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IC设计发展引擎

发布时间:2022-05-31 发布时间:
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SOC是当今IC设计技术及其创新产品的发展主流。尽管有包括硅 周期在内的各种因素的影响,但在新的应用和半导体集成电路技术的 有力推动下,SOC在今后10年内必将会获得大的突破和发展。据 Dataquest报告,预计到2006年,全球SOC市场需求额将达570亿美元,占同 期半导体市场的26%左右,2001年-2006年的年平均增长率为17.2%,高 于同期世界半导体市场增长率13个百分点以上。

虽然SOC的概念还没有完整的定义,要实现真正意义上的SOC,道 路还很曲折,但其比传统芯片具有更低的功耗、更高的性能价格比和 更快的上市时间的特点以及极大地降低了系统整机的成本和体积的优 势已成为业界的共识。世界各国无不倾力发展SOC产品,都在投入巨 资大力开展SOC设计方法研究。特别是一些著名跨国半导体公司,包 括EDA、IP以及FPGA供应商都将其2/3的研发经费用于开发SOC相关项 目。

SOC和IP的兴起 促使IC设计产业链形成

一个成功的SOC设计必须由专业化的分工合作共同努力才能完成。 只有专业化,才能发挥各自擅长的、最有价值的那部分优势,形成各 自的核心竞争力,应对SOC给设计、测试、工艺集成、器件和结构以 及其他领域带来的诸多挑战。

SOC的复杂性,使集成电路设计成本增长越来越快,在0.35微米 工艺时约100万美元,0.18微米工艺时已达200万-300万美元,当发展 到0.09微米时,费用将高达1300万美元。于是在世界集成电路产业链 的发展中,崛起了集成电路设计服务业的中间业态,并为整个半导体 经济增长注入了新的动力和活力。

IC设计价值链所出现的新业务形态包括:SOC设计平台及其系统 方案供应商(Chipless)、硅知识产权供应商(SIP,Silicon Intellectual Property)、设计服务公司(IDC)、MPW服务的公 益性机构、IC探针卡及其样品测试公司、IC工程样品微分析服务公司 等。其中,设计服务公司向设计代工(Design Foundry)、委外 设计服务(ODM/OEM)模式发展也逐渐成为世界设计服务业的新趋 势。据相关咨询公司预测,到2006年,全球设计服务市场规模将达到 70亿美元左右。

IC设计服务被分离 是企业核心竞争力形成的必然

为使Foundries、Fabless和系统整机厂商专注于各自的专长, IC设计的分离,不仅使客户得到了最有竞争实力的IC和IT产品价格及 最佳的设计和服务,而且使他们在SOC设计中提升了自己的核心竞争 力。 Foundries需要IC设计服务。世界顶尖的Foundry公司为能掌控最 新的工艺技术,满足SOC所需的世界级最新制造能力,在20世纪90年 代中后期,这些公司将原来在内部建立或维持的一支设计服务队伍给 分离出去。21世纪初,以中国为代表的大量新的具有稳定产量的代工 厂在世界各地涌现,它们为应对竞争,以满足提供低成本的晶圆和产 能的要求,更迫切在IC设计环节中,与IC设计服务公司建立各种战略 联盟。总之,Foundries需要IC设计服务。因为:第一,对于Foundries 要提供不同工艺等级的众多类别的IP(硅知识产权),寻觅这方面有经 验的人才困难,且维持一支内部设计和支持队伍费用也非常昂贵。第 二,为保证IP的保护及其设计和复用质量必须承担的相应法律责任, 这已超出其核心能力。 Fabless需要IC设计服务。SOC产品往往是处于垄断竞争的市场结构 中,且芯片从设计到样品成功的整个过程也越来越复杂,而Fabless 大都是属中小型企业,绝对不可能由一家来全包这复杂设计的全过程。 为此,对一个明智而成功的Fabless公司来说,只能锁定一个方面, 精于一项技术,以形成自己的核心设计及其产品营销能力。IC设计服 务崛起,恰恰满足了IC设计公司增强这方面竞争力的需求。

系统整机设计需要IC设计服务。由于系统整机厂商的特长在于系 统整机设计,对后端IC设计,包括芯片制造、封装及其协调而去建立 一支专门的设计服务团队在经济和时间成本上并不划算。所以,通过 IC设计服务,使其获得所需的各种资源来进行系统级设计不愧是一条 捷径。这不仅使其避开了IC专业范畴的知识产权烦恼,且又能充分发 挥其特长。

SOC和IP及其复用的发展 加速IC设计价值向纵深延伸

今天集成电路市场转向SOC的关键之一,在于IC设计能否提供创 新产品,能否快速地适应千变万化的市场。为此,SOC的设计,必须 首先考虑是否有合适的IP或结构件以及相应的EDA工具及其测试方法 和设备,此外,还包括可用的硅加工工艺及其能力,包括系统整机应 用环境(如标准、体系和设施等条件)的变化。

SOC的发展,要求IC设计必须采用或研发SOC所关注的创新的技术。 也就是说,IC设计不能游离于先进的IT技术,必须有驾驭乃至掌控以 下6大高价值领域的能力,即在系统设计、IP结构及其复用、芯片制 程的工艺集成、高成品率的芯片制造管理、EDA和测试工具、市场等6 大方面,满足3C融合市场的需求,从而加速IC设计价值向纵深延伸, 体现IC设计的真正价值。

一个顶尖的从事SOC事业的IC设计公司,为满足SOC产品的创新性 和上市性,必须要将业务重心放在对现有设计改进上,铸造起一个集 成器件设计商(IDD)。因为IDD除了没有自己的晶圆厂外,实现了 对6大设计价值链中的5个关键领域的控制,从而形成了经济规模和较 低的成本竞争优势。而一般的无晶圆厂的Fabless公司比IDD要低 一个等级,它们只拥有自己的设计和销售部门,完全依赖于系统整机 厂商和芯片代工厂等的帮助来完成产品。所以,Fabless公司一定 要提升自己在IC设计价值中的层次,逐步把自己转变成IDD。 相关链接 世界IP标准和IP交易组织

SOC平台及其产品设计主要涉及两大问题:即IP的设计标准、保 护和维护以及IP的获得和验证。国际上自1996年就出现专门从事IP标 准化和IP交易的组织。主要可以分为两类:一是制订IP标准、规范的 组织;二是从事IP交易的组织。世界最知名的制订IP标准、规范的组 织是VSIA协会(虚拟插座接口联盟)。它成立于1996年9月,目前成员单 位有200家左右。

世界上IP交易组织基本上有两种模式:第一,政府和跨国企业间 的联盟。第二,社团组织。如由世界IP开发商和IP供应商组建的可复 用的专用知识产权开发者协会(RAPID),其于1996年成立。该协 会致力于通过建立相关的准则,鼓励协会成员积极采用良好的商业诚 信,促进IP的使用及其交换、交易。


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