包括IC設計服務業者創意電子(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,動力來自於系統業者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,創意電子表示,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製化機器,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、演算法,如果大家繼續使用ASSP,意味著他們的演算法會很類似,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。」

晶片設計業者能幫助降低設計客製化晶片的風險;目前16奈米到7奈米製程的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,其他台灣晶片設計業者如聯發科(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奈米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奈米與16奈米矽驗證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資料中心、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業者,比特大陸仍然朝更先進的技術發展。

根據創意電子表示,最近也有一些來自俄羅斯的業者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;中國也停止了國內的比特幣交易,不過全球大多數比特幣採礦設備製造商來自於中國。

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奈米設計會需要更多資源;」他表示,相較於28奈米設計,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,在中國南京設置據點後,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。大多數來自美國的需求是訓練類產品,而大多數中國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,而先進製程節點的NRE成本是舊製程節點如28奈米的兩到三倍。

創意電子去年完成第一件7奈米製程設計,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奈米設計的潛在客戶正在協商中。

編譯:Judith Cheng

(參考原文:Design Houses Bank on AI, Bitcoin,by Alan Patterson;本文作者為EE Times美國版駐台記者)