终端为何自研芯片？因为原厂离应用永远差最后一公里

作者：刘于苇

EET电子工程专辑原创

纵观全球高端手机厂商，苹果、华为、三星都在自主研发芯片上有着深厚的积累和实力。苹果虽然每年的新款iPhone都被人诟病缺乏创新，但每次的A系列应用处理器(AP)都令人惊艳，自研芯片也令其一直保持着强大的竞争力。三星本身是一家综合型企业，拥有自己的半导体事业部，自研猎户座芯片长期用于自家手机等终端产品。华为更是依靠长期对海思半导体的投入，令采用麒麟芯片的手机铸造了与其他品牌最大差异化和护城河。

近年来，除了小米、OPPO、Vivo等手机厂商争相涌入芯片自研赛道，造车新势力、云服务提供商也纷纷宣布自研芯片。个中原因除了终端厂商希望通过造芯实现差异化竞争，还有一个重要原因是市面上的通用芯片无法做到针对特定品牌、机型和用户群体进行精准优化。

自研芯片看似“内卷”，实则是各大终端应用厂商顺应用户需求进行的精准底层定义和功能创新。在打破终端产品同质化的同时，这波自研浪潮也将推动中国芯片设计行业与应用端更紧密地合作。

在8月25日举办的中国集成电路设计创新大会暨IC应用博览会(ICDIA 2022)上，是德科技大中华区运营总监任彦楠接受了《电子工程专辑》等媒体的采访，就芯片企业和终端企业之间的合作对接、针对应用的芯片设计创新进行了探讨，从一家专业测试测量厂商的角度，任彦楠还对目前终端厂商自研芯片的趋势给出了他们的看法和建议。

中国拥有目前世界上数量最多的芯片设计公司，其中大部分是新创型企业，也不乏开发高端CPU、GPU产品的企业。有很多很好的赛道值得国产企业去积极占领，但要真正实现国产替代，还需要考虑芯片距离实际系统性应用的距离。

是德科技大中华区运营总监任彦楠

“国产芯片在与应用企业的磨合上可以多花一些力气，”任彦楠表示，“这是产品真正从实验室走向IP化、工程化，最终完全实现在性能、指标、功耗各方面满足国产替代需求的关键。”

作为一家陪伴国内IC初创企业走过20多年的测试测量企业，是德科技见证了国内大部分IC设计企业一步步成长壮大，杀出重围的过程。在是德科技看来，能够在市场上获得大量份额的IC设计企业，都是与下游企业能够很好磨合，并在市场上得到主流客户认可的。

作为通用测试设备的头部企业，是德科技的产品链很长，覆盖最大限度多的客户，还要保证满足芯片公司不断新增的测试需求。“可以说，我们是一家非常‘奇葩’的公司，只要有电子信号的地方就有是德科技。只要客户想得到要测的，我们都有一系列的设备，这源于多年的积累。”

这样一家“奇葩”的测试测量设备厂商是怎样帮助国内芯片厂商加速创新的?任彦楠举了两个例子。

第一，当前国内的5G 基带芯片属于大型套片，也是国内发展较快的大型芯片，处于世界领先水平。在基带芯片流片前，需要在仿真验证阶段做层一(L1)到层三(L3)的验证，是德科技的U-clock方案可以帮助国内头部的几家基带厂商芯片提前做验证，在早期就把性能优化，提高芯片流片的成功率。

第二，在与晶圆代工厂(Foundry)的合作上，是德科技不光提供测试测量工具，还拥有数字/模拟EDA工具，例如射频和微波电路设计套件(Pathwave ADS)。最近台积电(TSMC)推出的N6RF是专门为5G、Wi-Fi 6、雷达等芯片射频前端打造的RF CMOS工艺，其编译环境由Synopsys提供。“里面的电磁和射频仿真结合了是德科技的EM电磁仿真和RF器件建模功能，集工艺、建模、仿真为一体，给芯片厂商在工艺前端就打好前站。”任彦楠说到，“作为IC行业的工具性和辅助性企业，我们尽力让大家一上手使用的就是最好的工具，给国内的芯片设计公司、EDA/IP企业和封装测试企业，以及下游的企业铺就一条更宽更平的前进道路。”

当前，国内已经有很多终端的厂商在使用自研芯片，从最早的华为海思，到小米、OPPO和vivo。电动汽车龙头比亚迪也拥有自己的半导体子公司，覆盖车用碳化硅芯片、IGBT模块、车载电源管理IC、传感控制IC等。在这一点上是德科技非常有共鸣，因为是德科技的高端示波器芯片也是自己研发的，甚至芯片的一些生产流程也采用自家EDA工具、生产产线和封装工艺来做。

“提到我们的自研芯片，需要强调的是终端产品对芯片的要求。产品需求和芯片设计紧密结合，一是会大大加速芯片的开发速度，二是能给终端性能带来质的提升。”任彦楠说到，例如是德科技110G高宽示波器需要一颗定制的10bit采样ADC，需求方可以与内部IC设计师保持持续沟通，芯片部门设计出来的就会高度符合需求。但是如果直接采购市面上的通用芯片，其中一些功能可能是不需要的，另一些功能却缺失了，“对于IC设计公司来说，离最后产品应用永远只差最后一公里”。

这是一个真实的例子，是德科技自研的ADC具备110GHz实时带宽，256GS/s采样率，可以说是全球最好的ADC之一。当前国内模拟IC公司也能做出带宽几个GHz的ADC，但面对的普遍问题是产品出来了，找不到最合适的应用。而在另一边，做示波器的厂商在规划自己从中低端到高端产品时，也找不到合适的ADC芯片，“从芯片研发，一直到最终产品应用，这中间的路可能有1万步国内芯片企业都在思考怎么走。”任彦楠说到，“芯片不是一种最终产品，不论是用在手机、各种移动终端等消费类电子上，还是雷达、卫星以及其他工业领域，它的最终归宿都是终端产品，所以在最终产品上实现迭代才是真正要走的路。”

另外，酒香也怕巷子深。国产芯片公司要学会如何推广自己，很多时候下游终端厂商都不知道有这个品牌芯片的话，就更谈不不上使用了。任彦楠表示，“这里可以借助专业媒体的力量铺路搭桥，把芯片厂商和终端厂商连接起来，如此一来双方的创新都可以被加速”。

对于国内终端厂商是自研芯片的潮流，从是德科技的角度来看，这件事能够保证最终产品核心技术的自主性、可控性和性能点上的突破，这三点具有不可替代的优势。是德科技的测试测量仪器也是最终产品，但同时又有一套自研芯片，多年来已经形成一套非常成熟的打法，任彦楠也和大家分享了一些心得体会。

首先，她认为不能盲目地追求一定要自研芯片，要考虑公司本质是技术驱动还是成本驱动。如果在技术上自我突破，但市面上的商用芯片性能或工艺不能帮助达到目标，就要考虑自研芯片，“例如开发高精尖仪器，市面上没有符合要求的芯片，自研芯片如果能一下就把仪器性能从几十GHz拉到100GHz以上，就可以成为自研的理由之一。”

第二，卡脖子的情况。在这类情况下购买渠道被卡死了，就必须自己做。但并不是所有芯片都需要自己做，要选择最难突破或者最需要定制化的环节，即使是德科技这样做测试测量器的厂商，也只是在高频射频前端和模拟数字转换两个最难突破的地方需要芯片设计、特殊工艺制造及封装定制化。“但是到中频以下，市面上就有很多可以选择的商用芯片，这类芯片我们就不会自研。因为自研芯片投入巨大，要靠终端销量平摊成本，如果平摊成本后的终端过于昂贵卖不出去，也失去了自研的价值。”

芯片本身是高投入、高成本、回报周期非常长的行业，必须不断赚钱把它养大。所以终端厂商自研芯片最大的好处是，最终产品的迭代可以持续推动芯片的迭代，而且从财务上，最终产品的营收又可以反哺芯片研发的投入。

最后任彦楠总结道，无论什么样的终端产品，行业领导企业如果想保持技术先进性，就要非常注重芯片的投入。如果企业的战略定位处在追求更优性价比的市场上，那么不用赶潮流追求自研芯片，将迭代的机会更多地留给广大IC厂商。大家互相迭代，产业链才能活跃起来，拉动整个产业链的成长。