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[导读]IP作为半导体产业重要的组成部分,在行业被人熟知,最有名的便归属于ARM、Synopsys、Achronix。10月30日,由中关村芯园(国家集成电路设计北京产业化基地)与平头哥共同举办的“中关村芯园·平头哥半导体

IP作为半导体产业重要的组成部分,在行业被人熟知,最有名的便归属于ARM、Synopsys、Achronix。10月30日,由中关村芯园(国家集成电路设计北京产业化基地)与平头哥共同举办的“中关村芯园·平头哥半导体联合技术研讨会”在北京丽亭华苑酒店顺利举行。在此中关村芯园与平头哥为中小企业带来了重磅好消息,同时演讲人也道出国内IP的“真相”……

中国科学院微电子研究所信息中心辛卫华展示了一组全球半导体IP产业数据,数据显示ARM市场份额同比下降3%,辛卫华猜测表示正因RISC-V逐渐被市场接受,而基于RSIC-V的IP公司和IP产品正如雨后春笋般不断增加。Synopsys、Cadence市场份额提升,据介绍接口类IP仍是处理器外需求最大的IP类别,Synopsys和Cadence的高速接口IP产品在工艺水平、协议标准等方面领先其他竞争对手。Achronix同比增长250%,进入前十,这意味着AI和异构处理器快速发展,市场对eFPGA类IP需求量大。

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那么国内的IP行业究竟如何?又有何困境亟待解决?

国内IP近三年增速明显

在IP市场分布上,据辛卫华展示,2018年CPU的IP占比达到了40.6%,次之的为有线接口,占比约19%。

据辛卫华现场介绍,国内IP设计企业在近三年的增速非常明显。他表示,目前中国境内(含台湾地区)共有70余家IP设计公司,主要分布在上海、北京、南京、成都、台湾新竹等地。

2001-2003,以中科龙芯、杭州中天微、苏州国芯为代表的自主CPU、MCU

2004-2009,以四川和芯、武汉芯动、上海灿芯为代表的模拟和接口IP

2010-2015,以锐成芯微、成都纳能、芯启源为代表的IoT、高速接口IP

2016-2018,以寒武纪、阿里平头哥、芯来开机为代表RISC-V和AI IP

国内IP企业关注的三大领域包括CPU(处理器)、AI(人工智能)、Interface(高速接口),刚好也是目前世界占比最高的三个领域。

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尤其要指出的是,由于AI的高速发展,大量AI IP浮现,随之而来的便是GPU、AI定制处理器、NoC在AI领域发挥优势。另外,越来越多的厂商意识到开源的重要性,最大的成果便是基于RISC-V开源架构的处理器在今年开始大量浮现,另一方面相关子系统的解决方案也逐步成型。

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国内IP面临的困境

IP具有的特殊性在某种程度上决定了产业的特征,目前来说,IP产值约40亿美元,占全球半导体产业不足1%;另外,IP处于产业上游带动作用巨大,是产业不可或缺的部分;但IP开发不仅投入大回报周期长,也需要长期的技术积累和产业沉淀,保持技术先进性也需要产期持续的研发投入。

正因如此,国内IP行业发展正面临着许多的困境,主要包括技术实力弱、企业规模小、IP的后发劣势明显。当然,国内正以RSIC-V为代表的硬件开源兴起,目前在处理器领域长期技术积累和人才培养;在IC设计产业整体发展上,5G、AI、IoT、自动驾驶等新技术正引领IP创新和发展,在此同时强大的市场需求也使得企业数量正在增加,竞争力提高。

国内IP行业该怎么发展

辛卫华现场表示,面对这种问题,促进国内IP行业发展需要构建生态。具体体现在产业垂直合作;围绕核心IP构建设计平台,降低设计门槛;宣传推广平台三个方面。

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近几年来,谈及最多的便是“开源”,而大厂商的动作也接连不断入局“开源”。从1999年创建的OpenCores,2015年创建的LibreCores再到人尽皆知的Github。

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与此同时,开源SoC设计平台也备受关注,正因具备低成本、高效率、高可靠的特点,所以开源SoC平台是一种“敏捷”设计的新途径。

特别需要指出的是,平头哥的开源低功耗控制芯片(MCU)设计平台。据了解,这款10月21日由阿里巴巴旗下半导体公司平头哥发布的MCU芯片平台,尚属首次,也是平头哥接连发布玄铁910、无剑SoC、含光800之后的又一壮举。

据辛卫华介绍,这款设计平台值得注意的优点则是:基于MCU的定制芯片的基础共性技术,包含处理器、基础的接口IP、操作系统、软件驱动和开发工具等模块,快速集成、快速验证减少基础模块开发成本。

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而从SoC芯片方面反观IP,据了解,SoC芯片流片失败有超过40%的原因都与IP有关,例如:版本出错,金属层用错,IP和SoC的设计流程不匹配等。

因此,重视IP管理与应用实践至关重要:

一、IP需要管理的信息庞大,已经超过人工管理和软件版本管理的能力范畴;

二、IP数据的完整性和一致性都需要完备的检查,保证针对不同设计流程客户,提供完备的数据文件;

三、IP管理包括设计数据管理、打包管理、质量管理、生产管理以至生命周期管理;

四、IP用户和IP供应商都面临IP管理不善带来的风险。

辛卫华表示,目前行业内已有大量设计在云环境下进行,设计上云是趋势但仍有诸多问题未解决,因此探索云环境下的设计和EDA工具的使用以及IC设计云平台的建设,是促进IP/IC设计必须探索的环节。

在总结阶段,辛卫华特别强调了开源活动、平台化服务之意义重大,上文也有介绍过平头哥发布的多款RISC-V产品对于目前IP行业正如“及时雨”一般。

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中关村芯园-平头哥半导体发布“中小企业普惠支持计划”

同日,中关村芯园与平头哥半导体携手启动“中小企业普惠支持计划”,平头哥半导体正式入驻中关村芯园国产IP应用服务平台,为平台用户提供更加专业和灵活的技术服务。

据悉,平头哥半导体将为中小企业提供玄铁CPU IP系列产品,符合条件的用户将只需支付部分授权费用,就可获得MPW流片阶段的测试样片授权。平头哥将为创业企业分担研发初期资金周转压力,以支撑项目初期阶段的完整开发。配合中关村芯园提供的正版EDA设计环境支持,主流Fab工艺支撑,实现对客户的芯片设计全流程服务。

中关村芯园与平头哥将通过此次合作,共同探索IP服务新模式,进一步完善服务中小企业的创新生态,更好助力国产芯片持续创新。

中关村芯园公司由中关村发展集团作为控股股东组建,作为国家集成电路设计北京产业化基地。中关村芯园将秉承开放、中立、公益的服务理念,围绕集成电路设计,提供EDA License(许可)租赁、IP评估与授权、芯片(MPW、工程批、批量生产)代工、封装测试代理、IC人才培训、芯片应用等全产业链的公共技术服务支撑,助力企业快速发展。中关村芯园将定期举办各类技术交流研讨会,诚邀芯园的所有合作伙伴、客户参与,共谋发展。

平头哥全生态打造普惠芯时代

行业人士对于平头哥的产品一直处于高度关注的状态,目前来说,平头哥拥有MCU SoC设计平台、玄铁系列RISC-V和传统RISC产品CPU IP、RISC-V Profiling工具、阿里云等。在任何企业都在开始谈“生态”的如今,再加之“中小企业普惠计划”,这场雨将掀起行业的新浪潮。

1、在平台方面,平头哥半导体黄师介绍,这个平台具有易用的特点,研发团队可以快速上手。据了解,该平台具有全面的配套支持,标准化的设计理念和高效的技术支持。具体来说,平头哥MCU SoC平台在低功耗、低成本、实时性和安全方面具有无与伦比的亮点。值得一提的是,该平台还拥有不同工艺及数模混合的丰富量产经验。

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据黄师介绍,使用该款平台可提升50%的TTM,快速降低周期,将18个月研发周期缩短至9个月完成;可降低50%的研发成本,帮助初创团队减少前期芯片开发的人力及资源投入;可大幅降低企业风险,以丰富的量产经验及专业的技术,让客户更专注于产品到市场的技术能力提升。在软件硬件资源方面,平台拥有CPU IP及可选包和YoC解决方案。

他还表示,AIoT时代对存储的要求、对安全的要求和对上云的要求都极高,IC设计企业也在面临不断增加人力需求和不断变短的TTM的痛点,这个平台完美的解决了上述问题。

2、在CPU IP 方面,据平头哥半导体刘云飞介绍,平头哥作为AIoT时代芯片基础设计提供者,目前拥有多款大规模量产的商业化CPU IP。

具体,玄铁CPU系列包括传统Ali-ISA 传统RISC产品系列和Ali-ISA RISC-V产品系列,涵盖低功耗产品和超高性能产品。当然,其中包括最新发布的玄铁910。

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面对IoT、5G、AI、MCU不同领域的不同特色,据刘云飞介绍,平头哥产品线具备“E,R,I,S,C”的特点,即嵌入式(Embedded)、实时(Realtime reliable)、智能(Intelligence)、安全(Security)、计算(Computing)。

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另外,在阿里云方面,据阿里云智能汤博介绍,通过十年的积累,目前已覆盖200多个国家和地区,拥有43.2%的市场份额,242个行业解决方案,拥有超百万的客户。当然,在AIoT方面,阿里云拥有的服务几乎涵盖了所有领域。

汤博表示,目前半导体企业设计仿真面临着算力暴涨与IT矛盾加剧、产品上市时间的压力以及IT成本居高不下的挑战。阿里云则提供EDA环境的云上计算、存储、网络、安全服务,从终端操作系统AliOS、IoT、云上服务,打通云、管、端。

在达摩院方面,拥有五大实验室加持基础理论研究,机器智能、数据计算、机器人、金融科技、X实验室量子计算太章和NPU自研芯片的产品化。

总结

根据中关村官方消息中关村芯园(北京)有限公司副总经理兰文丽指出,中关村芯园以降低芯片设计企业研发成本为切入点,围绕EDA开发环境、IP授权、设计定制、芯片制造代工、封测服务等需求,为芯片设计企业提供一站式解决方案。

相信国内IP在“中小企业普惠计划”下将得以发展,而上文所述的种种困境也将跟随生态建设随之而消。

 

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