我们为什么需要定制化芯片

　　如果没有看过Simon Sinek在TED上的关于激励措施的演讲，我推荐你去看一下这短短二十分钟的演讲视频。这段视频涵盖了大多数公司无法解决的最基本的问题：如何与客户保持联系。

　　通常情况下，公司更加关注与自身的产品。这些产品采用了哪些先进的技术、与竞争对手相比有没有价格优势、有没有创新点等等。但是他们往往忽视了一个最基本的问题，也是保证成功销售最重要的问题：为什么他们要提供这个产品?

　　想要回答这个问题，首先就要了解产品和市场之间的差距。创造营收是我们想要的结果，但并不是公司存在的唯一目的。

　　计算平台：系统模块(SoM)

　　“我们提供的可以定制化的产品SoM，包含soc、内存、电源电路、操作系统和BSP等多个部分，所有这些可定制的模块都可以帮助客户建立一个更加健全的嵌入式开发平台。”

　　这样的产品是不是听起来很令人兴奋?世事无绝对。事实上这种产品并没有吸引客户太多的关注。问题出在哪里呢?我们又能如何改进销售技巧呢?

　　“你想在降低开发成本和风险的同时，加快下一代嵌入式产品的研发上市时间吗?那么我们就可以为你提供一些有趣的产品。”

　　从客户的角度来看，我们应当为客户提供一些比较有趣的例子、能够吸引客户的好奇心的话语。而不是像我们开头说的那样——SoM，这样的专业性术语对于很多人来说，是难以理解的。有趣而非难以理解，这才是好的办法。

　　能够定制化的soc产品在半导体市场并不是什么新奇的概念。但是对于最新的行业趋势和应用发展来说，定制化的soc却是一个热点需求。无论是技术研究人员还是营销人员，希望下面的内容能够更好的帮助大家改进技巧。

　　为什么需要定制化芯片

　　首先让我们探讨一些行业动态、客户的期望和动机对于soc定制化的推动作用。

　　五十年以来，摩尔定律的提出保证了器件在降低成本和功耗的同时获得性能的提升。随着时间的推移，性能增强和功耗优化是显而易见的。

　　但是近年来，摩尔定律所提供的这种保证正在逐渐受到挑战。

　　随着先进的工艺节点趋于极限，设计变得复杂，导致商业化的时间延长，成本效益不再得到保证。但是如果采用定制化soc的方式的话，在性能提升和功耗降低的情况下，就可能不会提升任何成本。

　　对于成本更加敏感的物联网市场似乎更需要定制化soc。

　　随着智能手机的普及，物联网将是下一个推动半导体行业迎来爆发和增长的浪潮。问题在于，物联网不是单一的产品，而是一个同时拥有产品和服务的生态系统，物联网中的每一个产品都扮演着重要的角色。

　　但是至于产品到底扮演何种角色，并不是又供应商决定的，而是由最终用户决定的，也是最终用户决定了物联网成本优化、生产率、安全性和便利性。

　　例如，在工厂中，如何减少系统的停机时间提升生产效率。工厂就需要根据自身的详细情况和需求设置物联网每一个节点的分布情况，以便减少工厂的停机维护时间。而工厂也可以从每一个物联网节点收集数据进行分析，从而实现预测故障、提升生产效率的目的。

　　这些物联网终端节点的功能是由特定用户和特定应用程序所决定的。即便是同样的终端节点，在不同的行业环境下也具有不同的功能。

　　可定制化的soc则能够很好的解决这些问题。

　　竞争优势

　　传统的soc可以虽然帮助大多数公司根据自身的需求和情况设计符合要求的产品，但是提供的解决方案都是大相径庭的。这种情况下，如何才能够拉开与其他竞争对手的差距呢?答案就是软件。但是软件的创新并非那么简单，而且软件功能的复制与抄袭比硬件要简单的多。

　　定制化的soc如何解决这一问题呢?企业可以在基础固件的基础上，根据自己的要求来定制化的采用固件和底层IP，这种基于硬件的设计对于很多企业来说，抄袭起来并不是那么容易，需要的时间也更长。

　　另一方面，传统的soc就像自助餐一样，在支付了一定的费用之后，你可以在提供的菜式中选择自己需要的，而不能够根据自己的口味和喜好进行点餐，这在很大程度上可以减少点餐和订单所单来的成本。

　　而定制化soc则可以减少BOM的成本，客户根据需求选择硬件，BOM成本的减少，可以大幅度降低成本。

　　这种芯片在人工智能和机器学习领域也有着巨大的潜力。可以肯定的是，在未来，我们会看到更多类似的产品。

　　许多公司都在尝试开发用于人工智能的定制化芯片。例如，特斯拉就在开发定制化芯片，用于先进的计算机视觉和机器智能，以实现无人驾驶汽车的目标。谷歌推出的用于AI的TPU芯片和英伟达推出用于AI的GPU都是定制化的例子。也有消息显示，苹果正在考虑研发用于iphone的AI智能芯片。

　　定制soc的推动者

　　在这一部分中，将重点介绍定制soc的推动者。

　　RISC-V

　　RISC-V包含一个非常小的基础指令集和一系列可选的扩展指令集。最基础的指令集只包含40条指令，通过扩展还支持64位和128位的运算以及变长指令，其他以完成的扩展包括了乘除运算、原子操作、浮点运算等，正在开发中的指令集还包括压缩指令、位运算、事务存储、矢量计算等。 指令集的开发也遵循开源软件的开发方式，即由核心开发人员和开源社区共同完成。

　　RISC-V指令集是一个“活”的、现代的、没有专利问题和没有历史包袱的全新指令集，并且以BSD许可证发布。任何公司都可以在自己的产品中免费使用，而修改也无需再开源。

　　ARM

　　ARM是全球领先的半导体知识产权 (IP) 提供商。全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构 。ARM设计了大量高性价比、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。2014年基于ARM技术的全年全球出货量是120亿颗，从诞生到现在为止基于ARM技术的芯片有600亿颗。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。在智能机、平板电脑、嵌入控制、多媒体数字等处理器领域拥有主导地位。

　　打破固有价值体系

　　在我看来，定制化的soc将会破坏现有的无晶圆厂半导体价值体系。通常情况下，诸如高通、英伟达、NXP这样的soc设计公司会基于一些已经授权的CPU IP(ARM，MIPS等)等来设计产品，再通过台积电这样的晶圆代工厂来进行制造。

　　这种通过代工来进行生产的模式，最大程度的降低了IP设计公司的实体经济成本，最大化了规模经济效益。

　　定制化的soc则能够打破这种soc设计公司和晶圆代工厂形成的完整的价值体系，厂商可以根据自己的需求，绕过soc设计公司，直接与IP供应商打交道，来设计满足需求的产品。

　　在定制化的soc中，设计师可以根据自己的应用需求，将IP、模拟传感器、混合信号、DSP、加速器等进行自由组合，这也使得设计者能够在硬件设计层面做更多的事情，而不是仅仅在软件方面做简单的设计。

　　定制化soc这种方式，将能够推动硬件向着更安全、更少内存占用、更高性能和低功耗的方向加速前景，而不是单纯只依赖几家厂商。

　　结论

　　新兴的物联网市场和AI对于定制化soc需求将为这一市场提供巨大的发展动力。过去的十年中，随着智能手机的发展，智能手机用soc也迎来了前所未有的增长。

　　然而，未来我们将看到更多的soc在物联网和人工智能等应用上的使用，甚至在某些特定领域，定制化的soc将会发挥主导作用。

　　就像过去soc的发展一样，产业的起步和成本优势推动了传统soc的发展，那么在未来可以定制化的soc在成本、性能和功耗的结合下能否替代传统soc呢?

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