2003年，正在0.13微米制程與聯電激戰正酣的台積電做了一個決定，即投資成立剛滿5年的IC設計服務公司——創意電子（GUC），成為後者單一最大股東。在之後的近二十年時間裡，GUC逐漸成為設計廠向台積電投片的最快捷方式，并在設計産業東風之下迎來高速發展。
GUC的成功是半導體分工時代的一個縮影。台積電的誕生分割了設計和制造兩大環節，鼓勵了更多初創企業進入行業，卻也帶來了問題——一顆晶片從設計到代工廠流片，缺乏一個充當橋梁的專業團隊，以協助缺乏經驗的設計公司降低流片成本，加快産品上市。
事實上，當年與台積電在制程技術上尚且能夠并駕齊驅的聯電，早在1993年就已敏銳察覺到這一環節存在的必要性，在1995年正式轉型成為純晶圓代工廠前，分拆了其IP和NRE部門成立智原科技，後者同樣已成為設計廠向聯電投片的最重要也最為快捷的路徑之一。
随着半導體産業鍊向中國大陸轉移，同時愈發緊張的地緣政治因素驅動從IC設計到制造的供應鍊本土化，這一受到代工巨頭重視的環節，也逐漸成為自主替代的核心助力，受到矚目。
在此背景之下，一批中國大陸IC設計服務公司正在崛起，他們來自于頭部設計廠、代工廠，具備豐富的設計、流片經驗，已成為推動本土IC設計發展的重要力量，垣芯半導體正是其中的一員。
垣芯半導體創始人 曾豔飛
中興事件成創業契機 先進工藝優勢凸顯引中芯橄榄枝
2018年，是中國大陸半導體産業轉折性的一年，正在格芯進行5G通信晶片流片關鍵階段的中興通訊受到美國商務部制裁，直到最終支付了高達14億美元的賠款，才避免了産品的流産。垣芯半導體創始人、同樣也是當年格芯這一項目Leader的曾豔飛，對此記憶猶新。
畢業于國防科技大學計算機學院微電子專業碩士的曾豔飛，在格芯之前，曾就職于ALCHIP、AMD等國際大廠，擔任晶片設計工程師，項目經理，技術Leader，擁有30顆以上的晶片流片經驗。對後端設計的深入了解，讓曾豔飛在中興事件中意識到，國産替代大勢所趨。
2018-2019年，曾豔飛聯合ALCHIP、華為海思資深ASIC設計師成立垣芯半導體，提供從RTL到GDSII的先進工藝大型高端晶片的定制和流片業務，包括IP選型，DFT，驗證，實體實作，模拟版圖設計等，與國内外各大代工廠、封測廠都有合作關系，一站式提供NRE設計、流片、封測等業務。
憑借團隊深厚的技術積累以及業内口碑，垣芯很快接到了第一筆訂單，即一款16nm制程的AI晶片，并在3個月内完成了MPW的NRE設計，流片4個月後成功點亮（即一次性流片成功），随後在2020年2月、7月先後點亮12nm、7nm制程AI晶片，14個月間接連點亮三顆先進制程晶片，讓垣芯很快受到了業内的矚目。
以AI晶片為代表的先進工藝，正是垣芯差別于同賽道其他廠商的核心競争力所在，尤其是在中國大陸，在先進工藝流片方面經驗較少，而垣芯的核心技術團隊成員均來自于AMD、ALCHIP、華為海思、格芯等國際大廠，并在重要項目中擔任過要職，使得垣芯在先進制程設計服務建立了護城河。
這成功吸引了中國大陸在先進工藝上走得最遠的中芯國際。2020年10月，成立僅17個月的垣芯，接到了中芯國際的橄榄枝，雙方決定共同合作先進工藝。據曾豔飛介紹，在接觸後的兩個月，中芯國際即給公司開設賬号開始合作，而與其有這種合作關系的企業目前或不超過10家。
曾豔飛表示，與中芯國際的合作實際上是互利共赢的。一方面，基于雙方的合作關系，選擇垣芯做設計服務的設計廠在中芯國際流片将獲得更好的排期，進而會有更多的客戶通過垣芯流向中芯國際；另一方面，選擇中芯國際做流片的設計廠也更可能選擇垣芯做設計服務。
盡管如此，作為IC設計服務賽道的新入場者，垣芯所面對的挑戰者衆多。除了前文已經提到的GUC、 ALCHIP，還有美國博通，中國大陸的競争格局較為分散，短期内仍将呈現魚龍混雜的态勢，目前有Brite以及由其他環節橫向拓展IC設計服務業務的公司。
曾豔飛認為，與這些公司相比，公司主要有幾大優勢：一是相較于GUC、Brite等與代工廠聯系緊密的專業設計服務公司，垣芯在為設計公司選擇流片代工廠時更加自由，既可以與台積電、台聯電等合作，也可以與中芯國際合作；二是相較于跨行的競争對手，公司尤其在先進工藝的技術、口碑積累更加深厚。
也正是在這些優勢之下，公司成立以來每年營收都能保持50%以上增長，2021年營收更是在2020年的基礎上翻了4倍。曾豔飛坦言，在全球缺芯以及供應鍊本土化的趨勢之下，中國大陸近年來流片項目衆多，人才短缺的情況下，公司甚至不需要市場部尋找業務，“不是我們去找客戶，而是客戶來找我們。”
垣芯半導體“榮譽櫃”
IC設計服務站上風口浪尖 “黑天鵝”、技術新趨勢帶來增量
“被項目、客戶追着跑”，是IC設計服務産業站上風口的寫照。根據市調機構IBS預測，到2030年，全球半導體市場規模将從2020年的4,398億美元增長至11,304億美元，中國大陸市場的占比将從2020年的53.67%擴大至2030年的0.01%，IC設計作為目前與國外差距最小的環節，其市場前景可見一斑。
根據ICCAD日前釋出的最新資料，2021年中國IC設計全行業銷售額預計達4586.9億元，較2020年增長20.1%，從企業規模來看，人數在1000人以上的企業個數為32家，較去年僅增加3家，與此相對的是，人數小于100人的小微企業個數達到2351家，較上一年增加489家。
小微企業的崛起，正是IC設計服務産業的重要增長引擎。根據估算，目前後端設計服務成本約占研發成本的40%。就中國大陸來說，大批初創公司湧現，高端項目遍地，卻苦于缺乏經驗以及資金支援難以流片。“很多設計公司一年隻出一個産品，團隊隻有架構工程師，養不起一個後端設計團隊。”
與此同時，當半導體産業不斷向先進制程推進，晶片的流片成本一再疊高。據介紹，一顆12/14nm晶片，流片費用要将近400萬美元，而7/8nm制程的則要将近1000萬美金，同時，随着全球代工廠缺貨漲價，流片成本進一步提高，選擇可靠的設計服務供應商以提高流片成功率成為重中之重。
從行業競争角度來看，更高的流片成功率意味着設計廠能夠更快地進行産品的疊代。在目前應用層出不窮、産品疊代周期一再縮短的行業背景之下，這将為設計廠在競争中帶來更大的優勢，與之相反的是，如果設計廠選擇的設計服務公司經驗、技術儲備不足，損失的不僅是資金還有時間成本。
另一方面，從商業模式來看，IC設計服務也是一筆長期的生意。據曾豔飛介紹，客戶往往在第一代産品成功流片後，為了保持技術的一緻性，其第二代、第三代産品的流片和設計服務供應商選擇也會趨于相同，另外，在一款晶片流片成功後，設計廠每次向代工廠下單，都會向相應的設計服務商繳納服務費。
行業趨勢之下，疫情和缺芯兩大“黑天鵝”，又意外給IC設計服務産業帶來了變數。從需求角度來說，疫情增加了居家辦公、線上教育等需求，消費類晶片以及資料中心晶片需求量的攀升給設計服務公司帶來了更多的業務，另一方面，由于設計服務可以完全線上實作，是以在項目進度和傳遞上幾乎沒有影響。
而從缺芯的角度講，對于垣芯等以先進工藝為主打的設計服務公司來說，影響也相對更小一些。由于目前的缺芯主要發生在成熟制程，而在中國大陸本身對先進工藝量産的産能需求并沒有成熟工藝那麼大，加上垣芯與中芯國際等大廠擁有良好的合作關系，在流片排期上也有一定的優勢。
除了行業特性以及意外事件以外，設計行業的技術趨勢也正在給設計服務産業帶來新的增量，其中Chiplet以及RISC-V架構的崛起最受矚目。對于前者，曾豔飛認為仍需等待技術突破和市場真正成熟的契機，而對于後者，其則表示，将會是未來中國大陸趕超海外的重要途徑。
曾豔飛認為，相比起10年前，最近幾年的處理器性能提升實際上并不高，從工藝角度來說，矽晶片已經幾乎走到極限了，而新型材料的第三代半導體還在試驗量産中，無法達到真正的量産。當晶片工藝走到極限，也就意味着接下來隻能從架構上進行改進。
有人預言，在未來的5年左右，頂級處理器的性能提升會陷入停滞，此時就是國産晶片追趕的最好機會了。曾豔飛說，“我們可以率先在新的架構，如RISC-V上深入研究，也可以率先進入下一個階段，比如碳基晶片等，那麼在未來彎道超車也不是不可能的。 ”
欲借RISC-V MCU切入IC設計賽道 推動國産替代初心不變
2020年起，半導體行業掀起一波并購熱潮，同時在缺芯、地緣政治緊張的情況下，供應鍊安全正在成為産業鍊各環節公司的重壓考量，不少大廠開始向産業鍊上下遊進行整合。曾豔飛認為，當下來看，未來幾年，産業鍊整合趨勢将大于分工趨勢。或許正是基于這種判斷，垣芯也正在向上遊拓展業務。
據曾豔飛介紹，垣芯計劃從IC設計服務向IC設計與設計服務并存的業務模式轉型，目前已着手産品的研發，目标是在2023年或以後推出首款基于RISC-V架構、面向消費端的MCU。其坦言，這一類産品開發周期短，需要的資金投入小，更加适合體量較小的初創企業作為行業的“敲門磚”。
對于垣芯來說，深厚的技術積累能夠幫助其在橫向對比同類産品的基礎上，研發出綜合性能更好、成本效益更高的産品，而流片經驗上的先天優勢，不僅能夠使得垣芯能夠免去在後段設計環節上的成本投入，并且基于其與代工廠的合作關系，其産品在流片周期上也會具備一定優勢。
另外，同樣也是也是基于設計服務業務的優勢，和其他初創IC設計公司相比，垣芯擁有天然的資金源泉。據曾豔飛透露，垣芯成立至今尚未進行過融資，并非沒有投資方前來洽談，但由于公司暫時不缺資金是以作罷，雖然切入IC設計賽道後，融資在所難免，但設計服務業務也将起到保駕護航的作用。
另一方面，在IC設計業務上的延伸，還将反過來帶動設計服務業務的增量。曾豔飛舉例說明，如果一家設計服務公司本身就有RISC-V晶片的設計流片經驗，那麼對于設計廠來說，選擇這樣的設計服務公司會更加放心，提高了流片成功率，且在合作的同時能夠借鑒後者的技術，達到共赢。
在曾豔飛的規劃裡，IC設計和設計服務業務今後很難說哪一項會占據更大的比重，今後随着業務的發展、融資程序的加速以及商業模式的改變，還會有很多變數。但從本質上看，垣芯将一直保持“共造垣芯态，勇創中國芯”的初心，為中國半導體國産化貢獻自己的一份力量。
在此願景之下，曾豔飛對公司的規劃也是全方面的，對于目前産業面臨的問題，其也有獨特的思考。例如在目前行業人才緊缺的問題上，曾豔飛就表示，與部分大廠大搶高端人才不同，垣芯願意向各種學曆背景的人才抛出橄榄枝，并且也更加注重企業自身對人才的培養能力。
在缺芯問題上，曾豔飛則認為，全球晶片危機短時間内很難緩解，雖然局部一些領域出現了緩解，但是在工業、汽車領域依舊緊缺嚴重，這同時也是國産化的一個機會。垣芯方面，已經跟國内外半導體上下遊企業保持了良好的合作關系，可以最大限度的保證産能的穩定性。
此外，為了獲得更好的發展環境，垣芯從原先的注冊地遷址張江，而作為895創業營的一員，曾豔飛坦言，張江高科的環境和895創造營的平台對公司這一類的初創公司帶來了非常大的幫助，過去的一年裡，垣芯多次參加平台組織的活動，近期還獲得了2021年895創業營“芯力量獎杯”。
曾豔飛表示，通過平台組織的上交所活動，公司深入學習了上市的基本要求和流程，2021年還參加了湘商第八屆創新創業大賽，并拿到了一等獎的好成績。在良好的創業氛圍之下，受益良多。