寻路国产芯片之“魂”:解读芯原股份和中兴通讯的芯片之路

2021-05-29 09:00:19 作者:ζ莣天莣地吥莣鉨υ   阅读:263 次  点赞:24 次  鄙视:23 次  收藏:0 次  由 igameclub.net 收集整理
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  原标题:寻路国产芯片之“魂”

  芯原的业务发展,是从“烧砖块”的标准单元库开始,到提供“厨房或卫生间”等功能模块——半导体IP授权,再延伸到“造房子”——也即芯片设计服务的过程。

  编者按

  2021年是“十四五”开局之年,正值建党100周年,也是强国战略、自主创新战略的关键一年。

  世界纷繁变化,难挡中国复兴强大。在这样的历史重大变革期、机遇期,21世纪经济报道独家策划推出贯穿全年专题《通往伟大之路:大国创新100强》系列报道,通过筛选、报道全国战略行业重点企业和优秀企业家,为中国不断攀登新高峰的壮丽征程助力。

  本期推出的是芯原股份和中兴通讯专访,敬请关注。

  在半导体行业,越往上游走,厂商数量就越少。而中国企业在上游领域的身影目前来看并不算多。

  据第三方机构IPnest统计,2020年全球前十名(按销售收入计算)的半导体IP授权服务提供商中,来自中国大陆的企业只有芯原股份(688521.SH)一家,位列全球第七,已于2020年在科创板上市。

  芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民将公司的业务发展历程形容为“盖房子”的过程。芯原的业务发展,是从“烧砖块”的标准单元库开始,到提供“厨房或卫生间”等功能模块——半导体IP授权,再延伸到“造房子”——也即芯片设计服务的过程。

  “如果说30年前台积电通过制造代工的方式,解决了Capex(固定成本)问题,造就了一批Fabless(芯片设计)公司;我们在今天解决的就是Opex(运营成本)问题,通过打造‘轻设计’模式,可以让芯片设计类公司的设计工作更加轻量化。”戴伟民向21世纪经济报道记者解释道,芯原的目标,是要引领下一个轻设计时代。

  建好房子,芯原的下一步是“软装”。2020年公司新成立了系统平台解决方案事业部,以此拥抱这个软件定义一切的时代。

  不过,戴伟民向记者强调,芯原的模式不会涉及具体产品。目前,公司的IP授权类业务和量产业务已经逐步显现出规模效应,其他业务也将很快走向具备规模效应的发展阶段。

  从“烧砖块”到“建房子”

  提到半导体IP授权,知名度较大的可能是Arm公司。IPnest统计显示,2020年Arm在IP公司中的市场份额达到41%,位居第一。

  “Arm的成功证明了IP芯片公司的商业模式可行。”戴伟民向记者分析。不过,芯原没有采取与Arm完全一致的发展路线,而是选择了半导体IP授权和芯片设计两条业务线并行的发展模式。走到今天,随着半导体设计的愈发复杂化,芯片设计类业务对于芯原的业绩贡献正日益壮大。

  这让芯原在一众IP授权类公司中也有所不同。戴伟民介绍道,芯原选择IP和芯片设计两条业务线并行,是为了顺应行业需求,促进企业的长期发展。

  “假如把芯片设计比作盖房子,那么我们从基本单元库做起,也就是相当于从烧砖块开始,然后逐步发展到做IP,类似于造厨房、客厅,再到盖房子。假如没有砖块,没有厨房、客厅,就无法盖房子。所以我们选择的这条路是顺着行业需求发展而来。”他指出,当公司发展到一定阶段时,发现IP授权和一站式芯片定制业务二者有很强的协同效应。“因为有时候客户除了要厨房和客厅,还希望我们帮忙把房子也盖了。两种业务的客户可以互相转化。”

  在当下,这种融合的需求愈发明显。戴伟民向21世纪经济报道记者举例,短视频是近些年兴起的赛道之一,很多服务提供商/运营商希望自己完成芯片设计方案,而非采用传统的通用解决方案。但视频处理、编解码设计难度很高,具有很大的设计挑战。在客户需求推动下,芯原参与了客户的芯片设计环节,提供完整的解决方案给客户。

  “不是我们什么都布局,而往往是因为客户需要一个整体的解决方案,缺了一部分就会使效果不够好。”他解释道。这好比即便只卖厨房,但整个房子也需要完整的生态才能达到更好的用户体验。芯原从提供IP到提供芯片定制服务,再到提供完整的系统解决方案,也是顺势而为。

  两种业务的协同效应已经十分明显。据戴伟民介绍,2020年,多项业务协同带来的收入占公司总体业绩的约2/3,单一业务带来的收入仅占约1/3。

  “差别在于,我们在研究用IP做芯片的同时还在研究IP,可能看事情会更全面一些。这也可以促进公司研发成果的价值最大化。”他向记者续称。

  这种模式被称为芯片设计平台即服务(Silicon Platform as a Service,简称为SiPaaS)。与传统的芯片设计服务公司经营模式不同,芯原自主拥有的各类处理器IP、数模混合IP和射频IP是SiPaaS模式的核心。

  “这种模式的优势是,交货后不需要销售,不需要去现场支持,更没有库存。可以服务各行各业。”戴伟民总结道。

  延伸产业链

  真正让芯原从不那么为人所知,到突然被熟知,是来自于其在成立后的第三年就开始了收并购动作,这也是支撑其能够部署到更全面产业环节的其中一个原因。

  “创新包括自主创新和引进-消化-吸收-再创新两种,但世界上没有那么多原创,有时候要站在巨人的肩膀上,所以并购很重要。”戴伟民向记者表示。

  这些收并购背后,既有基于半导体行业发展的率先部署,也有对国内产业生态需求的考虑。

  2001年成立的芯原,在2004并购众华电子,借此开始具备一站式芯片定制服务能力;2006年芯原再度并购LSI Logic公司的ZSP部门,借此新增DSP(数字信号处理)领域的IP,则是接下了为国内通信设备商提供基带芯片支持的核心一环。

  戴伟民告诉记者,考虑收购众华电子,是因为当时该公司是大陆市场第一家做SoC的公司,“我们后来完成从IP授权到芯片设计的能力升级,这个团队起到了很大的作用。而且直到现在,该原始团队的主要人员都还留在芯原。”

  而在那个阶段,本土市场还没有完全意识到介入SoC环节的重要性,让芯原得以用相对优势的价格获取了众华的能力。

  对ZSP部门的收购则是考虑到LSI Logic公司在彼时的业务核心是数字信号处理器,这是五大数字IP中,除了CPU和GPU之外很大的市场所在。且国内头部通信设备商都需要用到LSI Logic公司的这些能力,但ZSP部门却因为战略调整需要被出售,引来产业界关注。

  “对ZSP部门的收购,也对我们从做砖块升级到做厨房起到重要作用。”戴伟民分析,彼时的竞争十分激烈,在投资人的支持下,芯原成功拿下了这部分业务,也由此引发了后续更多国际投资机构对芯原的关注。

  “这并不意味着公司一味地考虑做大,而是跟公司自身能力需要不断升级有关。”戴伟民解释道,“走到今天,公司选择成立新的业务部门(系统平台解决方案事业部),也是基于同样的逻辑考虑。”

  “今天是软件定义一切的时代,软件可以定义芯片、定义架构等。那么盖完房子后要做软装也即软件,就是很自然的过程。”戴伟民分析道,做IP一定需要软件服务,芯片设计厂商直接介入软件层面的较少。但如果IP授权公司与系统公司、云公司没有共同语言,就无法推进工作。

  这从公司客户构成也可见一斑。据介绍,2020年芯原的下游客户中,有1/3来自系统厂商、互联网公司和云服务提供商,而非芯片设计类公司,且前者的体量还在不断成长,这都意味着对于公司的软件能力要求越来越高。

  “行业核心竞争力在变,现在的竞争力可能集中在软件和架构。这是为什么芯片公司开始从下游往上游走的原因。下游产业如互联网公司的需求也在变化,从使用第三方通用芯片到自己定制芯片,那么芯原的角色也在发生相应的变化。”戴伟民告诉21世纪经济报道记者,一旦成为需要定制芯片的下游系统类厂商的合作方,将可以获得更强的客户黏性。芯原需要与下游的产业环节更紧密联结,比如从芯片公司到系统公司、互联网和短视频公司层面;同时互联网类公司愈发需要上游的定制化服务。这就是芯原看到行业格局出现巨大变化,而选择不断延伸产业链能力的原因。

  向Chiplet探索

  随着半导体制程的日益精进,摩尔定律也逐渐走向了无法继续支撑原有迭代速度的阶段。要解决由此带来的制程难题,是所有产业链公司都在思考的下一步方向。

  Chiplet(芯粒)因此成为各产业链环节突破的着力点。戴伟民分析道,其实所有架构发展到一定阶段都会面临发展瓶颈。原因是一些传统的元器件没有落伍,但另一些对制程要求较高的元器件成本日益高涨。那么是否可以不再要求所有元器件都采用一个制程来搭配?

  业内认为,AMD在制程上之所以能够快速追赶上英特尔的步伐,一定程度上就是因为前者率先实现了Chiplet的落地。

  “当原本做大芯片的人开始提倡做小芯片,这是一个很重要的信号,类似一个预演。我们发现可以把比如12nm、5nm等采用不同制程的芯片裸片封装集成为一颗芯片,例如将GPU、CPU等采用5nm制程工艺来生产制造,其他部分采用12nm制程,然后封装在一起,这种Chiplet的实现对产业提供了一种新的发展思路。”戴伟民解释道。

  他多次强调,Chiplet可以帮助下游电子产业链更高效地迭代。举例来说,汽车电子考虑到有车规认证等门槛,并不希望每年对元器件进行更换,那么当有功能需要增加迭代时,采用Chiplet的方式可以更加灵活进行增减配置。

  尤其对整个中国大陆半导体产业来说,推广Chiplet应用将大有裨益。在当前,中国大陆产业链尚不能采用最先进的制程工艺,但封装产业环节的技术能力与主流梯队相近时,Chiplet也将更好地推动国内半导体产业的演进。

  “Chiplet已经证明可以做,并不是很难。推广没有很快,是因为Chiplet需要统一的接口标准。不同的Chiplet之间对接需要时间,但这不是技术难题。正因为如今这一发展趋势已经成为行业共识,因此芯原已经开始投入Chiplet的布局。”戴伟民指出。

  戴伟民告诉21世纪经济报道记者,整体来看,芯原的部分业务已经显现出规模效应,公司2020年全年营收达15.06亿元,这其中,知识产权授权使用费收入增幅达46.94%;芯片量产业务收入的增幅也达到了22.49%。

  “这几年随着能力提高、芯原的业务走向先进工艺、大客户的占比有所提升,应该说,产品的量产改善情况会更好,可以预见到量产部分业务会成长较快。”他强调,芯片一站式服务业务的毛利率看上去低,但因为芯原在提供一站式芯片定制服务的过程中,前期受客户委托进行芯片设计,可获取相应收入覆盖芯片设计成本,后期按照客户订单数量完成量产阶段的生产管理工作,不直接面对产品终端市场,无需销售芯片成品,也没有库存风险,更不需要提供终端技术支持,因此,芯原的芯片量产服务产生的毛利能更大程度上贡献于净利润。当芯片量产服务规模不断增长时,更能体现芯原经营模式的规模化优势。所以,不必担心芯原是否一定单纯依靠高毛利的IP授权业务,才算健康地成长。

  当平台公司发展到一定阶段,就需要开始比拼规模效应,效应显现之后,竞争壁垒提高、成本降低,后进入者就很难再能够与之竞争。而芯原已经走在了这一阶段的道路上。

  (作者:骆轶琪 编辑:张伟贤)

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