高校人才培养如何“化零为整”，对抗集成电路产业碎片化？

普冉半导体（688766），自2016年创立以来，持续专注于存储器芯片的技术研发和产品创新。公司以技术创新为基础，通过持续技术积累，已经具备完整的核心技术和产品体系。NOR Flash和EEPROM这两类存储器芯片产品，自2020年起已经是境内第二、全球前六的位置，位居前列。而早在2021年，普冉就开始布局自己的“第二增长曲线”，“存储+”战略正是驱动这一曲线增长的核心动力。该战略一方面可以充分发挥公司前期在存储器领域积累的优势；另一方面，作为多元化发展、扩大产品市场规模的重要战略布局点，普冉从此进入全球规模近300亿美金的MCU（微控制器）市场。目前，公司MCU M0+系列产品已大规模量产出货，累计出货量已超1亿颗。普冉还积极推进海外业务布局，已经成功引入日本、韩国等海外市场多家知名大客户。 # PART 01 总在提前布局的普冉半导体01半导体全自主国产化战略的未雨绸缪 我国半导体真正实现全自主国产化是我们每一个半导体人都不得不去考虑和面对的一个课题，这要求企业和公司管理层具备更强的忧患意识和前瞻视野。 ——普冉半导体副总经理 徐小祥 不止是提前布局“存储+”战略作为第二增长曲线，普冉总是习惯未雨绸缪，走在前面。在现在全球化自由贸易规则被逐渐破坏，产业链被斩断，半导体行业正在经历“再全球化”的新阶段，全球各大经济体都希望尽可能覆盖更多的芯片产业链条，以达到芯片设计、制造本土化的目的。普冉一方面选择继续深耕技术，持续研发，替代国外厂商已经占据的存量市场，不断发掘新的国产化替代细分市场。另一方面，从上下游合作的角度上，会关注一些高度依赖国外产品和技术的链条，从本土寻找可以替换或者有相似战略布局的合作方，也很乐意为有潜力能形成自主国产化的上下游公司打好辅助配合，并已经取得了一定成果。普冉副总经理徐总表示，普冉寄希望于国内的设计公司能够真正受益于国产化替代，受益于本土的高质量服务、成本上的优惠和技术上的协同。随着公司与国内企业逐步深入合作，普冉正在逐渐从国产化替代的浪潮中受惠。02排队敢不敢？一天损失上百万那种在第二增长曲线不断攀升的过程中，普冉持续重视并始终保持高水平研发投入。根据刚发布的《2023年半年度报告》数据，普冉今年上半年营业收入4.69亿元，研发投入占营收比例高达20%，同比增加8.21个百分点。普冉有200+研发工程师，研发就是生产力。他们是有本地机房的，机器数量也不少，但日常资源利用率并不高。我们跟他们接触的时候，当研发项目并发时，任务高峰期排队情况就相当严重，有时候甚至一堵就是两三天，影响项目进度。尤其在后仿阶段，情形更为突出。把普冉半年报的营收摊到135个工作日来算，每天就是几百万。一旦项目延误或者阻塞，耽误一天就要损失七位数。这谁扛得住？另外，由于目前所使用的调度器SGE版本已经停止更新，与新版操作系统、新版EDA工具软件兼容性可能不佳。这种情况下，在本地集群的管理上，需要一些更高阶的功能时，SGE受到一定的限制。不过正如上面提到的，普冉已经有意识地在本土寻找各种可以替换的上下游国产化方案，一款国产自研调度器就是其中一个方向。 # PART 02 从SGE无缝切换到“不只是调度器的FCP”半导体行业这一领域里，SGE不乏有公司在使用。关于调度器科普和不同流派近二十年的发展历程，点击回顾👉亿万打工人的梦：16万个CPU随你用FCP是什么？FCP——fastone Compute Platform，是速石核心企业级产品之一。FCP是一款部署在用户本地数据中心的企业级研发平台软件，支持混合云模式，可扩展到FCC-E使用弹性资源。目标是充分利用本地数据中心和云端的异构资源，优化整体资源利用率，提升研发效率，实现应用的最大性能。 为了保障公司整体业务的稳定性，同时最小化软件环境对研发进度的影响，普冉选择让FCP逐渐覆盖原有的研发环境，并由速石自研的Fsched调度器分阶段、渐次取代SGE的调度能力，实现二者间的平稳过渡，以此提高自身的研发效率和体验。关于我们的调度器到底有多能打？为什么我们不止是调度器？建议看看这篇👉国产调度器之光——Fsched到底有多能打？基本原则：旧机器旧环境，新机器新环境。两套研发环境同时存在，并使用同一套存储，用户自由切换，几乎无感。 未来，随着旧机器的逐步淘汰和新机器的持续扩容，我们的FCP环境将完全替代原来的环境。从SGE到“不只是调度器的FCP”，普冉选择我们的理由是什么？01对管理者来说，功能上增加亿点点我们提供调度策略+任务&资源监控+实时告警三步走功能。第一步，灵活的调度策略1. 任务策略，满足业务需求我们支持多种调度策略满足业务的不同需求，包括按任务优先级、任务时间（先进先出）调度2. 资源策略，提升资源利用率回填策略，为任务及时寻找最匹配的空闲资源，充分利用资源 许可证调度，在有任务占用资源的时候，没有许可证则暂停任务进程3. QOS策略，实现团队之间的合理分配管理当然，根据用户的需求，还可以自定义调度策略的组合设置。第二步，有了调度策略，实际运行状态怎么样，就需要任务&资源监控了。我们提供基于EDA任务层的监控、告警、数据统计分析功能与服务，让团队管理者能监控各个重要指标变化，从全局角度掌握项目的整体任务及资源情况，为未来项目合理规划、集群生命周期管理、成本优化提供支持。 第三步，一旦发现问题，我们提前设置好的自动告警功能就会发挥作用，及时通过邮件、微 信、飞书等方式告知相关人员，提醒进行处理。提前设置好目标，实时监控，及时告警处理，三步走下来，原来的“黑箱”变“白箱”，所有状态一览无余，问题处理及时高效，大大提升管理效率。02对IT人员来说，自动化省事亿点点我们是能快速、标准化部署的一体化产品。调度器只是其中一个模块，且与产品其他功能深度绑定。我们深入业务场景，既连接上层EDA应用，对应用本身的运行提供支持和优化；同时连接底层资源，给用户提供更灵活、更高效使用资源的能力；还能结合EDA应用和底层资源的联动和适配，给出最佳实践经验，是一套上中下层联动的芯片设计研发环境，解决的是完整生命周期的芯片设计业务问题，且经过层层实战考验。而在SGE上，如果需要增加任何功能，都需要用户根据自身业务需要进行二次开发并组装，这就意味着需要进行不同功能模块的需求评估、采购、对接、开发和测试验证兼容性等，才能搭建出一个完整的研发环境，时间周期也会比较长。另外，还有期间的运维、后续的更新升级和功能扩展等事项，包括一些隐性成本，比如对接调试时间成本、人工成本、售后支持成本等等。FCP作为标准化产品，能快速部署，且功能丰富，IT自动化程度相当高，能省去大量繁琐的手动部署和对接调试工作。03对研发人员来说，使用体验丝滑亿点点 我从SGE切换到FCP，就是把ta的脚本改下就可以跑起来，EDA工具直接就可以用，ta的环境是通的。——普冉CAD 从SGE到FCP的无缝切换，学习成本几乎为零。FCP能兼容各家主流调度器，研发人员不用改变操作习惯，之前怎么样之后还是怎么样。而且我们还同时支持命令行和图形化界面操作，不管是新买的人体工学鼠标还是青轴键盘都有用武之地。研发习惯能保持不变，对人员众多的成熟企业而言，优先度可能要比很多管理者想得更高。另外，对FCP产品及其内置调度器Fsched，我们提供代码级技术支持，让用户没有后顾之忧。 # PART 03 一个CAD对200+研发过于稀缺反而难以发挥价值的CAD Q 能描述一下您作为CAD一天的工作吗？ CAD emmmm，就是从睁眼…… Q 好的，懂了芯片设计界有个非常稀罕的岗位叫CAD，不是每家企业都有。大概从2018年开始，才由一些国际团队把这个角色带入国内，逐渐开始起步。一般初创公司都是没有的，有CAD的企业，常见状态是1个CAD对100+研发。普冉就是这样，有且仅有1位CAD，对200+研发工程师。CAD在整个研发设计体系中的工作内容，我们用一张图来表示，如下：那么问题来了，没有CAD的公司，这些事谁来做？一般就是老板，研发负责人，研发团队和IT团队，分别承担一部分。大体上来说，CAD做的事情主要分为三类：01站在整个芯片设计研发体系和架构视角进行标准EDA环境的规划和搭建IC设计研发环境的搭建涉及很多EDA工具的安装调试，而且十之八九都是Linux环境下的，对搭建者的要求并不低，更何况还涉及机型选配、License安装等相对专业的内容。而且关键点在于EDA环境的规划和搭建要考虑长期性，因为很多初创公司会一开始按单机模式部署，规模上来之后，问题就会一个个逐渐暴露出来，造成很多未来的负担。这项工作一般会占到CAD 20%左右的精力。但是有了我们的一整套即开即用的芯片设计研发平台，这块可以全省了。我们的产品一站式交付，简单易上手，而且对未来有着极强的兼容性与弹性，且支持多个研发中心协同。02芯片设计流程的跑通，EDA工具的适配和衔接这个流程分为开发和研发两个部分。一个是开发流程。CAD需要协助项目主管确认采用哪些工艺，这些工艺适不适合，然后才能确认未来会调用到哪些参数，会用到哪些器件等等。一个是研发流程。CAD需要确定整体的目录结构，比如IC设计全流程的多种工具如何衔接、多个版本如何调取、存储目录怎么规划等等。目的就是为了保证研发们有一致的环境，让任务结果不因个人因素产生偏差。这项工作在初创期会占到CAD 80%的精力，跑通之后耗费会逐渐减少。我们能帮CAD把很多原来手动做的事自动化，对CAD这种需要管理整个研发过程的工种来说，能在同一个平台上处理多种日常的重复性工作，精力节约非常明显。 比如，调度器在本地服务器的自动化部署安装。比如，EDA工具的版本自动化管理。在传统的研发环境中，如果要调用一个工具的不同版本，需要CAD一行行敲命令，手动注释，手动调取，然后重复再重复，非常麻烦。我们能提供包括Module List在内的项目初始化模板，保证项目工具、环境和结果的一致性，CAD只要出具操作SOP，研发就能自行切换，不用再一个个沟通处理。我们还能结合EDA应用和底层资源的联动和适配，根据企业的业务特性给出最佳实践经验。《芯片设计五部曲》系列里：我们在👉《图灵艺术家——数字IC》和👉《声光魔法师——模拟IC》篇，分别深入了数字IC与模拟IC的设计全流程，结合EDA工具特性和原理，讲述怎么利用计算机技术提高数字与模拟芯片的研发设计效率。而在👉《战略规划家——算法仿真》篇，我们总结出算法仿真的需求不可测、短时间使用量波动巨大等四大特性，需要有随着时间变化，灵活根据需求匹配不同规模/类型资源的方式来动态满足研发需求，帮算法工程师解决问题，提高研发效率。03DEBUGCAD在Debug这块有个很重要的工作，就是和Foundry厂协调，提前检查PDK的完整性，然后和研发沟通后续的验证工作。当然，更常见的还是各种研发和IT的Bug处理，比如服务器宕机了，任务排队了、失败了，工具报错了等等等等。成熟企业的CAD有近80%的精力都消耗在这些碎片化的工作上。 对这些琐碎、重复的工作，我们能做的：1. 根据最佳实践和经验进行预判，帮CAD预防掉一些问题；2. 产品级能力，通过把手动过程IT自动化，减少一些问题；3. 我们还能帮他们定位并解决一些问题。让CAD能把时间花在更重要的事情上。 # PART 04 提前布局的人，提前收获快乐01研发效率提升30%，一天节约上百万这个数字是将普冉之前的研发表现，和现在的表现做了量化对比后得出的结果，整体研发效率提升了30%。研发效率的提升，意味着交付周期的缩短，提前抢占市场空间，也意味着行业地位的稳固。在普冉布局第二增长曲线的现在，具有非常积极的意义。而按照我们之前算的，排队一天，损失七位数。这得节约多少钱？！基于我们的多维度监控上的日常数据统计与运营分析管理，后续我们将持续帮普冉实现问题的可追溯、可追踪，降低成本，提升整体项目管理效率。02初上线，节约CAD精力40%+ 目前来看能节省我40%的时间。因为集群这块我不用花费太多时间了，job这块我也不用太操心了，还有一些告警邮件。——普冉CAD 国内芯片行业本身起步就晚，CAD作为细分职业，人数更是稀少。一个CAD往往要解决数百个研发的需求，而且大部分都是碎片化的、重复性的工作，无法全面发挥自己的价值。在很多企业，CAD根本就是老板或研发负责人在兼任。不管是CAD，或是老板，我们能帮助他们从这些大量、持续又琐碎的事情中释放出来，提高他们的管理带宽，化被动为主动，去做一些，思考一些更重要的事。在产品刚上线不久，普冉的CAD就已经表示我们能节省他40%的时间。我们相信，随着他们的深入使用和我们产品的迭代优化，这个数字还有极大的上升空间。 03资源利用率大幅提升 FCP产品的数据收集、统计分析相对完善、自动化仪表盘（Dashboard）的呈现很直观，界面友好、运维使用比较方便，这方面的体验很好；同时该产品针对过往资源占用和分配情况的统计数据，给我们未来软硬件资源调整优化、合理分配、投资规划提供了客观的量化依据，对于决策支持有较大的参考。——普冉IT负责人 本地硬件的资源利用率一直是很多公司的痛点。单机使用模式不必多说，资源分散，孤岛效应明显。而像普冉这样已经使用集群模式把资源统一管理的情况下，缺乏灵活的调度策略和监控模块，导致用户任务运行状态和资源状况双向不透明，依然存在大量“排队”与“闲置”共存现象。另外，如果考虑到CAD层面对EDA工具和资源的适配经验，上下层如何实现最佳联动。本地资源利用率依然存在很大的提升空间。与之前相比，我们的FCP能够大幅提升普冉的本地资源利用率。Take Away1. 不论是“存储+”战略这条第二增长曲线，还是半导体国产化全自主战略，普冉在布局上与同行一起奋力前行，努力走在前头。而走得快的人，往往也先尝到甜头。这样的甜头不仅体现在外部行业市场地位上，也体现在内部研发效率的提升上。2. 普冉可以说是走在国产化替代前沿的那一批企业，而且把这一点逐步落实到了公司的方方面面。一方面，他们与华大九天在国产EDA工具领域已经建立了基础的业务合作；另一方面，也主动积极寻找像我们这样的国产供应商，替换那些高度依赖国外产品和技术的部分。我们希望这样的公司越多越好。3. CAD这个岗位，在国内芯片设计行业稀缺又珍贵，无论是初创型企业还是成熟企业，我们能在早期研发环境的搭建，中期设计流程的自动化，后期琐碎的Debug过程中送上足够的助攻，极大地释放CAD或者兼任CAD的老板/研发负责人的精力。来源：速石科技