2021年，美國(guó)、韓國(guó)、日本、歐盟等紛紛提出“芯片自主”計(jì)劃，都在計(jì)劃擴(kuò)大投資，擴(kuò)大自己的半導(dǎo)體和領(lǐng)域。聚焦中國(guó)，芯片產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)一直是科技產(chǎn)業(yè)的短板，而包括華為在內(nèi)的國(guó)內(nèi)智能設(shè)備制造商總是被別人主導(dǎo)。
疫情常態(tài)化下，國(guó)際經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境和形勢(shì)瞬息萬(wàn)變，自主經(jīng)營(yíng)芯片產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)將使國(guó)家對(duì)外部供給的依賴(lài)減弱，穩(wěn)定國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，持續(xù). 它正在成為這樣做的一個(gè)重要因素。發(fā)展人民生活，增強(qiáng)新時(shí)代國(guó)力。隨著萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的到來(lái)，多樣化的芯片需求將加速產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。國(guó)產(chǎn)芯片如何抓住機(jī)遇，盡快實(shí)現(xiàn)自主可控？
小芯片背后的大產(chǎn)業(yè) 1987年，臺(tái)積電開(kāi)創(chuàng)了晶圓代工（Foundry）模式，大批的中小微芯片設(shè)計(jì)公司(Fabless)應(yīng)運(yùn)而生，全球半導(dǎo)體業(yè)進(jìn)入紅海競(jìng)爭(zhēng)。2000年開(kāi)始在政策的支持下，我國(guó)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)，并迅速崛起。在2021年ICCAD上，魏少軍博士在主旨報(bào)告《實(shí)干推動(dòng)設(shè)計(jì)業(yè)不斷進(jìn)步》中指出，經(jīng)中半?yún)f(xié)統(tǒng)計(jì)，
國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)2021年銷(xiāo)售預(yù)計(jì)為4586.9億元， 比2020年的3819.4億元增長(zhǎng)20.1%，增速比上年的23.8%降低了3.7個(gè)百分點(diǎn)，按照美元與人民幣1:6.5的平均兌換率，全年銷(xiāo)售約為705.7億美元，預(yù)計(jì)占全球集成電路產(chǎn)品銷(xiāo)售收入的比例會(huì)有所提升。
隨著先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)不斷演進(jìn)，芯片的線寬不斷縮小，單顆芯片上可容納的晶體管數(shù)量也快速增加，單位面積性能得以相應(yīng)提升，促使晶體管的單位成本快速下降。然而，芯片規(guī)模呈指數(shù)性增加、芯片復(fù)雜度不斷增大，提升了芯片的設(shè)計(jì)成本和設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，特別是中小微芯片企業(yè)獨(dú)立完成一款復(fù)雜芯片的難度隨之加大。
對(duì)于本土IC企業(yè)而言，有一件“令人羨慕的事”，那就是在中國(guó)乃至亞洲有較多優(yōu)秀的Foundry廠商，設(shè)計(jì)相關(guān)從業(yè)人員能夠更方便地與Foundry廠進(jìn)行溝通，如此可大大提高效率。Foundry廠商如何幫助IC企業(yè)化繁為簡(jiǎn)，且縮短開(kāi)發(fā)周期成為設(shè)計(jì)企業(yè)的重要考量。芯師爺了解到，
眾多IC設(shè)計(jì)企業(yè)會(huì)參考Foundry的方案，且關(guān)心Foundry可以提供哪些IP方案。 一個(gè)芯片制造企業(yè)所擁有的IP核數(shù)量和質(zhì)量已成為其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的核心。對(duì)此，F(xiàn)oundry企業(yè)把帶有IP的方案推薦給客戶(hù)，
為客戶(hù)縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間 ，能更有效地獲得客戶(hù)。這也成為Foundry與IP企業(yè)之間互惠互利的模式，因此Foundry把IP廠商視作他們最重要的生態(tài)伙伴之一。
同時(shí)，IC企業(yè)也更愿意選擇成熟可靠的IP方案實(shí)現(xiàn)某項(xiàng)功能，
可以降低風(fēng)險(xiǎn)和成本，并快速將芯片推向市場(chǎng)。 得益于IP開(kāi)發(fā)和IP復(fù)用技術(shù)，IC設(shè)計(jì)企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)需要，及時(shí)開(kāi)發(fā)出各種功能的系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)、人工智能(AI)芯片、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)芯片等,進(jìn)而推動(dòng)了國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)業(yè)的高速發(fā)展，帶動(dòng)了我國(guó)新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
自主的關(guān)鍵：所有IP全國(guó)產(chǎn)化
半導(dǎo)體IP無(wú)處不在，它就好比建筑行業(yè)的預(yù)制件。根據(jù)美國(guó)電子行業(yè)戰(zhàn)略咨詢(xún)公司IBS報(bào)告，以28nm工藝節(jié)點(diǎn)為例，單顆芯片中可集成的IP數(shù)量為87個(gè)，5nm工藝中單顆芯片可集成的IP數(shù)量將超過(guò)200個(gè)。IBS曾預(yù)計(jì)，全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)將從2018年的46億美元增至2027年的101億美元，增長(zhǎng)率高達(dá)120%，年均復(fù)合增速9.13％。
當(dāng)前，在全球范圍內(nèi)使用最廣泛的IP內(nèi)核來(lái)自Arm、Synopsys、Imagination以及Cadence等海外企業(yè)。據(jù)行業(yè)機(jī)構(gòu)IP Nest的數(shù)據(jù)顯示，作為龍頭的Arm在2020年獲得了超40％的市場(chǎng)份額。海外企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯，在IP市場(chǎng)積累多年，體量大且布局全面，擁有品牌知名度及信任度，給進(jìn)軍這一領(lǐng)域的后來(lái)者造成了很大壓力。
顯然，IP仍然是一個(gè)被海外廠商高度壟斷的市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)IP企業(yè)市場(chǎng)份額相對(duì)較低且自給率低。本土IP廠商實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代的道路并非坦途，特別是在先進(jìn)工藝領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)IP尚存差距。要實(shí)現(xiàn)芯片產(chǎn)業(yè)自主可控，提升IP設(shè)計(jì)行業(yè)的整體水準(zhǔn)、孵化本土IP領(lǐng)先企業(yè)勢(shì)在必行。
不過(guò)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化具有較大空間，ICCAD數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2027年我國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)自給率有望達(dá)到31.2%。自2016年以來(lái)，我國(guó)芯片設(shè)計(jì)相關(guān)企業(yè)的數(shù)量不斷攀升。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截至2020年底，
我國(guó)共計(jì)2218家芯片設(shè)計(jì)企業(yè) ，同比增長(zhǎng)24.6%。源源不斷的芯片設(shè)計(jì)項(xiàng)目給國(guó)產(chǎn)IP廠商帶來(lái)龐大的市場(chǎng)需求。
存儲(chǔ)IP：本土廠商差異化的突破點(diǎn)
中國(guó)這幾年在半導(dǎo)體IP領(lǐng)域逐漸崛起，一些有特色的IP公司，比如芯原、芯動(dòng)、納能等公司進(jìn)入大家的視野。這些公司圍繞接口類(lèi)IP、圖形/圖像處理IP重點(diǎn)布局，也實(shí)現(xiàn)了一些突破。在全球前十大IP供應(yīng)商中，有兩家公司是以嵌入式非揮發(fā)性存儲(chǔ)IP為主營(yíng)業(yè)務(wù)的，分別是美國(guó)的SST以及中國(guó)臺(tái)灣的力旺，這兩家公司業(yè)務(wù)發(fā)展穩(wěn)定，長(zhǎng)期占據(jù)前十大的兩席；而中國(guó)大陸的存儲(chǔ)IP供應(yīng)商里，有一家公司，
銳成芯微，在嵌入式非揮發(fā)存儲(chǔ)領(lǐng)域耕耘多年，已為國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)公司提供多種成熟、可靠、有競(jìng)爭(zhēng)力的方案。 嵌入式非揮發(fā)存儲(chǔ)IP是非常細(xì)分的一個(gè)領(lǐng)域?！胺菗]發(fā)存儲(chǔ)”，意思是其保存的數(shù)據(jù)，在外部斷電后仍然保持很長(zhǎng)時(shí)間；嵌入式，則意味著存儲(chǔ)模塊和其他功能模塊，比如模擬、數(shù)字、控制等在同一顆芯片中。相對(duì)于片外的存儲(chǔ)器，片內(nèi)嵌入式存儲(chǔ)具有更寬的總線、更快的讀取/寫(xiě)入速度、更強(qiáng)的安全性。這些嵌入式非易失性存儲(chǔ)器IP，一般會(huì)用來(lái)存儲(chǔ)重要的數(shù)據(jù)和程序，比如出廠ID信息、校準(zhǔn)的系數(shù)、協(xié)議、算法、上電時(shí)序等。
針對(duì)不同的產(chǎn)品需求和應(yīng)用場(chǎng)景，銳成芯微開(kāi)發(fā)了多種嵌入式非揮發(fā)存儲(chǔ)IP。對(duì)于需要多次重復(fù)擦除/寫(xiě)入，存儲(chǔ)容量中等的產(chǎn)品，銳成芯微推出了
LogicFlash® MTP IP 。該技術(shù)平臺(tái)工藝兼容性強(qiáng)，開(kāi)發(fā)時(shí)不需要額外光罩，同時(shí)操作起來(lái)類(lèi)似閃存，能實(shí)現(xiàn)1千次到1萬(wàn)次的擦除/寫(xiě)入操作，非常適合電源管理芯片，無(wú)線充/快充類(lèi)芯片等產(chǎn)品應(yīng)用。對(duì)于既需要多次重復(fù)擦除/寫(xiě)入，存儲(chǔ)容量又比較大的產(chǎn)品（比如大于128Kbyte），銳成芯微推出了
LogicFlash Pro® eFlash IP 。該技術(shù)通過(guò)增加3～4張額外光罩，將MTP存儲(chǔ)單元面積減小70%，并將重復(fù)擦除/寫(xiě)入的能力提高10倍，適用于復(fù)雜的電機(jī)驅(qū)動(dòng)+MCU的SoC芯片或BMS的控制芯片。對(duì)于不需要重復(fù)擦除/寫(xiě)入，只需要保證寫(xiě)入的數(shù)據(jù)能夠長(zhǎng)久保存的場(chǎng)景，銳成芯微推出了
LogicFuse® OTP IP 。該技術(shù)在不增加額外光罩的前提下，可以將MTP存儲(chǔ)單元面積減小30%以上，適用于功能簡(jiǎn)化、成本要求高的產(chǎn)品，比如面板驅(qū)動(dòng)類(lèi)芯片等。
銳成芯微的嵌入式非揮發(fā)存儲(chǔ)IP，經(jīng)過(guò)十多年的技術(shù)積累和迭代，已得到國(guó)內(nèi)外芯片設(shè)計(jì)公司的認(rèn)可。銳成芯微通過(guò)差異化路線，幫助芯片廠商加速產(chǎn)品上市時(shí)間，迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，得益于其在
性能、良率、可靠性以及出貨量方面表現(xiàn)突出 ，已廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類(lèi)、通信類(lèi)，以及工控和汽車(chē)電子等領(lǐng)域。
寫(xiě)在最后 “中國(guó)芯”是拐點(diǎn)前夕，世界上沒(méi)有速效“芯”丸，練內(nèi)功是重中之重。 IC企業(yè)的崛起帶來(lái)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的本土化需求，以IP為核心的自主研發(fā)成為重要因素。
國(guó)產(chǎn)替代越來(lái)越迫在眉睫，快速打斷一場(chǎng)比賽的方式總是老練的。 從IP入手，充分發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵核心技術(shù)和關(guān)鍵短板的研究，銳誠(chéng)微電子等IP供應(yīng)商也將帶動(dòng)本土化浪潮。
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