芯片国产化热潮，本土IP厂商的见招拆招

来源： 半导体芯闻

过去几年，在多种因素的推动下，国产芯片的关注度空前高涨。但正如大家所看到的，几乎所有人都把目光投向了芯片设计、制造甚至是设备和材料。近几年，IP一词才走上台前，逐渐获得越来越多的关注。

那么，何谓IP？招商证券研报如是说：在芯片设计过程中，有一些通用功能模块可以被反复使用，而半导体 IP 即为此预先设计好的功能模块。于是，业内通常在芯片设计中结合使用 EDA软件与半导体 IP 来缩短芯片设计周期、降低开发成本。“由于性能高、功耗优、成本适中、技术密集度高、知识产权集中、商业价值昂贵，IP是集成电路设计产业的核心产业要素和竞争力体现。”招商证券财报中强调道。

根据IPnest 于 2022 年 5 月发布的“设计 IP 报告”，IP按类别可以分为CPU、DSP、GPU、ISP、有线接口、SRAM 内存编译器、闪存编译器、库和 I/O、AMS、无线接口、基础设施和其他数字）等。如下图所示，在其发布的全球TOP 10的IP供应商中，国内厂商仅有芯原上榜。

有见及此，国内涌现了很多相关企业，力求在这两个环节寻找新的突破。尤其是现在，各种不确定因素的出现，加上终端需求的转变，这一切就变得更迫在眉睫。

国产IP初创企业奎芯科技副总裁王晓阳在早前举办的ICDIA 2022上呼吁：“国内IP公司要尽快在半导体IP种类和制程上面进行全覆盖。”在他看来，这留给我们的时间非常紧迫，但只有这样做，我们才有机会未来在国产制程上面为上下游客户提供更好的解决方案。

奎芯科技副总裁王晓阳

除了奎芯科技以外，还有多家本土IP公司齐聚ICDIA 2022，他们也就本土EDA和IP未来的发展方向，表达了各自观点并提出建议。

安谋科技产品研发负责人刘澍告诉记者，合资公司成立的初衷是奔着两个目标去：一是把Arm这个国际先进技术带到中国来；二是让中国产业继续和国际保持接轨，并且参与到全球的生态建设和产品竞争里面去。“安谋科技本身也有另外一个角色，能够助力中国半导体产业走出自己的一条路，有本土自研IP支撑。”刘澍接着说。他表示，安谋科技希望能够与国内的企业一起携手，让他们有能力与国际一流的芯片公司竞争。也希望籍此能让国产芯片产业发展得更快。

安谋科技产品研发负责人刘澍

基于这样思路，安谋科技基于自研IP和Arm IP本身的产品打造了完整的异构核心计算矩阵。囊括了Arm CPU、GPU等通用计算IP，安谋科技 “周易”NPU、“星辰”CPU、“山海”SPU以及“玲珑”ISP和VPU等自研IP产品。这让安谋科技拥有了为客户提供多元化、满足实际场景需求的解决方案的能力。

除了Arm以外，国内的厂商还在RISC-V、MIPS甚至X86架构的处理器上做了探索。其中，上海芯联芯智能科技有限公司（以下简称“芯联芯”）就是MIPS架构的国内布道者。

据芯联芯高级销售总监，兼任源创芯动（宁波）有限公司总经理王炳立介绍。成立于2018年的芯联芯是一家IP供应商和IC设计服务公司。自2019年以后，公司就取得了MIPS中国区（含香港、澳门）独家商业经营权，并获得MIPS CPU底层架构、所有内核授权及转授权。这也让他们拥有了能够支撑SoC全系列IP的产品，还可以合法地在原来架构的基础上增加和减少指令，对微架构进行一些创新。

芯联芯高级销售总监，兼任源创芯动（宁波）有限公司总经理王炳立

“我们现在也基于当前MIPS CPU在做设计服务相关的事情。在集成电路大好的环境下，希望用最自主可控的IP配合最好的设计服务解决国产化的问题。”王炳立告诉记者。

按照王炳立的观点，拥有了多年积累和多方面领先优势的MIPS已经在多个市场证明了自己。而基于其过去打造的专利池，搭配其硬件多线程、硬件虚拟化以及实时等特点，使得MIPS能够从车规级MCU到ADAS应用的火热国产汽车芯片市场中大显神通。“车规芯片相关服务是芯联芯重点发力方向之一。”王炳立强调。

王炳立同时还谈到，由于RISC-Ⅴ和MIPS相似度非常高，因此如果客户对后者有需求，他们会往这个方向发展。这无疑使得他们有了其他友商所不具备的优势。

根据笔者在ICDIA 2022上的观察，除了上述处理器IP厂商以外，接口IP也是国产IP产业发展比较迅猛的一个方面。一方面，这与国内企业在该领域的差距有关；另一方面，接口IP的市场需求也是国内厂商在这方面大举发力的另一诱因。

同样来源于IPnest的统计数据，得益于高速率协议PCIe、DDR内存控制器和以太网/SerDes的需求增长，接口IP在2021年的产值高达13亿美元，同比增长22.7%。据IPnest预测，到2026年，接口IP的产值将达到30亿美元，这足以看到其背后的潜力。文章开头提到的奎芯科技就是这个领域的一个新晋玩家。

奎芯科技市场及战略副总裁唐睿博士在ICDIA 2022同期的EDA/IP与IC论坛上指出，现在的芯片产业正在开启第三次产业革命。在他看来，这次的产业革命有三大特点：第一是芯片设计企业明显增多，系统厂商和互联网公司纷纷入局；第二是芯片应用的需求日趋多元化，异构多Die的计算架构更符合时代发展趋势；第三，芯片迭代速度明显加快，硬件创新速度需跟上软件发展才能提供必要的算力加速。

奎芯科技市场及战略副总裁唐睿博士

看到了这种需求，奎芯科技应运而生。官网资料显示，奎芯科技推出的高速接口IP，涵盖USB、PCIe、SATA、SerDes、MIPI、DDR、HDMI、DP、HBM等产品，聚焦数据中心、人工智能、消费类电子、汽车电子、物联网等诸多领域。受惠于其深厚的技术积累，公司仅用半年时间就自主设计并成功交付了PSRAM，并已在客户处成功流片并应用。同时，公司的PCIe4.0 PHY已成功流片验证，还通过了协议一致性测试。这让公司有足够的实力投入到新的产品的研发当中去。

“国内的接口IP正处于国产替代过程当中，高速互联IP也是一个相对比较蓝海的市场，拥有巨大的机会”，唐睿博士说。他同时指出，在当前的竞争态势下，Chiplet（芯粒）会是一个“引爆点”。

唐睿博士表示，从现在的产业现状看来，IP复用是赋能创新最重要的一环。而无论是IP复用还是IP硬件化即Chiplet的出现都可以加快下游客户，特别是新的产品公司的迭代速度，以满足他们异构集成的需要，更好的面对客户多元化需求。在他看来，Chiplet本身也是可以提高良率和降低成本的方法，甚至给IP厂商提供新的商业模式的方式。“现在大芯片走到了极限，不走Chiplet的话，就很难缩短研发周期和降低研发成本。”唐睿博士强调。

基于上述对Chiplet和IP的思考，奎芯科技写下了“芯粒高速互联 海量算力源泉”的口号。

2020年成立于珠海的芯耀辉则是国产IP领域不得不提的另一个重要玩家。因为如芯耀辉科技技术支持总监刘好朋所说，在成立两年的时间，芯耀辉就打造了完整的国内先进工艺的IP解决方案，服务于各个应用领域。“我们做的产品向业界引导的厂商靠齐，可能超过他们或者达到某一个水平。”刘好朋补充说。

芯耀辉科技技术支持总监刘好朋

根据之前的报道，在成立一年内，芯耀辉便在国产FinFet先进工艺上快速完成了10/20/32G MP，USB3.2/2.0，MIPI D-PHY，MIPI CD-PHY，MIPI M-PHY，PCIe5.0/4.0/3.0，DDR5/4/3，LPDDR5X/5/4X/4，HDMI2.1/2.0，SATA3.0，SD3.0/eMMC5.1等接口硅IP研发和商用。

除了在先进工艺的接口IP上以国际领先厂商为目标外，芯耀辉在服务上更贴合国内需求，进一步简化客户的开发难度。

“国外的厂商在国内的IP市场份额是90%，但是国外厂商不接地气，在国内的客户要求一些特殊的差异化时，这些厂商不愿意承接。作为本土的IP供应商，芯耀辉愿意贴近客户，针对客户提的要求，我们可以结合公司在SOC方面的知识给其做定制化，包括做子系统、做硬化，做后期的芯片调试等等，给客户更好的体验，以吸引更多的本土客户。”刘好朋说。

同样地，芯耀辉也对Chiplet表现出极大的兴趣。他们也一直积极投入及研究 Chiplet 技术以解决后摩尔时代对芯片新型架构的挑战及国产化落地，推动国内芯片设计和应用在 Chiplet 领域方向的进一步拓展。同时，芯耀辉紧跟 Chiplet 上的国际先进技术和先进应用，积极参与全球通用芯片互联标准的制定与推进，结合中国市场应用特点，推动中国产业发展的技术储备和应用，为 Chiplet 芯片国产化和产业应用奠定坚实的基础。

如果说上述厂商是国产IP市场的后起之秀，那么成立于2006年的芯动科技则可以称得上是行业先驱。据芯动科技VP/技术总监高专介绍，在过去16年里，芯动一直专注于高速接口IP研发，目前可以提供全球各大工艺厂从55纳米到5纳米全套IP核和ASIC定制解决方案，尤其是中国唯一获全球两大5纳米工艺线认证的IP提供商。国内外有很多知名芯片设计公司，都使用过芯动科技的IP技术，其中不乏AMD、微软、高通这样的国际巨头。

芯动科技VP/技术总监高专

具体到Chiplet技术，芯动不仅全国率先发布物理层兼容UCIe的Chiplet IP，也是国内首批加入UCle联盟的厂商之一。高专透露，芯动从两三年前开始就在做Chiplet互联接口的研发，其设计思路和今年推出的UCIe不谋而合，这也是芯动能在UCle标准推出后不到三周，就推出物理层兼容UCIe国际标准的自主研发IP解决方案-Innolink™ Chiplet的原因。这是国内首套跨工艺、跨封装的Chiplet连接解决方案，支持Interposer、Substrate和PCB等3种互联方式，且已在先进工艺上量产验证成功，俨然成为全球Chiplet市场的一颗亮眼新星。目前，该方案不仅用在了风华1号数据中心GPU上，实现性能翻倍，还被授权给了众多合作伙伴和客户。“我们希望，芯动的IP，可以帮助更多国内外客户，做出更有竞争力的产品。”高专表示。

问渠那得清如许，为有源头活水来。能在Chiplet这类最前沿技术上发展如此迅速，与芯动科技掌握的高速接口IP和全流程定制经验密不可分，诸如高性能DDRn系列IP、32/56/64G  SerDes等世界前沿的核心技术以及高速信号完整性分析、先进工艺封装、测试方法等等，均经过大量客户需求落地和量产验证迭代，累计先进工艺流片200次，高端IP授权出货超60亿颗。值得一提的是，芯动的全系高端DDR存储接口解决方案达到了全球顶尖水平，不仅率先开发量产了全球最快的LPDDR5/5X/DDR5 IP（10Gbps），还首发了全球速度最高的GDDR6/6X COMBO IP（PAM4-21Gbps)，并且一站式覆盖DDR5/4、LPDDR5/4、HBM3.0/2E等PHY和控制器IP。

成立于2015年的芯启源方面，据该公司的EDA&IP销售总经理裘烨敏介绍，芯启源在IP方面主要在聚焦于USB IP contorller。官方资料则指出，芯启源提供的USB 3.x和USB 2.0控制器通过了USB-IF国际认证，降低了因未严格遵守协议规范而导致USB设备无法正常兼容的风险。芯启源的USB控制器采用新的架构，完整地实现了USB的功能，具有灵活的可配置性，并在面积和功耗上做了较大优化。

芯启源EDA&IP销售总经理裘烨敏

值得一提的是，正是因为拥有这些领先的技术和产品，再加上他们在定制化以及服务方面的能力，让芯启源在IP市场的份额稳步提升。也是因为技术团队的深厚积累，让芯启源在布局IP的同时，还能在EDA以及现在热门的DPU领域，都占有了一席之地。

我们必须强调的是，上述谈到的厂商只是本土IP领域的几个典型代表。其实在国内外需求的推动下，本土IP产业呈现爆发式增长。

在IPnest看来，到 2026 年，整个IP市场将增长到为 110亿美元，未来几年（2021 年至 2026 年）的复合年增长率也将高达 15%。在这种需求推动下，拥有天时、地理和人和优势的国产IP厂商，必然能够在容量巨大的本土市场寻找到一席之地。

谁会成为最后的胜利者？这就需要看他们谁能运筹帷幄，决胜于千里之外了。