在7月初于日本京都舉辦的VLSI Symposium(超大規(guī)模集成電路研討會(huì))期間,臺(tái)積電展示了自己設(shè)計(jì)的一顆小芯片(chiplet)“This”。 官方的基本參數(shù)上,披露了該芯片采用7nm工藝,4.4x6.2mm(27.28 mm2),CoWos(晶圓基底封裝),雙芯片結(jié)構(gòu),其一內(nèi)建4個(gè)Cortex A72核心,另一內(nèi)建6MiB三緩。
這依舊是TSMC一貫用公版設(shè)計(jì)做DEMO的習(xí)慣?還是更深的戰(zhàn)略布局?對(duì)傳統(tǒng)Foundry的影響?對(duì)Cadence和Synopsys是否有影響?對(duì)AI DSA的IP開發(fā)者生態(tài)造成什么影響?
先參考近期臺(tái)媒一篇報(bào)道以及與T某位部長(zhǎng)的交流:
臺(tái)灣成立了臺(tái)灣AI芯片聯(lián)盟(AI on Chip Taiwan Alliance),簡(jiǎn)稱AITA。這個(gè)聯(lián)盟是由56家信息技術(shù)和半導(dǎo)體制造公司、集成電路設(shè)計(jì)和軟件公司組成,旨在促進(jìn)和加快臺(tái)灣AI芯片的開發(fā)和生產(chǎn)。成員公司包括臺(tái)積電(TSMC)、聯(lián)華電子公司(UMC)、聯(lián)發(fā)科、瑞泰半導(dǎo)體、南亞科技、廣達(dá)電腦、富士康電子、華碩電腦和微軟臺(tái)灣等公司。臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)事務(wù)部表示,將向AITA成員公司提供相關(guān)AI芯片開發(fā)補(bǔ)貼,單個(gè)項(xiàng)目的補(bǔ)貼金額不超過該計(jì)劃總資金的一半。
“AITA最初的目標(biāo)是,開發(fā)半通用AI芯片、異構(gòu)集成AI芯片和新興計(jì)算AI芯片,并為AI芯片構(gòu)建一個(gè)軟件編譯環(huán)境。”
“讓AITA的會(huì)員公司能夠把AI芯片的開發(fā)成本降低10倍,將開發(fā)時(shí)間縮短6個(gè)月或者更多,并促使臺(tái)灣成為全球AI芯片市場(chǎng)的佼佼者。”
在TSMC官宣的幾個(gè)信源中有部分披露,包括chiplet基本參數(shù),也聽到一些聲音在推測(cè)其戰(zhàn)略意圖;不能否認(rèn)先進(jìn)封裝工藝對(duì)于簡(jiǎn)化并延續(xù)設(shè)計(jì)、控制成本和加快投放的積極作用,這也是INTC/AMD/Samsung等一線芯片廠的趨勢(shì)。
一個(gè)細(xì)節(jié)是,這個(gè)7nm chiplet是用很貴的CoWos (2.5D)封裝(相對(duì)于INTC的較低良率的EMIB而言),雖說不算最先進(jìn)的3D IC,也足以拉開國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的封裝廠3-5年代差。
我們知道,chiplet封裝方案在INTC和AMD都在做,導(dǎo)入新封裝方案是主流Fab的趨勢(shì),畢竟用chiplet封裝個(gè)硬核就是準(zhǔn)產(chǎn)品化了,也會(huì)減緩對(duì)新工藝節(jié)點(diǎn)的追逐。對(duì)成長(zhǎng)期的AI初創(chuàng)團(tuán)隊(duì),對(duì)于有特殊設(shè)計(jì)和應(yīng)用場(chǎng)景的專精路線,也不必重新發(fā)明輪子,直接拼盤chiplets :),通用電路晶體管數(shù)自然大于專用電路部分很多,往一個(gè)die上設(shè)計(jì),就不必重復(fù)其余大部分的通用電路勞動(dòng)了;
這個(gè)方案從技術(shù)上是好主意,就是把DLA的通用硬核和專用矩陣電路分開了;從商務(wù)上,chiplets也是主動(dòng)且具備高毛利預(yù)期的方案,但實(shí)際不好說,T有跟客戶直接競(jìng)爭(zhēng)的嫌疑的。思考一下上面第“3”條,那個(gè)大幅降成本增效的數(shù)值并不是Foundry可承諾的;
雖不能確定TSMC會(huì)設(shè)計(jì)芯片(低概率),但作為假設(shè),F(xiàn)oundry在此模式下,對(duì)于國(guó)內(nèi)類似芯原這樣的集成產(chǎn)線或是不論軟/硬核的那些AI方案,部分fabless直接引進(jìn)chiplet方案就好,簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì),省去許多中間研發(fā)調(diào)試的成本/時(shí)間/風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)這種假設(shè)也近似Cadence等的商業(yè)策略,通用IP core都給調(diào)好了,新設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)專心探索workload/dataset并做好專用電路即可了,chiplet甚至降低了流片負(fù)擔(dān)(設(shè)想如果一個(gè)AI芯片90%通用電路)。Time to Market將會(huì)縮短多倍,縮短市場(chǎng)周期后的成本攤薄、NRE、毛利同樣會(huì)更為可觀,foundry也更加綁定和賦能了那些技術(shù)上游的fabless。當(dāng)然,也設(shè)想下,未來也許愈來愈沒有板級(jí)什么事了。
這種假設(shè)的想象空間是,F(xiàn)oundry模式演變IDM-to-be,積累更多通用IP之后,便能同時(shí)支持通用/專用的產(chǎn)品化需求了,多年硬核gds的積累,能夠給Fabless簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)成本進(jìn)而把握部分定價(jià)權(quán),當(dāng)然,這僅是資本市場(chǎng)想象力。反之對(duì)于傳統(tǒng)IDM的自產(chǎn)能力,也會(huì)因此刺激其升級(jí)/擴(kuò)容吧,確保僅中低端大批次的品類送代工吧。
此外,假設(shè)這種新模式Foundry可以做一些基礎(chǔ)chiplet die的營(yíng)銷并逐步擴(kuò)大上游產(chǎn)業(yè)鏈地位,IP庫不斷延展積累,新模式演進(jìn)到一個(gè)周期,就可以看空傳統(tǒng)Foundry了吧:)傳統(tǒng)型foundry要做系統(tǒng)級(jí)的、較新制程的、高附加值的、大批次的代工訂單會(huì)變得挑戰(zhàn)。
雖然,TSMC一貫有用公版設(shè)計(jì)做demo的慣例,但這次的設(shè)計(jì)思想和發(fā)布時(shí)間,似乎不能草率解讀,但也不能極端解讀為TSMC去競(jìng)爭(zhēng)客戶市場(chǎng)。可以設(shè)想的是,F(xiàn)oundry模式也許正在微變,未來3-5年,全球哪里才有幾十萬人+級(jí)別的IC design隊(duì)伍的紅利以及繁榮的整機(jī)市場(chǎng)呢?作為我國(guó)市場(chǎng)在高端制程上依賴的主要代工伙伴,不妨去推測(cè)TSMC的戰(zhàn)略意圖。