他放弃美国终身教授的一世荣耀,为祖国的芯片产业拓荒

他放弃美国终身教授的一世荣耀,为祖国的芯片产业拓荒

在美国享受终生教授的一世荣耀,还是为祖国的芯片产业拓荒?戴伟民选择了后者。由此,一个定义国际芯片设计市场的中国独角兽开始崛起。

世纪弄潮

芯原成立于2001年。彼时中国的芯片行业,虽经历了20余年的攻关追赶,仍是成果惨淡。由于技术落后,人才匮乏,早期起步依赖引进国外淘汰生产线,但在摩尔定律的魔咒之下,这些设备转身便成了垃圾;国家出面组织的三大战役,也仍未能将差距缩小。

改变悄然发生在新旧世纪之交。

1999年,远在硅谷的邓中翰回国创办中星微电子,致力于芯片研发、设计;2000年,半导体发明者德州仪器的得力干将张汝京回国,创办中芯国际,立志打造一流水平的晶圆代工厂;2001年,武平和陈大同集合37人的开发团队从硅谷回到上海,创办展讯通信,主攻无线通信的核心芯片开发。他们成了中国半导体行业的珍贵火种。

芯原创始人戴伟民于1998年嗅到了中国不一样的气息。这一年,国家召开半导体发展战略研讨会,戴伟民作为国际专家受邀出席。此行令戴伟民心潮澎湃:“那时候我认为中国的IC产业将有一波大的浪潮。”

这直接促成了戴伟民回国创业。在此之前,戴伟民是加利福尼亚州大学圣塔克鲁兹分校计算机工程系终身教授,曾和自己的博士生在VC的支持下,创办了一家高科技公司,后来以1.35亿美元被一家企业收购,其中一个被剥离的部门,成了今天的芯原微电子。

在中国,戴伟民想主攻标准单元库,它是芯片建成的基础,包括版图库、符号库、电路逻辑库等,相当于建房时的砖瓦。

如此关键的要素,在中国芯片代工厂刚起步时成了最大的掣肘——因缺少拥有自主知识产权的标准单元库,代工厂只能纸上谈兵。戴伟民坚信芯原的定位不会错:“芯原成立之初的定位非常清楚,就是‘烧砖瓦’,因为建起芯片这栋房子,没有砖瓦是不行的。”

他放弃美国终身教授的一世荣耀,为祖国的芯片产业拓荒

刚成立的中芯国际就面临着没米下锅的窘境。为了与“革命战友”保持近距离合作,戴伟民将他的芯原也落户在上海张江高科技园区。

“当时那还是一幢孤零零的楼,为了满足我们办公需求,专门架设了一趟电线。但为了省电,我们整栋楼都约定每周三不能开电梯。”戴伟民说。

就是在这栋楼里,戴伟民带领30余名同事苦苦攻关一年,研发出了中国第一套180纳米的标准单元库,解了中芯国际的燃眉之急。

此后数年间,芯原先后设计出超过50套标准单元库,除了提供中芯国际22套库和宏力16套库外,还为华虹、上海先进、华力、华润上华等提供标准单元库的设计和支持。

不走寻常路

芯片产业日新月异,随着国内设计能力的提高,进口标准单元库不再受限,激烈竞争下芯原面临新的抉择——坚守原地,还是掉头?

戴伟民在差异中寻找答案——做专业的芯片设计服务。

当时,市场上的芯片设计服务公司主要有三类:第一类是先以设计服务立足,伺机转变成产品公司;第二类是产品做失败了,临时转做设计求生存,再伺机做产品;第三类是卖劳力,将自己的员工外派给客户做设计,连办公室也没有,这类公司的员工很难有归属感,公司经营风险较大。

芯原与三者都不同——只做服务,不做产品,避免与客户竞争。戴伟民解释:“这时候的定位就是帮助别人添砖加瓦,把房子建得更好,而不是去跟别人竞争,要清楚房子是别人的。”

戴伟民选的是一条只为别人做嫁衣、深藏功与名的寂寞之路。事实证明,当把精力专注于一点时,获得积累和突破也更容易。

早期,芯原并未将国内作为主要市场,戴伟民反其道而行,瞄准的是台湾。一个重要原因是,那时台湾的芯片企业较为成熟,对市场的预判能力很强,做出来的产品大都能赚钱,跟对人才能做对事。

在台湾市场的千锤百炼中,芯原日益强大。随后,芯原轻松征服了美国、日本市场,与IBM、谷歌、微软、博通、瑞萨、索尼和夏普等国际厂商携手合作,基本上所有的三星和iPhone里面都有芯原的芯片。芯原的国际声誉就此建立。

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在外围扎下营寨后,芯原才将战场转向中国市场。此时,很多过早布局的台湾企业对不温不火的大陆市场已失去耐心,纷纷撤离。在戴伟民看来,这是对市场判断失当:“在不该进入的时候进入,在不该撤出的时候撤出。”

芯原则在戴伟民的战略远见下,恰到好处地在中国市场发力。此后不久,中国芯片产业开始升温,蓬勃的市场推动了芯原的高速发展。这期间,芯原依然面临着诱惑和割舍——

在芯片设计领域,设计公司通常绑定一家晶圆代工厂,即代工厂会控股一家设计服务公司,并委派董事长,双方互惠互利。

但戴伟民更多看到的是弊端。绑定模式下,设计公司不仅会对代工厂形成依赖,还会受制于代工厂自身的技术水平和生产能力,无法让客户有更多、更好的选择。

经过反复权衡,戴伟民选择了独立发展。十几年来,芯原都冷静面对着代工厂伸来的橄榄枝,一一拒掉。

割舍诱惑后,芯原既为客户提供了更大的选择空间,也给自己留下了设计空间,最终让客户产品的性能与晶圆厂工艺特性达到最优匹配,实现了多赢。

为难为之事

在芯片组成中,有一种叫作IP核的重要组成部分。它源于产品设计的专利证书和源代码的版权,又叫知识产权核,可以看成一个小单元或一个模块。设计人员以现成的IP核为基础进行设计,可以缩短设计周期。

但做成IP核难度极大,耗时数年、花费巨资,也未必成功,很多芯片设计企业望而生畏。这也意味着,谁建起了IP,谁就筑起了护城河。

戴伟民看到了这一点:“IP就相当于建造房子时候特有的厨卫技术,厨卫技术好,客户就会再次找你造房子,IP在客户眼中占用很大的比重,用得好了想要换一家重新设计都很难。”

芯原想做那个不可替代的设计者,开始All in IP核,并以IP为中心,搭建设计平台,为不同客户提供定制化服务。

多年努力后,芯原大获成功,在汽车电子、监控、物联网、通信、智能计算、AR/VR等诸多领域都积累了IP核,搭建出较为完整的平台。

他放弃美国终身教授的一世荣耀,为祖国的芯片产业拓荒

尤其在汽车电子领域,由于对安全性有更高的要求,IP设计企业“进入不易,出来更难”,芯原凭借多年积累炼成了傲视群雄的最大赢家——

芯原的图形处理器GPU IP广泛应用在汽车数字仪表面板(全球第一)、车载信息娱乐系统(IVI)(全球第二),以及后座娱乐系统(全球第三)。全球排名前十的汽车OEM厂商中,已有七家将芯原的图形IP用于车载信息娱乐系统;六家排名前十的奢侈品汽车品牌将芯原的图形IP用于可重构仪表面板。这些数字,同行中无人能及。

智能视觉处理器方面,芯原也同样达到了世界领先水平——在28纳米工艺下,仅用不到3平方毫米的面积,就可实现大规模的人工智能应用,如高速人车识别、脸部识别、轨迹追踪等。这项技术大量应用于辅助驾驶系统、驾驶员监测系统。

仅就设计能力而言,至今芯原已累计量产14纳米FinFET(一种立体式场效应晶体管)2000多片晶圆,并拓展到具有国际领先水平的10纳米FinFET;28纳米和22纳米FD-SOI工艺技术开始起飞,该技术在射频和物联网芯片方面的优势明显。

由于设计流程规范,技术成熟,芯原每周可以流片(像流水线一样通过一系列工艺步骤制造芯片)一款芯片,其中98%是一次流片成功,这个比例远超国际平均水平。芯原的用户则是最大受益者,他们的产品将以最快速度上市。

戴伟民认为:“企业提供产品和服务有三重境界,卖产品是最低境界,其次是卖服务和平台,最高境界是卖体验。”这也是芯原在国际舞台备受认可的关键所在。

经过近20年发展,芯原的价值已不止于一家企业本身,其更大的意义在于对中国芯片行业的引领拉动和对世界行业的技术贡献,中国在芯片设计领域终于拥有话语权,并可以定义市场。一如制造代工时代的代表——台积电,芯原已成为新时期设计代工的代表。

戴伟民深信:“中国制造遍布全球,中国设计也完全能够做到,这两者相互整合后,势必会有惊人的爆发力。”

上市梦近

2017年戴伟民曾表示,未来的五年将是芯原的黄金五年,而“黄金五年”内的最终目标就是上市。

登陆资本市场的意义对于一家极为烧钱的高科技企业不言而喻。戴伟民也曾多次希望推进公司上市,但当时的美股市盈率普遍过低,而中国A股对注册地在海外的公司有限制。

如今科创板的建立,无疑为芯原提供了最佳契机,其上市进程正在加紧推进。据上海证监局披露,芯原已于2019年3月26日与招商证券等签署了上市辅导协议。

上市前的融资节奏也在加快。继2019年3月的一轮融资后,6月,小米成为芯原新的投资者,以6.25%的持股成为后者第四大股东,这被业界认为是芯原上市前的最后一轮融资。而对于日后两者会碰撞出怎样的火花,业界也同样充满期待。

事实上,作为中国芯片设计领域的龙头,芯原从未缺少过资本的关注。IBM、英特尔、汇丰、IDG等,都是芯原的投资方。各方加持下,芯原成为估值超过10亿美元的独角兽。尤其备受关注的是,2017年国家集成电路产业基金(简称大基金)对芯原的战略投资。

大基金在设计领域投资并不多,战略投资更是凤毛麟角。芯原能独获青睐,戴伟民认为,主要缘于芯原对整个半导体产业生态系统的贡献,“这与我们IP的长期积累和紧密地联结着产业链上下游,做好晶圆厂与芯片公司和系统公司之间的桥梁不无关系”。

显然,在芯片这一链条上,芯原筑成了一个支点,撬动了整个产业的升级发展。

从30人到700余人、全球六大研发中心芯原的成长也见证了中国芯片产业的发展——昔日荒凉的张江高科已是欣欣向荣、群星闪耀,成为芯片产业摇篮。面对越来越火热的势头,戴伟民希望行业能保持一分冷静:“理性客观地寻找中国半导体产业的真正切入点,寻找好的发展机遇,才能取得发展。既不盲目引进,也不盲目排外,方能推动产业进步。”


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