半定制晶片和深度自研的差距 怎樣“魔改”才能填補？

有人近日宣稱，谷歌花了整整四年時間打造出來的自研處理器Tensor晶片，疑似由三星晶片“魔改”而來，即采用半定制化的模式，對原本的三星晶片進行了部分整改後打造出來新的晶片，這也使得半定制化晶片概念映入了人們眼簾。如今，自研晶片風頭正盛，但晶片研發并非一朝一夕可完成，為了實作差異化競争，越來越多廠商發現，采用半定制晶片，或許是“造芯”路上一個可行的過渡方案。

半定制晶片概念早已有之

提到半定制晶片，人們可能會習慣性地認為是通過購買IP核的模式，對晶片進行定制化設計。事實并非如此。

在晶片設計流程中，從橫向看，可以分為若幹功能子產品，例如CPU、GPU等，在這些功能子產品的設計中，可以通過購買IP的方式來完成設計工作。從縱向看，可以按先後順序分為前端和後端，将設計流程分開，部分流程外包給晶片廠商進行設計，即為半定制化設計模式，該模式設計出的晶片俗稱為“魔改”晶片。

芯謀研究總監王笑龍告訴記者，由于谷歌等終端側企業更了解使用者需求，後端設計優勢更為突出，在半定制模式中往往會承擔後端設計工作。但由于其不是傳統意義上的晶片廠商，對于前端的設計經驗不如晶片廠商，因為會選擇将前端設計外包給晶片廠商，形成“強強聯合”的模式。

事實上，半定制化晶片并非是一個新概念，已經存在很久。Gartner研究副總裁盛淩海表示，因為現在這種模式被用在了較為火熱的手機晶片領域中，半定制化晶片的模式才引起關注。

“半定制化模式已經非常常見，除三星以外，還有很多Fabless廠商參與其中，例如AMD幫助索尼半定制PS4的晶片、三星幫助思科半定制網絡交換機晶片，MTK、Marvell、博通等企業都有類似業務。該模式形成的主要原因是系統廠商的需求驅動，設計企業作為直接供應商最早捕捉到了這種變化，是以也随着這個趨勢調整自己的業務形式。” 北京半導體行業協會副秘書長朱晶向《中國電子報》記者介紹說。

半定制化晶片競争力存争議

據了解，谷歌的Tensor晶片和三星Exynos晶片高度同源，除了CPU、GPU、NPU等進階結構外，晶片中的基本結構均是同源。而這正是“魔改”晶片最大的特性之一。是以，圍繞晶片半定制化産生了一個核心争論——半定制晶片能否真正幫助造芯企業形成差異化競争？

“晶片創新的關鍵在于是否擁有屬于自己的核心技術，這與采用ASIC模式，用别的的IP來設計晶片大為不同。半定制晶片模式下，設計晶片的廠商往往是有屬于自己的IP，這也意味着擁有獨特的核心技術，而這就是差異化競争力所在。”盛淩海說。

天津內建電路行業協會顧問、創道投資咨詢總經理步日欣向《中國電子報》記者表示，事實上現在已經沒有完全自研晶片的概念了：大部分晶片的開發，都是依賴外部IP的支援，甚至已經出現科技企業隻提需求，第三方一站式晶片開發服務的模式。而半定制化晶片也擁有其獨特的優勢，即已經有成熟的體系架構和子產品供參考或者直接使用，對于提升研發的效率有直接的幫助。

“自研晶片有助于提升性能，特别是一些與産品功能相關的定制化開發，能夠與下遊産品的生态緊密耦合，比如強調個性、突出某個功能、強化晶片AI算力等方面的能力等。半定制化的晶片也能一定程度上滿足這方面要求，會依據自身産品需要，着重優化晶片的能力。”步日欣說。

朱晶介紹，半定制化晶片的模式，目前主要是一些成熟的Fabless廠商商業模式的轉變和延伸。在此前隻是向系統廠商直接提供産品，而現在為了滿足系統廠商的自研需求，開始向其提供從架構到設計服務的半定制化晶片方案。一方面一定程度上滿足了系統廠商在設計方面的自主化需求，另一方面也可以幫助系統廠商快速開發出新的滿足市場需求的産品。

以谷歌Tensor處理器為例，盡管它是由三星晶片“魔改”而來，但絲毫沒有影響其性能的強大。據了解，Tensor晶片其實是由三星的一顆代号為Exynos 9855的未公布的晶片“魔改”而來，而目前三星最強的Exynos 2100晶片代号是9840，由代号或許可以推斷Tensor這顆晶片的性能很有可能高于Exynos 2100。此外，Tensor晶片因其創造性的核心算法和圖像信号處理單元設計，能夠使手機裝置獲得更好的拍照體驗。Tensor的互動中樞也能夠改進現有的語音識别輸入、實時翻譯和其他許多個性化的AI性能。可見，該款晶片在處理機器學習和人工智能方面擁有強大的性能。

此外，Tensor處理器的TPU、ISP以及搭配的TitanM2安全晶片都屬于谷歌自家技術，在核心技術方面，谷歌依舊具備相當強的競争力。

俗話說，不管黑貓白貓，能抓到老鼠就是好貓。對于半定制晶片而言，也是如是。

半定制模式或許隻是過渡狀态

如今，已經有很多自研晶片的廠商開啟了半定制晶片方案，蘋果、Facebook等大廠均采用了這一模式。然而，半定制化晶片的模式普及尚有難度。

據了解，此次由三星晶片“魔改”而來的谷歌Tensor晶片，未來很有可能直接由三星代工生産，進而促進谷歌與三星有更深度的合作。而看似雙赢的背後，實際上暗藏着很多弊端。

“三星給谷歌的半定制化晶片服務，更多的意義在于戰略支援，即加強雙方的合作，而對于三星本身而言，一定程度上是一種服務資源的浪費。因為三星本身擁有同類晶片，也有完整的IP，但接了谷歌的半定制化晶片訂單後，需要對晶片進行重新設計，重複先前所做過的工作。”盛淩海表示。

此外，步日欣認為，半定制化的晶片很難成為主流，雖然半定制晶片能夠提升産品的開發效率，但畢竟随着技術的發展，使用者需求越來越多樣化，産品功能和性能都需要進行進一步的提升，科技大廠若想自研出有競争力的晶片，需要深入到底層開發，單純靠“魔改”難以實作。此外，知識産權的歸屬、晶片底層設計的了解和二次開發，都會是半定制自研晶片未來發展需要考慮的問題。

可見，單純依靠“魔改”晶片并非是長久之計，該模式或許更适合成為造芯之路的過渡方案，但難以承擔起自研晶片的“大任”。對于想自研晶片的科技廠商而言，不斷努力研發自身的新技術，才是打造核心競争力的根本。