2019 ICCAD年會(huì)盛況空前，吸引了來(lái)自全球及海外的3000多位半導(dǎo)體行業(yè)專(zhuān)業(yè)人士參與。在芯片設(shè)計(jì)的上游供應(yīng)鏈中，EDA和IP是最具技術(shù)含量的價(jià)值節(jié)點(diǎn)。根據(jù)會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)訪談和相關(guān)企業(yè)采訪，我們對(duì)芯片設(shè)計(jì)的IP發(fā)展趨勢(shì)分析總結(jié)如下：1. IP站在半導(dǎo)體金字塔的最頂端；2.
RISC-V釋放新的活力；3. IP開(kāi)發(fā)的全球化；4. 本土IP廠商的生存之道。
2019 ICCAD年會(huì)盛況空前，吸引了來(lái)自全球及海外的2800多位半導(dǎo)體行業(yè)專(zhuān)業(yè)人士參與。在本屆年會(huì)的高峰論壇上，有四家芯片設(shè)計(jì)IP公司分別做了主題演講，并接受了《電子工程專(zhuān)輯》、《電子技術(shù)設(shè)計(jì)》等行業(yè)媒體的采訪。這4家IP公司的演講人及其主題分別為：
- Arm中國(guó)COO 汪達(dá)鈞《新計(jì)算時(shí)代》
- SiFive全球CEO Naveed Sherwani博士 《SiFive引領(lǐng)半導(dǎo)體涉及革命》
- 成都銳成芯微(ACTT) CEO向建軍 《具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的完整IP平臺(tái)助力集成電路設(shè)計(jì)國(guó)產(chǎn)化》
- Silvaco CEO Babak Raheri 《下一代SoC設(shè)計(jì)：從原子到系統(tǒng)》
《電子工程專(zhuān)輯》和《電子技術(shù)設(shè)計(jì)》編輯記者團(tuán)隊(duì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采訪報(bào)道，對(duì)芯片設(shè)計(jì)的IP發(fā)展趨勢(shì)分析總結(jié)如下：
- IP站在半導(dǎo)體金字塔的最頂端
- RISC-V釋放新的活力
- IP開(kāi)發(fā)的全球化
- 本土IP廠商的生存之道
IP站在半導(dǎo)體金字塔的最頂端
在年均600多億美元的全球芯片研發(fā)開(kāi)支中，IP只占36億美元（IPnest數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)）。雖然只有5%，但其價(jià)值和影響力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出用金錢(qián)衡量的份額。Arm公司2018年的IP營(yíng)收為16.1億美元，相對(duì)于全球手機(jī)行業(yè)的產(chǎn)值微不足道，但Arm在智能手機(jī)行業(yè)的地位就像Intel在PC和服務(wù)器市場(chǎng)一樣。過(guò)去10年來(lái)，IP細(xì)分市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)10%，遠(yuǎn)高于EDA和整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的增長(zhǎng)。如果將新興的芯粒(chiplet)也歸入IP類(lèi)別的話(huà)，未來(lái)10年IP有望趕上EDA的市場(chǎng)規(guī)模。可以毫不夸張地說(shuō)，在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)這座金字塔上，IP處于價(jià)值鏈的最頂端。
身為IP市場(chǎng)的龍頭老大和全球智能手機(jī)領(lǐng)域的幕后主導(dǎo)者，Arm的一舉一動(dòng)都備受關(guān)注。作為一家被日本軟銀收購(gòu)的英國(guó)公司，Arm在中美科技冷戰(zhàn)和華為被禁的拉鋸戰(zhàn)中處于比較敏感的位置。在ICCAD年會(huì)上，Arm中國(guó)產(chǎn)品研發(fā)副總裁劉澍先生對(duì)媒體明確闡述了Arm以及Arm中國(guó)的立場(chǎng)。Arm架構(gòu)是當(dāng)今世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最為成熟的架構(gòu)，Arm公司一直致力于保持技術(shù)的中立性。Arm最近也已明確，其在相關(guān)準(zhǔn)則范圍內(nèi)可以繼續(xù)向華為海思提供一些非美國(guó)原產(chǎn)IP的許可及支持。
圖1：Arm中國(guó)產(chǎn)品研發(fā)副總裁劉澍(左一)在ICCAD年會(huì)上其他企業(yè)嘉賓一起接受媒體采訪
Arm中國(guó)的使命不但要將Arm架構(gòu)及產(chǎn)品和技術(shù)順利引入中國(guó)，以滿(mǎn)足中國(guó)客戶(hù)的芯片設(shè)計(jì)需求，同時(shí)還要在中國(guó)研發(fā)具有中國(guó)特色的技術(shù)和產(chǎn)品。到目前為止，Arm中國(guó)已經(jīng)發(fā)布了三款在本土開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，包括周易AI計(jì)算平臺(tái)、星辰處理器IP，以及山海安全解決方案。其中山海安全解決方案就是物聯(lián)網(wǎng)安全機(jī)制PSA的具體實(shí)施，而且符合國(guó)密算法規(guī)范。
RISC-V釋放新的活力
據(jù)IPnest的2018年全球IP市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)分析，Arm占據(jù)約45%，而Others類(lèi)別為7.166億美元，約占20%，其中占比雖小但增長(zhǎng)迅猛的當(dāng)數(shù)RISC-V IP。
圖2：2018年全球IP市場(chǎng)排名及規(guī)模（來(lái)源：IPnest）
IP市場(chǎng)的一個(gè)變化趨勢(shì)是CPU/GPU等通用型IP在逐漸下降，而專(zhuān)用芯片IP卻在快速增長(zhǎng)。碎片化的IoT市場(chǎng)有著千差萬(wàn)別的應(yīng)用需求，這給簡(jiǎn)潔而靈活的RISC-V內(nèi)核IP找到了用武之地。如果說(shuō)PC和服務(wù)器是x86架構(gòu)的戰(zhàn)場(chǎng)、手機(jī)是Arm架構(gòu)的主戰(zhàn)場(chǎng)，那么新興的IoT將成為RISC-V的主戰(zhàn)場(chǎng)。
Linux開(kāi)源軟件已經(jīng)流行多年，也為全球軟件行業(yè)創(chuàng)造了巨大的價(jià)值。RISC-V開(kāi)啟了開(kāi)源硬件的創(chuàng)新，相信也會(huì)形成全球范圍的協(xié)作體系和開(kāi)源開(kāi)放社區(qū)。在ICCAD高峰論壇和媒體采訪中，SiFive全球CEO Sherwani博士充滿(mǎn)激情地為業(yè)界同仁描繪了RISC-V生態(tài)的美好前景，以及為快速發(fā)展的中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)帶來(lái)的活力和價(jià)值。作為RISC-V開(kāi)源芯片設(shè)計(jì)革命的領(lǐng)導(dǎo)者，SiFive特別重視中國(guó)市場(chǎng)，同時(shí)也意識(shí)到在中國(guó)建立獨(dú)立運(yùn)營(yíng)公司的重要性。2018年SiFive和中國(guó)本土團(tuán)隊(duì)合作成立上海賽昉科技，以便將SiFive的RISC-V IP產(chǎn)品和技術(shù)進(jìn)行中國(guó)本土化的移植。賽昉科技CEO徐滔先生還透露，賽昉科技經(jīng)過(guò)一年多的發(fā)展，已經(jīng)組建了經(jīng)驗(yàn)豐富的國(guó)內(nèi)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，對(duì)現(xiàn)有的RISC-V IP系列進(jìn)行維護(hù)及優(yōu)化，同時(shí)未來(lái)最高端的RISC-V 內(nèi)核將會(huì)在中國(guó)的研發(fā)中心開(kāi)發(fā)，以滿(mǎn)足中國(guó)芯片設(shè)計(jì)市場(chǎng)的強(qiáng)勁需求和高性能要求。
圖3：上海賽昉科技CEO徐滔(左二)和SiFive全球CEO Sherwani博士(左三)在ICCAD會(huì)議上與其他企業(yè)嘉賓一起接受媒體采訪
在由Intel x86和Arm架構(gòu)主導(dǎo)的芯片行業(yè)，RISC-V如何才能克服困難，在未來(lái)市場(chǎng)上占據(jù)一席之地呢？Sherwani博士信心堅(jiān)定地表示，首先RISC-V ISA在指令集上有根本的優(yōu)勢(shì)。Intel x86有4500條指令，Arm有1500條，而RISC-V只有53個(gè)指令。RISC-V不僅僅是開(kāi)源的，同時(shí)也是非常簡(jiǎn)潔的。全球范圍的很多大學(xué)老師和教授都愿意采納和教授RISC-V相關(guān)教程。此外，SiFive已經(jīng)在巴基斯坦啟動(dòng)了一個(gè)設(shè)計(jì)中心，并培訓(xùn)巴基斯坦的工程師，他們可以在巴基斯坦工作，也可以來(lái)中國(guó)工作。
其次，RISC-V可以先在嵌入式領(lǐng)域開(kāi)辟市場(chǎng)，因?yàn)榍度胧教幚砥鲀?nèi)核不會(huì)太依賴(lài)軟件，而且新興的IoT應(yīng)用對(duì)性能要求不高，但對(duì)功耗要求很高，而且成本要求也比較苛刻，RISC-V架構(gòu)的屬性正好可以很好地滿(mǎn)足這些要求。從底層硬件往應(yīng)用層發(fā)展就需要更多地依賴(lài)軟件，RISC-V需要時(shí)間逐步完善以滿(mǎn)足更高性能的要求，比如數(shù)據(jù)中心。
開(kāi)源的碎片化和專(zhuān)利問(wèn)題是否會(huì)成為RISC-V發(fā)展的障礙呢？RISC-V基金會(huì)在RISC-V的生態(tài)發(fā)展過(guò)程中起著重要的協(xié)調(diào)和規(guī)范作用，以避免碎片化問(wèn)題的產(chǎn)生。從商業(yè)利益的角度出發(fā)，想獨(dú)自發(fā)展的個(gè)別公司也應(yīng)該理性地認(rèn)識(shí)到不兼容統(tǒng)一的RISC-V標(biāo)準(zhǔn)等于是放棄巨大的RISC-V社區(qū)和潛在市場(chǎng)，而自毀前程。對(duì)于業(yè)界擔(dān)心的專(zhuān)利問(wèn)題，Sherwani博士表示也不必過(guò)于擔(dān)心。現(xiàn)在全球各大芯片和互聯(lián)網(wǎng)公司都已經(jīng)支持RISC-V，包括谷歌、微軟、高通、西數(shù)、英偉達(dá)、阿里和華為等。再說(shuō)，英特爾資本和高通創(chuàng)投都是SiFive的戰(zhàn)略投資者。即便遇到專(zhuān)利糾紛也不會(huì)影響到整個(gè)RISC-V生態(tài)的發(fā)展。
IP開(kāi)發(fā)的全球化
像Arm和SiFive這些在全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)設(shè)有研發(fā)中心的IP開(kāi)發(fā)商面向全球市場(chǎng)開(kāi)發(fā)和營(yíng)銷(xiāo)推廣自己的IP技術(shù)及產(chǎn)品，這似乎顯而易見(jiàn)。但像成都銳成芯微(ACTT)這樣的本土芯片設(shè)計(jì)IP提供商也強(qiáng)調(diào)全球化，這似乎有點(diǎn)難以理解。在ICCAD高峰論壇和媒體采訪中，該公司CEO向建軍道出了個(gè)中緣由。無(wú)論IP開(kāi)發(fā)公司位于哪里，從一開(kāi)始就要面對(duì)全球性的競(jìng)爭(zhēng)，因?yàn)榭蛻?hù)的選擇是全球性的。因此，中國(guó)本土的IP開(kāi)發(fā)商要有全球視野，應(yīng)該在自己擅長(zhǎng)的領(lǐng)域開(kāi)發(fā)和提供最具競(jìng)爭(zhēng)力的IP產(chǎn)品。其LogicFlash®產(chǎn)品是全球領(lǐng)先的高可靠性嵌入式非揮發(fā)性存儲(chǔ)技術(shù)，可以提供100K擦寫(xiě)次數(shù)，并具備在175攝氏度下數(shù)據(jù)保持11年的性能。
圖4：成都銳成芯微(ACTT)CEO向建軍(右二)在ICCAD會(huì)議上與其他企業(yè)嘉賓一起接受媒體采訪
成都銳成芯微(ACTT)致力于提供面向IoT和MCU應(yīng)用的整套超低功耗模擬IP解決方案，MCU性能在超低功耗模式下低至600nA。為了更好地服務(wù)于中國(guó)本土芯片設(shè)計(jì)客戶(hù)，ACTT正在構(gòu)建具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的完整IP平臺(tái)，以助力集成電路設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)化。
以工藝及器件仿真軟件TCAD著稱(chēng)的EDA和IP設(shè)計(jì)軟件供應(yīng)商Silvaco盡管總部設(shè)在美國(guó)硅谷，但其研發(fā)中心遍布英國(guó)劍橋、法國(guó)、俄羅斯和巴西，未來(lái)在中國(guó)也將會(huì)設(shè)立一個(gè)研發(fā)中心。該公司CEO Babak Taheri博士在ICCAD年會(huì)的媒體采訪中表示， Silvaco的定位已經(jīng)變?yōu)閺脑拥较到y(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件提供商，遍布全球的研發(fā)團(tuán)隊(duì)可以了解全球客戶(hù)的需求，從而提供相應(yīng)的合適產(chǎn)品。中美貿(mào)易戰(zhàn)給中國(guó)公司帶來(lái)了很多挑戰(zhàn)，同時(shí)也創(chuàng)造了很多機(jī)遇，從制造、設(shè)計(jì)一直到EDA，都開(kāi)始蓬勃發(fā)展起來(lái)了。
圖5：Silvaco全球副總裁兼中國(guó)區(qū)總經(jīng)理房敏(左三)和CEO Babak Taheri博士(左四)在ICCAD會(huì)議上與其他企業(yè)嘉賓一起接受媒體采訪
當(dāng)被問(wèn)及中國(guó)本土設(shè)計(jì)公司對(duì)軟件和IP等知識(shí)產(chǎn)權(quán)的態(tài)度和意識(shí)時(shí)，Silvaco全球副總裁兼中國(guó)區(qū)總經(jīng)理房敏女士表示現(xiàn)在中國(guó)整個(gè)IC企業(yè)的正版意識(shí)已經(jīng)有了很大的改變。當(dāng)然還有很多小公司因?yàn)橘Y金原因，對(duì)于正版軟件的使用可望而不可及，但是大部分公司都愿意為設(shè)計(jì)軟件和IP支付合理的費(fèi)用。現(xiàn)在政府的投資力度也很大，芯片設(shè)計(jì)公司是可以找到足夠的資金來(lái)支持其設(shè)計(jì)的。Silvaco也在加大對(duì)中國(guó)市場(chǎng)和客戶(hù)的支持力度，以前多年來(lái)都是采用代理銷(xiāo)售體制，自從2016年開(kāi)始改為直銷(xiāo)模式，這樣可以更好地了解客戶(hù)需求及提供高質(zhì)量的技術(shù)支持服務(wù)。
從把握智能手機(jī)發(fā)展機(jī)遇并采用IP授權(quán)模式而獲得巨大成功的Arm、開(kāi)創(chuàng)RISC-V開(kāi)源芯片設(shè)計(jì)先河的SiFive，到30多年來(lái)專(zhuān)注于細(xì)分領(lǐng)域的Silvaco，甚至新興的本土IP廠商ACTT，任何一家IP開(kāi)發(fā)商都要面向全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，這對(duì)中國(guó)本土IP廠商是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，但要想在這一細(xì)分市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟，必須在特定應(yīng)用領(lǐng)域擁有獨(dú)特的技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)，而且要深入進(jìn)去做到極致，唯如此才能提高競(jìng)爭(zhēng)力和持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展。如果只靠一時(shí)的政府補(bǔ)貼，或者沒(méi)有專(zhuān)注且長(zhǎng)期的堅(jiān)持，很難在芯片設(shè)計(jì)IP這一高度競(jìng)爭(zhēng)的細(xì)分市場(chǎng)生存下去。
從ICCAD盛會(huì)看中國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展系列報(bào)道：
1. EDA設(shè)計(jì)需要從芯片到系統(tǒng)的新思維
2. 小小IP是一門(mén)大生意
3. 芯片設(shè)計(jì)也講究個(gè)性定制
責(zé)編：Steve Gu
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