中國(guó)芯的薄弱一環(huán)，IP 為何難以跨越？

過(guò)去兩年，關(guān)于芯片差距這個(gè)話(huà)題頻頻見(jiàn)諸報(bào)端，大家也對(duì)國(guó)產(chǎn)芯片的現(xiàn)狀有了廣泛的了解。但其實(shí)在更上游的IP方面，我們差距尤為明顯。在筆者去年的一片題為《中國(guó)芯最薄弱的一環(huán)：IP困局如何破?》的文章里，我們對(duì)整個(gè)IP產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和本土IP也有了一個(gè)簡(jiǎn)約的介紹。

但進(jìn)入了今年上半年，業(yè)內(nèi)的幾則芯聞讓筆者不得不再把IP這個(gè)話(huà)題再拿出來(lái)談一下：

2018年IP供應(yīng)商排名

一個(gè)就是早陣子，某家占領(lǐng)了45%市場(chǎng)份額的、全球最大的IP公司對(duì)華為的斷供，在集成電路圈子內(nèi)引起了轟動(dòng);另一件是一家本來(lái)經(jīng)營(yíng)IP生意的本土公司，卻依賴(lài)拓展新業(yè)務(wù)而走上了新階段。這個(gè)統(tǒng)共不到四十億美元的生意，為何就成為了個(gè)難以跨越的鴻溝了呢?

肉眼可見(jiàn)的差距

可以說(shuō)，集成電路領(lǐng)域IP授權(quán)業(yè)務(wù)是隨著無(wú)晶圓廠(chǎng)的發(fā)展而蔓延開(kāi)的。尤其是在芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度日益提升之后，IP更成為了大多數(shù)芯片企業(yè)的最優(yōu)選擇。

以現(xiàn)在大家最為熟悉的手機(jī)處理器為例，現(xiàn)在所有廠(chǎng)商使用的都是arm提供的內(nèi)核，高通和蘋(píng)果也不例外。同樣的情況也出現(xiàn)在MCU上，這個(gè)過(guò)往百家爭(zhēng)鳴的產(chǎn)品過(guò)往還有AVR和MSP430等產(chǎn)品分庭抗禮，而現(xiàn)在也幾乎被arm一統(tǒng)天下。

雖然從某種程度上看這是生態(tài)統(tǒng)一的一種選擇，但可以肯定的是，在集成電路IP領(lǐng)域，現(xiàn)在是被國(guó)外的廠(chǎng)商壟斷。

arm自不要說(shuō)，如上圖所示，他們占領(lǐng)了近半的IP江山，因?yàn)镋DA被大家熟知的synopsys的arc處理器也享負(fù)盛名;cadence的Tensilica也被廣泛采用;Imagination的GPU更是arm的一個(gè)強(qiáng)勁競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手;就連有些讀者平時(shí)可能很少聽(tīng)說(shuō)的ceva、verisilicon、Achronix和rambus也有其獨(dú)到之處。以Achronix為例，他們提供的eFPGA IP已經(jīng)開(kāi)始在市場(chǎng)上嶄露頭角，并且獲得了開(kāi)發(fā)者的一致好評(píng)。

但國(guó)內(nèi)企業(yè)在這些方面是有差距明顯的。

據(jù)某不愿透露姓名的本土IP從業(yè)者告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，當(dāng)今市場(chǎng)占有率高達(dá)60%的CPU IP中，尤其是高端CPU IP中，國(guó)產(chǎn)幾無(wú)建樹(shù)。在一些高速的Serdes IP方面，也無(wú)法供應(yīng)。另外如高速AD/DA、高端memory IP等等，我們也缺乏。除了這些大家熟悉的IP外，其他如晶圓廠(chǎng)代工廠(chǎng)的IP，尤其是先進(jìn)制程的IP，我們也和國(guó)際領(lǐng)先水平有很大的差距。

成都銳成芯微創(chuàng)始人向建軍也指出，國(guó)內(nèi)IP產(chǎn)業(yè)還處于初級(jí)階段，技術(shù)領(lǐng)先性不大，IP公司整體規(guī)模都比較小，大部分都在較低端領(lǐng)域，同質(zhì)化比較嚴(yán)重。在他看來(lái)，這是由以下幾個(gè)原因造成的：

首先是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資是政府性投資，首先看重產(chǎn)值，IP雖然技術(shù)含量高，但難以爆發(fā)，所以在各個(gè)地方政策上支持上沒(méi)有優(yōu)勢(shì);

其次是資本，國(guó)外資本市場(chǎng)相對(duì)來(lái)說(shuō)更偏好技術(shù)性公司而不僅僅看產(chǎn)值，國(guó)內(nèi)正好不同;

第三，相對(duì)領(lǐng)先的工藝從歷史上看，主要在海外，導(dǎo)致高端IP培育土壤貧乏;

第四，國(guó)內(nèi)幾個(gè)人的IP團(tuán)隊(duì)處于絕大多數(shù)，不僅僅運(yùn)營(yíng)成本沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，在價(jià)格方面很難與IP本身價(jià)值匹配;

第五，誠(chéng)信是所有行業(yè)都需要呼吁的;

國(guó)產(chǎn)IP的機(jī)會(huì)

在與受訪(fǎng)者聊天的過(guò)程中，他一直在給筆者強(qiáng)調(diào)，國(guó)產(chǎn)IP與國(guó)際領(lǐng)先水平差距很巨大，不知道如何追趕。但他也同時(shí)表示，我們可以從RISC-V中尋找機(jī)會(huì)。芯來(lái)科技的創(chuàng)始人胡振波先生之前在接受半導(dǎo)體行業(yè)觀察采訪(fǎng)的時(shí)候也表達(dá)了相關(guān)觀點(diǎn)。

胡振波指出，risc-v是一種開(kāi)放處理器架構(gòu)技術(shù)，但僅有架構(gòu)是不夠的，需要有人將其以ip的形式實(shí)現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)risc-v正處于早期，量產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化國(guó)內(nèi)外差距不大，這給了國(guó)產(chǎn)處理器IP一個(gè)很大是機(jī)會(huì);其次, 處理器IP超過(guò)整個(gè)IP市場(chǎng)總值的一半，且是軟硬件結(jié)合的載體，是半導(dǎo)體軟件生態(tài)的入口，這就讓其成為兵家必爭(zhēng)之地;再次，AIoT之爭(zhēng)，最終在于生態(tài)之爭(zhēng)，而risc-v IP是一個(gè)構(gòu)建AIoT生態(tài)的絕佳入口，我們不能因?yàn)镮P難做就不做;第四，risc-v處理器IP會(huì)逐漸成為一種泛化的概念。不能以過(guò)去的一成不變的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量未來(lái)的變化。

從芯來(lái)科技和平頭哥等國(guó)內(nèi)領(lǐng)先RISC-V供應(yīng)商的布局來(lái)看，本土RISC-V廠(chǎng)商也正在走向這樣的一條路上，并獲得了不錯(cuò)的成績(jī)。

向建軍也表示，中國(guó)是IP需求的最大市場(chǎng)，特別是兩千多家ic設(shè)計(jì)公司絕大多數(shù)公司都需要外購(gòu)大量IP。我們除了要加大核心處理器IP的投入之外，要引進(jìn)高端技術(shù)和工藝IP，盡量不重復(fù)建設(shè)。同時(shí)也要扶持新興領(lǐng)域必須的低功耗IoT IP，這塊我們與國(guó)外大公司之間差距小，而且市場(chǎng)潛力巨大。

存儲(chǔ)器IP也是向建軍看好的一個(gè)另一個(gè)方向。他表示，未來(lái)智能化時(shí)代的到來(lái)，存儲(chǔ)器特別是嵌入式存儲(chǔ)器將用于所有的芯片，而在這個(gè)領(lǐng)域，投入周期長(zhǎng)，需要foundry配合，一旦卡位之后，后進(jìn)者很難替代先入者，甚至一個(gè)專(zhuān)利就可以一勞永逸，國(guó)產(chǎn)需要先行一步。

而從華為五月以來(lái)面臨的斷供風(fēng)波看來(lái)，為了本土集成電路的健康穩(wěn)定的發(fā)展，發(fā)展Serdes和AD/DA等關(guān)鍵IP的發(fā)展，也是很有必要的。

以Serdes為例，因?yàn)楦咚賯鬏數(shù)男枨?，高速Serdes成為了很多SoC廠(chǎng)商的需求，但是國(guó)內(nèi)才做到28Ghz的水平。但我們看領(lǐng)先的第三方SerDes供應(yīng)商有如Synopsys和Cadence這些企業(yè)，后者在去年10月還推出了業(yè)界首款經(jīng)硅驗(yàn)證的長(zhǎng)距離7nm 112G SerDes IP。按照Cadence的說(shuō)法，這個(gè)產(chǎn)品能為下一代云規(guī)模和電信數(shù)據(jù)中心構(gòu)建高端口密度網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，提供業(yè)界領(lǐng)先的功率，性能和面積(PPA)效率。

而在AD/DA方面，據(jù)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，這個(gè)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)很少企業(yè)能夠做到兼容高精度和高位數(shù)，尤其是在AD方面，更是相距甚遠(yuǎn)。

除了這些差距，我們也應(yīng)該看到，近年來(lái)因?yàn)橐恍┦召?gòu)的出現(xiàn)，縮短了本土IP企業(yè)和世界領(lǐng)先廠(chǎng)商的差距。例如被中資收購(gòu)的Imagination帶來(lái)的GPU和AI加速器IP以及擁有多樣化IP的芯原就給國(guó)內(nèi)的IP產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大補(bǔ)充。而在文章開(kāi)頭提到的文章里，筆者也說(shuō)過(guò)，新興的人工智能IP似乎帶來(lái)了機(jī)會(huì)。

但從最近華為自研加速器IP，拋棄寒武紀(jì)，后者推出芯片等一連串現(xiàn)狀看來(lái)，這個(gè)領(lǐng)域能否在IP市場(chǎng)打出一片新天地，這是值得所有從業(yè)者去思考的。

難做的IP生意

在與很多行業(yè)從業(yè)人員聊的時(shí)候，他們都一致強(qiáng)調(diào)，IP是一項(xiàng)難做的生意。這首先體現(xiàn)在巨大的成本投入方面。

還是以筆者熟悉的Serdes IP為例，據(jù)了解，現(xiàn)在自研一個(gè)56 G的 Serdes IP需要一個(gè)五十人左右的團(tuán)隊(duì)投入三年，同時(shí)還需要至少兩次的MPW驗(yàn)證，因?yàn)檫@個(gè)速率的Serdes需要在7nm工藝上實(shí)現(xiàn)，這就帶來(lái)了數(shù)億人民幣的投入。

雖然一朝研發(fā)成功了，這個(gè)IP授權(quán)費(fèi)用會(huì)不菲，如果成功了無(wú)疑會(huì)給企業(yè)帶來(lái)巨大的利好，從而促進(jìn)他們持續(xù)投入研發(fā)。但我們也應(yīng)該看到，在國(guó)內(nèi)的IP領(lǐng)域，還會(huì)面臨所謂的“黑IP”問(wèn)題。

向建軍則告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者，IP需要在工藝開(kāi)發(fā)的時(shí)候做第一波白老鼠，付出多回報(bào)少。特別是在知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被尊重的環(huán)境下，更加艱難，加上政策不支持，知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被重視，導(dǎo)致很多IP公司一邊做IP，一邊做產(chǎn)品，更加劇信任缺失，不斷惡性循環(huán)。

他進(jìn)一步指出，要發(fā)展中國(guó)國(guó)產(chǎn)的IP，需要政府能夠認(rèn)識(shí)到核心技術(shù)在芯片產(chǎn)業(yè)中的重要性，一元錢(qián)IP帶動(dòng)一百元的芯片，一萬(wàn)元的系統(tǒng)。能夠在政策和資本上給予優(yōu)先支持。

從政策上引導(dǎo)企業(yè)重視國(guó)產(chǎn)IP公司，帶動(dòng)國(guó)產(chǎn)IP技術(shù)的發(fā)展。建議國(guó)家設(shè)國(guó)家設(shè)計(jì)IP/EDA專(zhuān)項(xiàng)基金和扶持政策，同時(shí)國(guó)家也可以建國(guó)產(chǎn)IP庫(kù)。

而據(jù)筆者與行業(yè)專(zhuān)家的交流中得知，在IP的發(fā)展上，除了IP技術(shù)本身，對(duì)盈利模式的思考、芯片制造環(huán)節(jié)的支持，還有在編譯器、仿真器和soc驗(yàn)證平臺(tái)等連接IP核到芯片設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)鏈的成熟度，都是影響IP產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵要素。再加上IP是一個(gè)一旦建立了壁壘，就很難打破的行業(yè)。也就是說(shuō)，對(duì)于本土的IP從業(yè)者來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)好時(shí)代，這也是一個(gè)壞時(shí)代。

“我們應(yīng)該避免重復(fù)建設(shè)導(dǎo)致惡性競(jìng)爭(zhēng)，充分利用中國(guó)大市場(chǎng)，關(guān)注新興應(yīng)用”，向建軍說(shuō)。