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科学企业家丨中科昊芯李任伟:机遇之下,国产芯片发展须“实事求是”

亿欧网 07-19

" 不要觉得你们的技术有多牛,不要觉得你们的技术厉害就一定能创业成功。市场上不是需要多牛的技术,可能只是其中一两个点就足以解决问题了,但你不知道,甚至觉得它太简单了,不明白为什么会需要这样的东西。" 类似的话是中科昊芯董事长李任伟在走出科研实验室之前经常听到的。

从 2017 年开始至今,中科自动化所已经孵化了 28 家企业,创业 " 前辈们 " 的如是教诲引起了李任伟的担忧。因而在技术取得一定成果后,他决定把技术拿出来在市场上 " 跑一跑 ",看看大家实际需要什么东西。2019 年 1 月 25 日,中科昊芯正式成立,和其他科研出身的企业家一样,李任伟要做的是以技术去寻找市场契合点。在这一过程中,他体会良多。

发挥自身优势,定下芯片设计两大方向

近 10 年来,李任伟及其团队一直致力于数字信号处理器及通用微处理器的研发,建立了完善的处理器设计技术平台及软硬件验证平台,掌握了设计超大规模 SoC、高性能计算部件及高速接口等技术,并在实现超标量、VLIW 体系结构及 ARM、RISC-V 多种指令集架构方面积累了大量经验。

可毕竟市场和实验室不一样,即便是拥有这样的技术实力,这位中科院自动化所的副研究员、智能机器人处理器课题组负责人也尝到过找项目时 " 灰头土脸 " 的滋味。也有很多人建议过不少市场不错的产品,但在李任伟看来,市场前景只是一方面,关键是自己是否擅长,能否长期走下去。

因此,基于自身的技术优势,中科昊芯定下了两大方向:机器视觉和工业自动化,并推出了两个系列产品:机器视觉处理器系列 Haawking-HX6000 和工业控制微处理器系列 Haawking-HX2000。

据了解,工业控制微处理器系列 Haawking-HX2000具有优异的性能功耗比,并集成了丰富的外设接口,可实现实时控制,并在处理、传感和驱动方面进行了深度优化,能够显著提高实时控制应用中的闭环性能,更懂得国内设备厂商。

另一系列产品——机器视觉处理器 Haawking-HX6000也在筹备当中。该处理器采用软硬件协同的创新性架构设计,针对机器视觉及图形图像处理系统进行优化,专注于节能和实时性,在数学运算和数据移动方面具有优越的性能,实时操作系统能够提供低至 10ns 的事件响应时间,具有专为复杂单周期处理而提供的扩展指令,免费软件开发套件 ( SDK ) ,包括库和编解码器以及高度优化的编译器。

李任伟表示,其实对于一些自动化设备公司而言,随着技术的发展和需求的变化,TI(德州仪器)等国际巨头提供的产品并不能满足其特定需求,还须额外的芯片来支持。中科昊芯基于 RISC-V,根据这些特定需求为芯片增加相应功能。在成本方面,要比原有整体方案更加便宜。而在华为事件后,一些战略性领域的市场也开始有意识地尽量使用国产芯片,不少公司本身会绷着这根弦,不想受制于人。

欲与 x86、ARM 分庭抗礼,RISC-V 生态构建是关键

中科昊芯的核心定位是基于 RISC-V 指令集做自主可控的国产微处理器,Haawking-HX2000 和 Haawking-HX6000 便是基于 RISC-V 这一架构设计。李任伟告诉亿欧:" 这个定位未来不会改变。"

RISC-V 是 2010 年美国加州大学柏克利分校研究团队推出的指令集。作为开放源码硬件指令集体系架构(ISA),RISC-V 以其简单、稳定,完全开源且免费的特点,逐渐步入发展热潮。在 2015 年 RISC-V 基金会成立后,全世界 150 多家企业和科研机构加入其中。RISC-V 很快成为印度的国家指令集,并在美国、俄罗斯等国家得到全面推行。

从去年开始,RISC-V 在我国开始商业化,打开了一个新的局面。华米科技发布的黄山 1 号芯片成为了全球首颗 RISC-V 开源指令集可穿戴处理器,相比 ARM Cortex-M4,黄山 1 号运算效率高出 38%。2018 年 10 月,中国 RISC-V 产业联盟正式成立。今年 6 月 12 日,清华与伯克利携手成立了 RISC-V 国际开源实验室(RIOS)。

RISC-V 可以将基准指令和扩展指令分开,能够通过扩展指令做定制化的模块和扩展,将为微处理器领域带来革命性的变化。相比于目前占据市场主流的英特尔 x86 和 ARM 架构,李任伟表示:"RISC-V 面向全球开放且没有知识产权限制,对中国而言是一个机遇,是在处理器领域实现赶超的好机会。未来,市场很有可能是 RISC-V 和 x86、ARM ‘三分天下’的格局。"

RISC-V 欲与 x86、ARM 分庭抗礼离不开生态构建,就像英特尔和 ARM 公司为自己的架构建立起庞大的生态系统,进而成为市场主流一样。截止至 2019 年 7 月 10 日,RISC-V 基金会共有包括 18 家白金会员在内的 235 家会员单位。这些会员单位中包含了半导体设计制造公司、系统集成商、设备制造商、军工企业、科研机构、高校等各种组织。

对此,李任伟颇有信心:" 现在参与其中的人很多,一定会为 RISC-V 生态构建带来好处,RISC-V 的发展也会比较快。因为没有生态就等于 0。单纯定义一个指令集架构很容易,但关键是有没有明天。" 中科昊芯所做的,便是为构建 RISC-V 生态系统贡献一份中国力量。

" 华为 " 光环之下的芯片产业

对整个芯片产业而言,生态同样非常重要。" 芯片这种产品需要不断迭代。" 李任伟告诉亿欧,我国的龙芯做得不错,不过与 Intel 芯片相比确实还是存在差距,但这并不是说明我们的设计技术不行,只是没有形成相应的生态,应用市场小,因此无法完成太多的迭代,难以更快速地发展。

而另一方面,令国人骄傲的麒麟如今能够成为 Android 阵营的三大高性能处理器之一,也正是经过多年的持续迭代才有了今天的成绩。2012 年,华为推出耗时两年的工作成果—— K3V2,并用在自家 P6、荣耀 3 等手机上。但随之而来的是消费者们一浪高过一浪的吐槽,发热和游戏兼容性成为被诟病的重灾区。

华为早期的芯片性能极差,发热严重。作为手机的核心元件,劣质芯片无疑会导致失去用户的信任。尽管如此,华为依旧在坚持使用自研芯片。"芯片这种产品,不仅是在指尖上造城,后续还需要在真实场景中不断运用,暴露问题,然后有针对性地下药修正,才能快速提高性能。" 李任伟说道。

从 K3V2 到麒麟 980,华为自家的手机既是海思芯片的市场,也是试验场。七年来,海思芯片从被人吐槽跻身到世界一流芯片行列,同时也为中国撰写了一部华为手机的崛起史。但在芯片产业中,很少有企业能像华为这般做到自给自用,然后自我迭代。在缺乏生态的情况下,更难有长期且足够的市场作为产品发展的检验土壤。

然而,像华为这样一枝独秀的企业并不能代表我国整个芯片产业的水平。国外的半导体产业基本已经牢牢掌握了从原材料、设备、设计、制造、封装测试等全部环节,并且在 CPU、GPU、DSP、基带芯片、射频芯片、数模转换芯片等核心元器件方面占据绝对优势。即便是华为这样的公司,每年也要耗费上百亿美元从国外采购芯片,在华为的供应商中,高通、英特尔、赛灵思、镁光等国外供应商超过了一半。

李任伟补充道:" 虽然我国在处理器体系结构设计技术方面没有太大问题,封装、测试环节也还可以。但是在定制电路,尤其是真正考验电路设计技术的模拟 IC 这一块,不知道十年的时间有没有可能赶上国外。"

无论当下我国芯片产业面临怎样的机遇,基础技术及核心 IP 才是将产业真正做大做强的支柱所在。基于这一点,在市场强调技术落地和用户体验的同时,扎实的技术积累不容被忽视。这其中," 实事求是 " 更为重要

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