هنگامی که اینتل در سال ۲۰۲۱ استراتژی IDM 2.0 خود را معرفی کرد، بخش قابل توجهی از این طرح، ساخت پردازنده‌های سفارشی x86 برای مشتریان و سپس تولید آن‌ها در Intel Foundry بود. با این حال، این شرکت هرگز مدیری را برای مدیریت کسب‌وکار سیلیکون سفارشی خود منصوب نکرده بود، و تنها موفقیت‌های طراحی عمده، برای پردازنده‌های سفارشی Xeon بود که توسط خدمات وب آمازون استفاده می‌شد. اما این ماه، اینتل دو گام مهم برداشت که آن را عملاً به یک طراح قراردادی تراشه تبدیل می‌کند: یک مدیر برای رهبری کسب‌وکار سیلیکون سفارشی خود منصوب کرد و یک قرارداد چند ساله برای ساخت پردازنده‌های سفارشی Xeon برای پلتفرم‌های هوش مصنوعی انویدیا امضا کرد.

وضعیت فعلی کسب‌وکار پردازنده‌های سفارشی اینتل

اینتل بیش از یک دهه است که پردازنده‌های نیمه‌سفارشی Xeon را به مشتریان مختلف ارائه می‌دهد. این پردازنده‌ها معمولاً به هایپراسکیلرها یا مشتریان بزرگ هوش مصنوعی/مراکز داده خدمت می‌کنند که به بهبود عملکرد یا کارایی بهینه شده برای بارهای کاری خاص خود نیاز دارند. این پردازنده‌های Xeon از SKUهای استاندارد Xeon با فرکانس‌های مختلف، توان مصرفی، بسته‌بندی، میکروکد، مجموعه‌های ویژگی‌ها یا حتی شتاب‌دهنده‌های خاص منظوره طراحی شده برای بارهای کاری خاص، تغییر داده می‌شوند.

هنگامی که اینتل در سال ۲۰۲۱ درباره پردازنده‌های سفارشی x86 صحبت کرد، به هسته‌های قابل تنظیم، IP سفارشی و IP سفارشی‌شده اینتل اشاره کرد که بسیار چشمگیرتر از پیشنهادات نیمه‌سفارشی آن است. با این حال، تنها محصولات سفارشی که اینتل برای یک مشتری بزرگ توسعه داده و علناً افشا کرده است، همان پردازنده‌های Xeon برای خدمات وب آمازون هستند.

اینتل هرگز میزان سفارشی‌سازی در سطح IP را با این محصولات فاش نکرده است، اگرچه از AWS می‌دانیم که پردازنده سفارشی Xeon 6 آن دارای تعداد نامعلومی هسته، فرکانس توربو تمام هسته ۳.۹۰ گیگاهرتز (افزایش از ۳.۲۰ گیگاهرتز برای مدل Xeon 6952P آماده) و پشتیبانی از حافظه DDR5-7200 سریع‌تر (افزایش از DDR5-6400) است. با این حال، چنین سطحی از سفارشی‌سازی چیزی نیست که ما معمولاً از یک پردازنده سفارشی در دنیایی انتظار داریم که هایپراسکیلرها ده‌ها مدل بسیار سفارشی‌شده را برای پردازنده‌های داخلی خود در مراکز داده اجرا می‌کنند.

این چیزی است که باید تغییر کند اگر اینتل واقعاً قصد دارد به بازاری شلوغ با نام‌هایی مانند Alchip، Alphawave، AMD، Andes، Broadcom، GUC، Marvell، MediaTek و Sondrel خدمت کند. این ماه، اینتل سرینی آینگار را برای رهبری گروه مهندسی مرکزی خود منصوب کرد و این شرکت را قادر ساخت تا یک کسب‌وکار سیلیکون سفارشی را برای خدمت به طیف وسیعی از مشتریان خارجی ایجاد کند. این کار آسان نخواهد بود، اما آینگار تجربه مناسبی برای انجام آن دارد.

سرینی آینگار بیش از دو دهه را در اینتل گذرانده است، با نیمه دوم دوران حرفه‌ای خود که بر معماری سیلیکون سفارشی برای پلتفرم‌های زیرساختی متمرکز بود. او به عنوان یک مهندس اصلی، نقش کلیدی در معماری SoCهای واحد پردازش زیرساخت (IPU) مبتنی بر Arm، تعریف ویژگی‌های محصول برای بهینه‌سازی عملکرد، توان و مساحت (PPA) و همکاری با فروشندگان IP، تیم‌های تأیید، فریم‌ور و تولید برای ارائه راه‌حل‌های سفارشی ایفا کرده است. پیش از این، او توسعه معماری زیرسیستم‌های شتاب‌دهنده خاص منظوره را برای پردازنده‌های سرور رهبری می‌کرد.

علاوه بر این، اینتل این ماه بزرگترین موفقیت واحد سیلیکون سفارشی خود را فاش کرد: یک قرارداد چند ساله با انویدیا، که بر اساس آن پردازنده‌های سفارشی Xeon را برای زیرساخت هوش مصنوعی انویدیا توسعه و تولید خواهد کرد. با توجه به اینکه انویدیا سهم عمده‌ای از بازار سخت‌افزار هوش مصنوعی را کنترل می‌کند، این یک قرارداد مهم هم از نظر حجم و هم از نظر تصویر عمومی اینتل است.

سیلیکون سفارشی در حال رشد است

هنگام ذکر سیلیکون سفارشی در زمینه اینتل، ما عمدتاً به پردازنده‌های مصرف‌کننده و مراکز داده اشاره می‌کنیم، زیرا این‌ها حوزه‌هایی هستند که اینتل در آن‌ها برتری دارد. با این حال، صنعت نیمه‌هادی شاهد افزایش شدید تقاضا برای پردازنده‌های خاص منظوره سفارشی در تقریباً تمام بخش‌ها، از جمله هوش مصنوعی، خودرو، ابری، مصرف‌کننده، مراکز داده و لوازم الکترونیکی مصرفی است.

حدود یک دهه پیش، تنها شرکت‌های بزرگ می‌توانستند تراشه‌های سفارشی خود را توسعه دهند، اما با بلوغ خدمات توسعه تراشه قراردادی، اکوسیستم‌های IP، بازدهی ریخته‌گری و تغییر چشم‌انداز رقابتی، علاقه به تراشه‌های سفارشی قوی‌تر از همیشه است.

پیشتازی اولیه اپل در پردازنده‌های سفارشی برای گوشی‌های هوشمند، لحن را برای صنعت لوازم الکترونیکی مصرفی تعیین کرد و نشان داد که چگونه سیلیکون اختصاصی می‌تواند عملکرد، کارایی و تمایز محصول را ارائه دهد. در سال ۲۰۲۵، گوگل، هواوی و شیائومی نیز SoCهای گوشی هوشمند خود را توسعه داده‌اند.

در مراکز داده، هایپراسکیلرهایی مانند آمازون و گوگل به محرک‌های اصلی سیلیکون سفارشی تبدیل شده‌اند. AWS شتاب‌دهنده‌های Trainium خود را برای آموزش هوش مصنوعی، شتاب‌دهنده‌های Inferentia برای استنتاج هوش مصنوعی و پردازنده‌های Graviton را برای محاسبات عمومی دارد. گوگل تراشه‌های خود را برای هوش مصنوعی (TPU)، ویدئو (VCU) و پردازنده‌های کاربردی خود را برای گوشی‌های هوشمند تولید می‌کند. این شرکت‌ها از ادغام پشته‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری بهره می‌برند که کارایی بهتر و هزینه‌های کمتر را در مقیاس بزرگ امکان‌پذیر می‌سازد. این روند به سایر هایپراسکیلرها، از جمله علی‌بابا، بایدو، متا، مایکروسافت و OpenAI نیز گسترش می‌یابد.

تولیدکنندگان خودرو نیز در حال سرمایه‌گذاری در پردازنده‌های خود هستند (با انگیزه از پیشتازی اولیه تسلا) زیرا به سمت وسایل نقلیه تعریف شده با نرم‌افزار (SDV) حرکت می‌کنند. این شرکت‌ها قرار است از چندین SoC رده بالا در یک وسیله نقلیه استفاده کنند، با SoC اصلی سیستم پیشرفته کمک راننده (ADAS) که احتمالاً از چندین چیپلت استفاده می‌کند. این شرکت‌ها نه تنها به قابلیت اطمینان، عملکرد و ویژگی‌ها علاقه‌مند هستند، بلکه به در دسترس بودن طولانی مدت نیز توجه دارند.

ابزارهای پیشرفته EDA با کمک هوش مصنوعی از Cadence، Synopsys و Siemens AI و همچنین ابزارهای شبیه‌سازی از Ansys (اکنون بخشی از Synopsys)، توسعه پردازنده‌های سفارشی را بسیار ساده می‌کنند، که مانع را برای شرکت‌هایی که قصد دارند بخش طراحی تراشه خود را تأسیس کنند، کاهش می‌دهد. اگر بازگشت سرمایه جذاب به نظر برسد، هزینه‌های واحد به طور قابل توجهی کاهش یابد، یا کل هزینه مالکیت چندین برابر کاهش یابد، یا بهبود عملکرد چشمگیر باشد، آنگاه شرکت‌ها حداقل شروع یک ابتکار طراحی تراشه داخلی را در نظر خواهند گرفت.

با این حال، توسعه تراشه‌ها همیشه یک ریسک است، هم از نظر پول و هم از نظر زمان عرضه به بازار. این امر به ویژه برای شرکت‌هایی که از ابتدا شروع می‌کنند یا فاقد تخصص داخلی هستند، صادق است. همچنین، همه شرکت‌هایی که می‌توانند از سیلیکون سفارشی بهره‌مند شوند، توانایی پرداخت هزینه یک بخش تراشه داخلی را ندارند. در نهایت، شرکت‌هایی هستند که به دلایل زیادی مایل به پرداخت هزینه یک بخش طراحی تراشه داخلی نیستند. اینجاست که شرکت‌های خدمات طراحی قراردادی وارد عمل می‌شوند.

مشتریان چه می‌خواهند؟

شرکت‌هایی که مزایای سیلیکون سفارشی را می‌خواهند، بدون پیچیدگی مدیریت جزئیاتی مانند مجوز IP، تأیید یا tape-out، مجموعه‌ای بسیار خاص از الزامات را برای یک طراح تراشه قراردادی دارند، زیرا او اساساً به یک شریک استراتژیک تبدیل می‌شود، نه فقط یک ارائه‌دهنده خدمات.

یکی از بزرگترین اولویت‌ها برای شرکت‌های علاقه‌مند، تجربه شریک آن‌ها است. مشتریان به دنبال شرکت‌های طراحی با سابقه اثبات شده در ارائه SoCها یا ASICهای پیچیده، ایده‌آل در حوزه صنعت خود هستند. این شامل نه تنها تحویل سیلیکون، بلکه tape-outهای موفق در گره‌های پیشرفته، درک معماری در سطح سیستم و آشنایی با بخش‌های کلیدی مانند خودرو، هوش مصنوعی/یادگیری ماشین، رایانه‌های شخصی مشتری و شبکه‌سازی است.

ثانیاً، مشتریان انتظار دسترسی به یک مجموعه IP جامع را دارند. اکثر شرکت‌ها نمی‌خواهند هر بلوک IP را به صورت جداگانه تهیه و مجوز بگیرند؛ بنابراین، طراحان قراردادی باید بلوک‌های IP ضروری مانند PCIe، DDR، SerDes، اترنت، USB و امنیت را ارائه یا ادغام کنند. بسیاری از مشتریان همچنین به توانایی ادغام IP سفارشی خود یا تمایز از طریق بلوک‌های توسعه یافته مشترک نیاز دارند. بنابراین، طراح تراشه باید انعطاف‌پذیری مجوز، حقوق استفاده مجدد و تخصص در ادغام عمیق IP را داشته باشد.

ثالثاً، مشتریان یک جریان طراحی بالغ و خودکار را می‌خواهند. tape-outهای سریع‌تر و باگ‌های سیلیکونی کمتر برای حفظ برنامه و بودجه حیاتی هستند. این همچنین به این معنی است که طراح باید اعتبارسنجی، ایجاد testbench، شبیه‌سازی و signoff را با حداقل نظارت انجام دهد.

در مرحله بعد، مشتریان همچنین به روابط از پیش موجود با ریخته‌گری‌ها و آزمایش‌های مونتاژ نیمه‌هادی برون‌سپاری شده (OSATs) اهمیت می‌دهند، که تضمین می‌کند پردازنده طراحی شده وارد تولید انبوه شده و با هزینه‌های قابل پیش‌بینی به حجم هدف می‌رسد. پشتیبانی طولانی مدت — از جمله افزایش بازده، اعتبارسنجی سیلیکون، تنظیم فریم‌ور و مدیریت چرخه عمر محصول — اغلب یک عامل حیاتی است.

در نهایت، برخی از مشتریان مدل کامل turnkey را ترجیح می‌دهند، در حالی که برخی دیگر توسعه مشترک با واگذاری نهایی را انتخاب می‌کنند. به طور معمول، یک طراح تراشه قراردادی باید از هر دو پشتیبانی کند و از حفاظت قوی IP، امنیت داده‌ها و شرایط مالکیت واضح اطمینان حاصل کند.

آنچه اینتل می‌تواند و نمی‌تواند ارائه دهد

اینتل امروز می‌تواند چندین — اما نه همه — عناصر مورد انتظار مشتریان از یک طراح تراشه قراردادی را ارائه دهد. در حالی که این شرکت گام‌های جدی برای ایجاد یک کسب‌وکار سیلیکون سفارشی رقابتی برمی‌دارد، اما هنوز در تعدادی از حوزه‌های کلیدی از بازیگران ASIC تثبیت شده عقب است.

اینتل دهه‌ها تجربه در طراحی برخی از پیچیده‌ترین پردازنده‌های جهان، از جمله پردازنده‌های مصرف‌کننده برای طیف وسیعی از رایانه‌های شخصی، پردازنده‌های Xeon برای مراکز داده، GPUها، FPGAها (از طریق Altera) و حتی شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی را دارد. این شرکت به وضوح مبادلات توان، عملکرد و مساحت (PPA) را در مقیاس بزرگ درک می‌کند.

برای مشتریانی که به محاسبات با کارایی بالا مبتنی بر x86 یا سیلیکون سفارشی کلاس سرور نیاز دارند، دانش معماری اینتل احتمالاً بی‌نظیر است. علاوه بر این، در سال‌های اخیر، اینتل تجربه در ادغام چیپلت‌های ساخته شده بر روی گره‌های مختلف از ریخته‌گری‌های مختلف را به دست آورده است، موفقیتی که هیچ کس دیگری در صنعت هنوز به صورت انبوه به آن دست نیافته است.

با این حال، برخلاف Alchip، Andes، GUC، Marvell یا MediaTek، اینتل سابقه اثبات شده‌ای در ادغام هسته‌های Arm، RISC-V یا شخص ثالث در طرح‌های مشتری ندارد.

اینتل طیف گسترده‌ای از IP را در اختیار دارد، از جمله هسته‌های x86، GPUها (و سخت‌افزارهای پشتیبانی‌کننده مانند موتورهای رسانه، موتورهای نمایشگر، کنترل‌کننده‌های نمایشگر، کدک‌های صوتی و غیره)، شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی، موتورهای امنیتی، شتاب‌دهنده‌های خاص منظوره (عمدتاً برای مراکز داده) و کنترل‌کننده‌های ورودی/خروجی پرسرعت و PHY (مانند DDR، HBM، اترنت، PCIe، Thunderbolt، UPI، USB و غیره). برای مشتریانی که به دنبال ساخت محصولی بر پایه x86 و استفاده مجدد از بلوک‌های IP معتبر اینتل هستند، این شرکت می‌تواند یک نقطه شروع قوی ارائه دهد — به ویژه برای مراکز داده و شاید حتی برای شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی.

با این حال، IP اینتل برای فناوری‌های فرآیند ۱۸A خود نسبتاً محدود است (در حال حاضر)، بنابراین باید IPها را از اشخاص ثالث مانند Synopsys مجوز بگیرد، که مشکل بزرگی نیست، اما پیچیدگی را اضافه می‌کند. در حالی که اینتل IPهای اثبات شده‌ای برای فناوری‌های فرآیند TSMC دارد، این‌ها عمدتاً بر راه‌حل‌های مصرف‌کننده متمرکز هستند، نه بر راه‌حل‌های مراکز داده، که دوباره به معنای اتکا به IPهای شخص ثالث خواهد بود.

با Intel Foundry و قابلیت‌های بسته‌بندی مانند EMIB، Foveros و چیپلت‌های سه‌بعدی، اینتل می‌تواند نه تنها طراحی تراشه سفارشی، بلکه گزینه‌های تولید و ادغام پیشرفته را نیز ارائه دهد. این یک تمایز قوی در برابر خانه‌های فقط طراحی است که به ریخته‌گری‌های خارجی و OSATها متکی هستند. برای SoCهای مبتنی بر چیپلت یا طرح‌های ناهمگن، اینتل یک نقشه راه بسته‌بندی جذاب دارد. اینتل همچنین رابطه خوبی با TSMC دارد.

با این حال، ممکن است یک مشکل درک وجود داشته باشد. اینتل ممکن است IP، بسته‌بندی یا انتخاب گره‌های خود را ترجیح دهد، که می‌تواند آزادی طراحی را محدود کند. برخی از مشتریان ممکن است یک شریک بی‌طرف و مستقل از ریخته‌گری را ترجیح دهند که فایل GDSII آن‌ها را به TSMC تحویل دهد.

در نهایت، مدل کسب‌وکار سنتی اینتل بر توسعه و تولید تراشه‌های با ترکیب کم/حجم بالا متمرکز است. یک تولیدکننده قراردادی بر توسعه چابک، tape-out و تولید با حجم کم متمرکز است، و ما نمی‌دانیم تیم‌های اینتل چقدر برای چنین کاری آماده هستند.

اولین گام

اینتل استعداد معماری در سطح جهانی، یک پایگاه IP زیرساختی قوی و قابلیت‌های تولید و بسته‌بندی قدرتمند را ارائه می‌دهد. خدمات طراحی سفارشی آن احتمالاً برای هایپراسکیلرها یا مشتریان بزرگ زیرساختی که سیلیکون مبتنی بر x86 با کارایی بالا می‌خواهند و مایل به تولید آن در Intel Foundry هستند، ایده‌آل است.

تا کنون، اینتل موفقیت محدودی در جذب چنین مشتریانی داشته است، حتی اگر مایل بود (حداقل روی کاغذ) هسته‌های سفارشی ارائه دهد. با این حال، قرارداد با انویدیا نشان می‌دهد که اینتل واقعاً می‌تواند سفارش‌هایی برای پردازنده‌های بسیار سفارشی‌شده دریافت کند، که گامی در مسیر درست است.

در سال‌های اخیر، اینتل همچنین روابطی با TSMC و توسعه‌دهندگان برجسته ابزارهای توسعه و شبیه‌سازی تراشه، مانند Ansys (اکنون بخشی از Synopsys)، Cadence، Synopsys و Siemens EDA ایجاد کرده است. علاوه بر این، این شرکت با شرکت‌های IP شخص ثالث، از جمله Cadence و Synopsys همکاری می‌کند.

با این حال، تجربه محدود اینتل با Arm، RISC-V و هسته‌های پردازشی سفارشی، یک نقطه ضعف رقابتی در مقایسه با خانه‌های ASIC عمومی مانند Broadcom Custom Silicon، Alchip یا GUC است. اما این به طور قابل بحثی یک عامل محدودکننده برای کسب‌وکار سیلیکون سفارشی اینتل در مراحل اولیه توسعه آن نیست. در مورد اینکه جاه‌طلبی‌های آن چگونه به نتیجه می‌رسد؟ این چیزی است که فقط زمان می‌تواند بگوید.

برای دریافت اخبار، تحلیل‌ها و بررسی‌های به‌روز ما در فیدهای خود، در Google News دنبال کنید، یا ما را به عنوان یک منبع ترجیحی اضافه کنید. حتماً روی دکمه دنبال کردن کلیک کنید!