IPGOAL项目分析及IP行业资料.docx
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IPGOAL项目分析及IP行业资料
IPGOAL项目分析及资料
关于IPGOAL项目的分析
一、概念
1.IP:
用于ASIC、ASSP、PLD等当中,并且是预先设计好的电路功能模块。
2.软IP:
用计算机高级语言的形式描述功能块的行为,但不涉及用什么电路和电路元件实现这些行为。
3.固IP:
完成了综合的功能块,有较大的设计深度,以网表的形式提交客户使用。
4.硬IP:
提供设计的最终阶段产品,即掩膜。
随着设计深度的提高,后续工序所需要做的事情就越少,当然,灵活性也就越少。
5.IP的本质特征:
可重用性(复用),必然满足以下基本特征:
一是通用性好,二是正确性有100%的保证,三是可移植性好。
6.IP开发的流程两条主线:
IP设计和IP验证。
IP设计流程一般可划分为确定规格和模块划分、子模块的定义和设计、顶层模块的设计、产品化等四个阶段。
IP验证流程包括了建立参照模型、建立测试平台和准备验证用例、回归测试、形式验证。
7.IP的规格定义,IP的验证、IP的打包提交是IP开发过程中的三大关键技术。
8.IC设计与IP设计最主要的差异是终端对象不同。
IC设计与IP设计最主要的差异是终端对象不同,前者的对象是消费者和系统厂商,而后者的对象则是IC设计公司。
IC公司将大部分时间花在系统上,例如他们可能花70%以上的时间研究系统和软件;而IP公司则需要在IC上下大量功夫,需要与客户交流某个IC设计,这更多是上下游渗透的过程。
9.专业IP设计商:
●IP资源:
硬IP和软IP。
代工厂IP。
99%的代工厂IP事实上仍来自于专业IP设计商。
客户定制IP。
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。
●IP交易内容:
客户支持。
●IP价格:
IP费用一般包括许可费、NRE、专利费、维修费。
●IP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。
10.IP内核产业的三类主体:
第三方IP供应商、第三方IP用户和专属的IP设计人员和用户。
二、芯片设计行业背景和趋势
1.系统芯片SoC(System-on-a-Chip)已经成为IC业界的焦点,芯片性能越来越强,规模越来越大,开发周期越来越长,设计质量越来越难于控制,芯片设计成本越来越趋于高昂。
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。
2.SOC技术的问世导致了IC产业新的分工。
IC产业最近一次分工始于20世纪90年代末,这就是IC设计产业中的系统设计和IP设计的分工,并形成了以SOC技术为主的Chipless设计方式。
围绕着它,国际上在SOC市场应用上也形成了三种基本模式:
●IP核的设计和销售。
在国外,随着SOC技术的发展,中小规模的IP设计公司、IP销售公司、日渐增多。
目前自主开发和经营IP核比较有名的公司有英国的ARM、Amphion,美国的DeSoc、MIPSTechologies、Rambus等。
以ARM公司为例,1985年ARM公司设计开发出第一块拥有自主知识产权的RISC处理器IP模块,1990年首次将其IP专利权转让给Apple公司。
到2000年,全球共有IBM、TI、Philips、NEC、Sony等几十家公司采用其IP核开发自己的产品。
目前,ARM公司也正大举进军中国市场,这期间只用了不到15年的时间。
●将自主IP核和第三方IP核集成在一起,完成各种应用类芯片设计。
IP核应用将主要集中在如下领域:
在通信领域中,电信交换系统、个人数字助理/掌上电脑、便携式数字移动通信设备(例如GSM/CDMA手机、GPS定位仪)等产品的核心芯片。
在消费电子领域中,MD机、CD机、收音机等音频类产品,录像机、摄像机、DVD播放机、HDTV/STB等视频产品,电视游戏机、数码相机、电子玩具等个人电子产品的核心芯片。
在控制、测试、医疗设备领域中,工控设备、机器人、电子测试设备、医疗电子设备的核心芯片。
●提供SOC设计的EDA工具。
如Cadence公司针对纳米级SOC设计,开发出了CadenceEncoun-ter工具。
它支持高达5000万门的层次化设计,主要面向0.13微米及以下(如90纳米)的设计,可以完成由RTL到GDSII的芯片设计全过程。
Synopsys公司除了提供EDA工具外,还将设计咨询作为一项业务来开展,帮助客户提高设计能力。
●此外,出现了对IP进行评定和为IP进行诉讼调停的专业公司
3.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。
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。
4.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。
5.现在,ATI、nVidia开始直接对OEM授权;SiliconImage、SafeNet在自己所在领域提供差异化IP;IBM、飞思卡尔、SMSC、英飞凌等也在强化自己的技术专利价值。
上述这些都证明了一个趋势:
未来,半导体公司将越来越多地进入IP市场。
6.2006年半导体IP行业大事记,很多故事都与并购有关:
ARM收购Falanx、摩托罗拉并购TTPCom、Razza收购AMD的Alchemy业务、Marvell收购英特尔的Xscale业务、AMD收购ATI、芯原收购LSI的ZSP业务、Starcore宣布关闭、Nvidia收购PortalPlayer等等。
这些故事背后的驱动因素是什么?
在设计复杂度日益攀升的今天,SoC设计成为增长趋缓的半导体行业最强势的增长点。
在手机、存储、消费电子显示、汽车电子、PC芯片组等领域,IP复用变得非常常见,设计公司对IP的需求也越来越多。
通过第三方IP授权,设计公司可以降低设计成本、缩短设计时间、规避设计风险,与此同时还可以将更多精力放在自己的差异化IP开发上。
半导体厂商一方面承担了越来越多的系统设计;另一方面,也对IP供应商提出了更多子系统级需求。
因此,将可编程内核、优化的外围器件、控制器、ASIC以及软件解决方案等整合在一起的可编程子系统IP将会不断增多。
7.价值的创造也将摆脱以前层级式的单向创造,成为一种“积木式”的价值共同创造。
三、国外、国内现状
1.国外
●1997年,CICC(CustomICConference,专用IC国际年会)的"单元建库"论文分册首次出现有关IP的报道。
到1999年更进一步发展到"ASICStatus'99"的论文总量的三分之一是讨论IP的文章。
1998年最著名的微电子国际年会"半导体战略论坛"(SiliconStrategies)以IP产业的现状和发展为大会专题。
这些IC业界的主要学术年会历来是集成电路领域的风向标,具有方向性的指导意义,它们从另一个角度展示了IP产业迅猛的发展势头。
●在国外,IP专营公司也日见增多。
目前自主开发和经营IP核的公司有英国的ARM(AdvancedRISCMachine)、Amphion已经美国的DeSOC等。
以ARM公司为例,从1985年设计开发出第一块RISC处理器IP模块,到1990年首次将其IP专利权转让给Apple公司,一直到2000年全球共有诸如IBM、TI、Philips、NEC、Sony等几十家公司采用其IP核开发自己的产品只用了不到15年的时间。
2.国内
●由于IP的最终实施通常是依托于Foundry进行的,因此可以使IP供应商和Foundry同时受益,而Foundry尤其受益,它拥有IP越多,为IC设计师提供的条件就越好,设计师也就越乐于去做工艺流片。
●我国目前拥有不少条IC的Foundry线,比如上海华虹,首钢NEC,无锡华晶-上华等,工艺水平也已达到0.5μm。
并正在积极筹建几条0.35μm的生产线。
在整体制造能力上已经接近国际先进水平。
在未来10年内,中国大陆将成为继台湾、韩国后亚洲乃至世界新的集成电路制造中心。
●但目前国内总体来说在IP的开发和应用方面做的不够。
现有的工艺线基本上是"裸"线,除流片加工外,不能为设计提供任何条件,IC设计需要从晶体管做起,工艺线失去了这一主要市场。
●科技部于2000年启动了"十五"国家863计划超大规模集成电路SoC专项工作。
希望通过这一努力,初步建成具有自主知识产权、品种较为齐全和管理科学的国家级IP核库;并掌握国际水平的SoC软硬件协同设计、IP核复用和超深亚微米集成电路设计的关键技术。
我国IP产业正在从概念阶段向实用阶段过渡。
●2003年,信息产业部通过电子信息发展基金启动了集成电路IP公共服务平台项目(CSIP的一部分)的建设。
2004年8月,国家IP核库正式对企业提供服务。
“CSIP的成立不是以赢利为目的,而旨在为产业和企业提供中立的、开放的平台,解决目前单个企业不能解决的问题,促进遵从市场规律的IC产业链的快速形成。
CSIP提供从IP的标准、评测、认证、保护到交易的服务。
在IP标准方面,CSIP作为中国IP标准化工作组的成员,积极推动制定适合中国国情的IP标准,把国际性的IP标准本地化。
据邱善勤介绍,国家IP标准的第1个版本已经推出,并在成员单位试实施。
此外,在IP文档标准化的制定方面,CSIP推出了《IP可交付项文档指南》,帮助中国的IP提供商把原有的不规范文档制定成标准的IP文档。
在IP的质量评测方面,CSIP即将在12月中旬推出基于网络的IP评测体系的第一个版本。
在远程IP验证方面,CSIP近期也将推出IP验证体系的第一版。
CSIP推出的IP远程验证环境是现阶段解决IP保护的最有效方式。
一方面,这保证了IP提供商的利益,保护了IP的知识产权;另一方面,国内的IC设计厂商可以低成本地使用CSIP提供的各种IP,直到设计满意为止。
目前,CSIP大力建设的国家IP核库已经收集超过1,000个IP核,包括MCU、MPU、DSP、存储器、ADC\DAC、数模混合信号电路、射频接口、I/O接口等多种类型。
这些IP已经在不同工艺生产线上通过验证,能够满足国内设计厂商的主流需求。
●目前中国正处于IP发展变换的关键时期,一些国际IP供应商纷纷抢摊中国市场,为适应中国独特的产业环境,他们也相应采用新的商业模式。
例如,ARM7模式就是ARM公司针对中国公司普遍规模较小,技术水平相对较低而采取的全新的商业模式。
该模式的独特之处在于IC设计公司可以试用ARM的CPUIP,直到MPW流片成功为止,而在进行量产之前不需要交付许可费用。
这种模式的出现不仅对中国,也将对全球IP市场的发展产生重大影响。
●中国也涌现出诸如苏州国芯、智芯科技、芯原微电子、四川登巅微电子等一批以IP为主要方向的公司。
3.市场预测
●Garter公司预计,2007年全球半导体IP市场将达到十八亿美元,比2006年的十四亿美元增长大约四分之一。
到2010年,全球半导体IP市场将达到二十七亿美元。
●美国加州iSuppli公司预测,到2009年,全球半导体IP市场的容量将从2004年的十二亿美元增长到20.4亿美元。
●Gartner公司半导体分析部门的高级分析师克里斯蒂·和大森表示,在过去五年时间里,全球半导体IP市场已经逐渐走向成熟。
在未来的五年里,这个市场将给业内厂商带来诸多挑战,主要原因是对半导体IP的需求从标准功能的设计走向更加复杂的领域。
●Gartner预计,许多复杂的芯片IP解决方案将来自于那些没有芯片加工厂的公司,他们需要用这种业务来在营收上与具有加工设施的芯片厂商进行抗衡。
四、机会
●在全球IC设计领域的下一个10年中,系统和半导体设计的中心将从美国、日本和欧洲向中国及其它亚洲地区转移。
●SoC技术及IC设计行业分工趋势,给予专业IP提供商发展空间
●设计公司要购买的IP主要集中在两个方面,一是开发难度较大的CPU和DSP;二是普遍需要的功能性IP(例如USB接口等)。
●IP交易中最缺的是模拟IP,主要是因为模拟技术的门槛比较高,一个好的模拟工程师至少需要5-8年的经验积累。
●混合IP的整合需要大量的技术支持,因此本土IP提供商在地理上的优势十分明显,技术支持、语言交流和人员往来非常方便。
而国外的混合IP提供商在中国没有技术支持队伍,因此他们的服务成本很高。
●中国本土所有在做系统级IC的公司都在购买IP,花钱买IP的观念已经为IC设计公司所普遍接受
五、风险
●原有IC设计公司的竞争:
IP公司不一定做设计服务,但设计服务公司都有自己的IP。
一个设计公司如果没有自己的IP,就没有竞争力。
”
●专业IP提供商的竞争:
芯原在USB、存储、I/O接口、闪存及LCD控制器、模拟方面拥有丰富的IP。
特别是在收购ZSP之后,芯原在3G终端、多媒体消费产品、语音等领域加速了SoC设计步伐,并开发出很多语音方面的应用软件。
●两大困境,一方面,国内客户在使用IP上胆子太小,产品时间窗口太长;另一方面,这些客户对未来缺乏信心而不愿意投入,虽然现在的授权费用已经很低,但是客户总希望价格能够再降低。
●国外竞争者:
业界知名的VirageLogic在IIC-2007展览会上宣布已指定上海至益电子技术有限公司(HyperformTechnologies)和微通益友电子科技有限公司(OnePassSolutions)为其第一批中国代理商。
其免费130nmIP主要是为以下四家代工厂(Dongbu、SilTerra、中国SMIC和Tower)的工艺线而开发的。
六、公司
●业界评价:
登巅电子的混合信号IP销售实现了较快的增长,是本土成长最快、最大的混合信号IP提供商;
●IPGoal定位:
高速数模混合集成电路IP提供商。
通过积累,主要拥有以下几类经过硅验证的IP:
包括USB2.0/OTGPHY和1GBLVDSPHY在内的高速收发器、音频编解码器、高速数模和模数转换器、高速锁相环(PLL)、电源管理,以及一些常用IP,如10位SARADC、POR和晶体振荡器。
这个方向,是擅长的领域;此类IP的价值较高,难度也较高,对初创公司而言一般没有足够的时间进行积累。
●未来延伸,开发PCIExpress、千兆以太网、HDMI和RapidIO的物理层IP,以及更高频率、更高速度、更高精度的数模/模数转换器IP。
从工艺上来说,已经拥有0.18微米的主要IP,现在正在向0.13微米移植,已经开始涉足90纳米工艺的IP,65纳米工艺也在关注之中。
●成为世界一流品牌的关键:
团队长期的积累和代工厂的支持。
代工厂对半导体IP产业的发展起关键作用,而且这种状况会一直持续下去。
如果代工厂不能成为一个公正的裁判,那么目前的这种IP商业模式是无法实现的
●技术保护:
法律上的知识产权保护手段很难有效执行,主要是靠技术手段来保护自己的IP。
七、初步建议:
●IC设计行业分工、半导体产业向中国迁移、国内推动产业创新等背景为国内的专业IP提供商创造了发展空间。
●IPGOAL公司的技术积累、在混合信号IP方面的优势有利于其在行业内谋得一定份额,并具有成为领先品牌的潜力。
●国内外竞争的压力不容忽视。
●自身人才的积累、明确的发展定位、与下游IC设计商和最终系统集成商的磨合将是发展关键。
●综合而言,项目符合产业发展方向,具有自身优势,建议支持。
附:
相关资料
采访邹铮贤
与大多数本土IC设计公司的创业者一样,大学毕业—海外工作—回国创业,邹铮贤也走出了一条同样的创业轨迹。
然而,与他们不同的是,邹铮贤选择了当时本土创业公司并不看好的IP提供商角色。
“这与我的工作经历有关,同时也与当时中国的IC产业环境有很大的关系。
”邹铮贤表示。
硕士毕业后,邹铮贤选择了去新加坡工作。
从第一次接触IC到后来成为首席设计师,他在模拟IC设计方面积累了大量一手经验,为此后的混合IP设计创业奠定了重要基础,而当时中国IP产业的现状则让他坚定了自己的方向。
“2002年我回国的时候中芯国际刚建成,而0.18微米的工艺也才开始流片,整个行业对模拟和混合IP方面的需求比较强烈,但当时中国在这个领域却是一片空白。
”邹铮贤回忆道。
现在,由邹铮贤领导的四川登巅微电子(IPGoal)经过四年的发展,已经成为中国国内规模最大的混合IP供应商。
IP提供商与IC设计公司两者之间有什么相同和不同点?
IC设计与IP设计最主要的差异是终端对象不同,前者的对象是消费者和系统厂商,而后者的对象则是IC设计公司。
IC公司将大部分时间花在系统上,例如他们可能花70%以上的时间研究系统和软件;而我们则需要在IC上下大量功夫,需要与客户交流某个IC设计,这更多是上下游渗透的过程。
如果你不能渗透到IC设计,就没有办法提供服务。
相同点是,我们也需要与很多系统厂商进行交流,因为我们必须了解我们的客户需要什么,在想些什么。
我们需要超前一步。
比如在开始0.13微米工艺流片时,我们需要知道有多少厂商有需求,系统厂商的要求是什么。
另一方面,人才的重要性对二者来说是相同的。
不论是IC还是IP,现在产品的寿命周期越来越短,必须投入大量的研发力量进行产品开发。
IPGoal对自己有怎样的定位和规划?
我们将IPGoal定位为高速数模混合集成电路IP提供商。
通过几年的积累,我们主要拥有以下几类经过硅验证的IP:
包括USB2.0/OTGPHY和1GBLVDSPHY在内的高速收发器、音频编解码器、高速数模和模数转换器、高速锁相环(PLL)、电源管理,以及一些常用IP,如10位SARADC、POR和晶体振荡器。
之所以选择这样的方向,首先因为这是我们擅长的领域;其次此类IP的价值较高,难度也较高,对初创公司而言一般没有足够的时间进行积累。
未来IPGoal将在这个方向继续发展,并作一些延伸,例如开发PCIExpress、千兆以太网、HDMI和RapidIO的物理层IP,以及更高频率、更高速度、更高精度的数模/模数转换器IP。
从工艺上来说,我们已经拥有0.18微米的主要IP,现在正在向0.13微米移植,我们已经开始涉足90纳米工艺的IP,65纳米工艺也在关注之中。
我们不仅向客户提供IP,根据客户的需求,还可以为客户完成整个芯片的设计。
我们把这种合作模式称为“SpecSignoff”,即客户和我们一起完成芯片规格的定义,而随后的整个设计过程由我们单独完成,最后向客户提交整个芯片的GDS文件。
我觉得中国的模拟IP市场会越来越大,如果IPGoal做得好,完全有机会做到世界领先,因为在模拟这个领域还没有真正的垄断者。
通过我们团队长期的积累和代工厂的支持,IPGoal将成长为世界一流品牌。
目前我们已经完成了消费类电子的模拟IP平台,并计划在两年内完成通信类和数字电视类产品需要的各种模拟IP。
作为中国最大的数模混合IP提供商,您最大的感受是什么?
做到现在,我最大的感受就是:
做IP不仅是卖技术,技术是一个基础,而服务才是我们能做到今天的一个最重要的因素。
IP交易并不是简单的买卖关系,怎么整合涉及到很多交互工作,比如需要完全理解对方的需求和对方的语言。
实际上我们不仅仅提供IP,还会提供很多参考意见,包括外围设计、整个芯片的布局和底层规划等。
我们还提供IP以外的服务,以确保客户的设计成功。
IP最大的问题就是使用。
从客户的角度来讲,他永远无法知道这个IP是否正确。
很多时候,客户选择我们的IP主要基于对我们团队的信任。
因此我们一直很小心,以保证每个项目的成功,只有这样才能建立长久的信任,这就是品牌的效应。
独立IP提供商面临的最大挑战是什么?
模拟IP最大的挑战就是必须和生产工艺紧密结合,如果客户选择不同的工艺,那么就需要重新进行硅验证。
事实上,我们的IP都在主流的代工厂进行过流片验证。
模拟IP需要不同于数字IP的验证方法。
一般我们会采用两种方法,第一种是提供仿真模型;另一种就是提供测试板,将我们自己流片成功的芯片与客户的FPGA接口相连,把整个系统搭建起来进行验证。
真正的困难在于接口,其实这与数字IP并没有差别,都需要清楚了解接口定义。
接口和规范的定义非常关键,我们需要尽可能多地了解客户的规范,我们可以帮助他们修正一些要求。
模拟IP的一个特点就是每个IP都需要针对用户需求进行定制,因此我们与客户之间需要经常交流,有任何问题都要随时沟通。
您如何看待IP保护和中国半导体IP产业环境?
我认为法律上的知识产权保护手段很难有效执行,我们主要是靠技术手段来保护自己的IP。
技术手段保护就是客户不需要拿到GDS文件,双方的版图都是在晶圆厂或光罩厂做合并。
其实,模拟IP具有无法事先验证的特殊性,不能像数字IP那样可以通过FPGA来验证,因此非法使用模拟IP的风险非常大。
这正是模拟IP最大的特点之一,即原厂技术支持是不可或缺的。
我一直认为代工厂对半导体IP产业的发展起关键作用,而且这种状况会一直持续下去。
如果代工厂不能成为一个公正的裁判,那么目前的这种IP商业模式是无法实现的。
中国的IC设计公司主要活跃在消费电子领域,他们知道产品上市时间的重要性,购买IP可以极大缩短产品开发时间,减少技术风险。
如果自己开发,用一两年的时间可能还做不出来,而那个时候市场机会也将丧失殆尽。
中国的IC设计公司在购买IP的观念上正在改变,直接购买IP的公司现在越来越多。
您如何看待中国半导体IP提供商的发展机会?
就中国国内市场来说,我们的IP供不应求。
本土公司缺乏模拟IP的积累,他们对模拟IP的需求非常大。
对于开发新产品的公司来说,通常他们首先想到的就是购买IP,他们不太可能会花一两年时间从头去做音频编解码器或USB收发器。
因为模拟的东西一定需要经过流片验证,如果他们自己去做验证,这个流程所花的时间会很长。
据我所知,中国本土所有在做系统级IC的公司都在购买IP,花钱买IP的观念已经为IC设计公司所普遍接受。
另外,大陆以外的公司也已经愿意购买我们的IP。
尤其在亚洲,我们做了很多业务,包括中国香港和台湾地区、韩国。
据我了解,欧美地区对IP也有非常大的需求,只是我们暂时还没有足够的人力和资源去开拓这个市场。
混合IP的整合需要大量的技术支持,因此本土IP提供商在地理上的优势十分明显,技术支持、语言交流和人员往来非常方便。
而国外的混合IP提供商在中国没有技术支持队伍,因此他们的服务成本很高。
当然,现在本土IC公司规模普遍较小,产品批量低。
但是大家都在等待一个机会,我相信再过两三年,中国将出现规模很大的IC公司,而且其中一定有我们的客户。
很多本土IC设计公司雄心勃勃,他们实实在在地在市场上打拼,我们非常看好这些公司的发展前景。
随着中国IC产业的发展,我相信IP提供商的机会将越来越多。
人物引言:
“做IP就像做服务业,需要为客户提供大量的技术支持。
”
“做IP不仅是卖技术,服务才是我们能做到今天的一个最重要的因