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半导体

IP核如何从“依赖”转为“依靠”

记者 慕容素娟


IP核作为SoC设计的重要组成部分,其重要性不言而喻。不过,IP搭载的情况却不容乐观。在去年IC设计十周年年会上,“滥用IP核”被指出是当前影响本土IC设计业发展的三大症结之一。在业界甚至还有一种说法,本土IC企业被称为“IP核组装工”。那么,过于依赖IP核会带来哪些不良影响?是什么原因导致IP核的过于依赖,又该如何扭转该现状?为此,《中国电子报》记者进行了深入采访,希望从中找到相关解答。


 


过度依赖IP降低设计能力


IP核依赖的问题不是出在IP核本身上,企业使用IP核也无可厚非。关键是我们如何看待IP核,如何使用IP核。


近年来,国内IC设计企业使用的IP核越来越多,有些SoC使用的IP核数量达到几十个,对IP核的依赖程度也越来越高。


中国半导体行业协会IC设计分会理事长魏少军指出,过于依赖IP核会带来三方面问题:


一是产品的同质化。企业开发的SoC需要有差异化,由于应用的同质化竞争已经十分严重,SoC的差异化就成为大家必须关注的焦点。而大量使用第三方的IP核,不可避免地出现SoC性能、功耗,甚至成本的同质化。


二是对所研制的SoC性能产生严重制约。第三方开发的IP核,往往需要兼顾尽可能多的使用者的要求,所以性能等指标的冗余度较大,且由于使用者大多不去对IP核进行优化,带来的直接影响是SoC的性能受制于IP核而无法提升。


三是由于有可用的IP核,企业自身不愿再投资做研发,久而久之,养成了依赖,有合适的IP核甚至就不会做设计了。


事实上,我国IC设计企业对IP核的依赖已经开始导致设计能力的下降,至少在过去的几年中基础能力的提升和设计技术的进步非常缓慢。魏少军认为,“在这种情况下,IC设计被称为IP组装工也就不足为奇。长此以往,对中国IC设计业的能力提升显然负面的影响很大。”


赛迪顾问副总裁李珂告诉《中国电子报》记者:“从企业层面来讲,依赖IP核不利于企业核心竞争力的发展;从国家层面来看,会影响国家自主知识产权的积累。”


“IP核依赖的问题不是出在IP核本身上,企业使用IP核也无可厚非。关键是我们如何看待IP核,如何使用IP核。”魏少军指出。


记者也对国内几家芯片企业代表进行了采访。Springsoft(思源科技)中国区技术服务总监匡一宁认为,导致当前过于依赖IP核的原因主要在于当前终端市场空间比较大。当前国内芯片企业主要依靠应用和整机来获取竞争优势。通过搭载IP核,就可在短时间内迅速推出产品,终端市场空间使得这种模式目前还有利润空间。匡一宁指出,从长远来看,国内企业可能需要转向自己设计IP核,更精细地做IC。


中兴通讯微电子研究院技术总监朱晓明告诉记者:“当一个企业想涉足一个行业的时候,如果没有相应的积累,只是在了解IP的组成之后,就进行简单的组合应用,这就是一种‘别人有,我也要有’的从众心理。对于一个成熟的IC企业,它对于IP的购买是非常谨慎的。需要先了解IP的用途、应用程序之后才进行抉择。”


海思半导体一位不愿透露姓名的工程师表示:“芯片产业分工很细,无论是国际还是国内,成熟的芯片设计公司都会评估投入产出比,从而决定特定的IP是购买还是自研。通常来说,通用IP可选择购买,体现竞争力的核心技术需要自研。”



  发展IP核需改变思路和策略


不是我们做不出这些IP核,而是做出来没人敢用。IP核现在最难的是验证和复用。


当前全球设计行业特点是追求低成本和快速上市。在这种情况之下,通过IP核的搭建是实现低成本、快速上市的一个捷径。赛迪顾问副总裁李珂告诉《中国电子报》记者,”在投入产出比以及风险上来看,企业层面依靠IP搭载是能理解的。如果要自身做IP核、从基本模块开始做起的话,第一是成本会比较大,第二时间也会比较长。比如,花两年时间把IP搭起来的话,可能这一代产品就已经过时了。”


回顾中国集成电路产业的发展情况,十年前在IP核的自行研发上还是比较红火,但是现如今自主研发的企业不是越来越多,而是越来越少。


对此,李珂认为,不是我们做不出这些IP核,而是做出来没人敢用。IP核现在最难的是验证和复用。在IP核验证层面上,目前没有一个合适的手段或者权威的机构来做IP核的检测。在复用层面上,即使做出的IP核好用,购买的企业还要考虑是不是真正地符合企业自身的系统。像ARM这样的就不会有这种情况,因为它的一款产品可能有诸多使用过,接口、设计规则等业界都已知晓。但对于一个新的IP核来说,复用就很难。还有一点是,目前验证和复用是国家技术创新体系之外。


对于已经可以自行设计IP的芯片企业来说,能否共享这些知识产权?李珂认为:“由于兴趣和精力的原因,这些芯片企业也无法共享这些知识产权。企业没有兴趣是因为IP利润收入很小,也无法做大。在企业的经历上,展讯、海思这些企业的经历主要在自己的芯片、基带建设上,没有精力推广自己的IP核。”


在政府层面的助推上,李珂指出了一条开阔性的思路。“国外有很多成熟的IP核都是经过验证的,有些企业一年只有几千万美元。比起从头花时间和成本设计,不如收购一些IP核企业,而且避免验证和复用问题,收效会很大。


收购有两个层面:一是企业可以考虑,同时国家通过专项资金、政策进行鼓励和支持。二是国家考虑出钱收购。这需要放到资本层面、或行业整合的层面考虑,而不要放在科技创新的层面考虑。在产业政策上,我们的弊端主要是局限在科研、产业化、资金支持等方式上,一些国际大公司通过收购、兼并、上市等提升成长能力。这些也都值得考虑,谈产业要思路开阔,跳出知识分子的议题范围。”


 


回归IC设计基本面


回归IC设计的基本面,在基础设计能力上做积累。由于常用的IP核并不是太多,只要下足工夫,还是可以做出自己的优秀IP核来。


集成电路设计需要深厚的功底。随着工艺走向超深亚微米,对物理设计的要求将越来越高。


魏少军给出以下建议:我国IC设计企业还是要沉下心来,回归IC设计的基本面,在基础设计能力上做积累。由于常用的IP核并不是太多,只要下足工夫,还是可以做出自己的优秀IP核来。对于第三方的IP核,只要有可能,还是要在人家的基础上做优化,要下决心做出比原厂还好的IP核。此外,要积累和提升基础能力,敢于“向下”做,在物理层面上下功夫。


IP核的商业模式决定了小规模的IP核提供商将面临严峻的生存压力,换句话说,靠IP核的许可费和提成费很难养活一个专业的IP核企业。


“我们的IC设计企业也许要分两步走。”魏少军告诉《中国电子报》记者,“一是在使用第三方IP核的时候,要着重根据自己的要求,深入优化IP核,而不是简单地拿来就用;二是要根据自己的发展,有意识地超前部署IP核的研发。”


企业也在积极探索和实践,君正集成电路股份有限公司副总经理周生雷介绍到,君正加强自主设计能力,尽量使用自己设计的IP核,减少第三方IP核的采购数量。因为随着技术的演进,在40纳米和28纳米工艺下,第三方IP核的采购成本将大大超过流片成本,自主IP核的数量和质量对芯片成本的影响越来越大。


“实际上,对于很多国内公司或国内的设计人才来说,并不是说设计不出这样的芯片,而是不知道该设计什么样的芯片。”匡一宁指出。


对比国际上的巨头,不难看出,这些企业真正的成功,是自身的基础能力决定的。本土IC企业该如何寻找发力点?


朱晓明告诉记者:“终端要与芯片打通,这样芯片的功能可以很好地在终端上充分地体现。如果设计出的产品性能很好,但是无法在终端上充分地体现,那就是徒劳。”


“本土IC企业从系统反推入手比较有机会,像海思、展讯都是靠系统取胜。因为他们拥有定义芯片的机会和能力,才能够积累相应的技术能力来设计出相应的芯片。苹果的成功也主要通过软件等整合建立起系统的优势。”匡一宁认为。


魏少军指出,首先要认清工艺进步会引发什么变化,从而在产品形态上下工夫,要下大力气提升基础设计能力。同时,要关注应用的发展及应用对IC提出的挑战,有目的地超前部署。此外,我国IP核的发展应该更向集成电路代工厂倾斜。



IC观察


要顺势而为 更要主动出击


慕容素娟


IP核、芯片、整机,这是一组不可分离的搭档。有了IP核,芯片才可能实现特有的技术支持;有了芯片,整机才可能实现特有的功能。所以,IP核是整机产品中举足轻重、不可或缺的环节。


IP核的搭载,关键在于怎么使用。如果仅是使用第三方IP核,而没有任何自身的技术优化,或者没有自己的核心技术在其中,设计企业就容易成为IP核的附庸。长此以往,将导致设计能力的下降,产品同质化的加剧。


当前依赖IP核现象是在外因和内因综合作用下形成的。在外因环节上,全球半导体行业呈现低成本、快上市的特点,市场则是“小步快跑”的态势,这使得企业尽可能快的推出新产品,而且当前市场还能够保证企业的投入产出比。这些外部因素导致了企业对IP核的依赖。在内因环节上,部分原因是因为IC设计企业实力不够,但也有部分原因是一些企业存在依赖性或盲目性,缺乏长远战略规划和布局。


在某种程度上来看,IP核依赖的做法是IC设计企业应对市场“顺势而为”的行为,并没有过错。不过,这种行为是一种“应对”行为,存在一定的被动性和依附性,不利于企业核心竞争力的积累。当终端市场空间仍然较大时,依赖IP可以保证一定的投入产出比。但是,当市场发生变化后,仅通过搭载IP核就不一定能保证企业的生存空间。那时,企业再去筹划如何应对、如何挖掘新的市场契机点,就会处在一种被动的局面,会是事倍功半的效果。


实质上,业界指出依赖IP的症结,主要是一种未雨绸缪的考虑。对于风云多变的市场来说,本土IC企业需要有这些思考,从而在实际操作中能够制定出企业可持续性发展的战略规划。这样可以减少企业跟随市场的依附性、被动性和盲目性。


因此,面对充满变数的市场,本土IC企业“顺势而为”还不够,还需要“主动出击”。


首先,本土IC企业需要具备危机意识。危机意识是如履薄冰、如临深渊的忧患意识,它能够触动神经,促使思考;从而谋定而后动,使企业获得生机。


火不烁金,金不成器,本土IC设计业也要正确地看待存在的问题。出现问题不可怕,可怕的是企业没有正确的态度和及时的解决。危机意识能激发企业的敏锐度和洞察力,不仅使企业看到商界静水潜流的一片兴盛,也使其了解背后潜藏的暗流涌动。


华为总裁任正非的危机意识可谓是业界的典范。当大家沉醉在互联网带来的太平盛世时,任正非却给员工和整个IT业敲响了警钟。随后,当IT的冬天到来时,华为已早早地准备好了过冬的棉被。


其次,本土IC企业要量力而行,并力争积累自身的核心设计能力。企业竞争力的内核是产品和技术,在IP核搭载和自行研发上,国内IC企业应根据自身实力、产品特点以及企业定位等因素综合考虑,从而进行当前和长远的全局统筹和战略规划。


每家本土IC设计企业的实力、发展情况并不一样。对于有实力的IC企业来说,应该力争成为行业的领头者,在行业中树立积极的示范和引领作用。对于实力较弱的IC企业,也不要妄自菲薄,也应力争上游。当不了主帅和大将,也应该力争成为举足轻重的车、炮、马或相。总之,不要将自己成为IC设计业发展浪潮中垫底的兵和卒。



微观点


@老杳:缺IP核没有错,缺啥补啥往往会成为腐败的温床,IC产业还是需要企业主导。


@王渭的微博:中国的IC设计任重道远,什么东西发展都需要过程。先有适合市场的产品才是发展的基础,在发展中壮大才是中国企业应该走的道路。


@风马象:给国内的IP公司创造生存空间,十年之内,应该有几家想要的IP公司。


@hongqi16:IP是砖头,要么买砖,要么自己烧。可以肯定的是买砖很贵,而且人家不一定卖给你。自己烧比较踏实,但头几窑肯定次品多,甚至都是废品。这件事要政府协调,分几批几轮做下来,工艺厂也得进来。


@真正的老坦:国内IC是应用驱动,首先比拼的是产品定义能力;在定义完的基础上,再比拼核心IP,这个是持续竞争能力。


 



《IP核如何从“依赖”转变“依靠”》系列报道链接:




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