serdes用途（IP供应商迎来新契机）

日前，半导体行业观察转载了一篇题为《被迫离开工作近20年的公司，半导体老兵上演逆袭》的文章，文中里提到联电旗下芯片设计服务公司智原的元老林孝平在老东家工作二十年后，被逼离开创业重新获得成功的故事。

这个故事除了能让产业内的朋友觉得励志之外，还引出了关于SerDes这个接口技术的讨论。因为林孝平创立的这家名为M31的公司，正是全球知名的SerDes IP供应商之一。作为一个重要的接口技术，SerDes正在全球获得广泛应用，而国内也在加紧布局。

高速接口需求日增

SerDes成为热点

在工业系统中，所用IP核（Intellectual Property core知识产权核）几乎涵盖整个集成电路设计领域，不仅包括ADC（Analog-to-Digital Converter模数转换器）、DAC（Digital-to-Analog Converter数模转换器）、PLL（Phase Locked Loop锁相环）、LDO（low dropout regulator低压差线性稳压器）等通用基础IP，还包含另外一类起着至关重要的高速接口IP，我们通常称之为SerDes（Serializer串行器/Deserializer解串器的简称），比如PCI-E（peripheral component interconnect express）, SATA（Serial Advanced Technology Attachment串行高级技术附件）, USB（Universal Serial Bus通用串行总线）, Ethernet（以太网）等等就是其中的代表。

在当今移动和通信系统中，高速串行接口已几乎全部取代并行拓扑结构，现代接口标准都是基于串行传输来实现速度，物理紧密度和链路的稳定性，广泛应用于电脑显示互连、高速背板互连和存储数据交换，高速网络等等。

利用SerDes串行通信技术可以大幅度提高互连IO间的数据传输速率，它采用了多项措施突破传统并行数据传输瓶颈：

（1）低摆幅的差分信号传输代替单端信号传输，从而增强了抗噪声、抗干扰能力，并降低了动态功耗；

（2）时钟和数据恢复技术代替同时传输数据和时钟，解决了影响数据传输速率的信号时钟偏移问题；

（3）应用了预加重和均衡等技术，从而消除由高频衰减引起的严重的码间干扰，减少了对信道质量的要求。高速SerDes作为一种点对点的串行通信技术，充分利用传输介质的信道容量提高传输速率，减少传输信道和器件引脚的数目，从而降低通信成本。

随着通信系统的信息流量需求井喷式爆发，相关通信协议也随之不断推出发布新版本以提高数据传输速率，因此提高SerDes IP的数据传输速率迫在眉睫，也是必然趋势，具有相当大的市场需求，研制开发高速SerDes产品势在必行。高速串行通信引起业界的广泛关注，进行了不断的深入研究。

最早的SerDes单通道数据传输速率一般在1.25Gbps到3.125Gbps之间，基于65nm工艺的SerDes产品可以达到12Gbps ，基于28nm工艺的SerDes产品可以达到25Gbps 。SerDes电路最早都是以独立的单通道芯片形式存在，而目前的SerDes产品多以IP核的形式出现。

国际上关于高速SerDes的研究一直在进行，领先的交换SoC（System on Chip，称为芯片级系统，也有称片上系统）、PHY（Port Physical Layer，端口物理层）、FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）和ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）制造商正在转移到56Gbps PAM-4(Pulse Amplitude Modulation,脉幅调制) SerDes技术，以支持更高带宽的100G 以太网和光网络设计。

而在FPGA和DSP芯片方面，随着实时信号处理运算量的日益增加，这两个领域从低速率数据并行连接转变到高速串行连接，而对这两类芯片至关重要的IP技术就是SerDes接口技术。多种场景趋势SerDes串行通信技术以其特有的优势成为研究应用的热点，各标准组织针对不同的应用场景制定了相应的标准。

外商处于领导地位

国内奋起直追

正因为如此重要，所以每个厂商都对这个产品异常重视，市场上也发展出了几类做SerDes厂商：一类是像Synopsys这样的第三方SerDes供应商，他们设计出的SerDes IP授权给芯片商使用；一类是像英特尔、Marvell、海思、展锐这样的厂商，他们根据自己的需求设计SerDes；另外还有一雷就是像联发科，他们设计的SerDes提供给其ASIC客户选择。

行业专家告诉半导体行业观察记者，现在领先的第三方SerDes供应商有如Synopsys和Cadence这些企业，后者在去年10月还推出了业界首款经硅验证的长距离7nm 112G SerDes IP。按照Cadence的说法，这个产品能为下一代云规模和电信数据中心构建高端口密度网络产品，提供业界领先的功率，性能和面积（PPA）效率。

在这些厂商都往112G踏进的时候，国内现在还在做28G的产品，差距还是相当明显，但我们明显可以看到很多厂商正在努力。

一方面，在一批海归工程师的推动下，国内现在兴起了武汉芯动和济南橙科等企业，尤其是芯动，他们的SerDes IP在市场上获得了客户的高度认可；另一方面，本土也孵化了华大九天、成都纳能、成都维思芯，成都特纳等一批从事SerDes IP研发的公司。

但据半导体行业观察记者了解，虽然国内从事SerDes的企业那么多，可大都面临经营困难的局面。以武汉芯动为例，即使他们的SerDes做的不错，但如果单靠卖这个产品，去维持公司的生存和产品的研发，似乎还是比较困难的。为此他们在一边做IP至于，还做芯片和矿机这些业务，通过这些方式来推动公司发展。

华大九天目前是国内实力SerDes IP 技术最雄厚的供应商之一，自2013年起一直在坚持SerDes产品研发，他们自主研发的28nm 13.1G SerDes IP产品在国产FPGA领域取得了不错的成绩，为国产FPGA芯片提供了强力支持， 目前正大力投入的针对未来USB4的20G和支持下一代国产FPGA芯片的28G产品，但是否能够拉近与国际先进SerDes的差距还需要经历市场和时间的考验，至于其他小厂商，生存环境之恶劣可想而知。

行业专家告诉半导体观察记者，造成国内SerDes产品发展比较艰难主要是由几方面的原因造成的：一方面，当然与国内厂商的产品做得比较少，竞争力也不够足有关；另一方面，因为SerDes IP本质上是一个模拟电路，而在升级过程中，他们所有的工艺都要迁移，这些迁移会带来庞大的费用和人力投入；第三，人才的缺乏也是造成国内SerDes产业发展不好的原因之一。为此，对于国内的SerDes的供应商来说，这三个问题就成为掣肘他们继续往上走的三个拦路虎。

但对于国内的厂商来说，现在也的确是一个机会，这是非常利好的。

正如前文所说，DSP和FPGA是SerDes需求比较大的一个应用领域，而国内的FPGA产业在最近几年也恰好快速成长，体我特凉了高云、安路、上海复旦微和紫光同创等一系列企业，这就创造了SerDes的需求。

同时，国内的SerDes市场也逐渐从混乱走向正规。越来越多的公司和单位随着芯片性能提升的要求，需要更先进指标的SerDes，这就要求他们去花费更多的时间和金钱去购买SerDes IP，这就创造了机遇。

另外，因为国际上的SerDes供应商提供的都是通用化IP，贴近客户、能提供各种定制化服务的国内IP厂商，也会迎来另一波成长机会。

SerDes IP 做为高端芯片的核心技术之一, 技术难度高，市场机会也巨大。相较于国外先进同行，国内差距明显，亟需政府出台更多政策进行资金和国产化替代等方面的大力支持！