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半导体IP已成为IC设计中不可或缺的一环

日期:2021-1-3标签: (来源:互联网)

除安谋中国和芯原股份外,国内也有一些在特定技术领域深耕多年的IP企业,这些企业更能代表目前中国半导体设计产业链的现状,同时也在寻求稳健成长的新机会。IP企业成长不易,尤其是本土IP企业面临国外巨头的专利垄断,在谈及本土替代时,邹铮贤直言,国产芯片替代IP要比产品替代更为困难,尤其是目前中国半导体产业缺乏基础的人才和技术,高端IP替代能做的国内企业还很少,许多基础的IP还需要逐步积累,而芯成立这么多年来,一直在积累自己的专利池。

许多人认为芯片生产是一个高科技含量的神秘产业,其实如果把芯片比作一道美味佳肴,晶圆厂就算是提供了锅和各种原材料,IP企业基本上提供了简单的菜谱或半成品,EDA企业就是提供了各种炒菜,而支撑企业则是最后的试菜和加点环节,各环节各司其职缺一不可。现在我们来看一看中国半导体最受关注的2020年,国内几大IP技术供应商的新动向。

当谈到什么才是真正的中国核心时,一些人常常用各种IP来要求芯片的“血统纯正”,在这个行业细分至极致的半导体产业中,尽管这种通过将IC设计与IP来源进行强制分割来强调原创设计内容的做法过于武断,但一个不争的事实是,半导体IP已成为IC设计中不可或缺的一环,IP停止授权也不啻于对整个芯片设计釜底抽薪,甚至可以说,掌握最常用的IP就等于掌握了未来半导体发展的主动权。

IP企业虽然不是半导体行业中最赚钱的,但其收入却是最稳定的,IP供应商的发展也相应地是最缓慢的,如果没有十几年的积累,很难形成规模的专利池资源,一个典型的例子就是刚刚在2020年上市的芯原股份,它成立于2001年,经过近20年的积累,才能在全球IP市场上占有一席之地,BYV26C-TAP/" target="_self">BYV26C-TAP而同期上市的半导体企业,平均只有8年的成长期,比同期的企业长出一倍多。

八月份上市的芯原股份,算是国内IP授权的先驱,也是IP领域成功企业的代表,现已成为全球第七大半导体IP授权企业,其IP业务范围十分广泛,并形成了较为广泛的产业链优势。针对目前半导体行业的现状,芯原股份董事长兼总裁戴伟民博士指出,有两个方面需要重点关注,一是新的芯片架构与封装,二是从万物互联到万物智联再到万物信联的安全问题。

在晶片结构方面,戴伟民博士特别指出Chiplet小型晶片技术在近两年非常流行,它能更好地提升先进工艺下晶片的性能与成本,结合各种2.5D或3D封装工艺,为晶片产业链的发展带来更多机遇。这样可以更好地实现新架构产品的设计,更有效地利用技术创新来驱动芯片性能的提升。特别指出,国内封装技术并不落后,与国际先进水平差距很大。

对芯片进行部分封装,再加上国内各晶圆厂的生产线和产能能够得到充分利用,而不是对全部芯片进行5nm及以下工艺的大规模计算芯片,所以这是比较符合国情的事情。在这两个方面,中国应该对此进行更大的推动,国内目前正在计划建立中国Chiplet技术联盟,芯原也在积极参与,希望能够共同推动中国Chiplet产业的发展。

另外一种趋势来自对安全性的需求,随着物联网设备的爆发,数据处理需要从云计算到雾计算再到边缘计算,这就引发了一个问题,数据的安全性如何保证,没有安全的连接以保证访问的是可信设备,其他智能应用也不需要考虑。Dr.Dr.Dr.Dr.Dr.Dr.Dr.Dr.Dr.Dr.Dr.Dr.是国内IC设计企业需要关注的问题,面对零碎的物联网应用,在产业发展中要充分考虑安全问题,才能更好地应对未来市场的需求。

作为一家非常特殊的公司,安谋中国是一个将全球IP领导者Arm公司的中国业务分割开来的中资控股的合资企业,它不仅继承了Arm在中国开展技术推广和生态培育的重任,而且还承担着一项重要任务——将更多的研发工作在中国完成,为中国市场推出安谋中国开发的IP新产品和服务模式,更好地支持中国本土半导体产业的发展和自主创新。

据安谋中国产品研发常务副总裁刘澍介绍,近三年来,安谋中国自研产品已实现了从PPT到真正量产的转变,并逐步将产品与系列进行相对完整的整合。目前,安谋中国自主研发的IP系统已覆盖SoC以上的众多计算单元,包括CPU、人工智能、多媒体、物联网安全IP等一系列计算引擎的设计、研发,均已在中国完成,当然,还符合Arm架构体系的全球标准。

当前,如“星辰”CPU系列,“周易”人工智能系列,以及“山海”物联网安全解决方案系列等,已有客户成功量产,甚至有一些终端消费品产品也已上市,包括最近热销的真无线耳机、智能音箱等。本系列是多媒体系列,包括ISP,以及未来的VPU和显示技术。

安谋中国为何要考虑平台的问题,刘澍表示,安谋中国通过客户看到了非常有趣的挑战,比如,目前CPU和GPU还是比较通用的,但VPU却完全不同,如果再算上人工智能处理器,又完全不同。也就是说,无论客户是部分自研还是外购,每件事都一样,软件层也会变得越来越复杂,叠得越来越厚,而安谋中国希望帮助客户尽量避免重复工作。

为何要整合平台呢,计算入口作为入口,要做怎样的计算,由一个单位来完成,而平台则负责完成产品融合和异构效率问题。将来的趋势将是更多的IP、更多的市场场景、更多的入口,刘澍对计算类IP的新看法是这样的。

除安谋中国和芯原股份外,国内也有一些在特定技术领域深耕多年的IP企业,这些企业更能代表目前中国半导体设计产业链的现状,同时也在寻求稳健成长的新机会。

作为国内最早从事半导体IP业务的公司之一,成都和芯的创始人、总经理邹铮贤坦言,过去十八年来,半导体IP业务一直是成都和芯的核心业务,面对这一两年来国内对芯片的高度重视,并没有出现太大的波动。他介绍,和芯既然选择了IP授权作为商业模式,从一开始就保持了长久的心态,做IP创业最重要的就是耐得住寂寞,因为国内IP多为项目式,毛利其实并不高,如此低的毛利是无法支撑整个产业的薪酬体系的。

然而,让和芯感到骄傲的是,和芯并非从烧钱开始,从成立之初就一直盈利,同时,由于从公司股东的角度来看,并不指望能赚到钱,这意味着和芯的团队和员工可以全身心地为自己做事情。另外,和心的客户主要是中小企业,他们的资金实力有限,所以收费要有一定的竞争力,同时要保持自身的一定的利润水平。

在当前国内外环境下,以领先的IP服务为己任,邹总也表示,国内半导体的发展环境给和芯带来了新的机遇,和芯存在的价值在于,通过建立标准化的服务体系,能够支持国内中小型设计企业更快地推出自己的产品。

IP企业成长不易,尤其是本土IP企业面临国外巨头的专利垄断,在谈及本土替代时,邹铮贤直言,国产芯片替代IP要比产品替代更为困难,尤其是目前中国半导体产业缺乏基础的人才和技术,高端IP替代能做的国内企业还很少,许多基础的IP还需要逐步积累,而芯成立这么多年来,一直在积累自己的专利池。

和心希望通过规模和体量的积累,成为一家行业的基础公司,而不是某项技术的领头羊企业,技术本身具有协同作用,如果能够将这一方面拓展得更广,就能扎根更深。

和芯体验类似,锐成芯微也是一家来自成都的IP企业。该公司成立近十年来,一直从事IP研发授权业务,锐成芯微主要致力于低功耗物联网技术的仿真、RF、存储以及接口类IP研发授权服务。与数字IP相比,模拟IP积累起来更加困难,锐成芯微CEO沈莉表示,模拟IP实际上是一个精雕细琢、不断完善的过程,需要长期的工匠精神和研究精神。

锐成芯微长期以来在这方面做了很大的努力,截至目前已累计申请专利200多件,通过授权的专利近98件。除自我研究外,沈莉还表示,利用目前国内的半导体热潮,抓住一些机会,通过资本运作或其他合作方式,将国外比较有潜力或比较成熟的IP整合进锐成芯微产品线,成为差异化服务,或者补充公司整体平台的完整性,是另一条可持续发展之路。

沈莉强调,目前锐成芯微的IP业务主要的应用方向是物联网、蜂窝网或智能家居、可穿戴等领域,未来可能会扩展到智能汽车、医疗电子等领域。

对于本土中小型客户的支持,也是锐成芯微非常重要的商业模式和产业职责,沈莉说,作为面向物联网的模拟IP,本身就是比较适合于部分中小型企业的碎片市场,需要选择灵活作战的方式来运营。近一两年来,锐成芯微的确感觉到,中、小型企业的数量在增加,客户数或芯片项目在增加,直接上来就是需要IP,这很明显是可以感觉到的。

尤其是近一两年受大环境的影响,一些物联网新兴企业获得融资更容易,本土企业需要更具差异化定位的产品,这也是锐成芯等IP企业的机遇所在。

除了传统的IP授权企业外,随着越来越多的开放源码技术,特别是类似RISC-V的开放源码体系结构的出现,新的IP授权模式也在不断涌现,使得基于处理器体系结构的内核授权成为新的商业焦点。赛昉科技是其中的代表之一,两年来一直致力于推动中国RISC-V生态化,发展本土RISC-V产品。目前,赛昉科技拥有最丰富的产品线,包括软件、开发板、基于RISC-V的芯片平台等,希望能以最完善的产品和服务获得更多客户的支持。

"RISC-V的一个特点就是可以轻易地生产出自己想要的产品或应用,越来越多的企业这样做既是在促进RISC-V的生态环境,又是在利用其带来的优势,"徐滔直言,"赛昉科技作为一家商业公司,必须要有盈利的空间。而且垂直领域的产品和芯片平台可以为客户提供有价值的解决方案,这是赛昉未来的一个赢家。

徐滔特别提到今年赛昉科技做了三件“大事”。首先,MCU级的满天星计划于三月发布,使整个行业得以以极低的成本进入RISC-V核满天星计划。其次,九月份发布了里程碑式的芯片平台惊鸿7100,这是世界上第一个高性能RISC-V人工智能视觉处理平台,在推出这一芯片的同时,赛昉还为开源社区提供了相应的文档、辅助软体和开发板,并组织合作伙伴共同创建开发AIoT领域的生态系统。

天枢系列处理器在12月上市,出乎所有人意料,它打破了RISC-V是一个IoT领域的小核应用的传统观念,从而达到了高端处理器的性能。因此赛昉的产品和平台是分层的,从不同的方面推动了整个RISC-V生态系统的发展,徐滔认为这对于客户和行业都很重要。