芯片设计创新无极限？你可以尝试这些玩法

Paul Teich 是 Tirias Research 的首席分析师，他在最近的 DAC 会议上做了一个充满挑衅意味的演讲"集成让设计创新的空间更小了吗？（Is Integration Leaving Less Room for Design Innovation?）"答案并非表面看上去那么简单。

"集成过去是增加硅的能力的驱动力，"Teich 说，"渐渐地，它将被用于将一个完整系统的更多功能都整合到一个硬件系统之上。"

在 DAC 展馆的 Paul Teich，照片来自 Jesse Allen

Teich 谈到 IP 正变得越来越复杂。他解释了用来生产最优的内存、无线电或逻辑的工艺正变得非常不同，使得我们正从系统级芯片（SoC）转向系统级封装（SiP）。"对于 SoC，你要将所有东西都集成到同一个 die 上，所以获取 IP 是非常重要的。对于 SiP，重点却是合作关系和封装技术。我们现在所看到的情况是封装方面有大量创新，很多人在尝试合作，以便他们能获取其他人的当前最佳的已知的优良 die。每次都尝试将所有东西都整合到一个 die 上，你会让人觉得做系统设计在设计工程资源方面是一个失败的主张。"

在讨论了一些知名的 SiP 产品之后，他又谈到了在硬件之上构建的更高层面的系统和服务。"我们看看创新的发展方向，我认为它不会再往系统级芯片设计上的集成有太多发展，因为它的方向是封装单个芯片、排放热量并且确保你能够从中收到清晰的无线电信号。每个做物联网（IoT）设计的人都必须记住，IoT 中的 I 意味着产品不是独自工作的。当你在决定需要将什么东西放进你的产品中时，你要决定一些本地的东西，也要考虑背后提供更深度的背景的云。你需要竞争的地方在于每个人都会把从你的 IoT 传感器收集到的数据传输到云上进行数据的收集、分析和得出某种模式层面的结论。"

所以，这个行业的其他人对此怎么看，他们认为创新的发展方向是什么？Semiconductor Engineering 与硬件和系统设计等领域的人谈了谈--并且发现在一些不同地方，创新仍然有声有色。

服务产品
媒体当然会重点关注新市场和新收入来源，尤其是那些和云相关的。服务已经变成了赚钱机器，而不再是产品。但从芯片层面看，其中每一个市场都需要定制或半定制的硬件和软件。而且尽管集成是其中的关键部分，但也基本不会是千篇一律的设计。

"今天，它从应用变成了可以影响社会的事物。"Lanza techVentures 的董事总经理 Lucio Lanza 说，"我们正处在这一变化之中。比如，新一代人并不喜欢花时间在商场周围散步。简直浪费时间。他们不需要在商场认识什么人，他们可以在 Facebook 上认识。"

Joe Costello 在一个 DAC 主旨演讲中谈到了 Enlighted 最初开发 IoT 边缘设备的方式。这家公司这么做的目的是为了了解市场，以便提振收入。今天，这家公司在销售基于自己所创造的平台的服务。"你必须放弃你公司前五年所创造的大部分东西。你必须将垂直线（vertical）转变成一系列水平线（horizontal），这样才能赢得世界，而这非常困难。这就是扩展的方式。"

Lanza 完全认同这一点："我可以预见，一旦你有了数字化的数据集合并且有了网络，你就可以将事物水平化。现在你已经有了可以在其上构建很多事物的平台，接下来就是要试图找到这些水平面中的哪个垂直领域会向上发展并获得成功。"

水平线的概念一直在随时间改变。"在那之上有很多层软件以及服务。"OneSpin Solutions 的 Dave Kelf 说，"更底层的软件变得越来越像硬件。因为这变成了一个更大的问题，所以更底层的模块开始商业化，服务于更高层的模块。而在最高层上，还有很多东西可以创新。"

开发一款垂直线进行测试、推广成水平线、再让新的垂直线从中涌现，这样的周期循环是技术创新的核心。集成和技术进步让我们可以构建更大的平台，所有这些都会带来越来越多的创新。技术创新的速度并没有放缓。

但其中可能存在价值脱节。Kelf 说："如果你是一家硬件 IP 公司，并且开发出了一些精巧的 IoT 模块，那赚钱的唯一方法是让其他人使用这些模块来创造应用。在更高的层面上，创造出的任何服务都能生钱；所以在硬件本身上，你可能会有规模经济和缺乏实际价值的问题。"

Sonics 首席技术官 Drew Wingard 认同这一看法。"在过去硬件为王的时代，系统公司赚的钱仍然比硬件公司多得多。系统公司通过围绕硬件开发而增加价值，而那些做硬件的家伙从来没享受到那些做系统的所得到的那种利润。"

系统选择
很多人将系统看作是水平线平台，但即使这方面也还是存在许多选择，最终的决定会产生非常广泛的影响。"一位行业高管曾给我分享了一项最近的研究，说是集中式处理而不在边缘处理的系统具有最优的功率效率和性能。"Uniquify, Inc. 营销副总裁 Graham Bell 说，"边缘的本地处理需要自己的软件栈。通过消除边缘的软件栈并将所有输入发送到中央处理器，就可以实现更加高效的封闭系统。这种方法更为特定于应用，因此需要实现更加定制化的创新。"

这肯定不是现今市场中许多或一些高度成功的产品背后都有的观点。Lanza 说："停下来思考一下，如果我们要将计算机应用到更多社会方面，计算机很可能就必须学习更多软性的维度，而不只是计算机速度。为了学习，CPU 必须更快吗？不是的。上次我看人类的时候，我们的大脑里也还没有超快的计算机。"

我们现在可能依赖于集中式计算，但那只是因为我们还在等待创造新的水平线，而它会将计算能力投放到更小型的设备中；而且这可能不会遵循我们过去遵循的路径。Kelf 补充说："我们不能依赖同样的硬件设计然后进行扩展。我们知道出现了一些新方法，我们无法再继续保持一样的设计。我们需要思考用来解决难题的新硬件结构，而不只是依赖于性能。"

硬件与系统和服务越来越远了吗？"集成的水平越高，半导体从业者就离硬件系统的极限越近，而他们就必须越来多地考虑软件在硬件上做的工作。"Wingard 说，"这意味着芯片开发者将越来越像硬件系统设计者，但这并不会改变形势。硬件系统设计者并没有掌握全部力量，而是实际的系统公司决定使用硬件系统来做什么以及它们需要哪种软件、它们将运行什么应用或它们可以销售怎样的服务。这些服务和硬件之间的层级数量实际上正在减少。"