片上網絡(NoC)是SoC的“強力膠”
片上網絡(network-on-chip, NoC)是系統級芯片(SoC)內一種基於網絡的通信互聯模塊，相當於聯接CPU內核、存儲單元和各種功能模塊的高速總線，可實現各功能模塊間的高速、高效、低延遲和低功耗的數據通信。本來這一技術的市場需求很小，供應商也沒幾家，Arteris、NetSpeed和Sonics當數前三大了。然而，近幾年AI芯片的火爆帶動了這一利基市場的高速增長。無論是智能手機應用處理器，還是針對雲計算平臺AI訓練的AI加速器芯片，都離不開這種NoC互聯模塊。
互聯網巨頭和融到巨資的AI新貴們在按照自己的需求定製開發AI芯片時，都只能從這些互聯IP供應商購買授權，因為要在一個SoC上集成CPU、GPU、DSP、存儲器和其它功能模塊，使得數據在各模塊間有條不紊的傳輸，就必須由NoC統一指揮協調，否則就會導致芯片功耗過高、面積特大，甚至不能正常運行。這種獨特的互聯IP儼然成了粘合AI芯片的“強力膠”，其價值在複雜SoC設計中日益凸顯，自然能夠提供這類IP的少數幾家開發商就成了搶手貨。
Facebook為何要收購這家小IP公司？
已經有20年曆史的片上網絡(NoC)和電源管理技術開發商Sonics在其官方網站上聲明“我們將掀開新篇章”，公司管理層和員工都將併入Facebook。EETimes也已經從Facebook得到收購Sonics的官方確認。據業界分析人士推測，Sonics的互聯IP技術將首先用於Facebook的Oculus VR/AR頭盔產品。是否會用於Facebook自己的數據中心AI芯片還不得而知。
如果Sonics的NoC技術相對成熟，又能滿足Facebook的需求，Facebook只要購買授權許可就行了，為何直接了當地買下整個公司呢？也許是因為技術還無法滿足需求，需要更加緊密的合作。也許是Sonics資金吃緊，公司管理層不想再過苦巴巴的日子了。或者，Facebook也許另有打算，現在還不便透露。
無論背後是什麼原因。有兩點是可以確定的。首先，Facebook和谷歌等互聯網巨頭自己開發AI芯片已經不是什麼秘密了。另外，NoC互聯IP的價值進一步得到證明。市場需求確實在那裡，就看誰能滿足了。
英特爾為什麼買下NetSpeed？
另一家SoC設計的互聯IP供應商NetSpeed成立於2011年，由原英特爾設計工程師和華為美國公司資深架構師聯合創辦，曾經被選入2017年EE TImes Sillicon 60，於2018年11月被英特爾收購。NetSpeed的Orion AI互聯IP可為AI應用帶來廣播和多播等高級特性，可極大提升芯片性能和運行效率。
國內的AI獨角獸寒武紀在其AI處理器中使用的就是NetSpeed的互聯IP，其他客戶還有地平線、MIPS、DENSO，以及RISC-V高性能處理器開發商Esperanto等。據英特爾稱，NetSpeed的IP和開發工具可幫助其設計團隊更快地開發和測試新一代SoC，通過系統算法和方法來評估和優化SoC性能。
芯片設計IP是一門好生意
據IPnest的統計，2007-2017年全球芯片設計IP市場的年複合增長率(CAGR)為13.7%，而同期EDA市場的CAGR僅1.87%，跟整體半導體行業增長基本保持一致。IP的年增長平均比半導體行業高出10%，預期未來10年這一趨勢會持續，到2028年IP市場規模將超過EDA。
2017年全球芯片設計IP市場約為36億美元，其中以Arm為首的處理器IP類型就佔據了60%。處理器IP類型包括CPU、GPU、DSP、NoC和高速接口等IP，其中NoC和互聯IP 供應商有Arteris、NetSpeed和Sonics。NetSpeed去年被英特爾收購，Sonics現在又被Facebook納入旗下，Arteris成了片上網絡(NoC)互聯IP市場唯一的IP供應商。
Arteris能否成為SoC設計工程師的IP“瑞士軍刀”？
有SoC設計行業分析師開始猜測，Arteris是否也會步同行的後塵，被一家大客戶看中而收入囊中。Arteris公司CEO K. Charles Janac卻態度堅決地表示“我們不會賣的”。事實上，他對公司未來前景十分樂觀。過去幾年來，Arteris銷售額每年都已超過20%的速度增長，2018年達到了2700萬美元。同行被大公司收購反而是好事，因為他們的客戶馬上就找上Arteris的門來了。
芯片內的互聯IP這門生意進入門檻很高，不但技術要求高，而且要有持續不斷的研發投入，以滿足複雜SoC設計中模塊互聯的各方面要求，從緩存一致性到一對一網絡類型的互聯，以及對芯片功耗/性能/尺寸的通用要求，甚至各種設計工具也需要專門定製開發。
沒有技術積累的初創公司難以立足，就連英特爾這樣的芯片巨頭也難以從頭開發出能夠跟Arteris競爭的互聯IP。Arm雖然也提供類似的互聯IP，但跟Arteris的技術還有不小的差距，目前只能起到互補配套的作用。
互聯IP的應用不單單侷限於服務器和數據中心等高端市場，從汽車電子到智能手機的芯片設計都會用到這類IP。在Arteris的客戶名單中，不乏汽車、互聯網和半導體行業巨頭。單中國市場的客戶就有25家，其中包括百度、小米、阿里和華為。
據Arteris的Janac稱，互聯IP約佔整個處理器IP市場的1/4，未來有望成為整個IP行業的“骨幹”，Arteris計劃3年內掛牌上市，希望能夠成為SoC設計師手中的“瑞士軍刀”。這一願望能否實現，就看Arteris是否堅守住自己的信念，不被大公司的高價所誘惑。
結語
互聯網巨頭和系統廠商自己開發芯片似乎已成流行趨勢，但社交網絡Facebook收購一家名不見經傳的小型IP公司還是有點令人吃驚。對於IC設計初創公司來說，能夠在NoC互聯IP這一芯片設計高地站住腳就已不易了，無論被收購還是獨立發展，初創團隊都會有充分發揮技術創新的空間。
這對國內的半導體和IC設計業界人士有何啟發呢？投入巨資興建晶圓廠固然對國家半導體產業的長遠戰略是必要的，扎堆進入AI領域也許有做大的機會，但以自身獨特技術專注於芯片設計的某一類IP未嘗不是“一門好生意”。對於資金不是那麼寬裕的初創公司來說，若能真正沉下心來開發出獨門IP，成為行內不為人所知的“隱形冠軍”也是成功，而中國芯的發展壯大正需要這樣的“隱形冠軍”。
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