專業(yè)IP設(shè)計(jì)商—IDM的發(fā)展趨勢(shì)

近年來，由于IC生產(chǎn)技術(shù)更新速度的加快，導(dǎo)致芯片生產(chǎn)耗資巨大。另外，SoC的多功能化使SoC的設(shè)計(jì)越來越難，一個(gè)半導(dǎo)體IDM(集成器件制造商)按原有傳統(tǒng)方式經(jīng)營(yíng)已面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，越來越多的半導(dǎo)體商走向無工藝線(fabless)的模式，從而能充分利用世界最先進(jìn)的芯片及生產(chǎn)服務(wù)。把代工廠作為戰(zhàn)略伙伴，將生產(chǎn)交給芯片代工廠完成，自己則充分利用最先進(jìn)的技術(shù)和盡可能低的投資來保證產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，成為專業(yè)的IP設(shè)計(jì)商。

傳統(tǒng)IC的制造過程向無工藝線的轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)的IC制造過程包括以下幾個(gè)階段：
?產(chǎn)品計(jì)劃的制定。制定一個(gè)經(jīng)過深思熟慮的產(chǎn)品計(jì)劃，包括設(shè)計(jì)目標(biāo)、IP資源和達(dá)到目的的預(yù)算表及總投資表等。
?IC設(shè)計(jì)。組建一個(gè)IC設(shè)計(jì)隊(duì)伍，確定IP伙伴，系統(tǒng)集成工程師隊(duì)伍等，這一階段的目標(biāo)是取得GDSII文件。
?制造。設(shè)計(jì)掩模，進(jìn)行芯片生產(chǎn)和PCM測(cè)試，這一階段的目標(biāo)是取得晶片。
?組裝。驗(yàn)證晶片，完成集成和封裝，這一階段的目標(biāo)是取得封裝后的IC。
?最終產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性檢查。
?市場(chǎng)化。
由于資金、技術(shù)以及市場(chǎng)對(duì)SoC功能要求的不斷發(fā)展，導(dǎo)致這種由一家獨(dú)立完成的傳統(tǒng)IC制造過程越來越少，轉(zhuǎn)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(dǎo)體商。可以預(yù)計(jì)，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(shè)計(jì)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(gè)IC的生產(chǎn)鏈，把芯片生產(chǎn)交給大型芯片代工廠，并在IC設(shè)計(jì)中引進(jìn)專業(yè)IP設(shè)計(jì)商的IP。在無工藝線市場(chǎng)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(dǎo)體公司自己計(jì)劃和控制IC 生產(chǎn)過程的每一個(gè)階段，與專業(yè)IP 設(shè)計(jì)商合作進(jìn)行IC 設(shè)計(jì)，提供完全從邏輯分析到規(guī)劃芯片的數(shù)據(jù)庫(kù)，一般是以GDSII 形式交給芯片代工廠進(jìn)行生產(chǎn)。按COT 模式，無工藝線半導(dǎo)體公司可以完全了解和控制IC 設(shè)計(jì)，并且可以直接控制產(chǎn)品的造價(jià)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(chǎn)品計(jì)劃交給ASIC 公司，由ASIC 公司去做IC 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。 ASIC 模式運(yùn)行方便但很貴。一般來說, ASIC 供應(yīng)商要完全負(fù)責(zé)門級(jí)芯片的開發(fā)，完成后端設(shè)計(jì)服務(wù)和芯片制造。ASIC 的費(fèi)用將包含非重復(fù)工程 (NRE) 費(fèi)以及每個(gè)芯片的專利費(fèi)。由于這個(gè)額外的服務(wù)，每個(gè)芯片的造價(jià)要比COT模式高。
?FPGA 模式
FPGA具有可編程性,產(chǎn)品上市快，但產(chǎn)品價(jià)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(jì)，技術(shù)上最靈活的IC 商業(yè)模式。由于今天SoC的設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，導(dǎo)致對(duì)專業(yè)IP 設(shè)計(jì)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(shì)在于：
?建立一個(gè)新的300mm 的芯片生產(chǎn)線將需投資40億美元。但作為無工藝線的半導(dǎo)體公司，完全可以減少在代工廠技術(shù)更新上的這筆投資，而集中力量和資金搞產(chǎn)品更新和專業(yè)IP。設(shè)計(jì)商與代工廠合作，能充分利用最先進(jìn)的技術(shù)和盡可能低的投資來保證產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
?專業(yè)芯片代工廠專注于生產(chǎn)和提供最先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)。另一方面，這些代工廠不會(huì)與他們的客戶競(jìng)爭(zhēng)。所以，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不可能得到您的產(chǎn)品及IP的秘密。
?打斷整個(gè)生產(chǎn)鏈，將允許半導(dǎo)體商集中力量鞏固和加強(qiáng)其核心部分的競(jìng)爭(zhēng)地位，并能利用合作伙伴的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，從而保證走在市場(chǎng)的最前面，實(shí)現(xiàn)時(shí)間創(chuàng)造利潤(rùn)的目的。

專業(yè)IP設(shè)計(jì)商
專業(yè)IP 設(shè)計(jì)商專注于IP 設(shè)計(jì)，往往擁有最豐富和廣泛高尖端IP 資產(chǎn)。這其中包括：
IP 資源
?硬IP 和軟IP。硬IP 是與生產(chǎn)工藝相關(guān)的IP，如：ADC/DAC、 PLL等。軟IP 是與生產(chǎn)工藝無關(guān)的IP，如嵌入式處理器、先進(jìn)的編譯器等。
?代工廠IP。99%的代工廠IP事實(shí)上仍來自于專業(yè)IP 設(shè)計(jì)商。包括那些由代工廠做宣傳的基本IP 庫(kù)。代工廠可以提供免費(fèi)的一般應(yīng)用IP。
?客戶定制IP。一般代工廠IP 庫(kù)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(shè)計(jì)商提供客戶定制IP，包括很多模擬及混合信號(hào)IP。例如, 世界領(lǐng)先的IP 設(shè)計(jì)商Chipidea Microelectronics. S. A.擁有300 多種類齊全的IP 庫(kù)，包括ADC/DAC、模擬基帶、RF、物理接口和電源管理等。
IP 交易內(nèi)容
?客戶支持。優(yōu)質(zhì)客戶支持必須要考慮：在集成專業(yè)IP設(shè)計(jì)商的IP時(shí)，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(shí)和認(rèn)真的回答；需要多長(zhǎng)時(shí)間能得到您的關(guān)鍵問題的答案。
?IP 價(jià)格和商業(yè)模式。IP 費(fèi)用一般包括許可費(fèi)、NRE、專利費(fèi)、維修費(fèi)。專業(yè)IP設(shè)計(jì)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(gè)簡(jiǎn)單的IP 付款商業(yè)模式，可以避免付那些昂貴的專利費(fèi)，只需要付IP使用授權(quán)費(fèi)。專利式需要付IP 使用的前端費(fèi)用，IP 前端費(fèi)用一般是IP 一次使用授權(quán)費(fèi)的60%，之后要加上每個(gè)芯片的專利費(fèi)，最終所付的費(fèi)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(yīng)講好IP 交付的時(shí)間限制，如果超過期限，應(yīng)如何處理等。

當(dāng)今領(lǐng)先的IP設(shè)計(jì)商
表1 列出了當(dāng)今業(yè)界領(lǐng)先的IP 設(shè)計(jì)商的排名順序(源于2002 年http://www.design-reuse.com/ 第四季度的IP/SoC 市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告)。
系統(tǒng)級(jí)芯片和IP發(fā)展帶給半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一個(gè)全球化的新機(jī)遇，即通過孕育、發(fā)展和聯(lián)合國(guó)際化的人才技術(shù)來建立市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，尋找新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來，系統(tǒng)級(jí)芯片的集成方式可能還會(huì)隨著市場(chǎng)要求、系統(tǒng)應(yīng)用、工藝技術(shù)甚至是關(guān)鍵電路模塊的設(shè)計(jì)而變化。專業(yè)的IP設(shè)計(jì)商將成為IDM的發(fā)展趨勢(shì)。我們相信，誰把握住了人才和技術(shù)，把握住了市場(chǎng)的發(fā)展，并隨著市場(chǎng)的變化勇于開拓創(chuàng)新，誰就把握住了未來。■