在舉辦的“中國集成電路設(shè)計(jì)業(yè)2012年會(huì)暨重慶集成電路創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇”上，中國IC設(shè)計(jì)業(yè)上下游企業(yè)圍繞產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、機(jī)遇與挑戰(zhàn)、調(diào)整與創(chuàng)新、合作與共贏等相關(guān)議題，深入探討集成電路設(shè)計(jì)業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，探討提升企業(yè)基礎(chǔ)能力、增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)整體能力的途徑。本報(bào)選取了他們的精彩觀點(diǎn)與讀者分享。

追求尖端工藝存在迷思

中國IC業(yè)的目標(biāo)市場和歐美公司有所差異，因此中國大陸會(huì)采用適當(dāng)?shù)墓に?，開發(fā)出適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品，創(chuàng)造快速成長的市場。

28nm及以下工藝的資本投入巨大，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的周期又很長，因此在進(jìn)行產(chǎn)能擴(kuò)充時(shí)有必要和客戶仔細(xì)商討，仔細(xì)權(quán)衡各種因素。隨著市場對先進(jìn)工藝的需求不斷走高，臺(tái)積電（TSMC）也在加快開發(fā)步伐，計(jì)劃明年1月20nmSoC試產(chǎn)，11月16nm FinFET試產(chǎn)。

在先進(jìn)工藝的演進(jìn)規(guī)劃上，臺(tái)積電的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)是10nm。至于工藝微細(xì)化的關(guān)鍵——光刻技術(shù)，必需持續(xù)提高效率和降低成本。28nm工藝采用HKMG技術(shù)，16nm工藝采用FinFET技術(shù)，到了10nm節(jié)點(diǎn)，必將出現(xiàn)新的技術(shù)挑戰(zhàn)。從全球主要半導(dǎo)體公司的工藝進(jìn)程來看，英特爾在CPU工藝上持續(xù)領(lǐng)先，三星則在存儲(chǔ)器領(lǐng)域領(lǐng)先，而TSMC面向的產(chǎn)品線更加全面，在集成度和線寬方面均保持先進(jìn)性?？梢哉f，在后道工藝的布線寬度上TSMC已做到業(yè)界最小。

臺(tái)積電今年?duì)I收約為170億美元，中國大陸業(yè)務(wù)比重約占全公司的5%%，增長很快。中國大陸客戶已有多家公司40nm產(chǎn)品進(jìn)入批量生產(chǎn)，明年預(yù)期會(huì)有更多，這說明中國大陸對先進(jìn)工藝的需求非常大。28nm需要投入更多資源、有更大的把握度和市場需求才有可能立項(xiàng)，而中國大陸客戶進(jìn)入28nm很快，說明了中國大陸IC設(shè)計(jì)企業(yè)的市場把握能力。中國IC設(shè)計(jì)企業(yè)的目標(biāo)市場和歐美公司只著重高功能需求有所差異，因此中國大陸會(huì)采用適當(dāng)?shù)墓に?，開發(fā)出適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品，創(chuàng)造出巨量和快速成長的市場。

中國大陸代工產(chǎn)業(yè)目前存在一種迷思（Myth），就是極力追求尖端工藝，而臺(tái)積電則是成熟和先進(jìn)工藝并進(jìn)，針對SoC、MEMS、高壓、嵌入式存儲(chǔ)器等組成了一個(gè)廣泛而全面的工藝平臺(tái)。隨著業(yè)界需要的產(chǎn)品集成度愈來愈高，性能和功耗的要求愈來愈強(qiáng)，臺(tái)積電廣而深的工藝平臺(tái)最能滿足客戶需求。

中國大陸IC業(yè)差異化重在架構(gòu)

設(shè)計(jì)必須考慮工序、IP、封裝測試等因素，涉及算法設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、電路板設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，相應(yīng)地對EDA供應(yīng)商提出巨大挑戰(zhàn)。

半導(dǎo)體行業(yè)正在經(jīng)歷巨大變化，嵌入式處理器和混合信號(hào)SoC產(chǎn)品設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，客戶向EDA行業(yè)尋求的是設(shè)計(jì)創(chuàng)建、整合與優(yōu)化的最快途徑。隨著以FinFET、3DIC為代表的先進(jìn)制造工藝不斷涌現(xiàn)，對EDA工具也提出了新的要求，從28nm到20nm

EDA工具的改動(dòng)很大，采用FinFET工藝后對EDA工具的要求變化更大，而且每家代工廠工藝提供的涉及速度、功耗和成本的一系列復(fù)雜條件都不相同。做設(shè)計(jì)必須考慮工序、IP、封裝測試等因素，使邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)可以互通，這又涉及算法設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、電路板設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，相應(yīng)地對EDA供應(yīng)商提出巨大挑戰(zhàn)。

Cadence在積極創(chuàng)新應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，加快在下一代設(shè)計(jì)工具方面的開發(fā)，目前20nm的物理設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工具正在成熟。此外，Cadence正在進(jìn)行16nm工具的開發(fā)，以更好地支持代工廠。在模擬電路和全定制數(shù)字電路方面，在以Virtuoso-ADE為主的條件下，將繼續(xù)推廣“模擬設(shè)計(jì)約束”的新方法以減小設(shè)計(jì)失誤、繼續(xù)加強(qiáng)PDK的功能以提高設(shè)計(jì)效率等。

同時(shí)，Cadence還致力于垂直一體化的合作，加強(qiáng)與ARM、臺(tái)積電的合作開發(fā)。在合作方面，ARM公司考慮怎么發(fā)揮EDA工具的潛能，Cadence考慮工具的效率和優(yōu)化，進(jìn)行一對一的貼身服務(wù)。今年6月，Cadence與臺(tái)積電合作生產(chǎn)出第一顆3D

IC實(shí)驗(yàn)芯片。10月份Cadence與IBM合作，基于IBM 14nm并使用其FinFET工藝設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了第一顆ARM Cortex-M0處理器。

在移動(dòng)時(shí)代，ARM通過建立領(lǐng)先的生態(tài)系統(tǒng)保持領(lǐng)先。從未來發(fā)展來看，云計(jì)算、服務(wù)器等將有較大發(fā)展，F(xiàn)acebook或Google將定義服務(wù)器功耗等指標(biāo)，X86架構(gòu)也將有一席之地。以前是終端的需要和進(jìn)步帶動(dòng)芯片業(yè)的進(jìn)步，現(xiàn)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)則是被Google等軟件廠商來主導(dǎo)，因?yàn)樘幚砥餍酒仨氈С諫oogle操作系統(tǒng)。

雖然中國大陸IC設(shè)計(jì)業(yè)面臨IP核同質(zhì)化的問題，但在架構(gòu)方面，如核與核的連接、與存儲(chǔ)器的連接、時(shí)鐘是4相還是8相，怎么布線、怎么熟練使用EDA工具提高開發(fā)效率和成功率等等都可實(shí)現(xiàn)差異化，并不是用一樣的IP、一樣的工藝就沒法差異化的。

深度廣度并舉才能滿足中國大陸IC需求

中國大陸IC業(yè)十大受關(guān)注市場為通信、智能卡、計(jì)算、多媒體、模擬、導(dǎo)航等，EDA工具需要提供足夠?qū)挼募夹g(shù)支持。

新思科技最近進(jìn)行了一系列的收購，如收購EVE公司，為其驗(yàn)證平臺(tái)增添了高性能、高容量的仿真加速能力。此外，還花費(fèi)4億美元收購思源科技，進(jìn)一步加強(qiáng)其強(qiáng)大的系統(tǒng)級芯片糾錯(cuò)能力。新思的市場策略是與中國IC產(chǎn)業(yè)全面融合，針對EDA工具提供全系統(tǒng)級方案，使客戶能夠不斷應(yīng)對當(dāng)前復(fù)雜IC設(shè)計(jì)的需求。

作為全球第二大IP供應(yīng)商，新思也在IP核方面不斷加強(qiáng)力量?，F(xiàn)在IC設(shè)計(jì)業(yè)進(jìn)入到SoC時(shí)代，90%%以上產(chǎn)品需要IP的授權(quán)，或者通過自有IP進(jìn)行集成設(shè)計(jì)。新思在IP方面可提供接口IP等完整的解決方案。目前中國大陸IC設(shè)計(jì)業(yè)在追趕國外先進(jìn)水平，而國外IC設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展很多年了，有內(nèi)生IP的積累，中國大陸IC設(shè)計(jì)業(yè)要實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展需要成熟的數(shù)字與模擬IP。中國大陸IC設(shè)計(jì)業(yè)在深度和廣度方面都在不斷延伸，在深度方面，中國大陸IC設(shè)計(jì)從32nm/28nm到22nm;在廣度方面，工藝分布覆蓋很廣，這些都需要EDA工具商有能力提供針對性的工具服務(wù)和IP。中國大陸IC設(shè)計(jì)業(yè)的十大受關(guān)注市場在于通信、智能卡、計(jì)算、多媒體、模擬、消費(fèi)類等，需要立體策略滿足多元化需求，因?yàn)榭蛻粜枨蟛粌H要深度，還要廣度，需要提供足夠?qū)挼募夹g(shù)。

2012年新思在EDA工具方面的營收超過17億美元，在IP方面，過去幾年，年均增長率為20%%～30%%。IP要做好不容易，但新思堅(jiān)持投入，前兩年才開始贏利。雖然EDA工具的利潤比IP高，但在與客戶合作深度方面，IP供應(yīng)商比EDA工具商更能深入到客戶項(xiàng)目中來。目前中國大陸IC設(shè)計(jì)業(yè)對先進(jìn)工藝跟進(jìn)很快，更多公司開始進(jìn)入22nm、20nm階段，芯片設(shè)計(jì)得越來越復(fù)雜，對驗(yàn)證的要求也越來越高，更加需要軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。新思也在加大力度支持先進(jìn)工藝的開發(fā)，在前端設(shè)計(jì)綜合、后端布局布線上提供更全面系統(tǒng)的服務(wù)。

硬件仿真加速器更具優(yōu)勢

業(yè)界采用軟件仿真、FPGA仿真和硬件仿真三種仿真加速方法，硬件仿真加速器吸取前兩者優(yōu)點(diǎn)，在效率和Debug上實(shí)現(xiàn)平衡。

先進(jìn)工藝帶來的成本下降誘惑非常大，業(yè)界都愿意采用先進(jìn)工藝，但是先進(jìn)工藝開發(fā)往往會(huì)面臨瓶頸，因而需要其他手段來滿足成本驅(qū)動(dòng)要求。明導(dǎo)的策略不只是捆綁先進(jìn)工藝，而且要超越EDA工具供應(yīng)商的角色，為客戶提供更多的增值服務(wù)。

隨著多核復(fù)雜度不斷提升，給軟件開發(fā)者帶來了巨大的挑戰(zhàn)，需要在原型設(shè)計(jì)階段進(jìn)行軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。明導(dǎo)與競爭對手區(qū)別在于在原型設(shè)計(jì)階段即可開始進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，一直到驗(yàn)證階段都在同一平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，從而快速開發(fā)軟件。隨著SoC設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，需要越來越多的IP，如果每個(gè)IP都有一個(gè)Bug，就會(huì)導(dǎo)致SoC的缺陷增高。明導(dǎo)采用軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的方法可加速IP驗(yàn)證。

明導(dǎo)不僅在原型設(shè)計(jì)階段提供高效工具，在物理驗(yàn)證環(huán)節(jié)的工具實(shí)力也很強(qiáng)。在物理驗(yàn)證階段，代工廠會(huì)提供相應(yīng)的規(guī)則，要100%%符合規(guī)劃才能生產(chǎn)。3DIC等先進(jìn)工藝涉及的參數(shù)不一樣，如寄生參數(shù)提取等，明導(dǎo)是行業(yè)中較早介入3D IC工具開發(fā)的廠商。

從仿真加速方法來看，業(yè)界主要采用軟件仿真、FPGA仿真和硬件仿真加速，軟件仿真的缺點(diǎn)是慢，但Debug比較方便，隨著芯片復(fù)雜度的提升，軟件仿真速度將跟不上。FPGA仿真速度是最快的，但是沒有辦法Debug，只能分析出現(xiàn)了問題，卻分析不出哪里出了問題。一般是通過FPGA仿真知道有問題了，還要再在硬件仿真器上進(jìn)行Debug，兩者互相補(bǔ)充。而硬件仿真加速器則吸取了兩者的優(yōu)點(diǎn)，在效率和Debug上可實(shí)現(xiàn)平衡。

明導(dǎo)最新推出的硬件仿真器優(yōu)勢在于：一是容量大，可支持到兩億門級，并行可到十億門級;二是能耗低;三是采用新的驗(yàn)證方法學(xué)，以前只能驗(yàn)證硬件，現(xiàn)在還可驗(yàn)證軟件。對于客戶而言，在設(shè)計(jì)復(fù)雜度、客戶規(guī)模到了一定階段就會(huì)選擇硬件加速器。明導(dǎo)也將重點(diǎn)在中國大陸推廣其硬件仿真器。

獲利能力是中國大陸IC業(yè)下階段重大考驗(yàn)

中國大陸IC業(yè)的追求不僅限于先進(jìn)制程，大陸IC企業(yè)要在定位、切入點(diǎn)、時(shí)機(jī)把握上對抗同質(zhì)化。

中國大陸電子產(chǎn)業(yè)的特色呈現(xiàn)出快、多、低、短幾個(gè)方面：快即市場改變快速、多即生產(chǎn)廠商多、低即低價(jià)、短即市場窗口短。處在電子產(chǎn)業(yè)上游的中國IC業(yè)因此發(fā)展出一套有效的戰(zhàn)術(shù)：一是專攻，集中產(chǎn)品開發(fā)資源在先鋒產(chǎn)品上，專攻大陸市場;二是搶市，產(chǎn)品快速上市，快速攻占市場份額，進(jìn)行緊密的本地化支持;三是客戶導(dǎo)向，產(chǎn)品規(guī)格定位精準(zhǔn)不超規(guī)，第一時(shí)間響應(yīng)市場變化。所以即使面臨國際大廠的激烈競爭，大陸IC設(shè)計(jì)業(yè)仍然能發(fā)揮主場優(yōu)勢，獲取市場份額，并且保持成長。

放眼未來2年～3年，國際大廠已經(jīng)把中國大陸IC市場的競爭拉高到系統(tǒng)層級了。在系統(tǒng)層級上，競爭層次除了設(shè)計(jì)工藝之外，還側(cè)重在芯片封裝和測試工藝、零件減量規(guī)劃甚至公版設(shè)計(jì)等，成本優(yōu)化的騰挪空間增加得非常多。所以如果大陸IC設(shè)計(jì)業(yè)還墨守在硅片層級，盲目追求最先進(jìn)的設(shè)計(jì)工藝，那么競爭選項(xiàng)和彈性可能反而會(huì)受到限制。

參考其他地區(qū)的行業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，本人認(rèn)為中國大陸IC設(shè)計(jì)業(yè)將經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段：先是搶占市場、更加快速切入市場的第一階段;在占據(jù)一席之地后，進(jìn)入提升獲利能力的第二階段;第三階段是打造永續(xù)經(jīng)營能力的階段。近幾年中國大陸IC設(shè)計(jì)廠商的數(shù)量快速增加，所以目前分布上可能大多處于第一階段，相信未來幾年將會(huì)有相當(dāng)數(shù)量的公司進(jìn)入第二或者第三階段。中國大陸IC設(shè)計(jì)企業(yè)也要在定位、切入點(diǎn)、時(shí)機(jī)的把握上來對抗同質(zhì)化。

聯(lián)電作為代工廠，并不認(rèn)為中國大陸IC業(yè)的追求僅限于先進(jìn)制程。目前采用40/28nm工藝的IC設(shè)計(jì)不超過兩成，還有80%%的設(shè)計(jì)使用成熟工藝。以顯示器驅(qū)動(dòng)IC為例，從HVGA、WVGA/qHD、WXGA/HD，到FullHD等顯示分辨率，驅(qū)動(dòng)IC的工藝技術(shù)依照頻寬和儲(chǔ)存器需求，高利潤點(diǎn)各不同（分別為0.16μm、0.11μm、80nm以及55nm等），但這些產(chǎn)品都是市場上同時(shí)存在的。因此，IC設(shè)計(jì)業(yè)其實(shí)可以在最低成本和最高工藝之間追求一個(gè)最高的性價(jià)比，兼顧市場競爭力和獲利能力。聯(lián)電希望能積極地回應(yīng)中國大陸IC設(shè)計(jì)客戶對先進(jìn)與成熟工藝的全面需求，我們認(rèn)為28nm工藝會(huì)延續(xù)很長時(shí)間。

設(shè)計(jì)廠商需側(cè)重架構(gòu)和軟件

中國大陸FabLite和DesignLite模式盛行，芯片也越來越成為一個(gè)SoC，軟件也變得更加重要，需要設(shè)計(jì)廠商側(cè)重架構(gòu)和軟件。

從最近幾年發(fā)展來看，全球IC設(shè)計(jì)業(yè)的R&D投入年均增長2.2%%～2.5%%，但營收的年均增長率只有1.5%%～1.6%%。這是一個(gè)值得業(yè)界思考的問題，因?yàn)镺EM的研發(fā)投入每年大概是營收的5%%～8%%之間，而全球IC巨頭一般是16%%～17%%。

從IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特征來看，一是中國大陸FabLite和DesignLite模式盛行，二是芯片越來越成為一個(gè)SoC，軟件也變得更加重要，需要設(shè)計(jì)廠商側(cè)重架構(gòu)和軟件。

中國大陸市場最引人注目的是智能終端的熱銷。目前中國大陸智能手機(jī)終端BOM成本比國外同行低11%%左右。我們知道，AP（應(yīng)用處理器）開發(fā)比BP（基帶）要難，對于IC設(shè)計(jì)廠商來說，如果只有處理器，沒有基帶芯片，發(fā)展會(huì)更難。最近基于28nm的、支持LTE的4核5模AP+BP芯片已經(jīng)面世，相信LTE市場將在2015年后發(fā)展起來。在平板電腦方面，需要不同芯片廠商的聯(lián)合，比如做處理器和基帶芯片廠商可以聯(lián)合起來進(jìn)行SiP封裝，提升競爭力。但中國大陸IC設(shè)計(jì)企業(yè)不愿意聯(lián)合，而BP是比較難開發(fā)的，只做AP開發(fā)的公司需要注意這一點(diǎn)。在智能TV方面，智能安卓電視盒子的發(fā)展廣受關(guān)注，而人機(jī)界面將會(huì)在語音、手勢識(shí)別、用戶體驗(yàn)方面進(jìn)一步提升。

目前還存在巨大的藍(lán)海市場，比如LEP（等離子光源）照明芯片，它采用的是高壓工藝，芯原與客戶一起合作開發(fā)的芯片3個(gè)月就一次流片成功。還有醫(yī)療電子，比如為小孩打針，通常不好找到血管，通過微投影技術(shù)可以一下子就找準(zhǔn)血管。此外，汽車電子也值得關(guān)注。

目前芯原專注于在多媒體、語音和無線通信等應(yīng)用市場提供設(shè)計(jì)服務(wù)，提供市場領(lǐng)先的ZSP可授權(quán)內(nèi)核和平臺(tái)、業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體IP以及可升級的ASIC全包服務(wù)，可以加速客戶ASIC設(shè)計(jì)（從初步的規(guī)格到硅產(chǎn)品）、在硅產(chǎn)品方面按時(shí)按規(guī)格取得一次性流片成功以及使客戶硅產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。芯原不僅僅是一個(gè)IP提供商，芯原是一個(gè)為客戶提供全面半導(dǎo)體解決方案定制服務(wù)的廠商。

做IP至少要熬五年

IP生態(tài)不好做，IP從研發(fā)到贏利至少需要5年時(shí)間，只有足夠堅(jiān)韌的公司才能生存下來。

目前中國大陸的IC企業(yè)設(shè)計(jì)相對復(fù)雜的高端SoC芯片的數(shù)量正在顯著增加，這要求他們使用高質(zhì)量、穩(wěn)定和商業(yè)化的處理器IP。泰思立達(dá)正不斷在中國市場加大投入力度。IP生態(tài)不好做，IP從研發(fā)到贏利至少需要5年時(shí)間，只有足夠堅(jiān)韌的公司才能生存下來。

IP廠商要立足，一是要能做別人不愿做的事，二是要能做別人做不了的事。比如要支持移動(dòng)新標(biāo)準(zhǔn)LTE對視頻1080P的傳輸，需要DSP核有完全不同的架構(gòu)，別的廠商考慮到技術(shù)難度及利潤等問題不愿涉足，而泰思立達(dá)的DSP核解決方案已可支持如此高清晰度的傳輸。此外，針對泰思立達(dá)的DSP核，客戶可提供軟件，我們在定制和通過驗(yàn)證之后再提供給客戶，客戶可節(jié)省驗(yàn)證環(huán)節(jié)。

對于中國大陸SoC設(shè)計(jì)公司而言，不能只考慮IP，還要把設(shè)計(jì)、制造等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)掌握在自己手中。從MIPS最近被收購的消息可以看出，在ARM推出64位核后，MIPS很難生存。MIPS沒有建立自己完整的生態(tài)系統(tǒng)，蘋果、微軟都支持ARM，因此MIPS的發(fā)展受到影響。此次MIPS收購不知為何中國大陸IC設(shè)計(jì)企業(yè)沒有參與，中國大陸IC設(shè)計(jì)企業(yè)應(yīng)該與政府合作把MIPS買下來，否則中國大陸企業(yè)很難開拓價(jià)值鏈體系。中國大陸IC設(shè)計(jì)企業(yè)在認(rèn)知和設(shè)計(jì)能力上都應(yīng)該要有所提升。

泰思立達(dá)一直以來在DSP核領(lǐng)域深耕，主要側(cè)重于通信、音視頻、圖像處理應(yīng)用。2012年預(yù)計(jì)有20億顆芯片采用我們的DSP核。隨著LTE市場起步，由于LTE的數(shù)據(jù)量很大，一般需要更高效能、更低功耗，而且具有設(shè)計(jì)彈性的DSPIP來做基帶。泰思立達(dá)已開發(fā)出了用于LTE-Advanced（LTE-A）的新DSPIP核，不僅可以支持LTE-A，還可以支持包括LTE及HSPA+在內(nèi)的已有通信方式。
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