對話(huà)芯原股份：3年時(shí)間內，AI如何成為芯片的“標配”？

從上游半導體IP的視角，汪洋用真實(shí)案例告訴鎂客網(wǎng)，一些從事ISP算法已經(jīng)10年、20年的企業(yè)，最后在相關(guān)產(chǎn)品的性能PK中，都表示無(wú)法贏(yíng)過(guò)AI公司。

提到芯片上游設計環(huán)節，有兩個(gè)環(huán)節是繞不過(guò)的，就是EDA和IP。

而這兩個(gè)環(huán)節有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是以數十億、百億美元的銷(xiāo)售額，翹起了千億美元市場(chǎng)規模的半導體產(chǎn)業(yè)。

比如芯片設計IP，數據統計，該產(chǎn)業(yè)在2020年的銷(xiāo)售額達到了46億美元，是自2000年以來(lái)最好的增長(cháng)年份。再看2020年的半導體產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)規模達到了4330億美元。

看到這里，我們不禁發(fā)問(wèn)：在如此重要的芯片設計環(huán)節，中國實(shí)力究竟如何呢？

帶著(zhù)這個(gè)疑問(wèn)，鎂客網(wǎng)有幸采訪(fǎng)了國內半導體IP授權服務(wù)商芯原股份的商業(yè)運營(yíng)高級副總裁汪洋先生，就當前國產(chǎn)IP的多方面作了深入探討。

依據IPnest的最新排名，2020年，芯原股份位列全球第七、中國大陸排名第一。

圖 | 芯原股份商業(yè)運營(yíng)高級副總裁 汪洋

3年時(shí)間內，芯片對傳統算法需求與AI的關(guān)系“完全錯位”

提起芯片的國產(chǎn)化，AI芯片在這幾年來(lái)被視為一個(gè)新機遇。

究竟AI芯片有多受熱捧呢？站在IP的角度，用汪洋的話(huà)來(lái)說(shuō)，相比3年前，客戶(hù)如今對待AI的態(tài)度可謂天壤之別。

汪洋向鎂客網(wǎng)道出了自己的真實(shí)案例與感受：3年前，他向客戶(hù)推廣AI技術(shù)，在近一年內的無(wú)數次碰面中，客戶(hù)只有一個(gè)問(wèn)題——用AI如何賺錢(qián)？“簡(jiǎn)而言之，客戶(hù)知道AI是一個(gè)趨勢，但是他不清楚AI能夠帶來(lái)怎樣的效益。”

針對這一點(diǎn)，只能說(shuō)在當時(shí)那個(gè)環(huán)境內，AI技術(shù)的呼聲雖然很高，但產(chǎn)業(yè)化落地的成功案例還不突出。隨著(zhù)人們對“邊緣人工智能計算”有了更清晰的認知，這一情況得到了極大改觀(guān)。

“3年后的今天，我們再來(lái)看客戶(hù)產(chǎn)品，芯片里面只要還有一點(diǎn)空間，就一定要放AI進(jìn)去，能放多少放多少，與之前的態(tài)度可以說(shuō)是天壤之別。”不夸張的說(shuō)，“無(wú)AI不芯片”已經(jīng)成為當前芯片產(chǎn)業(yè)的一個(gè)小縮影。

至于這背后態(tài)度的前后不同，汪洋總結為“嘗到了AI的甜頭”。這怎么說(shuō)？

他以ISP為例，眾所周知，這一領(lǐng)域在過(guò)去一直都是索尼、尼康、佳能等日本廠(chǎng)商的“天下”，且后來(lái)者因為缺少I(mǎi)SP（圖像信號處理器）算法的積累，因而進(jìn)入的門(mén)檻也很高。但汪洋用自己的切身體會(huì )告訴我們，這一現象正在被顛覆。

“我們找了幾家國內從事ISP算法已經(jīng)10年、20年的企業(yè)，讓他們與一家AI公司進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的性能PK，這些老兵最后都表示無(wú)法贏(yíng)過(guò)后者。”需要注意的是，這家AI公司并不是專(zhuān)業(yè)研究ISP算法的企業(yè)，也沒(méi)有十幾、二十多年的ISP經(jīng)驗，但聚焦于利用AI對現有ISP處理后的成品進(jìn)行數據修復與優(yōu)化。

“現在，即便研究某些特定算法20年，都難抵AI算法對其的快速顛覆，芯片對傳統算法需求與AI之間的關(guān)系已經(jīng)完全錯位。”

芯片技術(shù)變革下，IP廠(chǎng)商的職能也正打破傳統

當前，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器IP這一業(yè)務(wù)上，芯原股份的產(chǎn)品已經(jīng)被用于40多家客戶(hù)的80多款產(chǎn)品中。

一般而言，從IP選型到芯片投片，芯片設計廠(chǎng)商需要花費約兩年時(shí)間，其中僅IP評估+芯片設計環(huán)節就占到十幾個(gè)月時(shí)間。不得不承認，在當下芯片迭代速度不斷加快的背景下，用2年來(lái)設計一款芯片著(zhù)實(shí)有點(diǎn)耗費時(shí)間了。

針對這一點(diǎn)，芯原股份提出了“芯片設計平臺即服務(wù)（SiPaaS）”的模式，即依托芯原自主設計的半導體IP，為客戶(hù)提供平臺化、全方位、一站式的芯片定制服務(wù)和半導體IP授權服務(wù)，兩種服務(wù)之間有非常高的協(xié)同效應。

“公司交付給客戶(hù)的可以是IP產(chǎn)品，也可以根據客戶(hù)的需求直接交付一款實(shí)實(shí)在在的芯片——客戶(hù)只需要告訴我芯片規格和訴求，基于公司已有的大量IP，我們便能夠為他定制一款芯片。”汪洋表示，“通過(guò)以Chiplet實(shí)現特殊功能IP的“即插即用”，也即IP as a Chiplet (IaaC) 理念，把過(guò)去客戶(hù)需要花費兩年時(shí)間完成一款芯片的投片，縮短到現在可能只需要幾個(gè)月的時(shí)間，就能夠做到芯片面世及出貨。”

這一模式的成功，需要IP公司具備兩點(diǎn)，一個(gè)是手握很好的IP，一個(gè)是懂設計。其中針對第一點(diǎn)，很好的IP，不只是注重性能，還需要IP類(lèi)型夠全。

目前，芯原股份擁有5大類(lèi)型數字處理器IP，包括GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP IP和ISP IP；以及1400多個(gè)數?；旌螴P和射頻IP。“從單類(lèi)IP的技術(shù)優(yōu)越性，以及擁有的IP種類(lèi)的豐富度來(lái)講，芯原可以說(shuō)是全球領(lǐng)先的IP提供商之一。”汪洋向鎂客網(wǎng)說(shuō)到。

至于為什么能夠做到如此豐富，背后也有SiPaaS模式的聯(lián)動(dòng)效益，“通過(guò)過(guò)往的自研和收購，我們已經(jīng)逐步積累了基礎，同時(shí)利用幫助客戶(hù)定制芯片的業(yè)務(wù)，我們也能夠在第一時(shí)間了解他們的需求和痛點(diǎn)，繼而在服務(wù)過(guò)程中了解到IP的不足和空白之處，并戰略性地補充和優(yōu)化自有的IP庫。”

與此同時(shí)，因為使用自有的IP，并一手包攬了芯片設計工作，因此相較于客戶(hù)使用不同來(lái)源IP設計的芯片，在性能優(yōu)化、低功耗設計與IP整合緊密度上，芯原股份為客戶(hù)定制的芯片在市場(chǎng)中更具競爭力。

以芯原股份十分看好的可穿戴設備賽道為例，“以前手機芯片的難度在于通訊基帶，但是現在，不管是手表、眼鏡還是耳機，其主要門(mén)檻變成了低功耗與IP整合。”汪洋表示：“相較于廠(chǎng)商A+B+C搭積木的做法，芯原更偏向于設計特別精簡(jiǎn)的小IP，并將它們像樂(lè )高那般緊緊相扣。此時(shí)，將芯片嵌入耳機產(chǎn)品后，可能前者只能運行幾小時(shí)，而搭載芯原產(chǎn)品的耳機能夠運行一天。”

農村包圍城市，或成超車(chē)彎道

在前面提及具體產(chǎn)品的時(shí)候，想必大家也已經(jīng)注意到，雖然芯原股份在IP的豐富度上做到了第一，但是論及具體的IP，卻沒(méi)有見(jiàn)到大家更為熟悉的CPU IP。難道芯原不打算做這一塊嗎？

嚴格來(lái)看，針對CPU IP，芯原股份并沒(méi)有放棄，只是它換了一種打法，我們或許可以將之歸類(lèi)為“農村包圍城市”的打法。

單看CPU這一市場(chǎng)，正如汪洋所說(shuō)，在國內市場(chǎng)，從事CPU芯片的供應商就有10個(gè)以上，在基礎體系上，可以說(shuō)是百花齊放，“CPU已經(jīng)不是一個(gè)產(chǎn)品的概念，而是一個(gè)生態(tài)的概念，此時(shí)再進(jìn)攻CPU市場(chǎng)，可能花費很多資源之后，最終才做出一點(diǎn)點(diǎn)成果。”顯然，這是不劃算的，但是CPU作為主流計算模塊，又是不可放棄的。多方綜合考慮下，芯原股份最終決定順應異構計算的趨勢，從DPU下手。

“未來(lái)的趨勢是異構計算，屆時(shí)CPU所承擔的計算工作將只是其中的一部分，而更多的計算工作則交由其他專(zhuān)用類(lèi)關(guān)鍵模塊。”

此時(shí)，芯原股份多年來(lái)的“引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng )新”工作就發(fā)揮了效用，包括在2006年收購LSI Logic的ZSP(數字信號處理器)部門(mén)獲得DSP IP；在2010年跟Google合作繼而開(kāi)始持續研發(fā)高端視頻處理器VPUIP；在2014年收購ArcSoft 軟件開(kāi)發(fā)團隊后開(kāi)始研發(fā)ISP IP；以及在2015年收購圖芯拿到GPU技術(shù)，繼而開(kāi)始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器NPU IP的研發(fā)工作等。“10多年來(lái)，我們積累這些IP技術(shù)，都是有目的性的。”

汪洋進(jìn)一步解釋?zhuān)?strong>芯原所做的，就是拿下除CPU之外的所有關(guān)鍵模塊，“CPU領(lǐng)域內有很多歷史原因、生態(tài)原因，會(huì )給后來(lái)者的發(fā)展帶去較大阻力，而DPU關(guān)鍵模塊當前對生態(tài)的依賴(lài)性并不如CPU大，也就留出了機會(huì )。”

換一句話(huà)說(shuō)，屆時(shí)，不管客戶(hù)用的是哪家的CPU IP，在這之外的模塊，則都可以享受芯原股份的“一條龍服務(wù)”。

當然，芯原股份也并不是完全不碰CPU IP品類(lèi)，只不過(guò)相較于霸占了移動(dòng)處理器市場(chǎng)的ARM架構，以及主要落地PC處理器市場(chǎng)的x86，它更為關(guān)注的是當下勢頭正盛的RISC-V。作為中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的首任理事長(cháng)單位，芯原已投資中國大陸第一家專(zhuān)業(yè)RISC-V IP公司——芯來(lái)科技，并大力推動(dòng)RISC-V生態(tài)建設。

“RISC-V就是一個(gè)契機，給了中國產(chǎn)業(yè)一個(gè)很大的機會(huì )，可以讓廠(chǎng)商不用受到ARM、x86等架構的授權限制，更可以實(shí)現一種差異化創(chuàng )新，基于RISC-V架構做中國自己的一些差異化CPU布局。”汪洋表示。

就比如結合芯原股份的各類(lèi)IP，RISC-V的開(kāi)源、擴展體系讓它能夠吸納更多創(chuàng )新設計，此時(shí)“我們研發(fā)的DPU等各種數據處理關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品，就可以與RISC-V進(jìn)行配合，繼而形成不同的基于RISC-V技術(shù)的產(chǎn)品，最終去服務(wù)不同的行業(yè)。”

而眾所周知，當前RISC-V更多落地在汽車(chē)、工業(yè)控制、通信、智能家居等泛物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，我們在上面也提到了，這也是芯原在后期頗為關(guān)注的方向。

此外，汪洋還向我們展示了其他一些國產(chǎn)芯實(shí)現超車(chē)的“彎道”，譬如他們正在研發(fā)的終極內存/緩存技術(shù)，“在高端應用處理器方面，我們得以用低成本實(shí)現高性能的主要秘密武器就是創(chuàng )新的內存管理技術(shù)，這是彎道超車(chē)的‘彎道’之一。”

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