包括IC設計服務廠商創意電子(Global Unichip, GUC)在內的眾多台灣晶片設計公司, 都看到了市場對ASIC的需求有增加的趨勢, 動力來自於系統廠商希望能差異化其虛擬/加密貨幣( cryptocurrency mining)以及AI產品, 以提供更高的效率.
雖然AI市場具備長期潛力, 創意電子錶示, 該公司到目前為止的ASIC需求主力來自於比特幣採礦設備; 該市場的廠商正在嘗試自己開發晶片, 而非利用現成的GPU. 創意指出, 客戶發現, GPU只有效率還不夠.
比特幣採礦快速崛起, 成為包括晶圓代工龍頭台積電(TSMC)以及該公司生態系統中其他公司的熱門生意; 創意的客戶比特大陸(Bitmain), 就是一家來自中國大陸的比特幣採礦晶片設計私有企業, 並經營自己的採礦業務. 根據顧問機構Bernstein Research的估計, 比特大陸2017年獲利達30~40億美元規模.
新崛起的採礦設備供應商積極投資這波熱潮, 而現在的焦點是開發更多客制化機器, 以提供更大效益. 「現在GPU被AI市場當成ASSP使用, 」創意電子資深處長朱偉濤(Lewis Chu)在接受EE Times訪問時表示: 「但AI是關於大數據, 演演算法, 如果大家繼續使用ASSP, 意味著他們的演演算法會很類似, 很難做到差異化. 」
朱偉濤表示, 如果Amazon與Facebook繼續使用現成的晶片, 可能沒那麼容易實現其專有技術: 「這也是為什麼很多資料中心會想自己開發ASIC, 這會是一種趨勢. 」
晶片設計廠商能幫助降低設計客制化晶片的風險; 目前16納米到7納米製程的ASIC晶片設計成本約在1億美元到4億美元之間. 如果晶片設計失敗的風險很高, 大多數公司無法承擔將品牌打在晶片上的成本, 特別是如果晶片的產量不能超越200萬顆, 就是一個失敗的提案.
就算如此, AI晶片設計這門生意看來還是不錯; 根據市場研究機構Semicon Research估計, AI語音控制裝置ASIC初始設計案(design starts)在2016~2021年間的複合年平均成長率(CAGR)可達到20%, 幾乎是同時間整體ASIC初始設計案CAGR 10.1%的兩倍.
從台積電獨立的創意電子去年業績成長31%, 目前仍然只與台積電合作; 創意電子在台灣的競爭對手智原科技(Faraday Technology)則是由聯電(UMC)獨立的設計服務公司. 智原表示其ASIC業務佔據該公司整體業務約三分之二, 其他台灣晶片設計廠商如聯發科(MediaTek)與世芯電子(Alchip Technologies)也在搶ASIC市場商機.
聯發科技是在不久前發表ASIC新產品, 即一款56G serdes矽智財, 已經過7納米FinFET製程驗證; 聯發科的56G Serdes是以DSP為基礎的高性能解決方案, 該公司表示該產品能達到最高等級的功效, 性能與晶片佔位面積. 透過開發7納米與16納米矽驗證IP, 聯發科表示該晶片能很容易整合到尖端產品設計.
聯發科的ASIC設計服務與產品系列, 涵蓋一系列包括企業與超大規模數據中心, 超高性能網路交換器/路由器還有運算等應用, 以及需要相當高頻寬遠程互連的4G/5G基礎設備, AI /深度學習等創新運算應用.
比特幣採礦
創意電子是在2015年接到第一筆比特幣ASIC生意, 而到了2016下半年, 該業務隨著比特幣的價值升高而蒸蒸日上. 創意表示, 比特幣採礦對ASIC的需求在全世界各地仍然強勁, 不過該公司對比特幣業務抱持謹慎保守態度, 因為預期該市場的規模會非常仰賴加密虛擬貨幣的價格, 如果價格急遽下跌就會終結比特幣採礦市場.
創意電子投資人關係專案經理Nicole Chan表示, 在中國, 1比特幣的採礦成本約2,000至3,000美元, 只要比特幣的價格一直高於該成本, 採礦業務就會持續存在. 她表示, 去年創意有不少比特幣客戶的業務成長, 目前該公司最大的比特幣採礦業務來自於比特大陸; 而儘管已經是市場領導廠商, 比特大陸仍然朝更先進的技術發展.
根據創意電子錶示, 最近也有一些來自俄羅斯的廠商想製造比特幣採礦設備, 儘管俄羅斯政府在該國國內禁止這種業務; 大陸也停止了比特幣交易, 不過全球大多數比特幣採礦設備製造商來自於中國大陸.
而因為累積了許多比特幣採礦晶片的設計經驗, 創意表示該公司已經建立了一套標準運作流程, 能縮短交貨期; 利用網表(netlist), 能快速進行性能評估. 此外創意表示他們有時候會在潛在客戶中, 篩出缺乏先進技術或健全財務資訊的公司; Chan表示: 「我們會評估其設計效率, 比特幣晶片的效益對我們來說是一個很好的評估指標. 」
朱偉濤是執行潛在客戶篩選的關鍵人物: 「每一年我們能完成約30件NTO (new tape out, 新IC投片), 在未來, 7納米設計會需要更多資源; 」他表示, 相較於28納米設計, 對內部資源的需求將成長到十倍之多. GUC's Lewis Chu is the key person in charge of screening proposals from potential clients.
這是創意電子準備在今年將員工團隊規模擴大20%的原因之一, 往年該比例都只有3~5%; 該公司原本一直在台灣遭遇優秀人才難覓的窘境, 在南京設置據點後, 也開始於當地招募更多員工, 並有來自台灣的種子工程師協助加速南京的招募.
AI崛起
創意電子也看到了AI成為市場成長新動力, 該公司該類業務大多數仍在NRE階段, 還未被列為收入; 創意的AI技術應用涵蓋訓練, 推理以及邊緣運算三個領域, 客戶主要來自美國, 歐洲與中國大陸. 大多數來自美國的需求是訓練類產品, 而大多數大陸客戶的需求是推理應用.
朱偉濤表示, 目前GPU仍然是全球AI市場的主流方案, 但他預期ASIC方案將會在未來快速成長. 不過他也指出, 投資ASIC得有勇氣, AI需要先進的技術, 而先進位程節點的NRE成本是舊製程節點如28納米的兩到三倍.
創意電子去年完成第一件7納米製程設計, 預期今年還會有二件或是三件以上; 該公司透露, 還有2~3家準備進入7納米設計的潛在客戶正在協商中.
編譯: Judith Cheng