芯片國產化熱潮，本土IP廠商的見招拆招

來源： 半導體芯聞

過去幾年，在多種因素的推動下，國產芯片的關注度空前高漲。但正如大家所看到的，幾乎所有人都把目光投向了芯片設計、制造甚至是設備和材料。近幾年，IP一詞才走上臺前，逐漸獲得越來越多的關注。

那么，何謂IP？招商證券研報如是說：在芯片設計過程中，有一些通用功能模塊可以被反復使用，而半導體 IP 即為此預先設計好的功能模塊。于是，業內通常在芯片設計中結合使用 EDA軟件與半導體 IP 來縮短芯片設計周期、降低開發成本。“由于性能高、功耗優、成本適中、技術密集度高、知識產權集中、商業價值昂貴，IP是集成電路設計產業的核心產業要素和競爭力體現。”招商證券財報中強調道。

根據IPnest 于 2022 年 5 月發布的“設計 IP 報告”，IP按類別可以分為CPU、DSP、GPU、ISP、有線接口、SRAM 內存編譯器、閃存編譯器、庫和 I/O、AMS、無線接口、基礎設施和其他數字）等。如下圖所示，在其發布的全球TOP 10的IP供應商中，國內廠商僅有芯原上榜。

有見及此，國內涌現了很多相關企業，力求在這兩個環節尋找新的突破。尤其是現在，各種不確定因素的出現，加上終端需求的轉變，這一切就變得更迫在眉睫。

國產IP初創企業奎芯科技副總裁王曉陽在早前舉辦的ICDIA 2022上呼吁：“國內IP公司要盡快在半導體IP種類和制程上面進行全覆蓋?！痹谒磥恚@留給我們的時間非常緊迫，但只有這樣做，我們才有機會未來在國產制程上面為上下游客戶提供更好的解決方案。

奎芯科技副總裁王曉陽

除了奎芯科技以外，還有多家本土IP公司齊聚ICDIA 2022，他們也就本土EDA和IP未來的發展方向，表達了各自觀點并提出建議。

安謀科技產品研發負責人劉澍告訴記者，合資公司成立的初衷是奔著兩個目標去：一是把Arm這個國際先進技術帶到中國來；二是讓中國產業繼續和國際保持接軌，并且參與到全球的生態建設和產品競爭里面去?！鞍仓\科技本身也有另外一個角色，能夠助力中國半導體產業走出自己的一條路，有本土自研IP支撐?！眲又f。他表示，安謀科技希望能夠與國內的企業一起攜手，讓他們有能力與國際一流的芯片公司競爭。也希望籍此能讓國產芯片產業發展得更快。

安謀科技產品研發負責人劉澍

基于這樣思路，安謀科技基于自研IP和Arm IP本身的產品打造了完整的異構核心計算矩陣。囊括了Arm CPU、GPU等通用計算IP，安謀科技 “周易”NPU、“星辰”CPU、“山?！盨PU以及“玲瓏”ISP和VPU等自研IP產品。這讓安謀科技擁有了為客戶提供多元化、滿足實際場景需求的解決方案的能力。

除了Arm以外，國內的廠商還在RISC-V、MIPS甚至X86架構的處理器上做了探索。其中，上海芯聯芯智能科技有限公司（以下簡稱“芯聯芯”）就是MIPS架構的國內布道者。

據芯聯芯高級銷售總監，兼任源創芯動（寧波）有限公司總經理王炳立介紹。成立于2018年的芯聯芯是一家IP供應商和IC設計服務公司。自2019年以后，公司就取得了MIPS中國區（含香港、澳門）獨家商業經營權，并獲得MIPS CPU底層架構、所有內核授權及轉授權。這也讓他們擁有了能夠支撐SoC全系列IP的產品，還可以合法地在原來架構的基礎上增加和減少指令，對微架構進行一些創新。

芯聯芯高級銷售總監，兼任源創芯動（寧波）有限公司總經理王炳立

“我們現在也基于當前MIPS CPU在做設計服務相關的事情。在集成電路大好的環境下，希望用最自主可控的IP配合最好的設計服務解決國產化的問題?！蓖醣⒏嬖V記者。

按照王炳立的觀點，擁有了多年積累和多方面領先優勢的MIPS已經在多個市場證明了自己。而基于其過去打造的專利池，搭配其硬件多線程、硬件虛擬化以及實時等特點，使得MIPS能夠從車規級MCU到ADAS應用的火熱國產汽車芯片市場中大顯神通?！败囈幮酒嚓P服務是芯聯芯重點發力方向之一。”王炳立強調。

王炳立同時還談到，由于RISC-Ⅴ和MIPS相似度非常高，因此如果客戶對后者有需求，他們會往這個方向發展。這無疑使得他們有了其他友商所不具備的優勢。

根據筆者在ICDIA 2022上的觀察，除了上述處理器IP廠商以外，接口IP也是國產IP產業發展比較迅猛的一個方面。一方面，這與國內企業在該領域的差距有關；另一方面，接口IP的市場需求也是國內廠商在這方面大舉發力的另一誘因。

同樣來源于IPnest的統計數據，得益于高速率協議PCIe、DDR內存控制器和以太網/SerDes的需求增長，接口IP在2021年的產值高達13億美元，同比增長22.7%。據IPnest預測，到2026年，接口IP的產值將達到30億美元，這足以看到其背后的潛力。文章開頭提到的奎芯科技就是這個領域的一個新晉玩家。

奎芯科技市場及戰略副總裁唐睿博士在ICDIA 2022同期的EDA/IP與IC論壇上指出，現在的芯片產業正在開啟第三次產業革命。在他看來，這次的產業革命有三大特點：第一是芯片設計企業明顯增多，系統廠商和互聯網公司紛紛入局；第二是芯片應用的需求日趨多元化，異構多Die的計算架構更符合時代發展趨勢；第三，芯片迭代速度明顯加快，硬件創新速度需跟上軟件發展才能提供必要的算力加速。

奎芯科技市場及戰略副總裁唐睿博士

看到了這種需求，奎芯科技應運而生。官網資料顯示，奎芯科技推出的高速接口IP，涵蓋USB、PCIe、SATA、SerDes、MIPI、DDR、HDMI、DP、HBM等產品，聚焦數據中心、人工智能、消費類電子、汽車電子、物聯網等諸多領域。受惠于其深厚的技術積累，公司僅用半年時間就自主設計并成功交付了PSRAM，并已在客戶處成功流片并應用。同時，公司的PCIe4.0 PHY已成功流片驗證，還通過了協議一致性測試。這讓公司有足夠的實力投入到新的產品的研發當中去。

“國內的接口IP正處于國產替代過程當中，高速互聯IP也是一個相對比較藍海的市場，擁有巨大的機會”，唐睿博士說。他同時指出，在當前的競爭態勢下，Chiplet（芯粒）會是一個“引爆點”。

唐睿博士表示，從現在的產業現狀看來，IP復用是賦能創新最重要的一環。而無論是IP復用還是IP硬件化即Chiplet的出現都可以加快下游客戶，特別是新的產品公司的迭代速度，以滿足他們異構集成的需要，更好的面對客戶多元化需求。在他看來，Chiplet本身也是可以提高良率和降低成本的方法，甚至給IP廠商提供新的商業模式的方式?！艾F在大芯片走到了極限，不走Chiplet的話，就很難縮短研發周期和降低研發成本。”唐睿博士強調。

基于上述對Chiplet和IP的思考，奎芯科技寫下了“芯粒高速互聯 海量算力源泉”的口號。

2020年成立于珠海的芯耀輝則是國產IP領域不得不提的另一個重要玩家。因為如芯耀輝科技技術支持總監劉好朋所說，在成立兩年的時間，芯耀輝就打造了完整的國內先進工藝的IP解決方案，服務于各個應用領域?！拔覀冏龅漠a品向業界引導的廠商靠齊，可能超過他們或者達到某一個水平?！眲⒑门笱a充說。

芯耀輝科技技術支持總監劉好朋

根據之前的報道，在成立一年內，芯耀輝便在國產FinFet先進工藝上快速完成了10/20/32G MP，USB3.2/2.0，MIPI D-PHY，MIPI CD-PHY，MIPI M-PHY，PCIe5.0/4.0/3.0，DDR5/4/3，LPDDR5X/5/4X/4，HDMI2.1/2.0，SATA3.0，SD3.0/eMMC5.1等接口硅IP研發和商用。

除了在先進工藝的接口IP上以國際領先廠商為目標外，芯耀輝在服務上更貼合國內需求，進一步簡化客戶的開發難度。

“國外的廠商在國內的IP市場份額是90%，但是國外廠商不接地氣，在國內的客戶要求一些特殊的差異化時，這些廠商不愿意承接。作為本土的IP供應商，芯耀輝愿意貼近客戶，針對客戶提的要求，我們可以結合公司在SOC方面的知識給其做定制化，包括做子系統、做硬化，做后期的芯片調試等等，給客戶更好的體驗，以吸引更多的本土客戶。”劉好朋說。

同樣地，芯耀輝也對Chiplet表現出極大的興趣。他們也一直積極投入及研究 Chiplet 技術以解決后摩爾時代對芯片新型架構的挑戰及國產化落地，推動國內芯片設計和應用在 Chiplet 領域方向的進一步拓展。同時，芯耀輝緊跟 Chiplet 上的國際先進技術和先進應用，積極參與全球通用芯片互聯標準的制定與推進，結合中國市場應用特點，推動中國產業發展的技術儲備和應用，為 Chiplet 芯片國產化和產業應用奠定堅實的基礎。

如果說上述廠商是國產IP市場的后起之秀，那么成立于2006年的芯動科技則可以稱得上是行業先驅。據芯動科技VP/技術總監高專介紹，在過去16年里，芯動一直專注于高速接口IP研發，目前可以提供全球各大工藝廠從55納米到5納米全套IP核和ASIC定制解決方案，尤其是中國唯一獲全球兩大5納米工藝線認證的IP提供商。國內外有很多知名芯片設計公司，都使用過芯動科技的IP技術，其中不乏AMD、微軟、高通這樣的國際巨頭。

芯動科技VP/技術總監高專

具體到Chiplet技術，芯動不僅全國率先發布物理層兼容UCIe的Chiplet IP，也是國內首批加入UCle聯盟的廠商之一。高專透露，芯動從兩三年前開始就在做Chiplet互聯接口的研發，其設計思路和今年推出的UCIe不謀而合，這也是芯動能在UCle標準推出后不到三周，就推出物理層兼容UCIe國際標準的自主研發IP解決方案-Innolink? Chiplet的原因。這是國內首套跨工藝、跨封裝的Chiplet連接解決方案，支持Interposer、Substrate和PCB等3種互聯方式，且已在先進工藝上量產驗證成功，儼然成為全球Chiplet市場的一顆亮眼新星。目前，該方案不僅用在了風華1號數據中心GPU上，實現性能翻倍，還被授權給了眾多合作伙伴和客戶。“我們希望，芯動的IP，可以幫助更多國內外客戶，做出更有競爭力的產品?！备邔１硎?。

問渠那得清如許，為有源頭活水來。能在Chiplet這類最前沿技術上發展如此迅速，與芯動科技掌握的高速接口IP和全流程定制經驗密不可分，諸如高性能DDRn系列IP、32/56/64G  SerDes等世界前沿的核心技術以及高速信號完整性分析、先進工藝封裝、測試方法等等，均經過大量客戶需求落地和量產驗證迭代，累計先進工藝流片200次，高端IP授權出貨超60億顆。值得一提的是，芯動的全系高端DDR存儲接口解決方案達到了全球頂尖水平，不僅率先開發量產了全球最快的LPDDR5/5X/DDR5 IP（10Gbps），還首發了全球速度最高的GDDR6/6X COMBO IP（PAM4-21Gbps)，并且一站式覆蓋DDR5/4、LPDDR5/4、HBM3.0/2E等PHY和控制器IP。

成立于2015年的芯啟源方面，據該公司的EDA&IP銷售總經理裘燁敏介紹，芯啟源在IP方面主要在聚焦于USB IP contorller。官方資料則指出，芯啟源提供的USB 3.x和USB 2.0控制器通過了USB-IF國際認證，降低了因未嚴格遵守協議規范而導致USB設備無法正常兼容的風險。芯啟源的USB控制器采用新的架構，完整地實現了USB的功能，具有靈活的可配置性，并在面積和功耗上做了較大優化。

芯啟源EDA&IP銷售總經理裘燁敏

值得一提的是，正是因為擁有這些領先的技術和產品，再加上他們在定制化以及服務方面的能力，讓芯啟源在IP市場的份額穩步提升。也是因為技術團隊的深厚積累，讓芯啟源在布局IP的同時，還能在EDA以及現在熱門的DPU領域，都占有了一席之地。

我們必須強調的是，上述談到的廠商只是本土IP領域的幾個典型代表。其實在國內外需求的推動下，本土IP產業呈現爆發式增長。

在IPnest看來，到 2026 年，整個IP市場將增長到為 110億美元，未來幾年（2021 年至 2026 年）的復合年增長率也將高達 15%。在這種需求推動下，擁有天時、地理和人和優勢的國產IP廠商，必然能夠在容量巨大的本土市場尋找到一席之地。

誰會成為最后的勝利者？這就需要看他們誰能運籌帷幄，決勝于千里之外了。