摘要

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)熱門趨勢(shì)-高速運(yùn)算(HPC)市場(chǎng)在全球加速成長，進(jìn)一步推動(dòng)廣泛應(yīng)用如5G、云端數(shù)據(jù)中心、人工智能、行動(dòng)運(yùn)算、自駕車的發(fā)展。隨著先進(jìn)制程持續(xù)開發(fā)，對(duì)于設(shè)計(jì)產(chǎn)品要求高運(yùn)算、低延遲、低耗能等市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)而推動(dòng)著高速存取界面應(yīng)用、規(guī)范，以及先進(jìn)制程的演變。生產(chǎn)成本提高與高速接口帶寬速度增加，大幅增加了高速接口硅智財(cái)與SoC整合風(fēng)險(xiǎn)與難度。在芯片廠投入專業(yè)分工人力和EDA工具成本大幅提升，使先進(jìn)制程高速接口IP整合硬核實(shí)做需求日益增加。

多樣性高速接口應(yīng)用規(guī)格與先進(jìn)制程

隨著電子裝置處理器芯片運(yùn)算效能提高，進(jìn)一步帶動(dòng)高速傳輸數(shù)據(jù)的需求。而高速存取、視覺監(jiān)控接口有多樣的應(yīng)用規(guī)格，如SATA、USB、PCIe MIPI等，就如同不同交通運(yùn)輸方式，芯片設(shè)計(jì)廠商往往會(huì)根據(jù)自身產(chǎn)品的應(yīng)用，鎖定幾種類型的傳輸技術(shù)規(guī)格。因此，唯有持續(xù)精進(jìn)，才能于每一代技術(shù)規(guī)格出現(xiàn)轉(zhuǎn)換時(shí)，領(lǐng)先搶下市場(chǎng)商機(jī)。

現(xiàn)今龐大實(shí)時(shí)的高速運(yùn)算下，對(duì)于低延遲、低功耗的極致追求，推進(jìn)先進(jìn)制程如FinFET等芯片制造，而在芯片實(shí)作先進(jìn)制程過程中，除了專業(yè)人才培養(yǎng)，購買不同EDA工具、封裝與測(cè)試等皆是必須的投資，這將導(dǎo)致整體生產(chǎn)成本大幅度提升，增加芯片廠商進(jìn)入高速運(yùn)算市場(chǎng)的困難度和風(fēng)險(xiǎn)。

在芯片設(shè)計(jì)流程中，從本身產(chǎn)品的規(guī)格，到各個(gè)IP設(shè)計(jì)驗(yàn)證，乃至整體芯片的整合實(shí)做都須遵守著市場(chǎng)的關(guān)鍵準(zhǔn)則- Time to Market。在龐大的時(shí)程壓力之下，加上對(duì)于高速接口專業(yè)領(lǐng)域的不熟悉，如何在短時(shí)間內(nèi)了解不同規(guī)格的高速傳輸存取接口，以及逐步完成由IP level、Sub-system level到Whole chip level的驗(yàn)證，并在競(jìng)爭激烈的市場(chǎng)中勝出，無疑考驗(yàn)著每位工程師以及公司是否可承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。

高度整合專業(yè)分工

在SoC芯片中許多的高速傳輸存取接口中都會(huì)包括了物理層(PHY)以及控制處理器(Controller)。不同的高速接口規(guī)格都代表著不同的專業(yè)領(lǐng)域，對(duì)于高速傳輸接口專業(yè)領(lǐng)域不熟悉的情況之下，短時(shí)間完成快速且完整的驗(yàn)證，整合與實(shí)做皆會(huì)面臨高度的風(fēng)險(xiǎn)。

M31在40奈米、28奈米、22奈米與FinFET制程上皆已完成PCIe、MIPI、 USB等高速接口IP的設(shè)計(jì)開發(fā)及驗(yàn)證，并搭配不同接口的控制處理器與次系統(tǒng)(Sub-system)的驗(yàn)證方法(圖1)來實(shí)現(xiàn)高速接口整合一站式服務(wù)(圖2)。此服務(wù)協(xié)助客戶能透過AMBA架構(gòu)將次系統(tǒng)快速、簡單的整合進(jìn)入SoC，并降低風(fēng)險(xiǎn)，使客戶可專注于芯片設(shè)計(jì)差異化與系統(tǒng)層次的整合，讓客戶的IC產(chǎn)品在效能和成本表現(xiàn)上更具市場(chǎng)競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)。

圖1. Sub-system level verification

圖2. IP Integration Service

對(duì)于SoC設(shè)計(jì)者來說，IP視為一個(gè)黑盒子(Block box)，要達(dá)到花費(fèi)最少人力成本，并同時(shí)達(dá)到最佳效果，必須要能提供相關(guān)的設(shè)計(jì)套件組合，將該標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)接口完成整合。

M31提供完整設(shè)計(jì)套件組合，包含物理層仿真模塊(Behavior model)、控制器本體、整合IP模擬環(huán)境、實(shí)作合成約束文件(Constraint file)及EDA軟件簽核數(shù)據(jù)交付標(biāo)準(zhǔn)(Sign-off、Data-in)的質(zhì)量分析報(bào)告，進(jìn)一步替客戶把關(guān)，幫助客戶減少與原本SoC產(chǎn)生不兼容的問題。

表1. M31設(shè)計(jì)套件組合

M31高速存取接口硅智財(cái)整合一站式服務(wù)

隨著制程快速的演進(jìn)，從傳統(tǒng)的IDM公司主導(dǎo)芯片開發(fā)，至SoC多樣化應(yīng)用領(lǐng)域再到專業(yè)的硅智財(cái)分工，無不考驗(yàn)著芯片設(shè)計(jì)的流程和風(fēng)險(xiǎn)管控，M31除持續(xù)開發(fā)先進(jìn)制程最新世代的IP產(chǎn)品，更進(jìn)一步為客戶提供整合硬核實(shí)做服務(wù)，讓設(shè)計(jì)業(yè)者在高速運(yùn)算暨存取界面講求效能與功耗兼具的應(yīng)用市場(chǎng)中，降低風(fēng)險(xiǎn)并達(dá)到最大的效益，搶得市場(chǎng)利基。