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[導讀]專注于發(fā)展及推行新技術、新(芯片)產(chǎn)品。至于二線業(yè)者則在各方面均介于一線與三線之間,包括規(guī)模性、(芯片)產(chǎn)品成熟性、產(chǎn)品線的廣度等等。請參考如下的表1,該表顯示出一線、二線、三線業(yè)者在芯片投制項目上的相

專注于發(fā)展及推行新技術、新(芯片)產(chǎn)品。至于二線業(yè)者則在各方面均介于一線與三線之間,包括規(guī)模性、(芯片)產(chǎn)品成熟性、產(chǎn)品線的廣度等等。請參考如下的表1,該表顯示出一線、二線、三線業(yè)者在芯片投制項目上的相關信息。


表1 從最終定案的netlist到產(chǎn)生GDSII的設計時間表

 


表1


從表中可知,一線、二線、三線業(yè)者從netlist到tapeout(指正式將芯片設計交由晶圓廠生產(chǎn)成芯片)的天數(shù)分別為31天、45天、61天。其中一線與三線間有較大的差異,此差異大于一線與二線間的差異,也大于三線與二線間的差異。而較大的差異性也意味著個中的分析將能有較大且確切的斬獲,因此以下本文將特別聚焦在一線與三線間的分析比較。


上表的數(shù)據(jù)也顯示,芯片投制設計項目的復雜度,極大程度取決于平均門數(shù)、平均存儲器位數(shù)、平均時鐘頻率等,關于此無論是一線、二線、三線業(yè)者均是相同的。


在平均門數(shù)方面,三線業(yè)者的用量較一線多出11%,若將此進行線性擴展對應,則會多增加3天的開制工程時間。平均存儲器位數(shù)方面也是一線與三線間有所差異,不過,存儲器個數(shù)(memory instance count)的差異所造成的影響,與內(nèi)存在電路布局、芯片面積等方面的影響相比相對較小。即便如此,對三線業(yè)者的投制項目而言,所增加的電路布局上的工作及執(zhí)行投制設計的軟件工具運作時間等,也只會在整個項目中多增加幾天時間而已。


在頻率頻率方面,一線業(yè)者的平均頻率與三線業(yè)者的平均頻率相比,約僅高出8%,由于差異太小,難以看出是否此為影響投制進度時間的主要因素。另外,一線業(yè)者使用較先進的制程節(jié)點技術,如此會增加設計后的驗證心力,進而略增投制時間,不過使用舊制程的三線業(yè)者也會為了讓芯片有較佳的頻率表現(xiàn)而進行時序收斂(timing closure)的挑戰(zhàn)性設計,此亦同樣會略增投制時間。總體來說,一線與三線在投制設計上的差異太小,無法從中解釋為何一線與三線間有長達30天的項目進度落差。


表1的所有數(shù)據(jù)都來自同一家無晶圓廠的芯片投制商,所以表中的所有投制項目用的都是同一種設計方法、同一種設計流程,在邏輯閘用量上、電路配布的密度目標等也都是相近。進一步的,參與、投入投制設計的設計工作者的能力水平,以及由工作者構成的設計團隊等也都類似,而管理各設計團隊的則是同一組總項目管理團隊。


管理團隊追查所有芯片投制設計的主要設計復雜性部份,也追查一線與三線的芯片實現(xiàn)差異性等,均因差異過小而難以解釋為何項目進度時間有如此大的落差。唯一可解釋的是一線、三線業(yè)者所交付的定案版netlist有極大的不同,進而導致后續(xù)投制進度時間的大落差。因此接下來將探討一線與三線芯片設計商的設計工程團隊,試圖了解其是否為導致項目時程差異的主因。
由于一線與三線業(yè)者及其設計團隊業(yè)者有著太多的不同點,所以本文只專注在會影響netlist穩(wěn)定性、netlist質(zhì)量方面的因素,此處的差異將對投制項目的進度造成極大影響、沖擊。許多一線業(yè)者的項目是以之前已完成的項目為基礎進行強化或升級,之前的項目能給新項目一個穩(wěn)定的基礎,同時在發(fā)展更高質(zhì)量的netlist時能有更穩(wěn)當?shù)陌l(fā)展路徑。

 


一線業(yè)者通常擁有內(nèi)部自屬的實體電路設計團隊,如此他們可以決定投制工程的哪些部份要內(nèi)部團隊自行完成,以及哪些部份要委外交由芯片投制商完成,一線業(yè)者自屬的內(nèi)部實體電路設計團隊多用來支持公司內(nèi)極先進的芯片設計項目,這類的項目需要緊密的工程回復與反應。若項目是以既有設計進行強化、升級,則很適合直接委外,這表示一線業(yè)者通常是將相對簡潔、穩(wěn)定的netlist委外設計(委給芯片投制商)。

另外,一線業(yè)者通常有詳整的項目定義,及開制設計完成后的接受性準則、依據(jù),包括此次項目的訴求特點、規(guī)格、目標市場等,均經(jīng)過仔細的檢視才批核。一旦一線業(yè)者批準并啟動一個設計項目,其主設計就極少再更動,如此設計目標的設計后的成效結果就相當穩(wěn)定,同時能進一步提升設計的穩(wěn)定性與質(zhì)量。


相對的,多數(shù)的三線業(yè)者處于草創(chuàng)階段,正摸索發(fā)展與建立其(芯片)產(chǎn)品及(芯片)技術,在新產(chǎn)品、新技術的定義上沒有太多的過往設計可參考、倚賴。因此,與許多一線業(yè)者不同的,多數(shù)三線業(yè)者沒有太多的余裕來主掌現(xiàn)有的設計項目,多數(shù)三線業(yè)者也無法評斷是否該投資建立自屬的內(nèi)部實體電路設計團隊,亦無法評斷是否該購買EDA(電子設計自動化)相關的電路布局、線路繞布等工具。


因此多數(shù)三線業(yè)者將實體電路的設計工作委外,有關實體電路的設計內(nèi)容與技術成熟性等,均難有進一步的關注或涉入。為了投制出客戶交付的新的芯片設計和技術方案,三線業(yè)者就必須以更靈巧、彈性的手法來達成。


舉例而言,如果(但很有可能發(fā)生)有一個大客戶XYZ簽訂一紙合約,將大量采買新創(chuàng)公司ABC的芯片,可是ABC的芯片在封裝上卻不合乎大買家XYZ的需求,而ABC公司也找不到更有吸引力的買主或市場,這時ABC公司的設計團隊就必須停止現(xiàn)有的設計,并重新設計該芯片的I/O環(huán)(I/O Ring,指接近封裝接腳、接線的接口電路)來因應大買家所期望使用的封裝型態(tài)。如此原初設計的規(guī)格及netlist就必須更新,進而延誤netlist轉(zhuǎn)化成GDSII的時間。


另外,一線業(yè)者與三線業(yè)者在結構組成上也有所不同,一線業(yè)者通常有完整、近似的前案設計,也擁有既定的設計流程及具凝聚力的設計團隊,三線業(yè)者在設計流程上經(jīng)常是設計團隊開發(fā)完電路后,也由同一組團隊進行設計除錯。進一步的,一線業(yè)者可以取用較多的工程資源與EDA工具,且隨著時間許多項目參與者可從中獲得學習,進而提升到不錯的水平。許多一線業(yè)者的工程師擁有比較專同時也比較深的經(jīng)驗實務,不過多數(shù)項目多只用及少數(shù)關鍵工程師及具廣、深歷練的管理者,以此共同推動項目進行。


而三線業(yè)者,由于要保存現(xiàn)金流量及控管有限的創(chuàng)業(yè)資金,因此必須節(jié)省開銷,多數(shù)三線業(yè)者只擁有少數(shù)的關鍵工程師及具深廣經(jīng)驗的管理者來投入項目。不過,三線業(yè)者通常缺乏傳統(tǒng)工程與EDA工具資源,以致沒有余力如一線業(yè)者般地執(zhí)行諸多具系統(tǒng)、條理、且詳整的設計確認,導致沖擊三線業(yè)者的netlist的質(zhì)量、穩(wěn)定性。此外,三線業(yè)者的資源也只能進行有限的設計驗證、除錯、及問題排解,如此也延誤了netlist轉(zhuǎn)化成GDSII的時間進度。


以下我們將說明一種具啟發(fā)性的規(guī)則,該規(guī)則可協(xié)助我們強化進度推估。進度時程的推估向來詭譎多變,其中牽涉了項目時程的精準度或是現(xiàn)實性,此與企業(yè)文化息息相關,同時也與「業(yè)務、營銷團隊與研發(fā)團隊間的互動」息息相關。


有關進度推估,有的公司是實行一貫、固有的高度最佳化情境與假設來推算,又有的公司是致力于最大的進度精準度與可預測性來推算。如果有人很幸運的是在一家傾向于實行精準現(xiàn)實進度的芯片公司,則先取用一線業(yè)者的方式來進行進度估算,即是以邏輯閘用量、頻率、及內(nèi)存容量等來推估,之后將此推估套用于二線、三線業(yè)者的設計時,則會往上追加時間。


舉例而言,二線業(yè)者且其營銷團隊、研發(fā)團隊均受過良好訓練,其進度估算就可逼近于一線業(yè)者的進度估算,而三線業(yè)者缺乏工程資源則必須延長設計時程,進而增加進度時間。


如果有個人所在的芯片公司,其進度是以一線到底式的瀑布流程為假設,即以高度最佳化的情境為設想,如此想強化進度估算的精準性就會出現(xiàn)極大的問題,有可能會在從高度最佳化進度到真實進度的突然轉(zhuǎn)變時, 遭遇公司內(nèi)部強大的阻力。


為改善估算精準度,初始的工作應致力于將原本高度最佳化的進度調(diào)整成很積極但卻可行、合理的進度。


以上的討論傾向于反映出二線、三線業(yè)者中的不佳工程、營銷與業(yè)務團隊,多數(shù)公司里的多數(shù)設計、營銷及業(yè)務團隊都非常專注自有領域,并嘗試作出大的貢獻,但卻忽視了公司的處境。一線、二線、三線間的進度不同是由于公司情境的好壞因素,其影響性高過于控制設計、營銷、業(yè)務團隊。與其把心力用于強化、縮短芯片的設計時間,則更建議專注在規(guī)劃及問題排解,而不是對抗。


結論是,表中的28個委托投制案,其交托的客戶已歸為一線、二線、三線,同時也依不同線別來列出其委托案的平均設計復雜度。由表中可知,同樣的芯片投制商,同樣從交付netlist到完成GDSII,一線委托案所需的時日能比二線快約50%,而能比三線快約100%。所以,在此建議當修訂原有的時程估算方法,過去僅以邏輯門數(shù)、存儲器位數(shù)、時鐘頻率等技術復雜度的方式來估算芯片開制所需的時間,必須嘗試調(diào)整成以業(yè)者一線、二線、三線等區(qū)別來推估開制時間。


不過,每家公司及其投制工程團隊均有所不同,因此項目時程的修改、調(diào)整須以逐案、逐案累積而得的基礎來評斷,此亦成為一個有趣且值得深入探討的議題,包括不同線別業(yè)者的前段設計時間,以及項目啟動, 從接受初始netlist到GDSII完成的時間。
 

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