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当前半导体产业的增长模式,已开始由单纯技术驱动进入应用驱动阶段。在这个过程中平台化的SoC(片上系统)设计技术和硅知识产权(SIP)的复用技术,是支撑半导体产业增长方式转变的核心技术和重要驱动。今天,SoC已有效地将数字电路、模拟电路、存储器、MPU(微处理器)、MCU(微控制器)、dsp(数字信号处理器)等集成在单一硅芯片上,实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等完整的系统级功能,而且在消费电子、移动通信、工业控制等领域的应用越来越普及。
随着整机系统不断向轻、薄、小、全的方向发展,集成电路结构也由简单功能向具备更多和更为复杂的功能演进,致使SoC变得日益复杂。为了加快产品上市步伐,国内集成电路设计企业越来越多地选择购买IP核来缩短开发时间,以提升产品竞争力。本文归纳了国内IP核当前市场供需变化等发展现状,并进行分析与建议,供业界使用参考。
国内IP核发展现状
据上海硅知识产权交易中心(SSIPEX)初步统计,2008年国内IP交易额达到5亿元,相当于上年中国集成电路设计业217.4亿元销售收入的2.2%。国内主要SoC设计公司中已经有80%以上是基于IP核复用方法进行设计,并伴随着IP交换交易进行。
在国内基于IP复用的SoC设计方面,随着国内嵌入式IP核设计技术,以及软硬件协同设计技术的应用发展,近几年国内涌现出了一批优秀的SoC设计企业,如以华亚微电子、澜起科技、杭州国芯、北京海尔集成电路等为代表的数字电视芯片设计企业;以华大、复旦微、华虹集成电路等为代表的智能卡芯片设计企业;以展讯、摩波彼克、大唐、重邮等为代表的
国内硅知识产权发展趋势
国内硅知识产权的发展呈如下趋势:
第一,为了适应
在无线移动终端、数字消费电子、工业控制、汽车电子等领域,SoC为适应高速、实时、大容量的信息数据和多媒体视频处理以及宽带网络支持能力,对核心IP的需求将不断增加。为实现功能需求创新与复杂 SoC设计间的平衡,以嵌入式高性能通用微处理器IP为核心的“处理器+软件+开发工具”SoC平台化方案已成为主流技术方案。同时,硬核、软核、架构授权和设计实现方法(专利)等已成为广义IP的一部分,相应的授权方式也更加多样。如目前客户可以向IBM、NVIDIA、AMD等公司申请专利许可,而这项专利本身只是其某个IP可实现功能的一部分。
第二,各类信息技术标准的不断推出,使得高质量的接口IP需求将变多。
随着信息技术标准的不断推出,接口协议走向规范,致使SoC在实现高性能的同时,可以将各种接口、周边设备进行高集成,以完成系统所需的功能,凸显低功耗、低成本的优势。为此,高速、高精度、低功耗的IP需求越来越多,如高速接口IPSedes、USB3.0、PCIEx- press2.0等;同时,在IP开发和复用时,为实现系统化解决方案,高质量的数字和模拟IP也开始集成。
第三,IP中介服务将变得更加重要。
当前市场既要提供充足的IP资源又要提供强有力的技术支持。应该看到,我国通过市场导向和政府推动相结合的方式,涌现了包括 SSIPEX与CSIP等公益性平台和Verisilicon等设计服务公司在内的IP中介机构。它们初步形成了“以企业为主体,以市场为导向,产学研结合”的IP设计服务的发展模式。主要表现在:
首先在IP库的建设方面,针对企业的需求并结合产业发展的方向,形成和不断完善了如基础IP库、MPU处理器内核、DSP引擎、专用I/O接口,包括混合信号IP在内的丰富IP资源库。通过广泛汇集不同公司、不同类型的IP核及其相关信息,加速供应商与客户间的交易过程,用户能以较低的成本、在最短的时间内找到其可用的IP。
其次它们在IP服务方面,初步建立起独立的技术支持队伍,或者与IP供应商合作建立特殊的技术支持机构,形成了如MPW(多项目晶圆)、EDA(电子设计自动化)工具平台和IP设计支持环境,包括SoC验证测试平台、知识产权(专利)服务等,以帮助客户尽快解决IP使用中的问题,缩短他们的研发时间和产品上市时间。
第四,复杂SoC环境需要更先进管理方法与工具。
随IC设计公司进入SoC阶段,单个IP的研发获取与利用IP进行SoC集成成为相互独立但也密切相关的工作。对于国内多数进行 SoC研发时间不长的设计公司,还没有引入一套标准化、流程化、平台化、可重用管理的基于IP进行SoC开发的思想、方法与技术规范,科学地将一般IP的开发和SoC的开发分开管理,从而建立SoC设计平台、对应的SoC验证平台、FPGA(可编程逻辑器件)验证平台、统一的IP验证平台、统一的软件开发平台。近年来,SSIPEX针对上述需求,开发了软硬件协同验证工具、SoC开发流程管理imake,开展了通用总线兼容性验证、客户化验证平台搭建等工作,并且在服务模式方面也进行了有益的探讨,已被数家具有规模的SoC企业采用。