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　　伴隨并見(jiàn)證著本土IC設(shè)計(jì)業(yè)的成長(zhǎng)歷程。回首過(guò)往，中國(guó)IC設(shè)計(jì)業(yè)經(jīng)歷了風(fēng)雨艱難，也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步;尤其是近幾年，產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴(kuò)大，多家公司成功上市，企業(yè)實(shí)力不斷增強(qiáng);盡管與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍然差距很大，但畢竟走出了關(guān)鍵的幾步。

　　經(jīng)過(guò)快速發(fā)展的10年，本土企業(yè)在技術(shù)產(chǎn)品、市場(chǎng)應(yīng)用以及商業(yè)化方面取得了哪些突破?還面臨哪些關(guān)鍵挑戰(zhàn)?今年6月，本刊展開(kāi)第10屆“中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司調(diào)查”活動(dòng)，基于今年的調(diào)查結(jié)果并與本刊歷年調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較，我們梳理出過(guò)去10年中國(guó)IC設(shè)計(jì)企業(yè)在研發(fā)水平、設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)、產(chǎn)品應(yīng)用、運(yùn)營(yíng)情況以及產(chǎn)業(yè)鏈合作等方面發(fā)生的變化，歸納出六大發(fā)現(xiàn)，本文將對(duì)這些發(fā)現(xiàn)和變化進(jìn)行深入分析，解讀中國(guó)IC設(shè)計(jì)企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)走向。

　　發(fā)現(xiàn)一：本土設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展迅速，企業(yè)規(guī)模仍偏小

　　近幾年，中國(guó)IC設(shè)計(jì)業(yè)在內(nèi)需市場(chǎng)的持續(xù)拉動(dòng)下發(fā)展迅速，成為中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最快的環(huán)節(jié)。2010年，全球集成電路市場(chǎng)觸底反彈，iPad等新興電子產(chǎn)品的問(wèn)世刺激平板類消費(fèi)終端產(chǎn)品市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，大幅拉動(dòng)相關(guān)IC器件需求。過(guò)去的一年，中國(guó)IC設(shè)計(jì)業(yè)緊跟市場(chǎng)趨勢(shì)，取得不小的進(jìn)展，部分本土IC產(chǎn)品已成功進(jìn)入國(guó)際整機(jī)大廠的設(shè)計(jì)鏈中。

　　行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，2010年有10家IC設(shè)計(jì)企業(yè)年銷(xiāo)售額突破1億美元，而10年前只有4家突破1億元人民幣，2010年，中國(guó)IC設(shè)計(jì)業(yè)實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售額354.6億元，同比增長(zhǎng)31.4%。本刊今年的調(diào)查結(jié)果顯示，13%的回復(fù)者公司突破1億美元，但仍有74%的回復(fù)者公司年銷(xiāo)售額低于5千萬(wàn)美元;此外，在企業(yè)規(guī)模方面，5成以上的公司雇員總數(shù)少于100人，顯示出本土設(shè)計(jì)企業(yè)規(guī)模普遍較小，但平均設(shè)計(jì)工程師人數(shù)達(dá)到102人，研發(fā)力量有所增強(qiáng)。

　　發(fā)現(xiàn)二：設(shè)計(jì)水平不斷提升

　　本土IC設(shè)計(jì)水平在10年間獲得了快速提升，2000年以0.8~1.5μm為主，本刊今年調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，34%的回復(fù)者公司在數(shù)字IC設(shè)計(jì)中采用90nm及以下工藝技術(shù)，其中，14%的回復(fù)者采用65nm;9%采用45nm及以下工藝設(shè)計(jì)。

　　目前，中國(guó)本土芯片主流量產(chǎn)工藝達(dá)到0.13μm和0.18μm，一些公司采用90nm工藝，部分公司設(shè)計(jì)能力達(dá)到65nm工藝水平，少數(shù)領(lǐng)軍企業(yè)已經(jīng)具備45/40nm設(shè)計(jì)能力。與此同時(shí)，本土公司在選擇工藝技術(shù)時(shí)更加務(wù)實(shí)，不會(huì)盲目追求先進(jìn)工藝。從產(chǎn)品的集成度來(lái)看，目前本土IC設(shè)計(jì)企業(yè)普遍具備100萬(wàn)門(mén)規(guī)模以上的設(shè)計(jì)能力，今年調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，13%的回復(fù)公司ASIC設(shè)計(jì)規(guī)模超過(guò)1千萬(wàn)門(mén)，比上年提高5個(gè)百分點(diǎn)。

　　在IC設(shè)計(jì)類型方面，ASIC設(shè)計(jì)和SoC設(shè)計(jì)是本土公司的主要設(shè)計(jì)類型，回顧過(guò)去十年，變化最大的是SoC設(shè)計(jì)增長(zhǎng)迅速，今年調(diào)查顯示，有51%的回復(fù)者公司從事SoC設(shè)計(jì)，比十年前數(shù)據(jù)增長(zhǎng)了20%。此外，全系統(tǒng)設(shè)計(jì)服務(wù)成為本土IC設(shè)計(jì)公司的主流業(yè)務(wù)，他們不僅要提供芯片產(chǎn)品，更要能夠準(zhǔn)確把握整機(jī)用戶需求，提供系統(tǒng)級(jí)解決方案。

　　發(fā)現(xiàn)三：IP需求攀升，驗(yàn)證環(huán)節(jié)至關(guān)重要

　　SoC已成為本土IC設(shè)計(jì)公司的研發(fā)重點(diǎn)，除了基于邏輯綜合的ASIC設(shè)計(jì)方法，本土企業(yè)更傾向于采用基于IP的平臺(tái)化SoC方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。越來(lái)越多公司選擇可配置IP作為其SoC設(shè)計(jì)鏈的一部分，以提高產(chǎn)出能力。隨著芯片設(shè)計(jì)采用更先進(jìn)的工藝技術(shù)，芯片規(guī)模越來(lái)越大，對(duì)IP的需求快速攀升。

　　目前IP核來(lái)源渠道日益多元化，如何集成和驗(yàn)證IP，尤其是驗(yàn)證IP的質(zhì)量，成為大規(guī)模SoC設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵性問(wèn)題。如果IP的性能沒(méi)有達(dá)到規(guī)范上的指標(biāo)，就會(huì)影響整個(gè)SoC的性能，導(dǎo)致重新設(shè)計(jì)，從而造成巨大損失。針對(duì)這種狀況，有專家建議，產(chǎn)業(yè)界需要重點(diǎn)解決幾個(gè)問(wèn)題：其一，指定晶圓代工廠如何驗(yàn)證IP，了解它的可靠性;其二，充分了解IP質(zhì)量;其三，復(fù)雜IP的選型評(píng)估。此外，對(duì)IP以及IP供應(yīng)商的了解都需要經(jīng)驗(yàn);而將不同IP整合到一顆SoC上也是本土IC設(shè)計(jì)公司經(jīng)常碰到的問(wèn)題。

　　發(fā)現(xiàn)四：低功耗設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)加劇

　　3C產(chǎn)品是目前中國(guó)IC市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力，而這些產(chǎn)品具有集成多種功能、低功耗、生命周期短以及小尺寸等特點(diǎn)，為這類產(chǎn)品中的芯片設(shè)計(jì)提出更高要求，增加了芯片的設(shè)計(jì)復(fù)雜度。隨著越來(lái)越多的公司進(jìn)入SoC設(shè)計(jì)領(lǐng)域，縮短設(shè)計(jì)周期和降低設(shè)計(jì)成本成為他們面臨的最大挑戰(zhàn)。

　　本刊近幾年的調(diào)查結(jié)果也體現(xiàn)出這種趨勢(shì)，上述兩項(xiàng)一直是本土IC設(shè)計(jì)公司所面臨的最主要的挑戰(zhàn)。今年調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，低功耗設(shè)計(jì)躍升為第二大設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。我們分析，主要是由于便攜式產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用對(duì)IC的低功耗設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在90nm節(jié)點(diǎn)上，功率管理開(kāi)始成為一個(gè)重要的考慮因素;進(jìn)入65nm及以下工藝芯片設(shè)計(jì)時(shí)，由于漏電流問(wèn)題和功耗成為突出問(wèn)題，必須采用低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)。

　　ITRS(國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖)公布了一項(xiàng)研究結(jié)果表明，在65nm節(jié)點(diǎn)上，動(dòng)態(tài)功耗密度和泄漏功耗將分別增加1.43倍和2.5倍。在45nm節(jié)點(diǎn)上，ITRS預(yù)計(jì)動(dòng)態(tài)功耗和泄漏功耗密度將分別增加2倍和6.5倍。實(shí)際上，對(duì)采用高速65nm工藝的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，一半功率損失在泄漏上;在45nm節(jié)點(diǎn)上，IC將有多達(dá) 60%的功率損失在泄漏電流上。

　　發(fā)現(xiàn)五：本土代工成主流，設(shè)計(jì)與工藝需緊密結(jié)合

　　近些年，隨著中國(guó)大陸代工廠不斷發(fā)展，工藝水平逐步覆蓋了低端的1.5~0.5μm到高端的0.25~0.13μm，并向更先進(jìn)工藝邁進(jìn)，越來(lái)越多的中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司轉(zhuǎn)回本土尋求代工支持，以進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。

　　本刊連續(xù)幾年的調(diào)查都顯示，有超過(guò)8成的公司選擇位于中國(guó)大陸的晶圓代工伙伴。但同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)，本土代工服務(wù)能力的不足也在制約著設(shè)計(jì)業(yè)的發(fā)展。尤其在高端工藝和特色工藝方面，本土代工能力還很弱，因此一些領(lǐng)先設(shè)計(jì)企業(yè)不得不尋求境外代工。

　　此外，隨著工藝不斷進(jìn)步，中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)都要面臨更大的技術(shù)挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)。隨著更多的IDM轉(zhuǎn)向輕晶圓或無(wú)晶圓模式，他們的委外代工趨勢(shì)更加明顯，將會(huì)造成整體產(chǎn)能緊張，這勢(shì)必影響到規(guī)模尚小的中國(guó)本土設(shè)計(jì)企業(yè)的代工需求。為應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，緩解供需矛盾，本土IC設(shè)計(jì)企業(yè)需要與代工廠緊密結(jié)合，加大合作力度。有專家建議，一方面，IC設(shè)計(jì)企業(yè)要增強(qiáng)設(shè)計(jì)與工藝的結(jié)合度，主動(dòng)幫助代工廠開(kāi)發(fā)工藝、完善工藝;另一方面，代工廠的工藝也要不斷進(jìn)步，并加快完善IP核及設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。

　　發(fā)現(xiàn)六：高端IC比例增加，產(chǎn)品應(yīng)用升級(jí)

　　2010年，電子整機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)的大幅增長(zhǎng)帶動(dòng)集成電路市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。新興電子產(chǎn)品的出現(xiàn)對(duì)IC需求也產(chǎn)生了很大的拉動(dòng)作用。本刊今年的調(diào)查顯示，手機(jī)、平板電腦、機(jī)頂盒成為本土消費(fèi)類IC的主要應(yīng)用領(lǐng)域，其他IC應(yīng)用主要面向汽車(chē)電子、工業(yè)和醫(yī)療電子等領(lǐng)域。從市場(chǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)來(lái)看，2010年，汽車(chē)電子依然是中國(guó)集成電路應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展最快的領(lǐng)域，從而帶動(dòng)了相關(guān)芯片設(shè)計(jì)增長(zhǎng)。

　　縱觀近幾年的調(diào)查數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)，變化最大的是醫(yī)療電子，2002年時(shí)僅有4%的本土IC用于醫(yī)療電子，而近兩年調(diào)查顯示醫(yī)療電子比例均占到20%。從產(chǎn)品種類看，本土IC產(chǎn)品主要集中在應(yīng)用處理器、接口IC、電源IC等方面，本土設(shè)計(jì)企業(yè)在CPU、存儲(chǔ)器、FPGA等高端通用產(chǎn)品上的研發(fā)水平仍較弱。今年調(diào)查顯示，本土高端IC產(chǎn)品比例有所增加，在移動(dòng)通信、數(shù)字電視、電子支付等領(lǐng)域已有所進(jìn)展。除去傳統(tǒng)的3C領(lǐng)域，新興行業(yè)對(duì)本土IC設(shè)計(jì)公司的吸引力顯著上升，包括能源電力、照明顯示、工控安防、醫(yī)療電子、汽車(chē)電子、國(guó)防航空及測(cè)試設(shè)備。在低碳節(jié)能的大趨勢(shì)下，新能源汽車(chē)、智能電網(wǎng)、LED照明、太陽(yáng)能、風(fēng)能等新興行業(yè)對(duì)相關(guān)芯片、功率器件需求日增，并將在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。此外，未來(lái)幾年，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端應(yīng)用仍是眾多本土IC公司的產(chǎn)品研發(fā)方向。

　　綜上所述，目前中國(guó)IC設(shè)計(jì)業(yè)具有以下特點(diǎn)：企業(yè)規(guī)模仍然偏小;設(shè)計(jì)能力有待提升;高端產(chǎn)品研發(fā)能力不足，產(chǎn)品仍以中低端為主，但在消費(fèi)電子、通信等領(lǐng)域已經(jīng)嶄露頭角，并取得較大進(jìn)展。