專業(yè)IP設計商—IDM的發(fā)展趨勢

近年來，由于IC生產技術更新速度的加快，導致芯片生產耗資巨大。另外，SoC的多功能化使SoC的設計越來越難，一個半導體IDM(集成器件制造商)按原有傳統(tǒng)方式經(jīng)營已面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。因此，越來越多的半導體商走向無工藝線(fabless)的模式，從而能充分利用世界最先進的芯片及生產服務。把代工廠作為戰(zhàn)略伙伴，將生產交給芯片代工廠完成，自己則充分利用最先進的技術和盡可能低的投資來保證產品的競爭優(yōu)勢，成為專業(yè)的IP設計商。

傳統(tǒng)IC的制造過程向無工藝線的轉變
傳統(tǒng)的IC制造過程包括以下幾個階段：
?產品計劃的制定。制定一個經(jīng)過深思熟慮的產品計劃，包括設計目標、IP資源和達到目的的預算表及總投資表等。
?IC設計。組建一個IC設計隊伍，確定IP伙伴，系統(tǒng)集成工程師隊伍等，這一階段的目標是取得GDSII文件。
?制造。設計掩模，進行芯片生產和PCM測試，這一階段的目標是取得晶片。
?組裝。驗證晶片，完成集成和封裝，這一階段的目標是取得封裝后的IC。
?最終產品質量及可靠性檢查。
?市場化。
由于資金、技術以及市場對SoC功能要求的不斷發(fā)展，導致這種由一家獨立完成的傳統(tǒng)IC制造過程越來越少，轉而出現(xiàn)了無工藝線的商業(yè)模式。截止2001年，世界上有近450家無工藝線的半導體商?？梢灶A計，到2010年，世界上的50%以上的芯片將以無工藝線的方式，由專業(yè)IP設計商的代工廠完成。

無工藝線商業(yè)模式
無工藝線的商業(yè)模式就是打破整個IC的生產鏈，把芯片生產交給大型芯片代工廠，并在IC設計中引進專業(yè)IP設計商的IP。在無工藝線市場中，主要有三種商業(yè)模式：
?Customer-Owned Tooling 模式(或COT模式)
COT 模式就是半導體公司自己計劃和控制IC 生產過程的每一個階段，與專業(yè)IP 設計商合作進行IC 設計，提供完全從邏輯分析到規(guī)劃芯片的數(shù)據(jù)庫，一般是以GDSII 形式交給芯片代工廠進行生產。按COT 模式，無工藝線半導體公司可以完全了解和控制IC 設計，并且可以直接控制產品的造價而贏得商業(yè)成功。
?專用集成電路模式
專用集成電路模式就是把產品計劃交給ASIC 公司，由ASIC 公司去做IC 設計和生產。 ASIC 模式運行方便但很貴。一般來說, ASIC 供應商要完全負責門級芯片的開發(fā)，完成后端設計服務和芯片制造。ASIC 的費用將包含非重復工程 (NRE) 費以及每個芯片的專利費。由于這個額外的服務，每個芯片的造價要比COT模式高。
?FPGA 模式
FPGA具有可編程性,產品上市快，但產品價格高，功耗高，性能及集成度往往不足。
比較三種模式，COT 模式是最經(jīng)濟，技術上最靈活的IC 商業(yè)模式。由于今天SoC的設計越來越復雜，導致對專業(yè)IP 設計商的IP 的需求越來越大。COT 模式提供了最靈活的使用最好IP的模式；用ASIC模式，您只能依靠ASIC公司所擁有的IP資源。
無工藝線商業(yè)模式的優(yōu)勢在于：
?建立一個新的300mm 的芯片生產線將需投資40億美元。但作為無工藝線的半導體公司，完全可以減少在代工廠技術更新上的這筆投資，而集中力量和資金搞產品更新和專業(yè)IP。設計商與代工廠合作，能充分利用最先進的技術和盡可能低的投資來保證產品的競爭優(yōu)勢。
?專業(yè)芯片代工廠專注于生產和提供最先進的生產技術。另一方面，這些代工廠不會與他們的客戶競爭。所以，競爭對手不可能得到您的產品及IP的秘密。
?打斷整個生產鏈，將允許半導體商集中力量鞏固和加強其核心部分的競爭地位，并能利用合作伙伴的優(yōu)質服務，從而保證走在市場的最前面，實現(xiàn)時間創(chuàng)造利潤的目的。

專業(yè)IP設計商
專業(yè)IP 設計商專注于IP 設計，往往擁有最豐富和廣泛高尖端IP 資產。這其中包括：
IP 資源
?硬IP 和軟IP。硬IP 是與生產工藝相關的IP，如：ADC/DAC、 PLL等。軟IP 是與生產工藝無關的IP，如嵌入式處理器、先進的編譯器等。
?代工廠IP。99%的代工廠IP事實上仍來自于專業(yè)IP 設計商。包括那些由代工廠做宣傳的基本IP 庫。代工廠可以提供免費的一般應用IP。
?客戶定制IP。一般代工廠IP 庫是滿足大多數(shù)客戶的。如果客戶需要低功耗、高性能的IP，就只能使用客戶定制的IP。很多專業(yè)IP 設計商提供客戶定制IP，包括很多模擬及混合信號IP。例如, 世界領先的IP 設計商Chipidea Microelectronics. S. A.擁有300 多種類齊全的IP 庫，包括ADC/DAC、模擬基帶、RF、物理接口和電源管理等。
IP 交易內容
?客戶支持。優(yōu)質客戶支持必須要考慮：在集成專業(yè)IP設計商的IP時，是否有專業(yè)工程師回答您所遇到的問題；您的問題是否得到及時和認真的回答；需要多長時間能得到您的關鍵問題的答案。
?IP 價格和商業(yè)模式。IP 費用一般包括許可費、NRE、專利費、維修費。專業(yè)IP設計商通常提供兩種基本的商業(yè)模式：買斷式和專利式。買斷式是一個簡單的IP 付款商業(yè)模式，可以避免付那些昂貴的專利費，只需要付IP使用授權費。專利式需要付IP 使用的前端費用，IP 前端費用一般是IP 一次使用授權費的60%，之后要加上每個芯片的專利費，最終所付的費用要比買斷式高得多。
?IP 交付。在IP合同中, 講好IP交付的條件是很重要的。例如，IP 將以GDSII 文件還是只以RTL或 HDL形式交給客戶。還應講好IP 交付的時間限制，如果超過期限，應如何處理等。

當今領先的IP設計商
表1 列出了當今業(yè)界領先的IP 設計商的排名順序(源于2002 年http://www.design-reuse.com/ 第四季度的IP/SoC 市場調查報告)。
系統(tǒng)級芯片和IP發(fā)展帶給半導體產業(yè)一個全球化的新機遇，即通過孕育、發(fā)展和聯(lián)合國際化的人才技術來建立市場競爭優(yōu)勢，尋找新的業(yè)務增長點。預計在不遠的將來，系統(tǒng)級芯片的集成方式可能還會隨著市場要求、系統(tǒng)應用、工藝技術甚至是關鍵電路模塊的設計而變化。專業(yè)的IP設計商將成為IDM的發(fā)展趨勢。我們相信，誰把握住了人才和技術，把握住了市場的發(fā)展，并隨著市場的變化勇于開拓創(chuàng)新，誰就把握住了未來?！?/p>