芯片设计研发:揭开光鲜行业背后的真实研发细节
上个月跟一个做数字IC设计的老友吃火锅,他连灌三瓶冰啤酒,撸起袖子露出胳膊上一片红疹子,说刚从封闭开发的酒店出来,半个月没睡过超过四个小时的整觉。
外人提起芯片设计研发,总觉得是天才扎堆、拿着高薪改变世界的高端活儿,哪知道大多数时候,都是在跟看不见的Bug死磕。
芯片设计后端PR时序违例报告界面
什么概念?就好比你写完一本几十万字的小说,最后校对发现最后一页少了一个标点,可这个标点偏偏影响了整段的断句,你得重新调整全书的字号、页边距,搞不好还要动前面十几页的排版。芯片流片一次多少钱?大几百万,上千万。错一次,半年的进度就没了。很多小团队拿的是天使轮的钱,错一次直接撑不下去,只能解散走人。
网上天天有人喊“造芯片有什么难”,让他来熬三个通宵改Bug试试。说实话,绝大多数芯片设计研发的成果,都是一个Bug一个Bug改出来的,不是什么天才一拍脑袋就能灵光乍现搞出来的。
芯片设计EDA工具DRC校验结果界面
不过话说回来,这两年国内EDA的进步真的挺让人惊喜的。不少做模拟芯片EDA的厂商,已经能做到100%覆盖模拟芯片全设计流程了,价格还只有海外三大厂的一半不到,很多中小设计公司已经开始批量替换,这点真的挺提气的。但也不能瞎吹,先进数字芯片的全流程EDA,我们还差得远,得一步一步熬,急不来。
别只挤先进制程独木桥,成熟工艺芯片设计才是当下顶梁柱
打开新闻,全是3nm、5nm的消息,搞得很多人觉得芯片设计研发就得冲最先进的制程,不然就是落后。其实根本不是这么回事。
国内现在每年投产的芯片项目,八成以上都是28nm及以上的成熟制程,尤其是车规、工业控制、光伏风电这些领域,对成熟制程国产芯片的需求大得吓人,缺口一直填不上。成熟制程的芯片设计,不是你会画电路图就能做的。拿车规芯片来说,要过AEC-Q100认证,得保证在-40℃到125℃的环境下稳定工作十年,设计的时候就要预留足够的容错空间,加冗余模块,还要跟晶圆厂一起调整工艺参数,一点一滴磨,一点都不比做先进制程轻松。
就说现在新能源汽车上用的IGBT功率芯片,前几年几乎都是海外厂商垄断,这两年不少国内设计公司啃下来了,1200V的IGBT芯片,可靠性不输进口货,价格还低两成,现在装车量一年比一年高,实实在在解决了卡脖子问题,这不比天天喊着冲3nm实用?
之前很多资本热的时候,就盯着先进制程的项目,一听说你做成熟制程就觉得没想象空间,不给投。其实完全错了,芯片设计研发,能解决真实市场需求的,就是好项目。现在行业挤泡沫,不少蹭风口赚快钱的公司都退场了,剩下的都是真刀真枪做研发的。我知道好几个做工业MCU的团队,之前不声不响,去年出货量破了千万颗,活得比很多冲先进制程的公司滋润多了。
这年头,少点炒概念,多改两个Bug,比什么都强。芯片设计研发哪有什么一蹴而就的奇迹,就是一个人一个坑、一个Bug一个解法,慢慢熬出来的。路还长,我们慢慢走。
流片前最后三天,九成团队都在改收尾的Bug
很多外行人印象里,芯片设计就是画好电路图,扔给EDA工具跑一跑,就能送晶圆厂流片了。哪有这么简单。 你做一款面向中端消费电子的7nm芯片,几千万门逻辑勾连在一起,前端改一个时钟约束,后端整个布局布线都得重新跑,动不动就是几十个小时的等待,等结果出来还要一行一行翻日志找问题。去年听圈内朋友说,国内某二线芯片设计厂商,临流片前三天才发现,某个低功耗模块做过PR之后出现了隐藏的时序违例,一开始以为是EDA工具计算出错,整个团队拉着警戒线熬了三个通宵,最后发现是后端工程师改网表的时候,不小心删了一行寄生参数的约束条件。
芯片设计后端PR时序违例报告界面
什么概念?就好比你写完一本几十万字的小说,最后校对发现最后一页少了一个标点,可这个标点偏偏影响了整段的断句,你得重新调整全书的字号、页边距,搞不好还要动前面十几页的排版。芯片流片一次多少钱?大几百万,上千万。错一次,半年的进度就没了。很多小团队拿的是天使轮的钱,错一次直接撑不下去,只能解散走人。
网上天天有人喊“造芯片有什么难”,让他来熬三个通宵改Bug试试。说实话,绝大多数芯片设计研发的成果,都是一个Bug一个Bug改出来的,不是什么天才一拍脑袋就能灵光乍现搞出来的。
EDA工具不是万能魔法棒,卡脖子的疼搞研发的都懂
这些年大家都知道EDA是芯片设计研发的核心卡脖子环节,可大部分人不知道,到底疼在哪里。 做先进工艺的芯片设计,全流程绕不开海外三大厂的工具,不是说国内完全做不出EDA,而是你做7nm以下的先进制程,晶圆厂提供的PDK工艺库,只有三大厂的工具能完整适配支持。你用国内工具做前端仿真没问题,到了后端布局布线,跑DRC/LVS校验的时候,动辄出来几千个误报,你查一个误报就要花两三天,耽误项目进度就是烧投资人的钱,换你你敢赌吗? 前阵子参观过一家做车规芯片的国内初创公司,他们为了降低对海外工具的依赖,用了混合方案:前端设计用国内成熟的EDA工具,后端关键校验步骤用海外工具的授权,光是每年的EDA工具租赁成本,就占到了整体研发投入的30%以上,这个成本放在小公司身上,真的挺吓人。
芯片设计EDA工具DRC校验结果界面
不过话说回来,这两年国内EDA的进步真的挺让人惊喜的。不少做模拟芯片EDA的厂商,已经能做到100%覆盖模拟芯片全设计流程了,价格还只有海外三大厂的一半不到,很多中小设计公司已经开始批量替换,这点真的挺提气的。但也不能瞎吹,先进数字芯片的全流程EDA,我们还差得远,得一步一步熬,急不来。
别只挤先进制程独木桥,成熟工艺芯片设计才是当下顶梁柱
别只挤先进制程独木桥,成熟工艺芯片设计才是当下顶梁柱
打开新闻,全是3nm、5nm的消息,搞得很多人觉得芯片设计研发就得冲最先进的制程,不然就是落后。其实根本不是这么回事。
国内现在每年投产的芯片项目,八成以上都是28nm及以上的成熟制程,尤其是车规、工业控制、光伏风电这些领域,对成熟制程国产芯片的需求大得吓人,缺口一直填不上。成熟制程的芯片设计,不是你会画电路图就能做的。拿车规芯片来说,要过AEC-Q100认证,得保证在-40℃到125℃的环境下稳定工作十年,设计的时候就要预留足够的容错空间,加冗余模块,还要跟晶圆厂一起调整工艺参数,一点一滴磨,一点都不比做先进制程轻松。
就说现在新能源汽车上用的IGBT功率芯片,前几年几乎都是海外厂商垄断,这两年不少国内设计公司啃下来了,1200V的IGBT芯片,可靠性不输进口货,价格还低两成,现在装车量一年比一年高,实实在在解决了卡脖子问题,这不比天天喊着冲3nm实用?
之前很多资本热的时候,就盯着先进制程的项目,一听说你做成熟制程就觉得没想象空间,不给投。其实完全错了,芯片设计研发,能解决真实市场需求的,就是好项目。现在行业挤泡沫,不少蹭风口赚快钱的公司都退场了,剩下的都是真刀真枪做研发的。我知道好几个做工业MCU的团队,之前不声不响,去年出货量破了千万颗,活得比很多冲先进制程的公司滋润多了。
这年头,少点炒概念,多改两个Bug,比什么都强。芯片设计研发哪有什么一蹴而就的奇迹,就是一个人一个坑、一个Bug一个解法,慢慢熬出来的。路还长,我们慢慢走。