淡出ASIC开发,OEM重新青睐ASSP

一场向标准产品转变的研发风暴正逐步在系统OEM厂商中蔓延。业内人士指出,越来越多的设计团队选择不设计自己的系统级芯片(SoC),即使他们是工作在某些财大气粗的跨国公司中。相反,他们选择与能以现成器件满足他们需求的标准产品供应商合作。

有时,这些退出ASIC开发的举动看上去像是对客户定制SoC的背叛。有时,这似乎是直接倒退回大规模集成电路(LSI)一统天下的时代。但这个趋势已经开始重塑半导体工业。

iSuppli公司首席分析师Jordan Selburn最近发表的一份报告使这种趋势成为业界关注的焦点。在他的文章中,Selburn预测,标准产品将重新杀回传统上已经被SoC设计占领的市场。业内人士就此展开的讨论也支持Selburn的发现。

“我们绝对看到,业界正在从ASIC设计撤离。”PalmChip公司总裁兼CEO Jauher Zaidi表示,“过去找我们要IP的客户现在说:‘看,你有IP,也有芯片设计经验,而且你一直在积累应用的专业知识。你能不能直接为我们创建一块芯片？’”

“我们甚至看到,一些OEM在项目的中期终止了设计,转而购买现成芯片,”他说。

“我不会说这已经形成一个统一模式,”瑞萨科技公司系统解决方案总监Anand Ramamoorthy表示,“在欧洲,我们看到客户非常偏爱现成产品以及只有适度集成的产品。他们希望当新技术变得可行时,他们有能力替换设计中的特定功能块。在日本,OEM仍然非常执著于SoC 方法。在美国,趋势不是那么明显:那里有开发单芯片解决方案的传统,但现在OEM不愿意嵌入正在变化的东西。”

“以GPS基带为例,”Ramamoorthy说,“目前,在汽车远程信息处理应用中,把GPS基带逻辑嵌入到SoC中可能可以帮你在系统级节省20美元。但最近,在这块电路上涌现出一系列新的特性。如果你正处于SoC开发的中期,那么你将无法添加这些功能。”

即使传统的标准产品供应商也看到了变化。“已经从事SoC开发多年的OEM正在审视他们的工艺,并发现他们已经不能再证明这种做法是合算的,”夏普微电子公司高级IC行销总监Christophe Chene表示,“NRE费用变得非常庞大。但更关键的是,在许多应用中,新功能何时被集成到上市产品中比硬件的单位成本、性能甚至功耗都重要得多。”ALT="图1:SH-4A内核并不用于SoC设计">

Chene表示,近几年,类似ARM这样现成的工业标准处理器的计算能力已经改变了半导体工业的前景。几年前,为了以新颖的硬件来差异化他们的最终产品,OEM可能会启动一个SoC开发项目；如今,终端用户可见的大部分功能是由软件实现的。标准CPU有足够快的速度处理大多数任务,而硬件仅以特殊的内部循环来辅助CPU。所以,OEM的战略已经变成寻找一种足够强大且便宜的标准平台,然后通过编写新软件来创造新产品。

Chene列举了一个案例:“Fisher-Price公司通常为其交互式媒体玩具产品线开发自己的定制芯片。但儿童对多媒体功能的需求变化之快已经超出他们的硬件开发速度。他们只好向外部寻找现成的解决方案。当然,他们必须支付额外的硬件成本。但现在,他们拥有他们所需的性能,并在市场上保持领先。他们再也不会回头开发自己的SoC了。”

在这次转变中,另一个关键问题是终端市场的日益细分化,Chene说。电子行业表面上是一个巨大的全球市场,但其实因为不同的特性集、细小的价格差异甚至地区偏好而分成不同的细化市场。“过去产品出货量数以百万计的消费电子巨头现在可能仍在付运相同数量的产品,但每种型号可能只有几十万台,”Chene指出,“在这种情况下,你无法分摊SoC的开发成本。”

无论出于什么原因,内在的变化也在改变OEM的能力。“我们看到,即使大型OEM也开始向从事市场运作和销售的公司转变,而不再是芯片开发商,”PalmChip的Zaidi表示,“在衰退期间,各家公司不得不削减他们的工程力量,而且现在他们的预算仍非常吃紧。因此,他们并不急于投资以重建曾经放弃的芯片设计部门。”

客户的观念转变也导致半导体工业发生显著变化。例证之一是瑞萨推出其最新的CPU旗舰产品——SH-4A内核。该400 MHz内核采用130纳米工艺制造,扩展了流水线,扩大了缓存并增加了指令。显然,它是瑞萨在汽车信息娱乐和远程信息处理市场的一个重要竞争工具。但瑞萨并没有打算将该内核嵌入到正在销售的高集成度SoC中,相反,瑞萨决定将这个新内核打造成一款相对通用的CPU,只带有通用外设。

“这款特殊芯片是与欧洲一家顶级OEM合作定义的,”Ramamoorthy透露道,“为了让该内核成为一款微处理器,而不是被嵌入到SoC内,他们有意识地放弃了某些性能和效率。这样,它可以支持他们架构的模块性,而这是他们能快速响应市场变化的关键。”

PalmChip发生了更彻底的改变。它已经决定成为一家无晶圆厂半导体公司,并发布了一款瞄准无线连接大容量存储设备的专用标准产品(ASSP)。

“在特定应用领域,硬件正变得相当通用,”Zaidi说,“OEM之间的区别在于他们采用的接口和软件,而不是底层硬件平台。”

在这种环境下,PalmChip发现,其IP客户对硬件的需求正迅速融合,以至于他们的SoC都需要几乎相同的模块。虽然这些IP用户拥有数十年的芯片设计经验,但当他们有机会买到接近于他们设计的现成芯片时,大多都会趋之若骛。

这为IP供应商创造了一个全新的空间。新的竞争法则是对整个应用拥有足够的洞察力,这样你才能看到有价值的硬件配置。然后,你整合这些信息,并从中提取出一个能满足足够多应用需求的最小模块集。一旦完成了这些工作,你就能从IP供应商摇身变成IC供应商。

当然,这并不容易,因为半导体公司必须负担SoC开发的全部费用。

“我们在许多方面是幸运的。”Zaidi表示,“PalmChip拥有足够的资金,一部分来自风险投资,一部分来自自己的运营收入。而且,我们已经具备与IP客户合作项目的经验。因此,我们具有重要的SoC设计经验,并能就重要应用与合作伙伴结成联盟。此外,我们目睹了合作伙伴的所有失误。这对我们开发一次成功的芯片很有帮助。”

新战略要求将合适的IP、SoC设计技巧和应用知识整合在一起。战术方法是找到一条途径以单芯片来满足一个特定领域内大多数用户的需求,而且要像OEM开发自己的设计一样尽早切入该领域；然后随着出货量上升逐步降低成本,以阻止试图进入该领域的后来者。

实际上,赢家将能够从利润越来越薄的供应链中获利。输家很可能是ASIC供应商、IP供应商和服务于独立SoC设计团队的EDA公司。这将是一次痛苦的重组。

作者:张国勇