPPM小于1,也就是说一百万颗芯片里边一颗失效芯片也不能有。当然这个零失效率还必须建立在相对恶劣的工作环境下。 这个要求其实很好理解,汽车上一颗失效芯片很可能对应一起交通事故,很可能也会造成生命财产损失。这对车厂和用户来说都是没法接受的。所以说做汽车芯片需要承担更大的责任。 d生命周期长,供货周期长 一般汽车的设计寿命都在15年50万公里左右,汽车芯片的生命周期也要求达到15年以上,供货周期可能长达30年。这对汽车芯片企业在供应链配置及管理方面提出了很高的要求,即供应链要可靠且稳定,能全生命周期支持整车厂处理任何突发情况。 e客户稳定性高 汽车芯片在导入到车厂的过程中需要完成大量试验检测与认证,从开始导入到实现整车大规模量产需要3年以上时间。在这个过程中车厂需要投入大量的资金与人力。 这也是为什么车厂一旦导入了某家芯片企业的产品后基本都会持续采购10年以上,期间不会轻易更换供应商。像车企这样有粘性的客户,是大多数芯片设计企业都梦寐以求的。 2 汽车芯片短缺的原因分析 从下游应用市场来看,芯片可以细分为汽车、工业、通讯、数据处理以及消费电子5个领域。预计从2020到2025年,汽车芯片是增长最快的市场,年平均增长率可以达到10.3%,而全球芯片市场的年平均增长率约为7.5% 。 ​ 汽车电动化和智能化是促成汽车芯片市场快速增长的主要原因。传统燃油车单车芯片使用量是几百颗数量级,而新能源智能汽车的单车芯片使用量会达到1500颗甚至2000颗。汽车电动化智能化之后,汽车芯片的需求量会增加50%以上 。 2020年受疫情影响汽车厂商错误判断了市场需求,降低了对新车需求量的预测,减少了汽车零部件的订单,相应的汽车零部件厂商也减少了汽车芯片的订单。同期,疫情激发了消费类电子产品的需求,汽车零部件厂商下调的汽车芯片订单几乎全部被消费电子类需求所吸收。因此汽车芯片供给侧产能减少。 然而2021年开始,全球新能源汽车市场需求量激增,相应的汽车芯片需求量也急剧上升。因此,本轮芯片短缺的主要原因是疫情环境下汽车芯片市场需求与供给不匹配。由于芯片生产线从建立到规模化生产的周期在1-2年左右,本轮芯片短缺预计将持续到2022年第二季度。 3 国内主流车厂为什么不愿意采购国产汽车芯片? 主要原因就是担心国产汽车芯片的可靠性不过关。杰哥从同事那里听到过一个关于长城汽车的真实案例,可以很好地解答这个问题。 长城汽车曾经导入过一家国内知名芯片公司的车规级芯片。由于汽车芯片的高可靠性要求,长城汽车安排专门的可靠性工程师审核了这款芯片的所有可靠性实验报告,还包括国内TOP3第三方实验室的认证报告,所有实验全部通过且数据记录完整。长城汽车这边的工程师没有发现任何问题。但是芯片一上整车测试,失效率超过10%。 就这失效率,换成谁也不敢用啊!杰哥前面讲过,汽车芯片要求0 DPPM,这都10万 DPPM了!消费类芯片做成这样也没人敢用,更何况是汽车。最后长城汽车只能被迫更换了进口芯片。 另外一个案例是杰哥自己经历的。由于杰哥目前所在的AI芯片公司也在进军汽车芯片领域,特意邀请国内TOP3的第三方检测机构技术副总过来讲解汽车芯片的可靠性认证流程。 杰哥记得这个副总说的最多的,就是他今年已经受邀参加了国内多家车企的技术研讨会,所有的车企都对国产芯片表示担忧,没人愿意做小白鼠,毕竟出了问题责任很大。 未完待续…... 文末扫码加杰哥微信,免费提供各种汽车芯片研报: ​ 关注公众号【IC男奋斗史】,让我们一起撸起袖子加油干! 往期回顾 #润还是不润?这是个问题 #芯片工程师太贵?贵你妹啊! #我的奋斗:我在外企那些年(一) #我的奋斗:我在外企那些年(二)