一站式芯片设计和供应链平台,如何助力芯片公司实现降本增效?

芯智讯

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2022-01-11 02:52

在12月22日于无锡举办的中国集成电路设计业2021年会(ICCAD 2021)高峰论坛上,摩尔精英董事长兼CEO张竞扬发表了一站式芯片设计和供应链平台,助力芯片公司实现降本增效”的专题演讲。


摩尔精英董事长兼CEO张竞扬
张竞扬首先在会上分享了物联网时代的芯片新需求,物联网需求碎片化,芯片品类越来越多,单品出货相对下降,对芯片公司提出新要求和挑战;细分定制的需求大量涌现,需要听到炮火的人来做决策,小团队/小公司敏捷开发模式更有优势;芯片公司需要降本增效新模式提升效率,需要SiP异构封装集成复用Chiplet,十倍提升研发和运营效率。
 
面对这种新转变,张竞扬进一步提出,摩尔精英打造的一站式芯片设计和供应链平台,将助力芯片公司实现降本增效。其中,第一阶段的提升是通过下述具体服务形式来实现:

  • IT/CAD服务:延承芯片研发基础架构、设计环境标准化、数据安全不落地、创新“从地到云”弹性算力平台、加速芯片研发进程;


  • 设计服务:平台汇集超过350人的设计团队、严格数据安全体系、高性价比交付Networking、AP、ISP、BLE、PMIC完整方案;


  • 流片服务:一站对接18家国内外主流晶圆厂、完善的数据隔离安全体系、100%成功完成750+Tapeout 、专业团队解决1500+技术问题;


  • 封装服务:自建2万平3个封装基地(无锡/重庆/合肥)、每月500批快封产能、从原理图设计到量产1亿颗的SiP交付、最优性价比量产管理;


  • 测试服务:以客户为中心,极致优化测试效率的量产服务,国际大厂产品测试方法学,460台ATE设备充足产能,50+测试工程开发团队;


  • 培训服务:每年2000+初级IC工程师培训输送,缓解企业初级工程师招聘难题;在职员工的在岗培训,加速IC人才专业技能成长。


张竞扬表示,摩尔精英正在努力完善的一站式芯片设计和供应链平台,希望能够服务好每一位中国芯创业者。今天,我们生活在中国最好的时代,未来十年也将是中国芯片产业的黄金十年。摩尔精英希望在这激荡的大潮中,为中国半导体产业贡献自己的力量,实现让中国没有难做的芯片”

以下根据张竞扬现场演讲整理编辑:

1、物联网时代的芯片新需求,需要降本增效的产业新模式



1.1 物联网需求碎片化,芯片品类越来越多,单品出货相对下降

物联网时代的芯片市场,从由摩尔定律驱动的大单品量的出货市场,变成更加碎片化、多样化的市场。物联网芯片需求是由无数个细分、碎片化的应用加起来的总和,总量巨大,但每一个细分产品的出货量都远远小于个人电脑、智能手机这样的大体量单品。
 
单品出货10亿级别的产品越来越少,多个产品叠加起来的出货量,销售额和利润才能维持一个公司的正常发展,团队要有能力同时抓住多个细分赛道,出货量才有机会达到10亿量级。
 
1.2 定制需求涌现,小团队/小公司的敏捷开发模式有优势

由于摩尔定律失速,产品的迭代没有了明确的方向,不再是一味求快求新,而是需要寻找差异化,芯片研发变得越来越精细化,很难再用大集团军“顶层规划+饱和投入”的方式,来研发这些面向物联网的,出货千万级的产品。很多大公司内部创立了阿米巴式的新部门,芯片研发方向需要让听得见炮火的人来做决定。在新的细分赛道上,中小公司和大公司之间的竞争处在同一水平线,创业团队对市场的快速反应更有优势。
 
多元化的客户也希望能通过差异化的芯片来提升自己产品的竞争力,提出了多样的定制需求。这样的定制一方面增加了研发投入,另一方面也限制了定制芯片的出货量,进一步切碎了市场。芯片公司越来越难依靠一款标准的产品通吃市场,投入越来越大,出货越来越小,这个矛盾成为制约物联网芯片普及的瓶颈。
 
1.3 需要降本增效和异构集成,十倍提升研发和运营效率

一颗手机SoC研发成本往往达到10亿美金以上,物联网细分领域的出货和利润根本没有办法覆盖这样的研发投入。为了解决这一矛盾,芯片产业探索在单个封装里实现分解SoC,多芯片异构集成。通过先进封装来整合“小芯片Chiplet”的方式,来平衡这种研发投入上升和出货量下降之间的矛盾,通过把一颗SoC拆分成几个关键的“小芯片Chiplet”,让每颗小芯片能够同时出货到10种甚至更多的应用中,去平衡研发成本,把这些单颗几千万的出货量加起来,单一Chiplet出货总和也能达到10亿级别。
 
AMD的最新几代产品都极大受益于这样的“SiP + Chiplet”的异构系统集成模式,如果连CPU这样的高性能SoC应用都能用SiP去替换,那么物联网市场中大量产品都有机会以“SiP + Chiplet”形态存在,芯片产业的协作模式需要调整来适应这一趋势。
 

2、以芯片公司需求为中心,用解决方案整合供应商



芯片产业链的一线供应商,不管是晶圆代工,封装测试还是EDA/IP厂商,营收体量普遍超过100亿人民币,比90%的芯片公司都大2个数量级,没有门当户对,就很难平等合作。很多中小公司得不到合理的价格、及时的技术支持,被供应链和运营的短板拖累,今年的产能紧张更是让很多中小芯片公司连流片验证的机会都没有,错失市场良机。
 
一颗芯片的产品化过程中,产业链主流供应商和自身的需求之间有一道难以跨越的鸿沟,因为规模和经验的问题,中小芯片公司很难用好这些顶级的供应商来不断试错和踩坑,非常可惜。
 
摩尔精英努力打造的“一站式芯片设计和供应链平台”,希望成为一座桥梁,以芯片公司的需求为中心,用解决方案整合去供应商的服务,帮助中小芯片公司跨过这道鸿沟,提升产业链协作效率、也降低风险。
 
下面我就向大家汇报下,过去一年摩尔精英“设计、供应链、人才”三块业务的进展:
 

3、芯片设计云 - IT+CAD服务(私有云+公有云混合部署)



我们打造了行业内顶尖的IT/CAD及云计算服务能力,为芯片设计团队提供企业级IT基础架构及技术服务,为70多家公司搭建了芯片设计平台,包括燧原、汇顶、芯驰等知名企业。
 
我们打造的芯片设计开发平台架构,是适用于芯片行业的最佳实践,将高性能计算、云计算、安全体系、CAD体系、数据管理、虚拟化平台等技术融合。这其中,CAD服务是架构的核心,我们对标国际先进芯片公司的CAD管理体系,支撑客户芯片设计和协作的高效顺利进行。



芯片设计上云是目前行业最为火爆的话题,7nm有些仿真需要1万多个CPU Core,显然无法通过传统的机房满足。我们从2018年就开始布局芯片设计上云,通过与各大云厂商的合作,推出了安全隔离、高效共享、弹性算力的All-in-One Cloud Service,从上云咨询、上云实施、云上运维等方面全面助力半导体行业的上云之路

4、芯片设计云 - 平台化芯片设计服务模式提供高性价比交付



在摩尔设计服务平台上,芯片公司和系统公司可以随需选择后端设计方案或一站式Turnkey方案。芯片客户可以更专注于设计和研发环节,系统客户可以专注于市场和需求定义,把芯片的实现和供应链交给我们。
 
摩尔设计服务平台聚合了多家具有特定优势的设计服务和IP公司,最大化地发挥每一方的优势,我们的平台模式与传统设计服务最大的不同,就是我们不只用自有团队实现交付。借助摩尔安全弹性的设计云平台,我们有能力根据客户需要,打造协作交付的项目团队。找到优秀且技能互补的合作伙伴,根据客户的需求,在技能、设计特征和时间窗口匹配最为合适的团队,打造安全的设计环境。整个设计在我们的流程掌控当中,确保端到端的管理规范和交付质量。
 

 
目前,摩尔精英在这方面的客户涵盖网络交换机、多媒体处理、物联网方案、移动通信设备、数据存储、高精度导航、安全类设计等多个领域。通过不懈努力,摩尔精英今年已成功交付近50个设计项目聚合了超过350人的合作团队,分布于不同的专业应用领域,包括:

  • 网络交换类团队:平均10年以上工作经验,交付过超过100颗网络类芯片


  • BLE AIoT 方案:10年以上蓝牙产品经验,曾经的芯片出货量数以亿计


  • MCU设计平台:从M0 到 M4 的可伸缩SoC平台


  • 芯片安全设计:业界屈指可数的能够提供全线安全设计相关的技术与IP的一家法国公司


  • 另外还有包括模拟 IP定制,先进工艺团队(海外)以及可以提供驻场服务的庞大资源池

 
我们今年承接的一个NL-in Turnkey大型项目,摩尔指定了团队负责人,负责沟通供应链包括流片、封装、测试的交付,合作伙伴的PM负责管理DFT、综合、后端设计。我们的项目管理方法学,对于设计的各个环节输入准则、工作定义、责任划分和输出交付物都有严格定义,保证了合作的高效和质量。
 
2021年我们的设计服务签单同比成长了4倍,但是仍有75%的需求没有得到满足,期待更多的合作伙伴一起加入摩尔设计云平台,为客户提供高效设计方案,也复用自己的设计能力,降低自身的研发成本。
 

 
我们的核心价值是根据客户的需求,结合内部团队和外部资源,形成最合适的方案,达到质量、交期、成本与风险四者间的平衡,降低定制芯片的门槛。表格里列出的是我们设计服务的专长领域,如果您恰好有这方面需求,我们有信心能提供最佳解决方案。(NB-IoT、Infrastructure、Networking、Data center、IoT、Edge、ADAS、SmartPhone)
 

4、供应链云 - 流片服务,100%成功Tape-out 750+颗芯片



摩尔精英流片服务搭建起中小企业和Foundry的桥梁,一方面提升中小企业的流片效率,缩短研发周期,另一方面也放大Foundry的支持能力,培育更多的潜在黑马。我们与18家主流晶圆代工厂建立了长期合作的稳定关系,为客户提供安全可靠的流片服务。过去我们Tape-out了超过750颗芯片,没有任何客户的产品在这个环节出过问题, 以100%的成功率完成客户的委托。即使在今年产能极度紧张的情况下,我们仍然帮客户争取到了150次的流片机会和近亿元的Wafer产能
 
我们还自建了资深工程技术团队,招聘行业工艺和设计专家,帮助芯片公司解决设计中遇到的工艺问题;将Tape-out流程标准化,让客户清楚知道目前所处的阶段和下一步需要配合的事项。目前摩尔精英上线了自己的ERP和供应链云系统,在这个系统上客户可以自动收到WIP报告、在线申请数据、搭建工单、执行Tape-out流程,提升效率。
 

5、供应链云 - 封装服务,成功交付3125款快封和92款SiP



摩尔精英封装服务主要聚焦在工程批快封、系统级SiP封装设计、量产管理三大业务:
 
工程批快封:聚焦新产品封装开发和生产。2019年7月份开业的摩尔精英合肥快封基地主要生产QFN/LGA/BGA/SiP(基于WB和SMT技术),该基地过去2年多为500多个客户开发了3000多种新产品,成功率达到99.89%。摩尔精英重庆快封基地也于今年7月开业,聚焦QFP、陶瓷、金属封装,目前已开发347个产品。
 
SiP设计和量产:SiP在功耗,性能,体积等方面有较大优势,但对年产量不到百万的领域,几乎没有设计、工程、量产的渠道。摩尔精英依托资深设计人员,自建工厂完成量产所有工作,为用户提供强有力的技术及生产服务,填补了这块市场的空白。目前,我们已开发了92款SiP产品,其中34款进入量产,帮助系统公司(TCL、中车、长虹等)通过SiP方案满足短、小、轻、薄的需求。
 
封装量产管理:中小设计公司封装量产中遇到产品量较小、无供应链管理经验、封装资源短缺等情况下,我们的量产管理业务为客户提供从技术、成本、质量、交期、备料等服务。目前管理21家客户的产品量产,月均出货颗数达18KK。
 

6、摩尔精英无锡SiP封测中心开业,1.5万平一期总投资5亿元



一期面积1.5万平的摩尔精英无锡SiP封测中心也即将开业,年产能超过1亿颗(产品包括:FCBGA工程批、SiP设计和工程批、SiP量产和测试)。摩尔精英SiP封装团队拥有超过15年的先进封装经验,完成过国际大厂客户的SiP开发工作。覆盖主流的终端产品,包含智能穿戴、物联网、AP、CPU及5G等,运用SiP、WB、FCCSP、FCBGA、QFN等多种封装类型,打造高集成、微小化产品的SiP封装基地。


2022年无锡SiP封测中心可生产FC+WB技术的复杂SiP产品,同时也可生产FC及WB标准产品。2023年可生产FC+WB+SMT的产品。2024年,我们的目标是开发AiP技术、电磁隔离技术的SiP设计和生产。欢迎有需求的客户来参观和指导!
 

7、供应链云 - 测试服务,基于自主ATE设备提升50%测试效率



量产测试也是芯片制造的关键环节,目前主要存在三大痛点:
 
痛点一:效率提升缓慢:测试效率取决于测试方案,长久以来因为测试人力资源紧缺,芯片公司主要依靠ATE设备公司或测试厂来开发方案,但设备公司与工厂都希望卖更多的设备和机时,并没有大力去优化/提升效率的动力,这导致很多产品测试效率无法得到有效提升。
 
痛点二:产能严重不足:近年来晶圆出货不规律,再加上封装材料供应不足,导致封装厂产能也吃紧,出货压力堆积到了测试环节,必须要有足够甚至多余的测试产能,才能确保整个供应链的平顺。而ATE测试机台交货周期一路延长,甚者达到12个月。中小企业,乃至大公司,对于测试产能的调控都难以有效执行。
 
痛点三:系统流程落后:测试的本质其实是提供“大数据分析”,而不仅是来料加工,然而目前大部分测试厂还主要停留在生产产能的供应,鲜少顾及到测试流程管理和良率提升。这导致量产测试问题往往发展成质量风险,最终可能影响产品销售与市场。


摩尔精英引进了国际领先IDM 公司的ATE设备技术,融合海内外专业工程团队,引入其先进的产品和测试工程方法论,致力于解决量产测试的三大痛点
 
1、客户需求为中心,极致优化测试效率:与传统ATE测试设备销售不同,我们回归真实的产品测试要求,根据客户产品应用与指标来开发最优方案。拥有中国、美国、法国的跨国测试开发团队,共50多位工程师支持项目开发,用极致的工程技术,为客户提供从开发,到NPI,再到量产维护的全流程测试服务。
 
2、自营+三方测试产能充分满足客户需求:摩尔精英目前拥有460台自主ATE设备,能够快速响应客户产能需求;我们的无锡工厂一期将拥有70套的完整测试产能,同时还与7家测试厂合作,自营加三方的产能体系让客户充分享有调配的自主权。
 
3、先进的产品测试工程方法与质量管控系统:我们深知产品工程与管理系统的重要性,软件层面我们建立了一个"稳健设计到量产流程"的管理系统,覆盖数字,模拟,混合信号,射频以及无线产品的测试方案、开发流程、开发工具,协助客户做到更高测试覆盖率,提升产品质量。硬件层面我们的设备经历过几百亿颗芯片测试量产验证,性能稳定性优异,且能耗仅3.6K瓦,不到主流设备的1/4,降低成本,节能减排。
 
我们给客户带去国际大厂产品开发的重要经验:帮助客户完成产品质量的提升,建立优质的流程管理系统,包括:DFT/DFM的设计、良率控制流程和方案、测试方案设计和转交流程控制、试开发自动化工具和测试程序优化工具、测试软硬件审计工具、生产测试质量控制、良率提升方法与管理系统、生产测试流程优化、客户RMA/Failure Log 分析与解决方案等。
 

 
今年,国际顶级RF芯片公司用我们的ATE测试设备量产,其产品减少了53.6%的测试时间,每一亿颗芯片可以节约3000万的测试费。而原本使用我们的测试机台的老客户继续扩大使用,已经累计测试了70多万片Wafer。我们也新开拓了20多家新客户,项目普遍有超过50%的效益提升,良率也超过以往的测试平台。
 
摩尔精英ATE设备在测试资源的配置上十分平衡,特别是对于MCU以及复杂电源管理芯片PMIC测试,拥有比其他 ATE平台更大的优势。下图所示是我们有优势的产品细分,这些都是本机台在过去20年来测过的数百亿以上的芯片验证过的。
 

 
目前我们有两款ATE设备,可以支持从512到2048数字通道,近些年我们不断在原版本上优化和增加了新的测试板卡,可以覆盖70%的芯片产品测试。我们正在积极开发的第2代机型(2023年上市),主要实现了更多的通道(10240 channel)以提升测试效益,提供更快的测试速度 (400MHz),支持更多的产品测试(包含Memory +RF SoC等),再加上更精准的量测(24 bit AWG/Digitizer)。新机台设计还考虑到了工程需求,同步推出桌面工程版本,程序开发完后可直接转换进入工厂量产线,不需要做其他的编译或重置。
 

8、人才云培训:企业冠名定向培养班,缓解初级人才短缺



人才紧缺依旧是当下的难题,甚至影响到一些公司的正常运行。今年我们也将整个培训体系进行了升级,打造了摩尔实训云,用于IC培训和高校集成电路专业建设。摩尔实训云以摩尔芯片设计云为支撑,在上面构建完善的教学实训库、课程资源库,开发了完善的教学管理系统和考核认证系统。
 
2021年我们深度培养、直接输送给IC企业1536人(主要分布在:数字前端189人、数字验证423人、数字后端368人、模拟版图344人、模拟设计126人、DFT设计86人),培训人次达13000人次,但是依然供不应求,多数学员手握3个以上offer,不少企业招聘了我们的学员,且一直在问我们要更多人才。
 
为解决初级工程师招聘问题,我们重点打造企业定向培养班(企业冠名班)。经过4-6个月的岗位定向培养教学、考核通过、企业面试、正式入职。该方案能够提前锁定意向学员入职企业,提高企业在候选人中的知名度,在入职前完成应届生技能培训,提升企业的校园招聘效率。
 

9、一站式芯片设计和供应链平台,助力芯片公司实现降本增效



回顾半导体产业的历史,最早的芯片公司都是IDM,设计、制造、封装、测试都由自己完成,而成立一家IDM公司至少需要好几亿资金来建厂。1987年成立的台积电创造了晶圆代工模式,日月光提供封装测试外包,把生产环节从IDM当中剥离了出去。芯片公司与他们合作,成为Fabless,几千万资金就能启动。
 
晶圆代工和封装测试外包模式,让多个芯片公司可以共享最先进的晶圆生产技术和封装测试技术,提升了行业CAPEX资本性支出的效率,将芯片公司资金门槛从几亿降低到几千万,实现了10倍的效率提升。我们能不能把一颗芯片的开发成本,从现在的几千万降低到几百万,再一次实现10倍效率提升呢?我认为是有机会的,这也是摩尔精英努力的方向。
 
第一,通过摩尔设计云平台提升研发效率R&D,在平台上跟有经验的第三方设计伙伴进行合作,复用IP,复用现有设计,站在别人的肩膀上完成整个芯片的开发,不去重复发明轮子。芯片公司只要做产品定义和最核心的设计,同样的资源可以做更多的产品。
 
第二,通过摩尔供应链云平台提升运营效率OPEX,一方面我们通过自己建封装厂,研发核心的ATE测试设备,提供给芯片公司共享使用。另一方面我们也在开发供应链云平台(ERR、MES),通过我们的统一投入,让中小公司都用得上顶级的信息化系统,高效的利用好第三方的代工产能,提升公司的运营和供应链效率。
 
第三,通过摩尔人才云提升工程师的培养效率,让这个行业有足够多薪水合理的工程师人才,去开发物联网的多样化芯片产品,避免人才内卷和恶性挖人。
 
通过这三块的效率提升,我们希望用10年的努力,把一颗芯片的开发成本降到几百万,摩尔精英也有机会成为全球协作的芯片云平台,十倍提升芯片行业创新效率”。
 

10、摩尔精英,让中国没有难做的芯片


每个行业都会经历一个从传统的、封闭的、线性的供应链,走向开放价值、协同网络的过程,这中间有巨大的效率提升空间。摩尔精英正在努力打造的一站式芯片设计和供应链平台,致力于实现芯片产业链的在线化、协同化、智能化,实现产业链降本增效,努力长期坚持做对产业有价值的事,每天进步一点,服务好每一位中国芯创业者。
 
创立6年多来,摩尔精英跨界做了不少事情,感谢客户们的信任,感谢供应商的支持,感谢伙伴们的理解,感谢前辈们的宽容!我一直坚信,摩尔精英没有竞争对手,一路同行的都是我们的战友和师长。


今天我们生活在中国最好的时代,未来十年也是中国芯片产业的黄金十年。能够见证客户的成功,是我创业的最大动力,有这样一个机遇,和客户一起成长,支持中国优秀的芯片公司做出世界领先的产品,我感到非常的幸运。
 
当前世界处于百年未有之大变局,中国也正经历着难得的变革和发展机遇,希望在这激荡的大潮中,同各位精英一起为中国半导体产业贡献力量,实现让中国没有难做的芯片”!谢谢大家。


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