专业IP设计商—IDM的发展趋势

近年来，由于IC生产技术更新速度的加快，导致芯片生产耗资巨大。另外，SoC的多功能化使SoC的设计越来越难，一个半导体IDM(集成器件制造商)按原有传统方式经营已面临严峻的挑战。因此，越来越多的半导体商走向无工艺线(fabless)的模式，从而能充分利用世界最先进的芯片及生产服务。把代工厂作为战略伙伴，将生产交给芯片代工厂完成，自己则充分利用最先进的技术和尽可能低的投资来保证产品的竞争优势，成为专业的IP设计商。

传统IC的制造过程向无工艺线的转变
传统的IC制造过程包括以下几个阶段：
?产品计划的制定。制定一个经过深思熟虑的产品计划，包括设计目标、IP资源和达到目的的预算表及总投资表等。
?IC设计。组建一个IC设计队伍，确定IP伙伴，系统集成工程师队伍等，这一阶段的目标是取得GDSII文件。
?制造。设计掩模，进行芯片生产和PCM测试，这一阶段的目标是取得晶片。
?组装。验证晶片，完成集成和封装，这一阶段的目标是取得封装后的IC。
?最终产品质量及可靠性检查。
?市场化。
由于资金、技术以及市场对SoC功能要求的不断发展，导致这种由一家独立完成的传统IC制造过程越来越少，转而出现了无工艺线的商业模式。截止2001年，世界上有近450家无工艺线的半导体商。可以预计，到2010年，世界上的50%以上的芯片将以无工艺线的方式，由专业IP设计商的代工厂完成。

无工艺线商业模式
无工艺线的商业模式就是打破整个IC的生产链，把芯片生产交给大型芯片代工厂，并在IC设计中引进专业IP设计商的IP。在无工艺线市场中，主要有三种商业模式：
?Customer-Owned Tooling 模式(或COT模式)
COT 模式就是半导体公司自己计划和控制IC 生产过程的每一个阶段，与专业IP 设计商合作进行IC 设计，提供完全从逻辑分析到规划芯片的数据库，一般是以GDSII 形式交给芯片代工厂进行生产。按COT 模式，无工艺线半导体公司可以完全了解和控制IC 设计，并且可以直接控制产品的造价而赢得商业成功。
?专用集成电路模式
专用集成电路模式就是把产品计划交给ASIC 公司，由ASIC 公司去做IC 设计和生产。 ASIC 模式运行方便但很贵。一般来说, ASIC 供应商要完全负责门级芯片的开发，完成后端设计服务和芯片制造。ASIC 的费用将包含非重复工程 (NRE) 费以及每个芯片的专利费。由于这个额外的服务，每个芯片的造价要比COT模式高。
?FPGA 模式
FPGA具有可编程性,产品上市快，但产品价格高，功耗高，性能及集成度往往不足。
比较三种模式，COT 模式是最经济，技术上最灵活的IC 商业模式。由于今天SoC的设计越来越复杂，导致对专业IP 设计商的IP 的需求越来越大。COT 模式提供了最灵活的使用最好IP的模式；用ASIC模式，您只能依靠ASIC公司所拥有的IP资源。
无工艺线商业模式的优势在于：
?建立一个新的300mm 的芯片生产线将需投资40亿美元。但作为无工艺线的半导体公司，完全可以减少在代工厂技术更新上的这笔投资，而集中力量和资金搞产品更新和专业IP。设计商与代工厂合作，能充分利用最先进的技术和尽可能低的投资来保证产品的竞争优势。
?专业芯片代工厂专注于生产和提供最先进的生产技术。另一方面，这些代工厂不会与他们的客户竞争。所以，竞争对手不可能得到您的产品及IP的秘密。
?打断整个生产链，将允许半导体商集中力量巩固和加强其核心部分的竞争地位，并能利用合作伙伴的优质服务，从而保证走在市场的最前面，实现时间创造利润的目的。

专业IP设计商
专业IP 设计商专注于IP 设计，往往拥有最丰富和广泛高尖端IP 资产。这其中包括：
IP 资源
?硬IP 和软IP。硬IP 是与生产工艺相关的IP，如：ADC/DAC、 PLL等。软IP 是与生产工艺无关的IP，如嵌入式处理器、先进的编译器等。
?代工厂IP。99%的代工厂IP事实上仍来自于专业IP 设计商。包括那些由代工厂做宣传的基本IP 库。代工厂可以提供免费的一般应用IP。
?客户定制IP。一般代工厂IP 库是满足大多数客户的。如果客户需要低功耗、高性能的IP，就只能使用客户定制的IP。很多专业IP 设计商提供客户定制IP，包括很多模拟及混合信号IP。例如, 世界领先的IP 设计商Chipidea Microelectronics. S. A.拥有300 多种类齐全的IP 库，包括ADC/DAC、模拟基带、RF、物理接口和电源管理等。
IP 交易内容
?客户支持。优质客户支持必须要考虑：在集成专业IP设计商的IP时，是否有专业工程师回答您所遇到的问题；您的问题是否得到及时和认真的回答；需要多长时间能得到您的关键问题的答案。
?IP 价格和商业模式。IP 费用一般包括许可费、NRE、专利费、维修费。专业IP设计商通常提供两种基本的商业模式：买断式和专利式。买断式是一个简单的IP 付款商业模式，可以避免付那些昂贵的专利费，只需要付IP使用授权费。专利式需要付IP 使用的前端费用，IP 前端费用一般是IP 一次使用授权费的60%，之后要加上每个芯片的专利费，最终所付的费用要比买断式高得多。
?IP 交付。在IP合同中, 讲好IP交付的条件是很重要的。例如，IP 将以GDSII 文件还是只以RTL或 HDL形式交给客户。还应讲好IP 交付的时间限制，如果超过期限，应如何处理等。

当今领先的IP设计商
表1 列出了当今业界领先的IP 设计商的排名顺序(源于2002 年http://www.design-reuse.com/ 第四季度的IP/SoC 市场调查报告)。
系统级芯片和IP发展带给半导体产业一个全球化的新机遇，即通过孕育、发展和联合国际化的人才技术来建立市场竞争优势，寻找新的业务增长点。预计在不远的将来，系统级芯片的集成方式可能还会随着市场要求、系统应用、工艺技术甚至是关键电路模块的设计而变化。专业的IP设计商将成为IDM的发展趋势。我们相信，谁把握住了人才和技术，把握住了市场的发展，并随着市场的变化勇于开拓创新，谁就把握住了未来。■