國產SerDes IP供應商迎來新契機！|半導體行業觀察

日前，半導體行業觀察轉載了一篇題為 《被迫離開工作近20年的公司，半導體老兵上演逆襲》 的文章，文中裡提到聯電旗下晶片設計服務公司智原的元老林孝平在老東家工作二十年後，被逼離開創業重新獲得成功的故事。

這個故事除了能讓產業內的朋友覺得勵志之外，還引出了關於SerDes這個介面技術的討論。因為林孝平創立的這家名為M31的公司，正是全球知名的SerDes IP供應商之一。作為一個重要的介面技術，SerDes正在全球獲得廣泛應用，而國內也在加緊佈局。

高速介面需求日增

SerDes成為熱點

在工業系統中，所用IP核（Intellectual Property core智慧財產權核）幾乎涵蓋整個積體電路設計領域，不僅包括ADC（Analog-to-Digital Converter模數轉換器）、DAC（Digital-to-Analog Converter數模轉換器）、PLL（Phase Locked Loop鎖相環）、LDO（low dropout regulator低壓差線性穩壓器）等通用基礎IP，還包含另外一類起著至關重要的高速介面IP，我們通常稱之為SerDes（Serializer序列器/Deserializer解串器的簡稱），比如PCI-E（peripheral component interconnect express）, SATA（Serial Advanced Technology Attachment序列高階技術附件）, USB（Universal Serial Bus通用序列匯流排）, Ethernet（乙太網）等等就是其中的代表。

在當今移動和通訊系統中，高速序列介面已幾乎全部取代並行拓撲結構，現代介面標準都是基於序列傳輸來實現速度，物理緊密度和鏈路的穩定性，廣泛應用於電腦顯示互連、高速背板互連和儲存資料交換，高速網路等等。

利用SerDes序列通訊技術可以大幅度提高互連IO間的資料傳輸速率，它採用了多項措施突破傳統並行資料傳輸瓶頸：

（1）低擺幅的差分訊號傳輸代替單端訊號傳輸，從而增強了抗噪聲、抗干擾能力，並降低了動態功耗；

（2）時鐘和資料恢復技術代替同時傳輸資料和時鐘，解決了影響資料傳輸速率的訊號時鐘偏移問題；

（3）應用了預加重和均衡等技術，從而消除由高頻衰減引起的嚴重的碼間干擾，減少了對通道質量的要求。高速SerDes作為一種點對點的序列通訊技術，充分利用傳輸介質的通道容量提高傳輸速率，減少傳輸通道和器件引腳的數目，從而降低通訊成本。

隨著通訊系統的資訊流量需求井噴式爆發，相關通訊協議也隨之不斷推出釋出新版本以提高資料傳輸速率，因此提高SerDes IP的資料傳輸速率迫在眉睫，也是必然趨勢，具有相當大的市場需求，研製開發高速SerDes產品勢在必行。高速序列通訊引起業界的廣泛關注，進行了不斷的深入研究。

最早的SerDes單通道資料傳輸速率一般在1.25Gbps到3.125Gbps之間，基於65nm工藝的SerDes產品可以達到12Gbps+，基於28nm工藝的SerDes產品可以達到25Gbps+。SerDes電路最早都是以獨立的單通道晶片形式存在，而目前的SerDes產品多以IP核的形式出現

國際上關於高速SerDes的研究一直在進行，領先的交換SoC（System on Chip，稱為晶片級系統，也有稱片上系統）、PHY（Port Physical Layer，埠物理層）、FPGA（Field Programmable Gate Array，現場可程式設計門陣列）和ASIC（Application Specific Integrated Circuit，專用積體電路）製造商正在轉移到56Gbps PAM-4(Pulse Amplitude Modulation,脈幅調製) SerDes技術，以支援更高頻寬的100G+乙太網和光網路設計。

而在FPGA和DSP晶片方面，隨著實時訊號處理運算量的日益增加，這兩個領域從低速率資料並行連線轉變到高速序列連線，而對這兩類晶片至關重要的IP技術就是SerDes介面技術。多種場景趨勢SerDes序列通訊技術以其特有的優勢成為研究應用的熱點，各標準組織針對不同的應用場景制定了相應的標準。

外商處於領導地位

國內奮起直追

正因為如此重要，所以每個廠商都對這個產品異常重視，市場上也發展出了幾類做SerDes廠商：一類是像Synopsys這樣的第三方SerDes供應商，他們設計出的SerDes IP授權給晶片商使用；一類是像英特爾、Marvell、海思、展銳這樣的廠商，他們根據自己的需求設計SerDes；另外還有一雷就是像聯發科，他們設計的SerDes提供給其ASIC客戶選擇。

行業專家告訴半導體行業觀察記者，現在領先的第三方SerDes供應商有如Synopsys和Cadence這些企業，後者在去年10月還推出了業界首款經矽驗證的長距離7nm 112G SerDes IP。按照Cadence的說法，這個產品能為下一代雲規模和電信資料中心構建高階口密度網路產品，提供業界領先的功率，效能和麵積（PPA）效率。

在這些廠商都往112G踏進的時候，國內現在還在做28G的產品，差距還是相當明顯，但我們明顯可以看到很多廠商正在努力。

一方面，在一批海歸工程師的推動下，國內現在興起了武漢芯動和濟南橙科等企業，尤其是芯動，他們的SerDes IP在市場上獲得了客戶的高度認可；另一方面，本土也孵化了華大九天、成都納能、成都維思芯，成都特納等一批從事SerDes IP研發的公司。

但據半導體行業觀察記者瞭解，雖然國內從事SerDes的企業那麼多，可大都面臨經營困難的局面。以武漢芯動為例，即使他們的SerDes做的不錯，但如果單靠賣這個產品，去維持公司的生存和產品的研發，似乎還是比較困難的。為此他們在一邊做IP至於，還做晶片和礦機這些業務，通過這些方式來推動公司發展。

華大九天目前是國內實力SerDes IP 技術最雄厚的供應商之一，自2013年起一直在堅持SerDes產品研發，他們自主研發的28nm 13.1G SerDes IP產品在國產FPGA領域取得了不錯的成績，為國產FPGA晶片提供了強力支援， 目前正大力投入的針對未來USB4的20G和支援下一代國產FPGA晶片的28G產品，但是否能夠拉近與國際先進SerDes的差距還需要經歷市場和時間的考驗，至於其他小廠商，生存環境之惡劣可想而知。

行業專家告訴半導體觀察記者，造成國內SerDes產品發展比較艱難主要是由幾方面的原因造成的：一方面，當然與國內廠商的產品做得比較少，競爭力也不夠足有關；另一方面，因為SerDes IP本質上是一個類比電路，而在升級過程中，他們所有的工藝都要遷移，這些遷移會帶來龐大的費用和人力投入；第三，人才的缺乏也是造成國內SerDes產業發展不好的原因之一。為此，對於國內的SerDes的供應商來說，這三個問題就成為掣肘他們繼續往上走的三個攔路虎。

但對於國內的廠商來說，現在也的確是一個機會，這是非常利好的。

正如前文所說，DSP和FPGA是SerDes需求比較大的一個應用領域，而國內的FPGA產業在最近幾年也恰好快速成長，體我特涼了高雲、安路、上海復旦微和紫光同創等一系列企業，這就創造了SerDes的需求。

同時，國內的SerDes市場也逐漸從混亂走向正規。越來越多的公司和單位隨著晶片效能提升的要求，需要更先進指標的SerDes，這就要求他們去花費更多的時間和金錢去購買SerDes IP，這就創造了機遇。

另外，因為國際上的SerDes供應商提供的都是通用化IP，貼近客戶、能提供各種定製化服務的國內IP廠商，也會迎來另一波成長機會。

SerDes IP 做為高階晶片的核心技術之一, 技術難度高，市場機會也巨大。相較於國外先進同行，國內差距明顯，亟需政府出臺更多政策進行資金和國產化替代等方面的大力支援！