2020年，中國芯片進口預計將連續第三年保持在3000億美元以上。這是中國半導體行業協會副理事長魏少軍在南京舉行的世界半導體大會上對外透露的驚人數字。
中國在針對芯片產業發展上前前後後出臺了一系列引導性政策，回望2020年，引發業內比較多討論的包括這兩條：
2020年8月，國務院發佈《國務院關於印發新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展若干政策的通知》(國發〔2020〕8號)，優化集成電路產業和軟件產業發展環境，深化產業國際合作，提升產業創新能力和發展質量。
2020年12月，財政部、稅務總局、發改委、工信部等四部門發佈促進集成電路產業和軟件產業高質量發展企業所得稅政策的公告。國家鼓勵的集成電路線寬小於130納米的集成電路生產企業，最高免稅10年。
可見，中國發展芯片產業的決心和政策力度都非常大。然而，令人揪心的問題是：當前，中國芯片產業想要實現彎道超車，還缺什麼呢？
01
中國芯片設計企業亟需“輕裝上陣”
近年來，隨着新基建的深入發展，包括5G、物聯網、AI等相關領域的創新芯片層出不窮，新興技術爆發式的發展迫使芯片的創新進入到一個全新的階段，同時對芯片需求帶來了前所未有的歷史新機遇。芯片工藝要求越來越高，製程工藝從40nm、32nm、28nm、22nm、16nm、14nm、10nm逐漸邁向7nm、5nm……甚至向更小尺寸的發展。與此同時，隨着芯片企業的設計規模也越做越大，在芯片設計過程中，對IT的資源需求如算力、存儲等呈指數極的發展，中國集成電路產業對IT、數字化的整體需求十分迫切。
紫光雲公司CTO辦公室主任 鄧世友
對於超過2200家的中國芯片設計企業來說，更重要的事情還是輕裝上陣、提升效率、加速前行。紫光雲公司CTO辦公室主任鄧世友分析指出，芯片行業發展的大趨勢，加上新興技術促使中國芯片設計企業的分工越來越細，另外物聯網、AI等不同場景帶來芯片需求的多樣化與碎片化，芯片設計企業迫切需要提升芯片設計效率，縮短產品開發時間，加速產品上市，以期贏得更多的市場機會。歸根結底，中國芯片設計行業的發展，需要進一步實現“降本增效”。
進一步分析來看，中國芯片設計企業數字化進程的訴求集中在IT彈性與芯片設計開發環境兩個主要的方面。
其一，對IT資源的彈性需求日益明顯。
芯片設計企業從最初的芯片設計到最後的流片，其間需要大量的算力來做設計仿真和功能驗證，這個階段完成後，大部分算力便會閒置下來。假如芯片設計企業依然按照傳統方式自行搭建算力資源需要的基礎環境，那麼在計算資源的性價比，以及設備的利用率上必然不高。
其二，缺乏構建和維護IC設計環境的專業CAD團隊。
中國半導體行業協會公佈顯示，截至2019年底，中國有1780家芯片設計企業，其中88.5%的芯片設計企業員工人數不足100人。雖然2020年中國芯片設計企業數量有所增加，超過了2200多家，但是其中員工人數不足100人規模的芯片設計企業佔比還是達到了88%左右。在這幾年中，中國芯片設計行業誕生了許多規模不大的初創企業，他們的特長是在芯片設計創新，必然沒有更多的精力、能力來構建和維護芯片設計所需要的基礎環境，包括專業CAD環境、IT交付與運維團隊等。
可見，在芯片設計開發的環境方面，八成以上的中國芯片設計企業，因發展規模原因缺乏構建和維護芯片設計環境的專業性技術團隊。對於這些中國的芯片設計企業而言，他們亟需輕裝上陣，才能更順利地發展、更好地擁抱未來。
全球雲觀察分析認爲，事實上，對於排在中國芯片產業前面的頭部企業也好，還是廣佈在全國各地的中小芯片設計企業也好，來自芯片行業的創新與競爭壓力，迫使大家不得不想盡辦法來提升芯片設計的效率。
從2016年開始，全球TOP10的芯片設計公司都邁向了雲，但並非採用單純的公有云，而是專門針對芯片設計所需的芯片設計雲。
相對而言，在芯片設計上雲方面，中國起步稍微晚了一些。到了2018年，如紫光雲公司等纔開啓行業需求調研，2019年逐步開始針對芯片設計上雲進行相關PoC測試。
由此而言，中國迫切需要立足芯片設計雲，爲芯片設計企業構建更豐富、更強大、更實用的雲平臺底座，讓芯片設計企業可以輕裝上陣，具備更充足的發展後勁。
02
那麼，到底如何輕裝上陣纔好呢？
衆所周知，芯片設計本不簡單，相對而言很複雜，芯片設計上雲，因其行業的特殊性必然有別於政企業務上雲。
要在IT資源、CAD環境構建、EDA工具投入方面獲得一個更好的雲端解決之道，需要真正明白芯片設計企業的真正剛需。
相對於芯片製造商、封測商、銷售商、方案商和終端應用廠商來說，芯片設計企業更注重於安全與性能。爲什麼呢？
紫光雲公司芯片雲首席架構師蔣建柏分析指出，作爲一個芯片設計企業，數據決定着企業的核心競爭力。芯片設計上雲，數據安全控制首當其衝。
剛需之一：高安全。芯片設計企業的核心知識產權就是芯片設計本身，以及相關的代碼、電路圖、版圖等，因而對於數據安全的保密性要求必然非常高。
在這個方面，紫光雲從芯片設計企業的實際環境出發，擁有成體系的安全技術整體方案。不僅實現了完整的物理隔離，核心安全設備管理權交給用戶，專機專用。而且兼備網絡層隔離，針對數據中心網絡，構建了東西向、南北向的網絡防火牆，實現了數據中心內網之間、數據中心內網與外網之間的網絡高安全。與此同時，還通過數據多次加密實現安全存儲，對數據接入與流轉進行安全控制與審批，做到充分安全保障。
此外，在合規性方面，紫光雲在上海的資源池按照最新等保2.0標準通過了三級評審，滿足金融級安全要求，讓芯片設計企業放心上雲。
剛需之二：高性能。芯片設計上雲，對IT資源、雲基礎設施資源的性能要求很高，包括了計算性能、存儲性能、網絡性能，以及加密性能。
紫光云爲了滿足芯片設業務場景在設計開發、仿真驗證、系統測試、流片(Tape-out)上的應用需求，對CPU、內存、硬盤等底層設備配置的性能爲一般企業業務上雲的兩倍以上，同時還專門針對芯片設計仿真過程中對存儲性能的要求，進行了多個專項優化，以充分滿足性能的需要。超高的性能滿足，帶來了用算力換時間的效果。
剛需之三：高彈性。雲計算架構本身具備天然的彈性，芯片設計企業可以根據自身芯片設計項目的需求與節奏，在算力、存儲、網絡等資源方面按需購買，進行快速的無縫擴展，按需部署正好符合自己需要的資源。並且在對算力需求降低時，可以同時減少雲資源的消費。
剛需之四：混合部署。紫光雲從硬件、軟件、雲管、運維、服務等方面都實現了統一交付，構建了私有云與公有云的統一平臺，爲芯片企業提供同構混合雲交付模式的整體方案，滿足芯片企業本地自建與公有云彈性部署的業務需求。
2020年4月紫光集團成立紫光雲與智能事業羣，以“紫光雲”品牌面向市場，在技術、品牌、市場與服務層面全面統一，紫光芯片設計云爲芯片設計企業提供混合雲部署的全棧方案，在高安全、高性能的基礎上，實現私有云恆定算力需求的構建，兼顧公有云的彈性算力補充。
紫光芯片設計雲是一個體系完善、開箱即用的雲上芯片設計平臺，可幫助芯片企業構建雲上EDA設計環境、項目和數據管理環境，提供專業的平臺服務。
剛需之五：降本增效勢在必行。尤其針對中小芯片設計企業在有限的投入下，可以通過紫光芯片設計雲獲得在芯片設計上比較理想的彈性算力，構建CAD環境鏡像，以及採用常見的EDA工具包括國產EDA工具軟件。輕鬆上陣，專心自身的芯片設計業務，非常有助於中小芯片設計企業降低既有成本，實現整體效率的提升。
03
如何生態制勝，加速芯片設計上雲？
雖然芯片設計企業上雲尤其強調數據高安全，但是對於芯片設計雲的供應商而言，高安全並不代表封閉，反而更需要推崇開放的無界生態。畢竟沒有任何一個雲廠商可以包攬用戶所有的需求，生態制勝就顯得尤爲重要。
一方面，針對自生態發展上，紫光雲依託紫光旗下多家芯片公司、以及紫光雲與智能事業羣，將強大的自生態優勢發揮了出來。
紫光集團將旗下芯片企業內部成熟、標準的芯片設計環境，建立起標準模板、標準產品，然後對外推廣給芯片設計企業來快速使用，快速構建芯片設計環境，實現降本增效。
紫光集團“從芯到雲”的整體戰略佈局與最佳實踐，給中國芯片產業發展帶來了很好的經驗。紫光旗下某7nm5G SoC芯片，目前已經完成了雲端的設計仿真驗證，基於紫光雲平臺，形成了目前國內最大規模的芯片設計仿真上雲的最佳實踐。
針對該7nm 5G SoC的仿真與驗證，紫光雲派駐了專門技術團隊給予支持，採用1.5TB的大內存，後續5nm項目還將採用3TB大內存。同時在存儲性能方面，針對芯片設計階段特性做了如小文件併發寫等優化。該項目正好在紫光雲上海骨幹節點所在地進行，因而可以通過光纖直連用戶設計內網，在保證安全的同時，也實現了大帶寬和低時延，讓芯片設計工程師無感知，體驗更好。
紫光芯片設計雲帶來了該項目顯著的降本增效。在降本方面，從最開始做預算時，算力需求爲1500臺高性能裸金屬服務器，經過雲端資源性能優化，實際只使用了992臺，節省資源33%。而且IT部門人力投入從30人月降低到18人月，整體資源運維人力投入降低了40%。
在增效方面，從項目招標、採購到部署上線，自建模式需要3個月時間，而云上交付僅需5天。最關鍵是項目仿真驗證時間從3個半月縮短到2個半月，效率提升了28%。
此外，更爲重要的是：該項目芯片設計上雲後，資源供給率實現了100%，如CPU、內存、存儲的使用率達到90%以上。
就全球公有云的發展規律來看，在這個領域發展比較早的頭部雲廠商如亞馬遜雲AWS等，紛紛從自生態的發展應用中，挖掘出來了諸多創新的雲產品和服務。從自我最佳實踐出發，尋求公有云技術、產品與服務的創新，這樣的發展思路符合公有云整體發展規律。
紫光集團內部實踐輸出，形成了紫光芯片設計雲的最佳實踐效果。這對於中小芯片設計企業而言，遠遠好過企業自建方式，不僅能顯著提升芯片研發設計仿真效率，同時獲得數據安全的整體保障，讓團隊更多精力投入到芯片設計環節，可以更好地加速自身發展與創新。
與此同時，基於紫光芯片設計雲的這個大平臺，紫光雲也在積極增強自身PaaS層的優勢。在2020年已經開發了4個基礎模塊，包括軟件許可授權管理模塊、集羣調度模塊、CAD環境管理服務模塊、EDA業務監控模塊。通過實際項目和案例不斷進行打磨，更加豐富一些功能和特性，形成專門面向芯片設計場景的獨有工具或模塊，帶給中國的芯片設計企業更多靈活的選擇與價值。
另一方面，針對外生態的發展，紫光雲尤其重視。紫光芯片設計雲的發展，除了強大的紫光雲提供成熟完善的基礎設施與雲平臺，同時更需要來自芯片設計軟件領域的廠商共同參與，豐富應用生態，提升芯片設計企業的芯片雲落地與應用價值，加強中國芯片設計企業可持續發展的整體能力。
誠然，芯片設計上雲或者說EDA上雲，在國外起步比較早，相對比較成熟，2017年左右如亞馬遜雲AWS、微軟等相繼推出了芯片設計上雲的相應方案。作爲中國芯片設計上雲的最佳實踐者，紫光芯片設計雲如何成爲這個領域的領航者，實現後來者居上？
紫光芯片設計雲在生態發展之路上開創性地採取了生態+運營的綜合模式。不僅聯合EDA、CAD、各種IP等生態合作伙伴，而且同時構建適合芯片設計企業需要的PaaS、SaaS，並且還與芯片製造商、封測商、銷售商、方案商和終端應用廠商聯動。加上紫光集團本身擁有完整的芯片產業鏈佈局經驗，整體生態攜手同行，實行開放合作的共贏、共享、共發展的生態策略。
“我們要做的不是一錘子買賣，推廣紫光芯片設計雲並不是單純賣雲服務產品，而是通過運營和服務，我們希望給芯片設計企業從研發到商業化帶來更多實際價值，成爲芯片企業數字化轉型長期的合夥人。”紫光雲公司CTO辦公室主任鄧世友強調，紫光芯片設計雲更專注於生態運營的價值，發展開放無界生態夥伴，進一步豐富芯片設計雲的內涵。通過本地化運營團隊的跟進，助力中國的芯片設計企業真正實現芯片設計業務全線上雲，“上好雲”的同時更要“用好雲”，帶來更好的產業價值。
比如2020年10月，紫光芯片設計產業互聯網平臺正式揭牌落戶上海馬橋人工智能創新試驗區，成爲上海唯一服務於集成電路產業的公共算力創新平臺。
紫光芯片設計產業互聯網平臺基於紫光芯片設計雲，以雲+AI爲核心，聚集產業生態，面向芯片設計的全場景，賦能本地中小芯片設計企業，實現降本增效。在生態運營方面，上海有紫光雲駐地運營團隊，聚焦用戶運營、產品運營、生態運營、數據運營、市場拓展等多個方面。
爲此，紫光芯片設計產業互聯網平臺與生態合作伙伴也正在做相關的技術兼容性適配測試，目前整體進展還是非常快。在EDA方面，已經與上海本地的概倫電子、國微思爾芯等國內EDA工具廠商與仿真驗證工具廠商完成了相應的認證與技術兼容性測試工作。在高性能計算方面，與混合雲高性能計算方案提供商上海速石科技展開合作，深入EDA芯片設計、CAE虛擬仿真等高算力場景。在芯片設計服務方面，與摩爾精英攜手，聚焦一站式的芯片設計、流片封測、人才服務、企業孵化等專業服務。
從針對芯片設計企業的算力平臺、CAD公共服務平臺的構建，到CAD、EDA上雲，更多IP上雲，芯片設計雲生態構建過程並不簡單，比如在IP方面需聯合國際大廠IP庫，國產IP庫，以及高校研究院所IP庫，未來甚至還要推進IP上雲。最終助推中國芯片產業形成一個“產能共享、跨界融合”的大平臺。
事實上，雲+生態+運營的模式，也將成爲芯片設計企業在“算力共享、產能共享和渠道共享”方面的最佳途徑。
由此而言，基於紫光集團內部充分驗證，形成了芯片設計上雲最佳實踐，通過雲端大算力換時間，能夠有效助力芯片設計企業降本增效，提升芯片研發設計仿真效率。同時全方位保證數據安全，最大程度提升芯片企業效率，讓芯片設計企業能真正在設計上發力 ，聚焦設計創新。
“術業有專攻”，讓專業的企業做專業的事情，這也是紫光雲聚焦芯片設計雲，彌補中國芯片產業發展短板的初衷。由此，也形成了紫光芯片設計雲在高安全、高性能、混合雲部署、最佳實踐、生態運營方面獨具特色的五大優勢。
04
重塑中國芯片產業，讓雲成爲“芯”力量
紫光芯片設計雲在助力中國芯片產業發展的同時，也開啓了雲廠商差異化競爭的新模式。
紫光芯片設計雲成爲紫光雲助力行業數字化轉型的又一大突破。也將進一步擴展紫光雲在芯片行業中的覆蓋，成爲紫光雲贏得未來競爭的重要優勢。
公有云廠商之間的競爭，從當初的公有云產品與服務的單純競爭，已經進入到了綜合實力的較量階段。就紫光雲而言，在芯片設計雲領域首先構建成功的最佳實踐，搶先贏得行業的聚焦點，這不僅有助於紫光雲提升自身的競爭力，更有利於在芯片設計雲領域，構建一套可迅速落地的先進方案，推動芯片設計企業數字化成功，重塑芯片設計產業。
全球雲觀察分析指出，紫光雲成功實現中國芯片設計上雲的最佳實踐，帶來了三個方面的現實意義。
一是，中國的芯片產業發展，需要芯片雲來助力，讓芯片設計企業輕裝上陣發展更快。芯片設計雲補齊了中國芯片產業發展的一個新短板，聚集產業鏈整體優勢，來自中國原創的紫光芯片設計雲將成爲推動芯片設計企業全新發展的新動力，也將有助力中國芯片設計企業的未來成功，有助於促進中國芯片產業的發展加速。
二是，中國公有云行業的發展，需要深入百行百業，做深做透芯片產業的數字化轉型，芯片設計云爲公有云廠商帶來了更多的發展可能，未來也將會有更多的公有云廠商和紫光雲一道，深度參與進來。
三是，當前走向全面競爭的雲時代，在紫光雲構建自身綜合實力的過程中，進一步彰顯芯片設計雲的產業價值，突出差異化的競爭優勢，有助於夯實紫光雲整體能力。
順應中國芯片產業發展的大勢，搶先獲得芯片設計雲的發展契機，紫光芯片設計雲必然可以贏得更加美好的未來。
因此，推動中國芯片產業的飛速發展，想要實現彎道超車，必然少不了助力更多芯片設計企業效率提速的芯片設計雲。重塑中國芯片產業，讓雲成爲“芯”力量！
（by Aming）
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