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2025年2月17日

來更新一下台股晶片IP、ASIC、EDA公司簡表

很久沒來更新一下台股晶片IP、ASIC的狀態。因為,美股Broadcom旗下的AI ASIC業務被看好,導致Broadcom股價狂飆突破萬億美元,居全球市值第9大的企業。不過,台股的晶片IP、ASIC公司已經炒作很多年,甚至比美股還早很久,對消息已經麻木了。長期來看,台股的晶片IP、ASIC產業和產值未來依舊繼續狂奔往上。這邊就來更新一下台股晶片IP、ASIC、EDA公司。


半導體分工愈來愈細,連晶片設計行業分工也愈來愈多。下面簡單理解一下,何謂ASIC前段,ASIC後段。這是很多人會搞混的。


ASIC前段、ASIC後段

(1)ASIC前段

晶片設計是由前端設計和後端設計所組成,前端設計由系統公司或是晶片設計公司提供,後端設計及生產製造即委託給ASIC後段服務公司。 


在前端設計中,由客戶決定產品的概念,以 RTL(Register Transform Level)描述 IC 所需功能,並決定產品的運作速度,最後建立一個包含所有細節(基本功能邏輯) 的目標資料庫。通過運用合成軟體(Synthesis Software),將 RTL 轉換為Net List,在 Net List 中將電子線路轉換為邏輯閘,並將所定義的功能,以合成軟體實現,同時優化設計師所定義的運作時脈,把完成的設計交由 ASIC後段廠商做後端設計。 


(2)ASIC後段

後端的設計分為兩個階段,第一階段為設計案起始至收到客戶最終 Net List,大約六到八周的時間;第二階段為工程師使用實體設計軟體將 Net List 轉換為實際的佈線,產生一個稱為 GDSⅡ的檔案,以製造光罩(俗稱 Tape Out),此階段大約四到六周的時間。


除了提供後端設計服務,ASIC後段廠商也提供客戶從晶圓製造、封裝及測試的一站式管理(Turn-Key)服務。


其中服務流程,晶圓製造階段是從將 GDS Ⅱ的檔案交付給晶圓廠製造開始算起,從 GDSⅡ之交付到晶片成品測試完成,大約費時八到十二周不等。晶片製造過程可概分為晶圓處理製程(Wafer Fabrication; 簡稱 Wafer Fab)、晶圓針測製程(Wafer Probe)、封裝(Assembling)、測試製程 (Initial Test and Final Test)等幾個步驟。

IP、ASIC、EDA產業趨勢很多,下面節錄幾個ASIC趨勢,和EDA趨勢:

EDA趨勢

(1)AI應用至EDA

AI技術愈來愈多應用在IC設計中,尤其是EDA工具的開發。通過AI的加入,這些工具可以更智慧的佈局佈線、自動功耗和性能分析,優化。例如,使用機器學習可以幫助工程師辨別可能的設計問題,減少手調整的時間。此外,AI還可以自動生成測試案例,幫助驗證晶片設計的準確性和可靠性。


ASIC趨勢

(1)AI ASIC

隨着 ChatGPT 與 Nvidia 引發的 AI 浪潮,AI 相關設備與應用的需求大增。追求產品差異化的需求依舊存在,標準化的產品已無法滿足客戶的需求,而全球知名大廠也為了要展現產品的特色與效能,自行設計晶片的案例越來越多。


系統及品牌大廠更積極投入資源自行開發客製化應用晶片(ASIC)以供其特定的 AI 應用需求。與此同時,對於客製化應用晶片的 PPA(效能、功耗及面積)更加謹慎,力求量產後能盡速達到一定的經濟效益,搶佔 AI 市場佔有率。


ASIC 的效能相對於 GPU、FPGA 等通用型 AI 晶片更高,隨著 AI 晶片資料流量逐年大增,更多資料必須要被處理與運算,包括資料中心、雲端運算、邊緣運算等需求大量浮現,ASIC 的效能與成本優勢更為明顯。


(2)分工愈來愈專業

先進製程的開發與設備費用極其昂貴,使得 IDM(整合元件廠商)更加專注本業之開發而走向fablite 模式;對於系統廠商與晶片設計公司而言,產品需要先進製程來實現更強大的效能,這意味著要投入更大規模的工程團隊以及更先進的軟硬體開發環境。


除此之外,先進製程的光罩費用極高,龐大的金額並非一般規模的公司所能負擔。透過設計服務業者,系統廠商與晶片可以集中資源在晶片開發的前段產品功能設計上,並將後段的晶片實現、實體電路規劃佈局、封裝測試以及周邊矽智財開發整合交給專業的設計服務業者及其合作廠商,以最快速、最有效率、最可靠的分工模式完成尖端產品的開發。


(3)Chiplet小晶片

隨著人工智慧、大數據、雲端運算、異構計算等市場應用的快速發展,晶片的設計生產需要更長的時間和更高的成本,單純藉由製程微縮來提升晶片性能與密度的方法已無法充分滿足時代需求。


2022 年 3 月宣佈用於 die-to-die 接interface標準化的 UCIe 為 chiplet 時代鋪平了道路。其動機是在封裝上建立平台,並圍繞開放平台調整行業,以實現基於小晶片的解決方案。在未來幾年內建立完整的生態系統後,小晶片市場勢頭有望加快。


高效能運算(HPC)晶片朝 chiplet 架構發展,亦仰賴更先進製程與先進封裝技術。根據OMDIA 數據顯示,全球小晶片市場到 2024 年預計可以達到 58 億美元,到 2035 年將成長至570 億美元。

(4)2.5D/3D先進封裝

使用 CoWoS 和 InFO 的2.5D/3D先進封裝架構已蔚為 AI 晶片產品的主流。


(5)邊緣運算

邊緣 AI 和邊緣運算市場正在經歷快速成長,這一增長受到對即時處理、低延遲應用和物聯網(IoT)設備激增的需求驅動。市場包括多種類別的系統和設備,這些系統和設備在零售、商業、醫療和工業環境中運行 AI 應用,如臉部、物體、手勢和動作辨認。


全球邊緣 AI 和邊緣運算市場預計從 2023 年的 536 億美元增長到 2028 年的 1113 億美元,根據MarketsandMarkets 研究公司的數據,複合年增長率為 15.7%。


(6)ARM架構市佔率持續增加

Arm Server CPU和在NB/PC市場市佔率逐年成長,持續併吞X86的市場。


(7)RISC─V 開放式新架構滲透率提升

新冠肺炎疫情後加速數位轉型,加上美國晶片禁令,進一步提昇開放式架構滲透率,而 RISC─V 的終端應用也日益廣泛。根據市調機構 SDH Group 預估, RISC─V 在 2030 年在系統單晶片領域產值將增加 920 億美元,2022~2030 年複合成長率將達 47%;IP 領域產值則將達1.56 億美元,2022~2030 年複合成長率為 39%,可知 RISC─V 開放式新架構之應用市場極具發展潛力。


下圖表是最新的台股晶片IP、ASIC、EDA公司簡表,共有17家。此表包含上市上櫃,興櫃和創新板:


其中,市值前5大IP、ASIC、EDA公司分別是,3661 世芯-KY,後段ASIC公司,市值為2906億。3529 力旺,為記憶體IP公司,市值為2165億。3443 創意,後段ASIC、IP公司,市值為1769億。3035 智原,後段ASIC、IP公司,市值為653億。6531 愛普*,前段ASIC記憶體公司,市值為519億。


最近5年掛牌的公司有5家,分別是(1)7707 益芯科(興櫃),主要業務是類比與混合訊號 ASIC,7707 益芯科(興櫃)是世界先進轉投資的設計服務公司。(2)6423 億而得(創新板),主要業務是記憶體IP。(3)7796 擷發科(興櫃),主要業務是Architecture Compiler,iPROfilerTM ASIC,IPMart,AI系統設計服務。(4)8227 巨有科技,主要業務是ASIC及晶圓,NRE。(5)6786 芯測(興櫃),主要業務是記憶體測試與修復EDA,功能客製化IP。


值得注意的是,(1)績優股世界先進,它轉投資的設計服務公司7707 益芯科(興櫃)。(2)2388 威盛的子公司,威宏,營收有52億,稍具規模,未來應該會切割掛牌。(3)6531 愛普*,6531 愛普*之客製化高速記憶體(VHMTM) 產品及設計,藉由 3D 異質晶圓堆疊技術(Wafer-on-Wafer)之整合,可提升系統效能,相較於高頻寬記憶體(HBM),在頻寬及功耗上更具優勢,主要應用於高速運算之 AI、網通等領域。(4)6462 神盾,公司轉型IP公司,高速介面IP切入先進製程和Chiplet小晶片,想要應用在伺服器上。


那些想完全轉型至晶片IP、ASIC、EDA公司有,(1)6462 神盾想轉型至IP公司,併購乾瞻科技。(2)8054 安國想轉型至ASIC公司,併購星河半導體。


那些本業多增加一項IP、ASIC業務的公司有,(1)2401 凌陽,為高速傳輸介面IP。(2)2388 威盛,子公司威宏,為系統設計,ASIC公司。(3)2363 矽統,併入聯暻半導體。

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