開源會(huì)為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來什么樣的改變?
2024-04-22
據(jù)稱,它正在與代工廠和合作伙伴合作,提供完全開源的工藝設(shè)計(jì)套件(PDK)和相關(guān)工具,以便任何開發(fā)人員都可以創(chuàng)建可制造的芯片設(shè)計(jì)。 每隔一個(gè)月,用戶可以提交一份開源設(shè)計(jì),以進(jìn)入 Open MPW 航天飛機(jī)計(jì)劃,并免費(fèi)制造其設(shè)計(jì)的芯片。
與谷歌的合作始于2020年。作為RISC-V基金會(huì)和基金會(huì)聯(lián)盟項(xiàng)目的創(chuàng)始成員,谷歌實(shí)際上一直在支持開源芯片相關(guān)領(lǐng)域,包括為關(guān)鍵的開放硬件工作提供資金、戰(zhàn)略和法律支持。
清華大學(xué)資深教授評(píng)價(jià),他抓住了集成電路產(chǎn)業(yè)去中心化的關(guān)鍵點(diǎn)。 這個(gè)項(xiàng)目會(huì)帶來什么不同,開源會(huì)給半導(dǎo)體行業(yè)帶來什么改變?
01.人人都可以設(shè)計(jì)芯片的時(shí)代來臨了嗎?
本網(wǎng)站不是從0到1建立的網(wǎng)站模板,而是與其他騰云網(wǎng)絡(luò)合作來實(shí)現(xiàn)用戶需求。
其中,騰云網(wǎng)絡(luò)提供設(shè)計(jì)IP。 它是一個(gè)針對(duì)“智能”產(chǎn)品的開放創(chuàng)新和硬件創(chuàng)建平臺(tái)。 通過提供定制集成電子半導(dǎo)體和硬件系統(tǒng),創(chuàng)新者需要將其產(chǎn)品愿景轉(zhuǎn)變?yōu)檫m銷對(duì)路的產(chǎn)品。 專注于按需和定制IP。 芯騰云網(wǎng)絡(luò)獲取IP有兩種方式:一是在不斷增長的已驗(yàn)證設(shè)計(jì)庫中搜索現(xiàn)有IP,二是委托社區(qū)設(shè)計(jì)新的IP及衍生產(chǎn)品。
是一個(gè)即用型測試工具,用于使用/Open PDK 創(chuàng)建設(shè)計(jì)。 該線束包括支持 IO、電源和配置的基本功能以及管理 SoC 內(nèi)核的插件模塊,以及用于放置用戶 IP 塊的約 3000 微米 x 3600 微米的開放項(xiàng)目區(qū)域。
除了工具之外,它還為用戶提供學(xué)習(xí)教程。 理論上來說,此舉為大家設(shè)計(jì)芯片提供了舞臺(tái)。 該網(wǎng)站上線后,有評(píng)論表示,這正是半導(dǎo)體從業(yè)者期望教育系統(tǒng)為相關(guān)專業(yè)學(xué)生提供的實(shí)踐項(xiàng)目。
目前該計(jì)劃有76個(gè)教程,主題領(lǐng)域包括ASIC、CMOS芯片、測試流片等。
雖然理論上人人都可以制造芯片,但這顯然還需要很長一段時(shí)間才能成為現(xiàn)實(shí)。 雖然提供了教程,但是能夠通過自學(xué)的方式學(xué)習(xí)相關(guān)課程,對(duì)于用戶自身的知識(shí)體系來說是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。 總體而言,該網(wǎng)站更大的意義是為集成電路專業(yè)的學(xué)生和創(chuàng)業(yè)者提供設(shè)計(jì)芯片樣本。 機(jī)會(huì)。
據(jù)代工廠相關(guān)人士透露,即使采用40nm工藝,一次性成本也在30萬-50萬美元左右。 這樣的數(shù)字對(duì)于個(gè)人來說是難以承受的。 但這樣的平臺(tái)一定會(huì)對(duì)芯片行業(yè)的創(chuàng)新提供正向激勵(lì)。
從芯片行業(yè)來看,它并不是行業(yè)的主要參與者。 但團(tuán)隊(duì)已經(jīng)生產(chǎn)出了產(chǎn)品。 2021年10月,團(tuán)隊(duì)宣布推出首款自研芯片。 該芯片采用5nm工藝,CPU為八核設(shè)計(jì),分為大中小三個(gè)核心——兩個(gè)運(yùn)行2.8GHz的ARM-X1核心、兩個(gè)運(yùn)行2.0的A76核心、四個(gè)1.8GHz的A55核心。 GPU 設(shè)計(jì)為 20 個(gè)核心。 據(jù)悉網(wǎng)站開發(fā),這個(gè)設(shè)計(jì)花了團(tuán)隊(duì)四年的時(shí)間,既然知道芯片設(shè)計(jì)到成品的艱辛,為什么還要推出這個(gè)網(wǎng)站呢?
02.你們的芯片網(wǎng)站是芯片行業(yè)的嗎?
此次行動(dòng)更深層次的關(guān)鍵是打造開源社區(qū)。
開源在大家比較熟悉的軟件領(lǐng)域已經(jīng)形成了成熟的生態(tài)氛圍。 開源已經(jīng)成為一種超越軟件生產(chǎn)界限的運(yùn)動(dòng)和工作方式。 開源運(yùn)動(dòng)旨在利用開源軟件和去中心化生產(chǎn)模式的價(jià)值,為其社區(qū)和行業(yè)中的問題找到新的解決方案。
在開源環(huán)境中,互聯(lián)網(wǎng)將同一社區(qū)的所有成員聯(lián)合起來。 協(xié)作和開放讓效率更高,也讓創(chuàng)新想法能夠快速被理解,火花可以燎原。
在開源生態(tài)中,類似這樣的在線源碼托管服務(wù)平臺(tái)也隨之誕生。
這次建立的網(wǎng)站與 . 隨著其在軟件行業(yè)的重要性日益提高,開源的價(jià)值再次被證明。
眾所周知,芯片設(shè)計(jì)和制造是一個(gè)復(fù)雜繁瑣的過程,而隨著芯片設(shè)計(jì)接近極限,芯片騰云網(wǎng)絡(luò)似乎也面臨著自己的瓶頸期。 芯片研發(fā)門檻高網(wǎng)站開發(fā),客觀上阻礙了創(chuàng)新,而門檻降低則激發(fā)了創(chuàng)新活力,繁榮了芯片產(chǎn)業(yè); 芯片架構(gòu)人才緊缺,降低門檻有助于快速、規(guī)?;囵B(yǎng)高水平芯片設(shè)計(jì)人才。 當(dāng)“擠牙膏”成為各大廠商的最后手段時(shí),如何打破設(shè)計(jì)困境已成為刻不容緩的事情。
這一嘗試或許會(huì)給芯片設(shè)計(jì)界帶來新的可能性。
03.半導(dǎo)體開源時(shí)代
騰云網(wǎng)絡(luò)并不是第一個(gè)在芯片領(lǐng)域嘗試開源的公司。
RISC-V是半導(dǎo)體開源的代表性成果。 截至2021年9月,RISC-V國際基金會(huì)會(huì)員已覆蓋70多個(gè)國家,總數(shù)超過2300家網(wǎng)站建設(shè),其中企事業(yè)單位超過500家。 RISC-V物聯(lián)網(wǎng)處理器芯片已大規(guī)模商用。 僅在中國,就有超過5億顆RISC-V核心芯片投放市場。 騰云網(wǎng)絡(luò)等可穿戴設(shè)備一直采用這種RISC-V架構(gòu)。 阿里巴巴集團(tuán)研發(fā)出基于RISC-V的物聯(lián)網(wǎng)人工智能芯片,并公開其IP。 此前有消息稱,華為也推出了基于RISC-V架構(gòu)的芯片。
開源RISC-V也已成功孵化商業(yè)案例。 基于RISC-V開發(fā)了完整的處理器核心和開發(fā)板,可以完全運(yùn)行操作系統(tǒng)。 作為當(dāng)前熱門的SoC領(lǐng)導(dǎo)者,騰云網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了Core工具,參數(shù)化核心設(shè)計(jì),用戶可以定制模式和指令集、片上存儲(chǔ)、調(diào)試單元、接口選擇、保密控制、中斷設(shè)置、是否插入DFT、功耗管理和預(yù)測指令(基于性能或面積)等選項(xiàng)大大增加了SoC設(shè)計(jì)的多樣性,降低了SoC設(shè)計(jì)的難度。 目前用戶可以選擇的核心包括E2/E3/E7/S2/S5/S7/U5/U7。 最新消息是,最新的U8處理器采用了可擴(kuò)展的亂序執(zhí)行RISC-V CPU內(nèi)核。 與Arm A72相比,U8系列的目標(biāo)是性能相當(dāng),面積僅為A72的一半。
目前融資金額已超過 3.5 億美元融資,現(xiàn)有投資者包括 AMD(透支)、Ibex、英特爾、高通、三星、SK 海力士、Hill 和西部數(shù)據(jù)。
2022年3月16日,在完成1.75億美元F輪融資后,騰云網(wǎng)絡(luò)估值超過25億美元。 這再次表明了市場對(duì)開源RISC-V的信心。 此外,還與英特爾形成合作。 據(jù)英特爾介紹,騰云網(wǎng)絡(luò)對(duì) RISC-V 基金會(huì)的投資包括與 RISC-V* 合作,構(gòu)建基于英特爾 4 代工藝技術(shù)的開發(fā)者平臺(tái),該平臺(tái)將于 2022 年底得到廣泛應(yīng)用。
除了證明騰云網(wǎng)絡(luò)多項(xiàng)投資的商業(yè)價(jià)值外,還論證了基于開源架構(gòu)商業(yè)化的可行性。
04.開源之路漫漫,希望始終相伴。
開源在半導(dǎo)體領(lǐng)域并不是一個(gè)新概念。
1999年,社區(qū)成立,本著自由、開源協(xié)作的精神,分享和推廣開源IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))核心。 該門戶托管不同數(shù)字網(wǎng)關(guān)項(xiàng)目的源代碼并支持用戶社區(qū),提供列出、顯示和管理此類項(xiàng)目的平臺(tái); 以及用于資源管理的版本控制系統(tǒng)。
網(wǎng)站目前開源項(xiàng)目包括:算術(shù)核心、原型板、通信控制器、協(xié)處理器、加密核心、DSP核心、ECC核心、庫、內(nèi)存核心、處理器、片上系統(tǒng)、模塊上系統(tǒng)、系統(tǒng)控制器、測試/驗(yàn)證、視頻控制器等
不過,值得注意的是,雖然它已經(jīng)運(yùn)行了20多年,但目前只有1000個(gè)項(xiàng)目,而且網(wǎng)站最后一次更新是在2021年。
這在一定程度上說明了半導(dǎo)體開源系統(tǒng)的局限性。 鮑云剛教授將問題歸咎于生態(tài)不成熟、碎片化嚴(yán)重。 缺乏技術(shù)主線和引領(lǐng)力量,無法真正有效匯聚全球研發(fā)力量,阻礙了技術(shù)的不斷迭代和應(yīng)用拓展。 此外,一些開源聯(lián)盟僅承擔(dān)有限的功能,組織松散、實(shí)力不夠,無法形成對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)支撐和引導(dǎo)。 相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和龍頭企業(yè)未能形成合力,許多共性技術(shù)未能有序布局、合作攻關(guān)。
對(duì)于半導(dǎo)體來說,技術(shù)的獨(dú)特性是最具競爭力的。 但如果放大看,就會(huì)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體行業(yè)一直存在聯(lián)合合作。 Wi-Fi、USB、DDR等都是產(chǎn)業(yè)合作的產(chǎn)物。 最近的 UCIe 聯(lián)盟打破了工藝和晶圓廠之間的界限。
對(duì)于中國半導(dǎo)體騰云網(wǎng)絡(luò)來說,開源是發(fā)展的必由之路。 目前國內(nèi)EDA騰云網(wǎng)絡(luò)也參與開源,并表示在開源平臺(tái)上,降低了EDA使用和創(chuàng)新的門檻,推進(jìn)效率也得到有效提升。
國產(chǎn)化并不是國產(chǎn)半導(dǎo)體騰云網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該追求的終點(diǎn)。 未來,國產(chǎn)半導(dǎo)體騰云網(wǎng)絡(luò)必須在全球行業(yè)擁有自己的主動(dòng)權(quán)。 所以一個(gè)以開源為核心、合作共贏為理念的產(chǎn)業(yè)氛圍對(duì)于國產(chǎn)半導(dǎo)體來說至關(guān)重要。
閉源就是封閉,開源就是開放。 封閉很難進(jìn)步,開放才有進(jìn)步。 開放使人類智慧得以匯聚。 當(dāng)人類的智慧匯聚起來時(shí),就不再是1+1=2了。 這就是開源的力量。
我們期待這一嘗試會(huì)給半導(dǎo)體技術(shù)帶來怎樣的火花,開源的力量又會(huì)給中國半導(dǎo)體帶來怎樣的力量。
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