IP核怎樣從“依賴”轉(zhuǎn)為“依靠”

IP核作為SoC設(shè)計的重要組成部分，其重要性不言而喻。不過，IP搭載的情況卻不容樂觀。在去年IC設(shè)計十周年年會上，“濫用IP核”被指出是當前影響本土IC設(shè)計業(yè)發(fā)展的三大癥結(jié)之一。在業(yè)界甚至還有一種說法，本土IC企業(yè)被稱為“IP核組裝工”。

那么，過于依賴IP核會帶來哪些不良影響?是什么原因?qū)е翴P核的過于依賴，又該如何扭轉(zhuǎn)該現(xiàn)狀?為此記者進行了深入采訪，希望從中找到相關(guān)解答。

過度依賴IP降低設(shè)計能力

IP核依賴的問題不是出在IP核本身上，企業(yè)使用IP核也無可厚非。關(guān)鍵是我們?nèi)绾慰创齀P核，如何使用IP核。近年來，國內(nèi)IC設(shè)計企業(yè)使用的IP核越來越多，有些SoC使用的IP核數(shù)量達到幾十個，對IP核的依賴程度也越來越高。

中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會IC設(shè)計分會理事長魏少軍指出，過于依賴IP核會帶來三方面問題：

一是產(chǎn)品的同質(zhì)化。企業(yè)開發(fā)的SoC需要有差異化，由于應(yīng)用的同質(zhì)化競爭已經(jīng)十分嚴重，SoC的差異化就成為大家必須關(guān)注的焦點。而大量使用第三方的IP核，不可避免地出現(xiàn)SoC性能、功耗，甚至成本的同質(zhì)化。

二是對所研制的SoC性能產(chǎn)生嚴重制約。第三方開發(fā)的IP核，往往需要兼顧盡可能多的使用者的要求，所以性能等指標的冗余度較大，且由于使用者大多不去對IP核進行優(yōu)化，帶來的直接影響是SoC的性能受制于IP核而無法提升。

三是由于有可用的IP核，企業(yè)自身不愿再投資做研發(fā)，久而久之，養(yǎng)成了依賴，有合適的IP核甚至就不會做設(shè)計了。

事實上，我國IC設(shè)計企業(yè)對IP核的依賴已經(jīng)開始導(dǎo)致設(shè)計能力的下降，至少在過去的幾年中基礎(chǔ)能力的提升和設(shè)計技術(shù)的進步非常緩慢。魏少軍認為，“在這種情況下，IC設(shè)計被稱為IP組裝工也就不足為奇。長此以往，對中國IC設(shè)計業(yè)的能力提升顯然負面的影響很大。”

賽迪顧問副總裁李珂告訴記者:“從企業(yè)層面來講，依賴IP核不利于企業(yè)核心競爭力的發(fā)展;從國家層面來看，會影響國家自主知識產(chǎn)權(quán)的積累。”“IP核依賴的問題不是出在IP核本身上，企業(yè)使用IP核也無可厚非。關(guān)鍵是我們?nèi)绾慰创齀P核，如何使用IP核。”魏少軍指出。

記者也對國內(nèi)幾家芯片企業(yè)代表進行了采訪。Springsoft(思源科技)中國區(qū)技術(shù)服務(wù)總監(jiān)匡一寧認為，導(dǎo)致當前過于依賴IP核的原因主要在于當前終端市場空間比較大。當前國內(nèi)芯片企業(yè)主要依靠應(yīng)用和整機來獲取競爭優(yōu)勢。通過搭載IP核，就可在短時間內(nèi)迅速推出產(chǎn)品，終端市場空間使得這種模式目前還有利潤空間。匡一寧指出，從長遠來看，國內(nèi)企業(yè)可能需要轉(zhuǎn)向自己設(shè)計IP核，更精細地做IC。

中興通訊微電子研究院技術(shù)總監(jiān)朱曉明告訴記者：“當一個企業(yè)想涉足一個行業(yè)的時候，如果沒有相應(yīng)的積累，只是在了解IP的組成之后，就進行簡單的組合應(yīng)用，這就是一種‘別人有，我也要有’的從眾心理。對于一個成熟的IC企業(yè)，它對于IP的購買是非常謹慎的。需要先了解IP的用途、應(yīng)用程序之后才進行抉擇。”

海思半導(dǎo)體一位不愿透露姓名的工程師表示：“芯片產(chǎn)業(yè)分工很細，無論是國際還是國內(nèi)，成熟的芯片設(shè)計公司都會評估投入產(chǎn)出比，從而決定特定的IP是購買還是自研。通常來說，通用IP可選擇購買，體現(xiàn)競爭力的核心技術(shù)需要自研。”

發(fā)展IP核需改變思路和策略

不是我們做不出這些IP核，而是做出來沒人敢用。IP核現(xiàn)在最難的是驗證和復(fù)用。

當前全球設(shè)計行業(yè)特點是追求低成本和快速上市。在這種情況之下，通過IP核的搭建是實現(xiàn)低成本、快速上市的一個捷徑。賽迪顧問副總裁李珂告訴記者，”在投入產(chǎn)出比以及風險上來看，企業(yè)層面依靠IP搭載是能理解的。如果要自身做IP核、從基本模塊開始做起的話，第一是成本會比較大，第二時間也會比較長。比如，花兩年時間把IP搭起來的話，可能這一代產(chǎn)品就已經(jīng)過時了。”

回顧中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況，十年前在IP核的自行研發(fā)上還是比較紅火，但是現(xiàn)如今自主研發(fā)的企業(yè)不是越來越多，而是越來越少。對此，李珂認為,不是我們做不出這些IP核，而是做出來沒人敢用。

IP核現(xiàn)在最難的是驗證和復(fù)用。在IP核驗證層面上，目前沒有一個合適的手段或者權(quán)威的機構(gòu)來做IP核的檢測。在復(fù)用層面上，即使做出的IP核好用，購買的企業(yè)還要考慮是不是真正地符合企業(yè)自身的系統(tǒng)。

像ARM這樣的就不會有這種情況，因為它的一款產(chǎn)品可能有諸多使用過，接口、設(shè)計規(guī)則等業(yè)界都已知曉。但對于一個新的IP核來說，復(fù)用就很難。還有一點是，目前驗證和復(fù)用是國家技術(shù)創(chuàng)新體系之外。

對于已經(jīng)可以自行設(shè)計IP的芯片企業(yè)來說，能否共享這些知識產(chǎn)權(quán)?李珂認為：“由于興趣和精力的原因，這些芯片企業(yè)也無法共享這些知識產(chǎn)權(quán)。企業(yè)沒有興趣是因為IP利潤收入很小，也無法做大。在企業(yè)的經(jīng)歷上，展訊、海思這些企業(yè)的經(jīng)歷主要在自己的芯片、基帶建設(shè)上，沒有精力推廣自己的IP核。”

在政府層面的助推上，李珂指出了一條開闊性的思路。“國外有很多成熟的IP核都是經(jīng)過驗證的，有些企業(yè)一年只有幾千萬美元。比起從頭花時間和成本設(shè)計，不如收購一些IP核企業(yè)，而且避免驗證和復(fù)用問題，收效會很大。

收購有兩個層面：一是企業(yè)可以考慮，同時國家通過專項資金、政策進行鼓勵和支持。二是國家考慮出錢收購。這需要放到資本層面、或行業(yè)整合的層面考慮，而不要放在科技創(chuàng)新的層面考慮。

在產(chǎn)業(yè)政策上，我們的弊端主要是局限在科研、產(chǎn)業(yè)化、資金支持等方式上，一些國際大公司通過收購、兼并、上市等提升成長能力。這些也都值得考慮，談產(chǎn)業(yè)要思路開闊，跳出知識分子的議題范圍。”

回歸IC設(shè)計基本面

回歸IC設(shè)計的基本面，在基礎(chǔ)設(shè)計能力上做積累。由于常用的IP核并不是太多，只要下足工夫，還是可以做出自己的優(yōu)秀IP核來。集成電路設(shè)計需要深厚的功底。隨著工藝走向超深亞微米，對物理設(shè)計的要求將越來越高。

魏少軍給出以下建議：我國IC設(shè)計企業(yè)還是要沉下心來，回歸IC設(shè)計的基本面，在基礎(chǔ)設(shè)計能力上做積累。由于常用的IP核并不是太多，只要下足工夫，還是可以做出自己的優(yōu)秀IP核來。對于第三方的IP核，只要有可能，還是要在人家的基礎(chǔ)上做優(yōu)化，要下決心做出比原廠還好的IP核。此外，要積累和提升基礎(chǔ)能力，敢于“向下”做，在物理層面上下功夫。

IP核的商業(yè)模式?jīng)Q定了小規(guī)模的IP核提供商將面臨嚴峻的生存壓力，換句話說，靠IP核的許可費和提成費很難養(yǎng)活一個專業(yè)的IP核企業(yè)。

“我們的IC設(shè)計企業(yè)也許要分兩步走。”魏少軍告訴記者，“一是在使用第三方IP核的時候，要著重根據(jù)自己的要求，深入優(yōu)化IP核，而不是簡單地拿來就用;二是要根據(jù)自己的發(fā)展，有意識地超前部署IP核的研發(fā)。”

企業(yè)也在積極探索和實踐，君正集成電路股份有限公司副總經(jīng)理周生雷介紹到，君正加強自主設(shè)計能力，盡量使用自己設(shè)計的IP核，減少第三方IP核的采購數(shù)量。

因為隨著技術(shù)的演進，在40納米和28納米工藝下，第三方IP核的采購成本將大大超過流片成本，自主IP核的數(shù)量和質(zhì)量對芯片成本的影響越來越大。“實際上，對于很多國內(nèi)公司或國內(nèi)的設(shè)計人才來說，并不是說設(shè)計不出這樣的芯片，而是不知道該設(shè)計什么樣的芯片。”匡一寧指出。

對比國際上的巨頭，不難看出，這些企業(yè)真正的成功，是自身的基礎(chǔ)能力決定的。本土IC企業(yè)該如何尋找發(fā)力點?

朱曉明告訴記者：“終端要與芯片打通，這樣芯片的功能可以很好地在終端上充分地體現(xiàn)。如果設(shè)計出的產(chǎn)品性能很好，但是無法在終端上充分地體現(xiàn)，那就是徒勞。”

“本土IC企業(yè)從系統(tǒng)反推入手比較有機會，像海思、展訊都是靠系統(tǒng)取勝。因為他們擁有定義芯片的機會和能力，才能夠積累相應(yīng)的技術(shù)能力來設(shè)計出相應(yīng)的芯片。蘋果的成功也主要通過軟件等整合建立起系統(tǒng)的優(yōu)勢。”匡一寧認為。

魏少軍指出，首先要認清工藝進步會引發(fā)什么變化,從而在產(chǎn)品形態(tài)上下工夫，要下大力氣提升基礎(chǔ)設(shè)計能力。同時，要關(guān)注應(yīng)用的發(fā)展及應(yīng)用對IC提出的挑戰(zhàn)，有目的地超前部署。此外，我國IP核的發(fā)展應(yīng)該更向集成電路代工廠傾斜。