不久前，
OPPO芯片设计子公司哲库关机。
在最后一次会议上，两位高管几度哽咽，宣布公司营收远低于预期是因为全球经济和手机行业不乐观，芯片的巨额投资让公司无力承担。最终3000多人就地解散。这条新闻迅速席卷全网，给半导体行业带来了一丝伤感。
事实上，近年来，随着国际竞争环境的演变和半导体行业的长周期性，芯片行业正面临着多维度的挑战。日前，CSDN从开发者和工程师两个维度进行了深入调研，并于近日发布了《2023年中国芯片开发者调查报告》，分享了开发者认可的芯片行业现状，揭示了国内芯片研发中的关键问题，希望能给半导体行业的从业者、企业和学术研究带来一些思考。
芯片人才严重缺乏，要注重软硬协调能力的培养。
长期以来，芯片从设计到制造从来没有一条坦途。这需要大量的知识积累和开发经验，而国内的人才储备还比较少，限制了芯片研发的进程。
数据显示，开发者对芯片的理解差异很大。只有6%的开发者能够深入理解技术，并更深入地应用。大部分处于理解概念阶段，占比近50%。
开发者对芯片的理解
在其背后，开发芯片需要相关从业者掌握一系列技术，包括但不限于:
逻辑设计:了解数字电路设计和逻辑门电路。你需要熟悉硬件描述语言(HDL)，如Verilog、VHDL和逻辑设计工具EDA(电子设计自动化)。
物理设计:包括芯片的物理布局和布线。
模拟设计:熟悉模拟电路设计和模拟集成电路(IC)设计技术。这包括了解模拟电路元件，电路仿真工具，如spice(集成电路仿真程序)，以及模拟电路布局和布线。
射频(RF)设计:了解射频电路设计和射频传输原理。这涉及到高频电路、微波电路、天线设计等等。
数字信号处理(DSP):了解数字信号处理的理论和技术，设计处理音频、图像、视频等数字信号的芯片。
时钟和时序设计:掌握时钟电路设计和时序分析，保证芯片中各模块时序的一致性和正确性。
混合信号设计:熟悉模拟和数字电路的集成设计，从而开发混合信号芯片，如数据转换器(ADC和DAC)或传感器接口。
半导体技术:了解半导体制造技术和工艺流程，包括光刻、薄膜沉积、离子注入、刻蚀等。这对于理解芯片制造工艺及其对芯片性能的影响非常重要。
芯片验证:了解芯片验证技术，包括功能验证、时序验证、功耗验证和物理验证。这包括使用仿真工具、验证语言(如SystemVerilog)和硬件验证语言(如UVM)。
芯片封装和测试:了解芯片封装和测试技术，包括封装类型选择，引脚布局，封装材料和测试方法。
这些只是芯片开发中的一些关键技术，也是冰山一角。所以芯片开发者需要不断学习，提高自己的技术水平和竞争力。数据显示，一半以上的芯片相关从业者每天至少学习一小时。
开发者在芯片开发技术上学习多久？
对于复杂的芯片开发任务，随着物联网、5G网络、人工智能等领域的快速发展，对高性能芯片的需求越来越大，这种需求远远超过现有芯片工程师的数量。55.98%的开发者表示，他们团队最急需的是芯片架构工程师。其次是IC设计/应用工程师和半导体工艺工程师。
业内急需芯片工程师
对此，中科院计算所副所长鲍云刚评价，芯片设计人才严重不足，软硬件协同的培养需要重视。在被调查的开发者中，只有6%的人能够深刻理解芯片技术，即芯片设计师只占软件开发者的1/16左右(6%对94%)。对比软件行业，2021年软件相关产品营业额约为3.6万亿元(软件产品收入26583亿元+嵌入式系统软件收入9376亿元)，芯片设计行业产值约为软件开发行业的1/7。这些统计口径并不一致，但也能在一定程度上反映出芯片设计师的严重不足。
在小团队作战中，AI已经成为芯片应用的重要场景之一。
纵观进入国内芯片市场的公司规模，有一定的分散化趋势。40.42%的公司员工少于10人。这些公司可能由独立的芯片设计师或小团队组成，可能主要专注于某个细分领域的应用开发。
芯片公司开发人员的规模
资料显示，目前芯片公司的芯片主要服务于物联网和通信系统及设备。其中，物联网占比最大且远高于其他产品/服务，占比31.07%，其次是通信系统和设备，占比20.63%。
芯片公司提供的产品/服务领域
随着人工智能的快速发展，越来越多的专用芯片被设计用于人工智能，这些芯片针对特定的计算任务进行了高度优化。数据显示，国内芯片企业中，38.46%的芯片搭载了人工智能技术，可以为人工智能应用提供更高效的计算能力。
搭载人工智能技术的芯片比例
C/C++和Verilog是开发人员最常用的编程语言。
在芯片开发工具层面，芯片开发者在开发语言的选择上具有很高的多样性，其中最常用的两种语言分别是C/C++和Verilog。C/C++是一种常见的通用编程语言，可用于高级应用程序和底层系统编程。数据显示，近50%的开发者都在用它们写代码。Verilog是一种硬件描述语言，主要用于数字电路的建模与仿真，开发者占12.94%。
芯片开发中常用的开发语言
芯片开发中使用的EDA工具多种多样，芯片开发人员常用的EDA工具呈现出多样性和分散性。
数据显示，Protel是使用最广泛的工具，占比26.11%；其次是AlTIum Designer，占比18.10%；开发者可以根据自己的需求、意愿和实践经验，选择最合适的工具进行芯片设计、仿真和测试。
开发人员常用的EDA工具
国产芯片发展的挑战:设计、低功耗和专利
在现代技术中，芯片是基础设施之一，芯片参数也是开发者最关心的话题。首先是计算能力，衡量芯片的处理速度。67.06%的开发者表示关心芯片的计算能力参数。其次是功耗，这也是衡量芯片的重要指标之一，42.63%的开发者也关注。
开发者关心的芯片参数
国产芯片在发展中面临很多挑战和问题。以下是一些主要方面:
设计能力:芯片设计是一项复杂而艰巨的任务，需要高超的技术和高超的设计能力。39.91%的开发者表示，以国内的设计能力，很难降低芯片设计的成本。其次是低功耗设计，35.36%的开发者表示要做到低功耗也很难。
专利保护:芯片制造涉及大量专利技术，国内芯片研发需要规避专利。
国产芯片发展的最大难题
在芯片设计中，开发者最担心的是EDA设计工具。现代芯片的复杂度非常高。一个芯片可能包含数十亿个晶体管和数百万条线路，因此需要更好的工具来帮助工程师处理如此巨大的设计空间。
国产芯片设计的最大难题
芯片制造不同于软件开发过程，不能像软件开发那样小步迭代，整个制造过程的成本也比较高。
56.62%的开发者认为，在芯片制造中，很容易偏离预期的产品应用市场，从而导致R&D投资和生产成本的浪费。其次，在芯片开发的过程中，有些设计规范无法实现，有一半的开发者为此担忧。
芯片制造过程中的困难
一款好的芯片产品不仅需要硬件的优异性能和稳定性，还需要完整的软件栈和周到的支持服务。只有这样，才能真正赢得开发商和消费者的青睐和信任。在这些软件栈中，开发者最关心的是芯片对操作系统的支持，其次是芯片的版本和兼容性。
开发者对芯片软件栈感兴趣的内容。
鲍云刚认为，超过41%的开发者最关心的是芯片对操作系统的支持。可见，优秀的芯片设计师不仅要知道芯片架构，还需要知道操作系统等软件栈知识。而这样的人才在国内比较稀缺，因为很多集成电路学院不开设操作系统等软件课程。为了解决人才短缺的问题，需要改变目前的人才培养理念和方案，更加注重软硬件协同的培养。
开源芯片的未来
随着开源芯片技术的成熟，其市场份额会逐渐增加，RISC-V等开源芯片平台已经广泛应用于各种应用中。作为一项新技术，其未来的发展前景非常广阔。76.77%的开发者看好开源芯片的发展，有望实现大规模应用，未来几年将迎来爆发式增长。
开发者对开源芯片发展趋势的看法
综合来看，鲍云刚总结，新兴领域对芯片的需求增长很快，开源芯片未来有望。
一方面，报告显示，目前的芯片主要服务于物联网(31%)和通信系统及设备(21%)。在被调查的公司中，38%开发的芯片搭载了人工智能技术，这也反映了当前人工智能领域的蓬勃发展。两个数据结合起来，大致可以反映出很多IOT场景也有人工智能需求。
另一方面，在接受调查的芯片公司中，40%的雇员少于10人，26%的雇员来自10-100。根据魏少军教授在2022年12月ICCAD大会上关于中国芯片设计行业整体发展的报告，甚至有超过2700家(占比84%)的芯片设计公司，员工不足100人。
总之，国内绝大多数芯片设计企业规模都不大，主要以某个细分领域的芯片开发为主。这些企业的存在是因为物联网等新兴领域带来的芯片碎片化需求，而以RISC-V为代表的开源芯片让企业可以更方便地定制芯片，是应对碎片化需求的有效途径，也有助于实现企业非常关心的降低芯片设计成本的需求。