全定制方法学将从虚拟货币、AI芯片普及至其他计算领域

由于2017年比特币价格暴涨，矿工挖矿利润所得曾一度高达1400%，即使比特币价格下跌到6000美元之后，矿工的热情仿佛丝毫没有任何动摇，也反映出这个行业“水很深”。但眼下比特币矿机需求依旧旺盛，在目前比特币矿机行业市场集中度高，市场份额排名前两家（比特大陆、嘉楠耘智）占超过80%的市场份额，行业竞争属于寡头垄断的市场格局下，依然有新玩家不断入局。

比特币矿机芯片的发展经历了从CPU、GPU、FPGA到ASIC的四个过程。在这个过程中，提供算力的芯片从通用型逐渐转向了挖矿专用型，即ASIC芯片。

在日前召开的2018第二届集微半导体峰会上，针对这一应用，深圳比特微电子董事长、总经理兼CTO杨作兴提出了全定制方法学。他指出，全定制方法学是设计集成电路的方法之一，类似方法还有定制法、半定制法以及可编程逻辑器件和逻辑单元阵列设计方法。随着半导体工艺提升一代，带来的好处越来越少，已经接近采用全定制设计本身的好处。

杨作兴解释，全定制设计主要是在RTL设计的晶圆厂单元库、逻辑综合和布局三个设计环节采用定制化、人工化设计。比特微通过在180nm 900MHZ RFID TAG芯片、28nm和16nm BTC芯片等项目上的实践证明，全定制设计的优势在于，方法学通过CELL的优化，PLACEMENT的优化，时钟优化和门级网表优化等四个方面，使功耗优化、面积优化和成本优化都得到大幅提升。采用全定制方法学，在3-6个月左右的时间里，设计出的芯片的性能比传统APR(自动布局布线）方法学设计出来的性能好大概一个数量级。

他以RFID芯片的设计为例介绍说，采用手动逻辑综合，面积缩小了一倍，功耗优化了5倍。而BTC领域，功耗优化更为重要，比特微的神马M3和M10矿机的功耗成本优化相比竞争对手分别提升了11.88倍、5.54倍。

具体到设计流程中的四项优化，比特微自己的单元库、面积和功耗是台积电的三分之一；手动布局可以提升利用率从60%-97%；时钟的优化可以推动计算量错峰运行，优化一倍的功耗；手动门级网表可以大幅优化功耗和门数等参数。

杨作兴强调，随着半导体工艺进步带来的好处越来越少，层次化设计解决了芯片的设计复杂性问题。他认为，全定制方法学会先在虚拟货币和AI领域成为主要方法学，然后逐步扩展到手机、PC、服务器和IoT领域。

比特微成立于2016年7月，主营业务为区块链、人工智能等领域专用集成电路芯片及产品/方案的研发、生产及销售，并提供相应的系统解决方案及技术服务，创始团队是国内最早将专用集成电路引入区块链计算设备领域的团队之一。

杨作兴主导设计的28nm低功耗高性能区块链BT1000芯片，其应用的产品销售额超过20亿元人民币。第二代16nm芯片BT1800芯片，性能、工艺、性价比业界领先，预计可创造约100亿元的销售额。比特微除了目前所专注区块链领域外，响应国家芯片战略，根据公司发展战略和规划，正计划通过自主研发、战略合作等形式，将其芯片及产品核心研发能力向人工智能等其他重复并行计算领域探索延伸。