用云端技术颠覆 IC 设计生态,半导体业如何重新定义产业价值
时间:2020-07-24 出处:R佳生活
台积电的 OIP(Open Innovation Platform)开放创新平台找来微软合作,这一软一硬的两大科技巨头携手,创下全球半导体供应链的创举。透过微软云端技术,让 IC Desgin 流程走向云端,降低中小企业及新创的进入门槛;而更重要的是,在云端完成设计流程共享和创新,不止可应用在半导体
用云端技术颠覆 IC 设计生态,半导体业如何重新定义产业价值

台积电的 OIP(Open Innovation Platform)开放创新平台找来微软合作,这一软一硬的两大科技巨头携手,创下全球半导体供应链的创举。透过微软云端技术,让 IC Desgin 流程走向云端,降低中小企业及新创的进入门槛;而更重要的是,在云端完成设计流程共享和创新,不止可应用在半导体业也能複製到全体製造业,并且达成产业与服务双重升级。

台积电的 OIP 开放创新平台目标是邀上下游及利害关係人一起来参与,用打群架的方式,让半导体的产出更有效率、更能服务客户的需求、供应商和製造商也从中获利。

为落实「开放」和「创新」,OIP 平台之下已启动四大联盟来串连实体供应链的每个环节。最近更进一步,宣布了第五大联盟—云端联盟,被视为是全球半导体的历史转捩点,将颠覆现有的运作方式。而云端联盟的创始重要伙伴就是国际软体大厂—微软。纵横 PC 产业二十年的微软,要如何提升半导体业的产製效率?

微软携手台积电,打造晶片设计的虚拟平台

台湾微软总经理孙基康表示,微软参与半导体业的变革一点也不违和。因为微软挟过去三十年在地端(PC 及 NB 产业)的丰富经验,近年又转型走向云端解决方案提供者,成为擅长连结在地机房与云端储存的「混合云」架构大厂,刚好可以协助过去主力在「地端」的半导体业一起达成变革。

目前市面上也有不少大厂提供云端解决方案,不过 微软 Azure 最早投入云端技术开发,各式功能及算力是台积电云端联盟成员中最为完整者 ,从运算、储存、读取、人工智慧演算法等等,都居业界之冠。再加上微软从伺服器服务起家,有十足的把握能整合先进度及精密度最高的 IC 设计供应链。

微软今年加入台积电云端联盟,重点放在 VDE(虚拟化设计平台),利用微软云端方案 Azure 的强大算力和扩充性,串连整个 IC 设计供应链,此举让资源不多的中小企业也能透过这个平台来开发晶片。「这对半导体业是很大创举」孙基康举例,微软最近就协助美国一家小型科技新创团队 SiFive,利用 TSMC 28nm 製程成功开发出 64 位元多核开放原始码指令集架构 (Multi-Core RISC-V CPU),从设计到 tape out 只花了三个月,而且全部在 Azure 上的 Cadence 工具完成,速度比过去快了五倍以上。

孙基康分析,IC 设计产业在过去三十年一直依循摩尔定律,亦即每十八个月电晶体数量加倍。但随着摩尔定律逼近极限,如今晶片要再进入下一个先进製程,让算力加倍,所需要的运算能量包括伺服器、 储存空间、通讯等,已不是一倍,而是六倍;此外晶圆製造也须投入极为高昂的资本支出,并非一般中小企业可以负担。

面对运算资源的考量,走上云端是唯一解方

面对实体运算资源与整体研发的限制,走上云端是最好的解方。孙基康分析,云端环境对晶片设计的重要性,来自其结合了所有利害关係人的力量,「让设计者可以全心设计,不必担心资源不够;因微软 Azure 可以提供强大的 CPU 核心运算能力,20 分钟内就可开出十万个 CPU 核心给客户。」相形之下,一个中型规模的 IC 设计公司,其自有的运算能力大约仅 1 万个 CPU 核心,更别说是新创和中小企业了。

在台积电的云端联盟之下,微软 Azure 所提供的 VDE 虚拟平台,汇集几大生态系要角:IC 设计公司、台积电、 微软、以及 EDA(Electronic Design Automation)电路设计自动化厂商。透过这几大参与者的力量结合,在云端摆出强大阵容,便利物联网等各式新创在最短时间开发出所需的晶片。

如果企业利用自己的机房,肯定不会是最佳化的环境,因为机房要应付多个不同需求的系统:邮件、人事、财务、工程;肯定无法承载晶片设计每个环节所需的工作负载量,「例如光是一个 EDA 的运算,就须要上万个 CPU 同时运作,要需要高储存容量、高速存取、以及可以整合地端和云端的工具。」

微软 Azure 四大优势,让台积电与微软一拍即合

微软身为全球最大的云端及资料中心布局厂商,原本就有大量的晶片设计及开发需求,孙基康表示:「我们本来就跟台湾晶圆代工链关係密切。」另一方面,微软也意识到,如果想做跟别人不一样的解决方案,就要提升晶片品质及独特性,并且缩短进入市场的时间;「跟台积电进行了策略性讨论后,一拍即合,VDE 的概念就诞生了。」

换言之, 微软是从自己是「使用者」的身份出发,切身了解厂商在开发 IC 时所须经历的一切 。孙基康说,「由微软来提供 VDE 这个虚拟设计平台,有四大优势。」第一是微软是全球最大云端布局供应商,懂得全球布局的细节和关键点;由于晶片设计和晶圆厂也是全球布局,因此微软更能理解如何借力使力这样的全球化架构。

第二个优势是微软擅长混合云。近年云端虽蔚为显学,但很多企业的 IT 投资在「地端」,一旦产能没有满载时,地端的资源还是必须利用,而微软既懂云也懂地,可以充分发挥混合云架构的优势 。

第三个优势是云端的信赖度已被肯定。孙基康说,台积电组成云端联盟,并找来微软合作,在云上进行晶片设计的供应链串接,代表对资安及保密要求最严苛的半导体业,宣告云端能够充份保护客户的智财权。

第四个优势是微软的 Scalability(扩充性)。Azure 能够满足企业在短时间内突然产生的极大需求,例如微软可在半小时内提供十万个核心的算力,「而且不是单纯的大量运算,还包括极为複杂的 I/O 读写、高速的硬碟存取等。」

两强联手,对于产业与自身企业来讲都是种「蜕变」

微软携手台积电不止颠覆半导体生态系,对两强本身也是一种蜕变和创新。孙基康说,微软的 DNA 和台积电相同,都体会到让生态系活络的重要性,如果能让更多新创和大小企业加入先进製程,生态系才能成长,享受更多价值。

「微软不是单方面卖云端解决方案给客户,我们也能利用云端来加速产品的设计和上市时间,换言之,在客户享受便利的同时,微软有好处、台积电也有好处。」他强调,上云只是第一步,如果只利用云的基础建设,效益固然有,但毕竟有限。真正的优点在于,资料上云之后,AI 和机器学习的应用就会出现。

如果连半导体产业都热切拥抱云端技术,代表製造业全面创新的时机来了

台积电 OIP 联盟成立时,台积电北美总裁 Rick Cassidy 在成立大会中表示,「The world change today」,言下之意是,VDE 及云端联盟这两大创新模式,即将改变 IC 设计的世界。随后微软高层上台时也说,一年前无法想像微软加入联盟,但短短一年就有这幺大突破,是云端和数位转型带来的力量。

孙基康说,身为台积云端联盟的伙伴,接下来将全力推动两个方向。一是让这个联盟不止影响台湾,而且在北美、韩国、日本继续发酵,让更多人了解联盟的力量,对生态系带来更大的价值。

二是将同样的模式複製到台湾的其他製造业。如果连半导体业都能信赖云端,且从中获得最大利益,包括传统产业在内的其他製造业也可採行相同的作法,甚至重新定义商业模式和达成服务升级。孙基康说,「微软衷心希望,能协助台湾中小企业走上与半导体相同的升级之路,让每个企业都能成就非凡。」



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