全定制方法學(xué)是設(shè)計集成電路的方法之一

隨著半導(dǎo)體工藝進步帶來的好處越來越少，層次化設(shè)計解決了芯片的設(shè)計復(fù)雜性問題。采用全定制方法學(xué)，在3-6個月左右的時間里，設(shè)計出的芯片的性能比傳統(tǒng)APR(自動布局布線）方法學(xué)設(shè)計出來的性能好大概一個數(shù)量級。

由于2017年比特幣價格暴漲，礦工挖礦利潤所得曾一度高達1400%，即使比特幣價格下跌到6000美元之后，礦工的熱情仿佛絲毫沒有任何動搖，也反映出這個行業(yè)“水很深”。但眼下比特幣礦機需求依舊旺盛，在目前比特幣礦機行業(yè)市場集中度高，市場份額排名前兩家（比特大陸、嘉楠耘智）占超過80%的市場份額，行業(yè)競爭屬于寡頭壟斷的市場格局下，依然有新玩家不斷入局。

深圳比特微電子董事長楊作興

比特幣礦機芯片的發(fā)展經(jīng)歷了從CPU、GPU、FPGA到ASIC的四個過程。在這個過程中，提供算力的芯片從通用型逐漸轉(zhuǎn)向了挖礦專用型，即ASIC芯片。

在日前召開的2018第二屆集微半導(dǎo)體峰會上，針對這一應(yīng)用，深圳比特微電子董事長、總經(jīng)理兼CTO楊作興提出了全定制方法學(xué)。他指出，全定制方法學(xué)是設(shè)計集成電路的方法之一，類似方法還有定制法、半定制法以及可編程邏輯器件和邏輯單元陣列設(shè)計方法。隨著半導(dǎo)體工藝提升一代，帶來的好處越來越少，已經(jīng)接近采用全定制設(shè)計本身的好處。

楊作興解釋，全定制設(shè)計主要是在RTL設(shè)計的晶圓廠單元庫、邏輯綜合和布局三個設(shè)計環(huán)節(jié)采用定制化、人工化設(shè)計。比特微通過在180nm 900MHZ RFID TAG芯片、28nm和16nm BTC芯片等項目上的實踐證明，全定制設(shè)計的優(yōu)勢在于，方法學(xué)通過CELL的優(yōu)化，PLACEMENT的優(yōu)化，時鐘優(yōu)化和門級網(wǎng)表優(yōu)化等四個方面，使功耗優(yōu)化、面積優(yōu)化和成本優(yōu)化都得到大幅提升。采用全定制方法學(xué)，在3-6個月左右的時間里，設(shè)計出的芯片的性能比傳統(tǒng)APR(自動布局布線）方法學(xué)設(shè)計出來的性能好大概一個數(shù)量級。

他以RFID芯片的設(shè)計為例介紹說，采用手動邏輯綜合，面積縮小了一倍，功耗優(yōu)化了5倍。而BTC領(lǐng)域，功耗優(yōu)化更為重要，比特微的神馬M3和M10礦機的功耗成本優(yōu)化相比競爭對手分別提升了11.88倍、5.54倍。

具體到設(shè)計流程中的四項優(yōu)化，比特微自己的單元庫、面積和功耗是臺積電的三分之一；手動布局可以提升利用率從60%-97%；時鐘的優(yōu)化可以推動計算量錯峰運行，優(yōu)化一倍的功耗；手動門級網(wǎng)表可以大幅優(yōu)化功耗和門數(shù)等參數(shù)。

楊作興強調(diào)，隨著半導(dǎo)體工藝進步帶來的好處越來越少，層次化設(shè)計解決了芯片的設(shè)計復(fù)雜性問題。他認為，全定制方法學(xué)會先在虛擬貨幣和AI領(lǐng)域成為主要方法學(xué)，然后逐步擴展到手機、PC、服務(wù)器和IoT領(lǐng)域。

比特微成立于2016年7月，主營業(yè)務(wù)為區(qū)塊鏈、人工智能等領(lǐng)域?qū)Ｓ眉呻娐沸酒?a target="_blank">產(chǎn)品/方案的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，并提供相應(yīng)的系統(tǒng)解決方案及技術(shù)服務(wù)，創(chuàng)始團隊是國內(nèi)最早將專用集成電路引入?yún)^(qū)塊鏈計算設(shè)備領(lǐng)域的團隊之一。

楊作興主導(dǎo)設(shè)計的28nm低功耗高性能區(qū)塊鏈BT1000芯片，其應(yīng)用的產(chǎn)品銷售額超過20億元人民幣。第二代16nm芯片BT1800芯片，性能、工藝、性價比業(yè)界領(lǐng)先，預(yù)計可創(chuàng)造約100億元的銷售額。比特微除了目前所專注區(qū)塊鏈領(lǐng)域外，響應(yīng)國家芯片戰(zhàn)略，根據(jù)公司發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃，正計劃通過自主研發(fā)、戰(zhàn)略合作等形式，將其芯片及產(chǎn)品核心研發(fā)能力向人工智能等其他重復(fù)并行計算領(lǐng)域探索延伸。