IC業(yè)在拐點(diǎn)生存

摘要： 分析了IC業(yè)的眾多特點(diǎn)，例如從90nm向65nm、45nm、32nm、22nm等拐點(diǎn)演進(jìn)的困難，以及ESL、DFM拐點(diǎn)，制造是設(shè)計(jì)的拐點(diǎn)，FPGA與ASIC之間的拐點(diǎn)等熱門問題。

關(guān)鍵詞： EDA；65nm；45nm；22nm；光刻

　　在IC(集成電路)發(fā)展過(guò)程中，出現(xiàn)了多個(gè)拐點(diǎn)。不過(guò)，我們必須在每個(gè)拐點(diǎn)中生存下去。拐點(diǎn)其實(shí)是一個(gè)最大的機(jī)會(huì)。每當(dāng)處在一個(gè)拐點(diǎn)時(shí)，如果你能把它同創(chuàng)新結(jié)合起來(lái)，你就有機(jī)會(huì)獲得更大的成功。作為一家技術(shù)公司，其實(shí)是為尋找拐點(diǎn)而生，并利用這個(gè)拐點(diǎn)來(lái)超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。在拐點(diǎn)時(shí)，會(huì)有許多有趣的事情發(fā)生，小公司變成大公司，或者大公司變得比它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更大... ...

　　在美國(guó)舊金山舉辦的“2008電子高峰論壇”期間，有“在拐點(diǎn)生存”的小型研討會(huì)，以及部分EDA/服務(wù)公司的主題演講。從中可窺見部分EDA領(lǐng)導(dǎo)廠商和IC制造商對(duì)技術(shù)演進(jìn)的看法。

從左至右來(lái)自：GarySmithEDA公司，Synplicity公司，Chartered公司，
Mentor公司，Cadence公司

ESL和DFM使RTL出局

　　GarySmithEDA市場(chǎng)咨詢公司的董事會(huì)主席Mary Orson認(rèn)為，ESL(電子系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì))和可制造設(shè)計(jì)(DFM)正在逐步將RTL(寄存器輸出級(jí))供應(yīng)商擠出市場(chǎng)。

　　DFM是否會(huì)對(duì)IC-CAD領(lǐng)域進(jìn)行一場(chǎng)革命？如何面對(duì)設(shè)計(jì)成本不斷增加的挑戰(zhàn)，以及IC-CAD變得越來(lái)越復(fù)雜的問題？我們從具有9百萬(wàn)門的130nm IC設(shè)計(jì)正過(guò)渡到具有1300萬(wàn)門的65nm設(shè)計(jì)。130nm IC的設(shè)計(jì)成本在920萬(wàn)美元左右，而65nm 的設(shè)計(jì)成本則高達(dá)4620萬(wàn)美元，其中近2/3的費(fèi)用為軟件設(shè)計(jì)成本。
　　
拐點(diǎn)挑戰(zhàn)之一：處理器和算法斷層

　　Synplicity公司CEO Gary Meyers和市場(chǎng)行銷副總裁Andrew Haines認(rèn)為，IC設(shè)計(jì)業(yè)目前存在有兩個(gè)拐點(diǎn)，一個(gè)是在ESL中的；一個(gè)是在DFM中的。它們?cè)谠O(shè)計(jì)中處于兩個(gè)極端，一個(gè)在設(shè)計(jì)的始端，一個(gè)在設(shè)計(jì)的末端。

Gary Meyers
Synplicity的CEO

　　ESL總的來(lái)說(shuō)是一個(gè)設(shè)計(jì)流程，它處在高于RTL的層面中。在ESL背后存在著一個(gè)設(shè)計(jì)者需要妥善處理的問題，那就是算法的復(fù)雜性。算法的復(fù)雜性在逐年增加。它反映在許多方面，例如在消費(fèi)類電子、醫(yī)療儀器、無(wú)線等器件中大量使用的DSP。

　　另一方面，處理器復(fù)雜性的增加相對(duì)于算法的則緩慢得多。這形成了一個(gè)斷層。處理器的復(fù)雜性代表了處理器的性能。處理器越復(fù)雜，其功能也就越多。處理器時(shí)鐘頻率的增加比其復(fù)雜性的增加要緩慢得多。這在處理器的性能與算法的復(fù)雜性之間造成了一個(gè)更大的斷層。這是一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象。

　　Synplicity在FPGA綜合領(lǐng)域處于領(lǐng)導(dǎo)地位。無(wú)線是FPGA應(yīng)用最成功的領(lǐng)域之一，這全歸功于那個(gè)斷層的存在。要做到這一切，就要攻克其算法的復(fù)雜性。不僅在這一個(gè)方面，另外還要設(shè)計(jì)很多多處理器，以及像eSilicon所擁有的可擴(kuò)展的處理器生產(chǎn)線。這是一個(gè)廣泛存在的問題。在許多地方都存在的算法的復(fù)雜性使軟件和硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性都在增加。有很多證據(jù)都說(shuō)明了軟件的復(fù)雜性。例如一位剛從中國(guó)回來(lái)的朋友說(shuō)，他參觀了一些設(shè)計(jì)公司，他們雇傭的工程師中有2/3是軟件工程師。這是SoC行業(yè)的典型模式。在SoC中有很多程序，你要寫很多軟件。一家大型設(shè)計(jì)公司在芯片做好后，還需要一年多的時(shí)間才能完成軟件的制作，這是一件不幸的事。

　　具體地說(shuō)，軟件的復(fù)雜性產(chǎn)生了許多問題，那是改善驗(yàn)證所需要的，如虛擬平臺(tái)在其產(chǎn)生之后已被許多公司采用；多基(multi-based)設(shè)計(jì)被用來(lái)做許多事。更具體地看，Synplicity為ASIC的驗(yàn)證生產(chǎn)帶有FPGA的原型機(jī)。有趣的是，絕大多數(shù)客戶用它做軟件驗(yàn)證而不是硬件驗(yàn)證。硬件驗(yàn)證有許多種方式。一般說(shuō)來(lái)，在原型機(jī)上可以驗(yàn)證一些硬件問題。但它被使用的主要原因還是調(diào)試軟件。此原型機(jī)的運(yùn)行速度在30~80MHz，可以運(yùn)行再應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)、全套的應(yīng)用程序等，你還可以運(yùn)行許多調(diào)試程序。一位工程師說(shuō)他剛完成了第一個(gè)原型機(jī)設(shè)計(jì)，而且他打算終生都做這樣的設(shè)計(jì)。因?yàn)樵谀切┬酒杏刑嗟能浖枰眠@種方式來(lái)驗(yàn)證。這就是對(duì)算法的復(fù)雜性在當(dāng)今設(shè)計(jì)市場(chǎng)中所產(chǎn)生的影響的一個(gè)展望。