精英访谈
    

紧跟技术潮流、与行业同步发展,做高度可依赖的设计服务平台

——访无锡华大国奇科技有限公司总裁谷建余先生

本刊编辑:王喜莲


无锡华大国奇科技有限公司(国奇科技)是一家高端集成电路设计生产服务企业, 自成立以来, 一直致力于为客户提供从规格书到芯片(SPEC-to-CHIP)的全流程一站式服务以及分段定制服务, 并承担全方位的设计和顾问工作, 经受了市场的考验,得到了客户的一致认可。目前除无锡总部外, 国奇科技在上海、深圳和香港分别设有SoC研发和营运中心。

国奇科技作为中国半导体行业协会会刊——《中国集成电路》的理事单位之一, 也是本刊非常关注的设计服务重点厂商。在第二十二届IC设计年会(ICCAD)前夕国奇科技总裁谷建余先生再次欣然接受了本刊专访, 让我们一起来了解历经六年发展之后的国奇科技如今的业绩如何,国奇科技对芯片国产化的支持、对物联网等芯片设计的技术准备和技术路线情况,以及今后的发展策略。在此,让我们一起祝愿国奇科技的明天更加辉煌!


王喜莲:请简单回顾一下国奇科技今年的主要进展有哪些?国奇科技下一步努力的方向是什么?

谷建余:首先在工艺路线方面,国奇科技坚持先进的工艺节点与行业技术进步合拍。继去年第一款28nm项目成功流片后,我们加强28nm设计流程推广,在多个应用领域开展设计服务,目前我们正在积极部署16nm工艺的设计流程;在中芯国际55nm/40nm工艺节点上的一次成功和良率等各方面反响很好,客户项目陆续进入量产阶段,在中芯国际28nm工艺上的合作也即将展开。已完成的客户项目包括物联网、通讯及高速计算等多个领域,还拓展了过去未涉及的新的客户领域,都取得了不错的成绩。未来我们还是要积极完善更高工艺节点的设计流程,继续开拓新的客户应用领域,在长期涉及的领域一如既往的保证周期与质量,伴随客户项目的成功一起成长。

 

王喜莲:近年来,芯片国产化被提高到国家战略的高度,政府出台各项扶持政策加快国产化进程,国奇科技作为设计服务公司如何调整和定位?

谷建余:国奇科技作为纯内资背景的设计服务公司,一直致力于把自己建设成为行业中高度可信赖的设计服务平台,旨在为客户提供高质量、高效益的芯片产品研发成功的保障。由于设计服务公司在集成电路产业链上处于承上启下的位置,工作涉及诸多环节,包括市场定位、产品定义、IP选型、芯片设计实现、与代工厂、封测厂的合作等,形成 “Virtual IDM虚拟的独立芯片供应商式合纵连横的合作开发模式,对产业链资源进行再整合,能够对芯片国产化起到有效的促进作用。

海外芯片采购成本相对偏高,信息安全问题成为隐患,越来越多的设计公司想要摆脱对国外芯片的依赖,选择自己研发芯片。我们很高兴看到这样的转变,并且也愿意将国产化的一些经验与他们分享。事实上国奇科技一直努力基于国内产业环境成功实现客户项目,整合产业链的资源,凭借多年与世界级先进半导体企业深度交流合作的经验,把芯片设计、IP整合与制造各环节可能出现的问题在芯片开发过程中加以防范和解决,通过我们的优化设计,助造优秀中国芯。例如今年完成的芯片国产化的设计生产服务项目,客户原先一直从国外采购芯片,从去年下半年开始与我们接触密切交流,最终完成芯片从IP、设计、晶圆制造、封装测试等一系列国产化动作,并于前一阶段成功流片。此外,国奇科技对于从FPGA方案向ASIC实现转变方面的项目也有成功案例,在I/O转换,时钟树设计、存储器划分设计等环节以及时序收敛、模块化验证、系统验证等方面具有丰富经验。

 

王喜莲:提起物联网,大家也会首先想到可穿戴、智能家居、智能安防等应用,您认为这些电子产品芯片有哪些特点?

谷建余:这些产品芯片从架构来说都是由传感器芯片采集数据,信号处理器进行数据分析处理,再通过数据传输接口发送信息。针对不同应用,在这些芯片设计中需要平衡功耗、性能、尺寸、可靠性等多方面因素。可穿戴设备这类涉及到个人隐私方面的设备,除了平衡性能和功耗的关系,安全措施也要足够严密,比如采用指纹识别,视网膜识别等技术。某些智能家居应用对系统尺寸要求比较严格,这类芯片就需要尽可能多的集成外围设备以减小系统尺寸,比如将MCU、传感器、ADCDAC、功率放大器、天线等IP集成到一颗SoC芯片上。智能安防方面需要根据产品的定义和工作环境进行不同的设计考量,比如在高温的安防应用场合,MCU以及传感器要具有很强的耐高温性;而在对响应时间有严苛要求的应用场合,就需要高性能的MCU,以及能够快速感知外界环境的传感器。但是性能的提升往往使得功耗大幅增长,关注性能的同时,也要兼顾功耗的指标。总的来说,不同应用场合的物联网芯片具有不同的特点,有些芯片指标在某个应用场合可以弱化,但是在另外某些应用场合就需要将其优先级提高。

 

王喜莲:物联网应用领域涉及到汽车电子、工业工程控制、医疗卫生、智慧城市、能源管理、机器人等,国奇科技对这些场景应用需求的芯片有什么应对方案?

谷建余:物联网应用领域归纳起来,从芯片解决方案角度来看,其实还是要有高、中、低端三个层面的物联网信号处理器芯片及与应用场景配套的传感器、数据传输等外围电路。首先要解决的是具有通用意义的高中低端物联网信号处理器开发平台的问题。低端物联网信号处理芯片,可以采用180nm或者130nm带嵌入式闪存的工艺节点;中端采用带嵌入式闪存的55nm工艺节点;高端则可以选择28nm或更高工艺节点,但是目前阶段闪存只能采取混合封装或片外处理。

前面我们也提到,不同应用场景对物联网芯片的要求不尽相同,在对成本要求相对比较严苛的应用场合,比如工业工程控制,汽车电子等,在芯片设计时可以选择180nm或者130nm等低成本工艺,这样选择的优点在于工艺节点成熟,设计规则上没有太多的要求,芯片签核(signoff)的时间会缩短,既满足了成本要求,又满足了客户对产品上市时间的要求;在对性能、面积要求比较高的场合,比如智慧城市、机器人等,可以选择55nm40nm28nm甚至更先进的工艺;在某些特定应用比如可穿戴设备,除了需要兼顾性能和体积之外,对功耗的要求也极其严苛,更多的决定芯片能否达到要求的因素是设计团队的技术实力。国奇科技拥有一系列技术手段来同时兼顾不同的芯片性能与功耗的指标要求,同时我们拥有品种多样的、针对不同工艺节点的模拟IP,这正是我们在物联网时代的优势所在。国奇科技目前正在细分和完善针对高、中、低端应用需求建立相应的SoC开发研制环境,并针对三类物联网信号处理器积极准备多种与市场需求相适应的模拟IP,使得客户项目快速有效的完成设计验证,迅速进入量产阶段。

 

王喜莲:您认为与物联网相关的芯片设计在技术上来讲,是否比较容易?

谷建余:物联网芯片在架构算法设计上来讲其实相对于其他领域应用,比如通信,图像处理等领域,可以说技术难度是要低一些的,但是实际上要完成一款可靠、成熟的物联网芯片并不容易。虽然和普通ASIC设计用着同样的方法:根据不同的应用集成特定的IP,但是物联网芯片在成本和功耗方面非常敏感,工作环境与应用场合种类非常繁多,在约定功耗和苛刻成本的约束下,物联网应用芯片的实现可以说技术上的难度是很大的。目前我们对物联网芯片的功耗要求已经苛刻到微瓦量级,这样的物联网芯片的实现也不能称为简单的技术,这需要在应用的深入理解下制定良好的功耗管理策略,以及非常强的半导体低功耗设计技术的积累基础上才能实现的。从物联网芯片的设计、验证、物理实现、测试等实现角度来说,这是一个完整的SoC芯片标准流程,尽管有些应用可能只使用了一个简单的8051单片机系统实现,但是需要考虑的问题、以及将会遇到的问题,并不会比一个复杂的ARM 32位系统要少。最终芯片的易用性、可靠性、安全性、可调试性等,都有很多的技术细节在整个实现过程中体现。物联网产品生命周期短,对于产品研发速度、一次量产成功有很高的要求,我们的一次量产成功保证和“APPRY”优化策略使得这些产品能够快速导入市场。

 

王喜莲:从长远来看,集成电路产业的发展总是在性能、成本和功耗三者之间做平衡,由市场做出最后的选择。随着可穿戴装置与互联网+的发展,行业对于设计服务的需求越来越高,国奇科技如何帮助企业有效降低成本?

谷建余:一直以来,我们的技术路线坚持“APPRY”五大优化的理念,“APPRY”指的是面积、性能、功耗、可靠性、良率,国奇科技用多年摸索所得的技术与方法贯彻这五大优化理念。针对可穿戴装置类芯片,我们有一定的数字前端设计能力、模拟IP的开发能力,有基础的MCU平台配合自主开发的模拟IP,像低功耗SAR-ADC、低功耗片内电源管理模块等,能够完整支撑这类芯片低功耗设计要求,多年积累的布局布线经验能够最大程度压缩芯片面积,满足了面积、成本、功耗方面的整体优化。除此之外,国奇科技与产业上下游合作紧密,能够为客户提供更加全面、细致的解决方案,不仅能够为客户缩短设计验证周期、降低开发成本及生产成本,提高了项目的整体可控性,真正做到直接量产成功促成客户项目快速实现规模经济。

 

王喜莲:2015年度是半导体行业史上不平凡的一年,面对半导体行业近一年来的多项大规模并购事件,您有何看法?

谷建余:从行业并购看到强强联合,不管是同业还是异业的企业并购,都能产生规模经济的效果,能够更好的维持市场秩序,进而提升行业效率、降低成本、扩大市场规模,对行业的做大做强有很大的促进作用,我们很乐意看到这样的情形。从产业分工的角度来看,并购后得到“1+12”的效果,市场规模的扩大使得分工细化更加明确,越来越多的研发团队开始转向高端工艺节点的研发性设计,以适应包括物联网各种层面应用的处理芯片在内的高性能、低功耗的需求。这种开发模式下,以设计服务为纽带的行业分工合作仍然是重要的发展模式。

另外,值得注意是今年Intel并购Altera的事件,众所周知FPGA是被广泛用于物联网市场的芯片技术,Altera是目前FPGA主要的供应商之一,Intel167亿美元的价格收购Altera,无疑向业界证明了FPGA的重要性。我们国家也一样见到了FPGA的重要性,为了打破FPGA产业的垄断,实现集成电路产业的大跨越,一方面加紧自己研发FPGA的步伐,另一方面有很多公司选择从国外FPGA向自主研发ASIC转型。这样的趋势下,特别在从FPGA方案向ASIC实现转型的过程中,我们设计服务公司无论是整体性能提升还是具体芯片实现都有丰富的经验,能够帮助这些公司完成相对平稳的过度。


王喜莲:请展望一下国奇科技今后的目标与发展策略。

谷建余:今后我们的研发活动、市场活动、团队建设、内部管理会更积极的向客户的需求靠拢,向客户的应用领域靠拢,积极发展与客户或客户应用领域的深度技术及资本合作。随着集成电路产业整体水平的大幅提升,未来的项目势必更趋复杂、更具挑战,国奇科技一方面要紧紧跟住先进技术潮流,与行业技术同步发展,另一方面则是要扮演好Virtual IDM的角色协助客户进行跨领域的资源整合,建设高度可信赖的设计服务平台。


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