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公司博客

战略转变增强IP合作伙伴关系

当记者对半导体公司进行比较时,我们通常会深入探究栅极长度、掩膜层、SRAM单元尺寸以及其他一些面向硬件的指标。只有在经历过一段职业生涯后,我才开始认识到,IP和其他形式的设计支持对晶圆厂和集成器件制造商(IDM)取得成功也同样重要。

当格芯在2018年8月底宣布实施“战略转型”时,公众的很多注意力再次转向晶体管的角色,以及资源如何重新部署到7nm逻辑芯片之外的技术领域。在摩尔定律预测的高增长速度逐渐减缓的时代,格芯将这些资源分散到格芯提供的18种不同技术(及其衍生品)上,此举得到了很多人的理解。

必须更多强调一点,更新的IP在某种程度上是通过战略转型来实现的。

格芯生态系统合作伙伴关系副总裁Mark Ireland指出,12LP (FinFET)工艺就是重新部署IP资源的很好例子。在初始阶段,格芯的12LP工艺主要用于CPU、GPU和类似的高性能产品。现在,12LP正在进入一系列更广泛的市场,包括消费型产品、网络、5G无线、人工智能-机器学习(AI-ML)。这些应用通常需要不同的IP,特别是多协议SERDES、低功耗存储器、高速存储器接口。

“在消费型产品中,数字视频和机顶盒正在向FinFET迁移。消费型产品不是12LP节点的引领者,但现在却在向FinFET迁移。Ireland表示:“我们看到了更加广泛的市场和客户群体,这一点必须在我们注重的IP合作中体现出来。”

他表示,人工智能SoC也需要更多的IP,包括高速SERDES和低功耗存储器。

适用于5G基站的高速SERDES

同样,5G无线标准“扩大了引入一些将用于5G基站和其他用途的SERDES IP的需求。”他指出:“我们的客户需要这种类型的IP,才能在这些市场上取得成功。”他还指出,无线客户可以选择22FDX全耗尽式绝缘体上硅、12LP FinFET或其他工艺,这要取决于他们的应用需求。

格芯和Rambus宣布推出适用于22FDX工艺的28-Gbps和32-Gbps SERDES,就在设计自动化大会之前,格芯和Synopsys表示双方正在准备开发采用12LP工艺的25-Gbps SERDES。Ireland说:“这种IP具有更广泛的市场应用,对于5G基站至关重要。”

另外,格芯与Analog Bits近期达成协议,将Analog Bits的模拟和混合信号IP设计套件引入12LP技术,包括低功耗锁相环(PLL)和扩频时钟生成(SSCG),以及工艺、电压、温度(PVT)传感器IP等。

Ireland表示:“我们正在与更广泛的市场建立更深入的合作伙伴关系,从而满足他们对更多IP的需求。我们正在推动这一进程,这其中不缺少机会。格芯目前面临的挑战是及时获取最高质量的IP。”

每个芯片上的射频模块

格芯的客户解决方案副总裁Subi Kengeri表示,他们有更多IC设计团队正在使用FD-SOI或传统异构集成方法,开发复杂的设计来处理射频和混合信号,而并不简单依赖于粗放的扩展。对于复杂的射频和模拟SoC,Kengeri指出:“IP将成为实现SoC产品技术差异化的载体。设计人员要通过这种方式挖掘技术的差异化价值。因此,IP必须经过完全优化,具备最高的质量,这一点非常重要。”

格芯在射频技术领域有着出色的过往业绩,并且不断在射频技术领域投入巨资,这也是战略转变后策略的一部分。“通信现在变得前所未有的重要,每个芯片上都将有一个射频模块。射频非常复杂,整个行业掌握的这方面技能也比较有限。我们是射频领域的领跑者,并且在射频IP、设计服务和射频参考模块方面进行了投资,因而我们处于非常有利的地位,能够帮助客户加快产品上市、降低成本和减少风险。提到射频,就想到格芯。”

跟踪IP就绪性

晶圆厂IP和客户工程副总裁John Kent表示,一个芯片设计可能需要20个甚至更多的不同IP。Kent说道:“我们跟踪IP就绪情况,这个词的意思是当客户希望进行设计时,我们是否拥有了所有必需的IP。”就绪性指标是“我们是否能够为客户提供服务的一大关键指标。”Kent说,另外一个重要指标是一次性正确率,目的是确保IP的所有DC参数都是准确的。

他说:“在与新客户合作时,我们的亲身实践经验可以告诉我们:我们在哪些方面是世界一流的,在哪里方面尚待改进。我们作为一个团队面临的最大挑战是,在我们放弃7纳米工艺之后,利用团队在7纳米工艺或其他平台上积累的经验,重新平衡我们的资源。”

Kent表示,其他格芯技术平台吸引了更多关注,包括他们长期重视的PDK(产品开发套件)改进。Kent说:“过去十年内,我们在PDK方面的知识不断积累,我们学会了及时执行。通过这个过程,以及我们的这次战略转变,我们将首要PDK开发重点从FDX和FinFET转移到格芯为客户提供的其他18个系列产品上,从而将PDK资源重新部署到这些技术上。

在22FDX基础IP方面,格芯主要但不完全依赖于Invecas,该公司包括以前的IBM存储器IP团队成员。Kent谈到了Invecas:“他们是一个优秀的团队,提供非常出色的产品。”

Ireland说:“我们的22FDX基础IP来自于Invecas,最近我们还扩展了生态系统,包括来自Synopsys的汽车IP。我们的目的是与多家供应商展开合作。”与Synopsys的协议包括基础IP,以及面向各种汽车应用的模拟和接口IP,包括ADAS、动力总成、5G和雷达。

基础IP可能非常复杂

基础IP(即FIP)的复杂度从简单到中等。多个电压的通用型IO可能涉及多个不同的金属堆栈,其设计可能非常复杂。Kent说:“通常在我们发布库时,FIP内部包括数千个单独的库单元。”

存储器,包括静态RAM、ROM、闪存和更新的MRAM,也属于FIP的一部分,因为它们与I/O相似,都是设计的基础。但存储器IP非常复杂,存在复杂的信号传输问题,需要进行纠错。

所谓的复杂IP通常包括大量的模拟和混合信号内容。32-Gbps SERDES可能具备很多数字模式功能,还有复杂的混合信号,以便支持信号和功率参数。

格芯一直在与Everspin携手共同开发新的IP,支持基于22FDX和FinFET工艺的嵌入式MRAM。Kent表示,MRAM相对于闪存具有诸多优势,包括亚纳秒级的写入时间(而闪存的写入时间则长达数毫秒)和非常强大的防故障能力。Kent说:“我们正在开发新的IP来支持MRAM,具备能够与SRAM相媲美的性能。”

汽车应用是MRAM的主要目标。Kent说:“未来的汽车将采用大量传感器,所有部件必须安全运行。由于集成电路必须在汽车中工作更长时间,比如它应该超过计算机的使用寿命,因此我们正在考虑采用MRAM。”

 

关于作者

Dave Lammers是固态技术特约撰稿人,也是格芯的Foundry Files的特约博客作者。他于20世界80年代早期在美联社东京分社工作期间开始撰写关于半导体行业的文章,彼时该行业正经历快速发展。他于1985年加入E.E. Times,定居东京,在之后的14年内,足迹遍及日本、韩国和台湾。1998年,Dave与他的妻子Mieko以及4个孩子移居奥斯丁,为E.E Times开设德克萨斯办事处。Dave毕业于美国圣母大学,获得密苏里大学新闻学院新闻学硕士学位。

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