Mentor助力中國集成電路發展，看好物聯網邊緣智能芯片大有可為
2018-12-29 12:31:51 EETOP2018年12月19日，在工業和信息化部人才交流中心、南京浦口經濟開發區管理委員會主辦的“芯動力”人才計劃第三屆集成電路產業緊缺人才創新發展高級研修班暨產業促進交流會上，EETOP受邀，有幸對Mentor, A Siemens Business IC設計方案事業部全球晶圓廠負責人陳昇祐老師進行了專訪，他相當看好物聯網邊緣芯片在中國的發展，并分享了將傳感器融合到物聯網邊緣智能器件設計中的精彩內容。
12月21日，中央經濟工作會議明確了2019年經濟工作的7項重點，其中在第二大重點工作中專門提出：“要發揮投資關鍵作用，加快5G商用步伐，加強人工智能、工業互聯網、物聯網等新型基礎設施建設…”。將5G、物聯網等科技領域寫入政府經濟重點工作中，尤其是促進內需重點工作，實屬罕見。
在供給側和需求側的雙重推動下，物聯網在中國，將迎來全面發展的成熟階段。面對新一輪信息科技帶來的機遇，越來越多的傳統企業開始加大部署物聯網，以此驅動產業轉型升級，各界積極入局跑馬圈地，以此搶奪時代制高點，包括今年BAT三大巨頭相繼對內部進行了重大調整，全力向物聯網挺進，預示物聯網黃金時代到來。芯片作為驅動傳統終端升級為物聯網終端的核心元器件之一，得到業界高度重視，從低復雜度到高性能計算控制芯片，從短距離通信到長距離通信芯片，各種類別芯片大量供應商參與的格局已經形成，傳統芯片巨頭也將物聯網作為未來重要發力領域之一。
根據中國半導體行業協會的最新數據，2018年中國IC設計企業的數量已經達到1698家之多，比2017年1380多家又多出300多家。然而，在這些企業中，大多數的營收規模在一億元人民幣以下，規模相對較??；而十大設計企業的規模雖然在增長，但是毛利率并沒有增加。在物聯網芯片領域，中國企業的商機在哪里？
陳昇祐老師認為：“在物聯網數據中心、網關、邊緣三個需求層次中，中國企業在邊緣領域商業機會最大；在網關環節有機會，但相對小；在數據中心環節，機會就更小了?！贝_實，目前全球高端芯片市場幾乎被美、歐等先進企業占領，雖然加速研發國產自主芯片一直是政府、企業、科研院所的重點發展方向，近年來也取得了一定的進步，但高端芯片的發展并不是一朝一夕就能快速實現的。立足當下，聽取市場聲音，找準定位，苦練內功，必有揚眉吐氣的那一天！
物聯網的應用比較碎片化，這類芯片要求高性能，低功耗，設計周期還要縮短。過去，一個芯片從定義到真正走向市場至少需要18個月，而物聯網時代，整個設計周期都將壓縮到極致，可以說，贏得時間就贏得市場。因此，基于物聯網的實際需求，這類芯片，應用的都是比較成熟的工藝，180nm及以下就可以實現。國內的晶圓廠基本全部都能滿足。中國有非常廣闊和復雜的應用需求，結合國內實際情況去做應用研發，然后把芯片做出來，國內設計、國內制造，這些都是可以自己去掌握的。這是國內企業的機會，也是國外企無法去取代的。陳昇祐老師建議中國芯片企業，通過這種方式練好內功，然后再拓展海外市場。
與系統廠商合作，協同發展
對2018年新入局的幾家典型跨界者，比如阿里和格力，他們不僅將發展芯片作為重要戰略之一，而且先后分別投資設立了珠海零邊界集成電路有限公司和平頭哥半導體有限公司，陳昇祐老師對此表示非?？春?。
物聯網時代，物聯網芯片和傳統芯片設計是完全不一樣的，手機、PC都是傳統芯片玩家，像MTK等傳統半導體企業在主導，物聯網是以系統的應用為主導的。而物聯網的應用非常的碎片化，比如物流，最懂智慧物流中物聯網芯片需求的，應該是順豐等物流公司，或者像阿里這樣的電商公司。這些大的系統商，他們更知道物聯網芯片在相應領域的應用需求，需要偵測什么信號、需要傳回什么數據，他們最懂系統的實際需求。這方面的應用開發，不是單一的一個芯片公司就能獨立完成的，它一定是像阿里這樣的公司去牽頭做。反過來，對于阿里或者格力來說，他們也很容易用資金去成立這樣的芯片設計團隊或公司，因為這些物聯網芯片應用的都是比較成熟的工藝，它不需要太多重本的投入，尤其不需要在先進的10nm或者7nm工藝上有投入，且EDA軟件也相對便宜，設計的方法論也相對成熟。
將傳感器融合到物聯網邊緣智能器件設計
物聯網里面涉及到傳感器。中國傳感器產業正處于蓬勃發展的階段，物聯網的應用也多種多樣。在此背景下，如何提升中國傳感器廠商的設計能力就變得越來越重要。陳昇祐老師分享說，他目前看到，國內傳感器的晶圓廠并沒有一個比較好的標準化過程。而通過北美的MEMS資料來看，他們都會有標準化的設計套件。
這套件不光是做文檔，關鍵是可以讓客戶重復使用這樣的文檔加上工藝套件包，用同樣的工藝去做不一樣的器件。它實質上變成一個平臺，不是一個代工的角色，大家去使用它時，國內傳感器的晶圓廠就可以掌握一定的主導權。以IC設計的方法論來說，物聯網的器件，它跟一般IC設計的方法論是不一樣的，包括版圖的驗證、模擬的整合、協同的設計和仿真。例如，創建基于傳感器的物聯網周邊器件會涉及多個設計領域（MEMS、模擬、數字和射頻），因此設計復雜度大大增加。同時，這也對EDA軟件提出了新的功能需求，需要增加機械、熱、射頻、封裝和嵌入式軟件等模塊。這些都是標準的方法論，按照這個方法論去設計，去應用在不同的設計上就可以了。
典型的IoT器件
Mentor是目前三大EDA設計公司，在中國與IC公司有密切合作，為這些公司提供優秀的芯片設計和印刷電路板設計等的工具與服務。陳昇祐老師目前所在的IC設計方案部門，重點側重物聯網的碎片化應用和需求的研究。不是去攻克這些比較先進的工藝，比如10nm或者是7nm的工藝，它是去滿足這些物聯網芯片化的需求。Mentor提供的是一個設計平臺，讓大家使用這個平臺去做設計。Mentor的Tanner IC/MEMS系統軟件，就是Mentor面向MEMS、模擬IC、模擬/混合信號IC等研發的EDA軟件。它可支持單芯片或多芯片技術，即可幫助物聯網周邊器件實現成功的設計和驗證。
陳昇祐老師特別介紹了Mentor在北美的一個成功應用而且量產多年案例，即幫助客戶做比較深化的芯片開發。一個是帶有消化道追蹤系統（內嵌腸道可吸收的傳感器）的藥丸，病人服藥后，該傳感器中的電極通過與胃酸反應獲得電力，配合貼在皮膚上的貼片，將患者服藥信息（如確切的服藥時間、服藥用量）及各項體征信息（如心率、 體溫、呼吸、睡眠等）傳向患者智能手機中的APP，這可以大大減輕由于患者用藥不當帶來的一系列健康問題；另一個例子是盲人重建系統，它是一種微芯片，當被放置在眼球后方時，能使天生具有RP的患者恢復視覺功能。RP是指影響視網膜、引起視網膜功能退化的一種疾病，尤其會對黃斑層中的感光器造成影響。RP患者的感光細胞將逐漸變性，并喪失功能，直至最終導致失明。雖然這種疾病無法治愈，但視網膜神經卻可在一個亮點保留相應的功能。如果能對這些神經進行刺激，某種形式的視力或將得到恢復。目前這些應用在北美都已經有成功的案例。
摩爾定律可能不再能持續下去，尺寸的縮小也變得越來越難以實現。我們只能從其他方面比如仿真、器件優化、版圖優化、封裝優化等進行改善。中國有非常強大的制造能力及專業技術，同時現在不斷加強設計能力。陳昇祐老師表示，Mentor也非常期待能跟中國的芯片企業有更深度的合作，開發出更多對人類發展有特別意義的應用芯片。
Mentor助力中國芯人才培養
此次采訪，完成于“芯動力人才計劃第三屆集成電路產業緊缺人才創新發展高級研修班暨產業促進交流會”期間。為人才發展營造良好的生態環境，是做好人才工作的治本之策。“芯動力”人才計劃猶如一棵大樹，國內乃至國際集成電路的專家、院校及投融資機構等資源附著在其繁茂的枝干上，構建出充滿活力和富含價值的集成電路產業人文生態環境。圍繞南京集成電路主導產業發展需求，截至2018年底，“芯動力”人才計劃已舉辦十數種類型的活動百余次，吸引上百位集成電路產業的國內外專家與全國各地高端人才、集成電路從業人員在南京匯聚一堂，圍繞芯片設計、晶圓制造、芯片測試等不同主題，共同研討集成電路最新技術發展和應用，助推集成電路產業人才供給側改革，著力培育“芯”人才和“芯”動能。
陳昇祐老師代表Mentor，在此次會議上作了精彩的主題演講發言。據介紹，Mentor今年已經連續參加了工信部舉辦的6場技術研討會。除此之外，還和北京大學暑期班，開展了硅光電子的培訓課程；與Arm聯合舉辦了6場巡回技術研討會。此外，還積極參加多家行業機構舉辦的研討會及培訓班。Mentor一貫支持中國集成電路教育事業，長期致力于將國際一流的IC設計工具和設計方法學分享給國內的學生及從業工程師們，配合國家集成電路人才培養做出積極的貢獻。2019年，Mentor將加大與國內芯人才培養機構的合作，推出更多更優質的培訓課程，尤其是將加大實操課程的比重，力爭讓學員們通過培訓，能真正掌握Mentor的設計工具，了解當前先進的設計方法論。
歡迎加入EETOP創芯大講堂
在芯人才的培養上，EETOP也正起步。EETOP成立于2003年，我們的很多早期會員，伴隨著論壇的成長，他們也早在各自的領域，叱咤一方風云。用最優秀的人培養更優秀的人，是我們的理念。為此，2018年11月，EETOP創芯大講堂正式上線。EETOP很愿意為集成電路芯人才的培養上貢獻自己的一點綿薄之力。
在此次交流研討會上，EETOP很榮幸成為首批“芯動力”人才計劃芯動聯盟成員。在與陳昇祐老師的交談中，我們也初步達成了2019年的合作意向。讓我們共同期待2019年EETOP和Mentor聯合推出的實用培訓課程吧!
