過去兩年,關于芯片差距這個話題頻頻見諸報端,大家也對國產芯片的現(xiàn)狀有了廣泛的了解。但其實在更上游的IP方面,我們差距尤為明顯。在筆者去年的一片題為《中國芯最薄弱的一環(huán):IP困局如何破?》的文章里,我們對整個IP產業(yè)現(xiàn)狀和本土IP也有了一個簡約的介紹。
但進入了今年上半年,業(yè)內的幾則芯聞讓筆者不得不再把IP這個話題再拿出來談一下:
2018年IP供應商排名
一個就是早陣子,某家占領了45%市場份額的、全球最大的IP公司對華為的斷供,在集成電路圈子內引起了轟動;另一件是一家本來經(jīng)營IP生意的本土公司,卻依賴拓展新業(yè)務而走上了新階段。這個統(tǒng)共不到四十億美元的生意,為何就成為了個難以跨越的鴻溝了呢?
肉眼可見的差距
可以說,集成電路領域IP授權業(yè)務是隨著無晶圓廠的發(fā)展而蔓延開的。尤其是在芯片設計的復雜程度日益提升之后,IP更成為了大多數(shù)芯片企業(yè)的最優(yōu)選擇。
以現(xiàn)在大家最為熟悉的手機處理器為例,現(xiàn)在所有廠商使用的都是arm提供的內核,高通和蘋果也不例外。同樣的情況也出現(xiàn)在MCU上,這個過往百家爭鳴的產品過往還有AVR和MSP430等產品分庭抗禮,而現(xiàn)在也幾乎被arm一統(tǒng)天下。
雖然從某種程度上看這是生態(tài)統(tǒng)一的一種選擇,但可以肯定的是,在集成電路IP領域,現(xiàn)在是被國外的廠商壟斷。
arm自不要說,如上圖所示,他們占領了近半的IP江山,因為EDA被大家熟知的synopsys的arc處理器也享負盛名;cadence的Tensilica也被廣泛采用;Imagination的GPU更是arm的一個強勁競爭對手;就連有些讀者平時可能很少聽說的ceva、verisilicon、Achronix和rambus也有其獨到之處。以Achronix為例,他們提供的eFPGA IP已經(jīng)開始在市場上嶄露頭角,并且獲得了開發(fā)者的一致好評。
但國內企業(yè)在這些方面是有差距明顯的。
據(jù)某不愿透露姓名的本土IP從業(yè)者告訴半導體行業(yè)觀察記者,當今市場占有率高達60%的CPU IP中,尤其是高端CPU IP中,國產幾無建樹。在一些高速的Serdes IP方面,也無法供應。另外如高速AD/DA、高端memory IP等等,我們也缺乏。除了這些大家熟悉的IP外,其他如晶圓廠代工廠的IP,尤其是先進制程的IP,我們也和國際領先水平有很大的差距。
成都銳成芯微創(chuàng)始人向建軍也指出,國內IP產業(yè)還處于初級階段,技術領先性不大,IP公司整體規(guī)模都比較小,大部分都在較低端領域,同質化比較嚴重。在他看來,這是由以下幾個原因造成的:
首先是半導體產業(yè)投資是政府性投資,首先看重產值,IP雖然技術含量高,但難以爆發(fā),所以在各個地方政策上支持上沒有優(yōu)勢;
其次是資本,國外資本市場相對來說更偏好技術性公司而不僅僅看產值,國內正好不同;
第三,相對領先的工藝從歷史上看,主要在海外,導致高端IP培育土壤貧乏;
第四,國內幾個人的IP團隊處于絕大多數(shù),不僅僅運營成本沒有優(yōu)勢,在價格方面很難與IP本身價值匹配;
第五,誠信是所有行業(yè)都需要呼吁的;
國產IP的機會
在與受訪者聊天的過程中,他一直在給筆者強調,國產IP與國際領先水平差距很巨大,不知道如何追趕。但他也同時表示,我們可以從RISC-V中尋找機會。芯來科技的創(chuàng)始人胡振波先生之前在接受半導體行業(yè)觀察采訪的時候也表達了相關觀點。
胡振波指出,risc-v是一種開放處理器架構技術,但僅有架構是不夠的,需要有人將其以ip的形式實現(xiàn)出來。同時risc-v正處于早期,量產化和產業(yè)化國內外差距不大,這給了國產處理器IP一個很大是機會;其次, 處理器IP超過整個IP市場總值的一半,且是軟硬件結合的載體,是半導體軟件生態(tài)的入口,這就讓其成為兵家必爭之地;再次,AIoT之爭,最終在于生態(tài)之爭,而risc-v IP是一個構建AIoT生態(tài)的絕佳入口,我們不能因為IP難做就不做;第四,risc-v處理器IP會逐漸成為一種泛化的概念。不能以過去的一成不變的標準來衡量未來的變化。
從芯來科技和平頭哥等國內領先RISC-V供應商的布局來看,本土RISC-V廠商也正在走向這樣的一條路上,并獲得了不錯的成績。
向建軍也表示,中國是IP需求的最大市場,特別是兩千多家ic設計公司絕大多數(shù)公司都需要外購大量IP。我們除了要加大核心處理器IP的投入之外,要引進高端技術和工藝IP,盡量不重復建設。同時也要扶持新興領域必須的低功耗IoT IP,這塊我們與國外大公司之間差距小,而且市場潛力巨大。
存儲器IP也是向建軍看好的一個另一個方向。他表示,未來智能化時代的到來,存儲器特別是嵌入式存儲器將用于所有的芯片,而在這個領域,投入周期長,需要foundry配合,一旦卡位之后,后進者很難替代先入者,甚至一個專利就可以一勞永逸,國產需要先行一步。
而從華為五月以來面臨的斷供風波看來,為了本土集成電路的健康穩(wěn)定的發(fā)展,發(fā)展Serdes和AD/DA等關鍵IP的發(fā)展,也是很有必要的。
以Serdes為例,因為高速傳輸?shù)男枨?,高速Serdes成為了很多SoC廠商的需求,但是國內才做到28Ghz的水平。但我們看領先的第三方SerDes供應商有如Synopsys和Cadence這些企業(yè),后者在去年10月還推出了業(yè)界首款經(jīng)硅驗證的長距離7nm 112G SerDes IP。按照Cadence的說法,這個產品能為下一代云規(guī)模和電信數(shù)據(jù)中心構建高端口密度網(wǎng)絡產品,提供業(yè)界領先的功率,性能和面積(PPA)效率。
而在AD/DA方面,據(jù)業(yè)內專家告訴半導體行業(yè)觀察記者,這個領域國內很少企業(yè)能夠做到兼容高精度和高位數(shù),尤其是在AD方面,更是相距甚遠。
除了這些差距,我們也應該看到,近年來因為一些收購的出現(xiàn),縮短了本土IP企業(yè)和世界領先廠商的差距。例如被中資收購的Imagination帶來的GPU和AI加速器IP以及擁有多樣化IP的芯原就給國內的IP產業(yè)帶來了巨大補充。而在文章開頭提到的文章里,筆者也說過,新興的人工智能IP似乎帶來了機會。
但從最近華為自研加速器IP,拋棄寒武紀,后者推出芯片等一連串現(xiàn)狀看來,這個領域能否在IP市場打出一片新天地,這是值得所有從業(yè)者去思考的。
難做的IP生意
在與很多行業(yè)從業(yè)人員聊的時候,他們都一致強調,IP是一項難做的生意。這首先體現(xiàn)在巨大的成本投入方面。
還是以筆者熟悉的Serdes IP為例,據(jù)了解,現(xiàn)在自研一個56 G的 Serdes IP需要一個五十人左右的團隊投入三年,同時還需要至少兩次的MPW驗證,因為這個速率的Serdes需要在7nm工藝上實現(xiàn),這就帶來了數(shù)億人民幣的投入。
雖然一朝研發(fā)成功了,這個IP授權費用會不菲,如果成功了無疑會給企業(yè)帶來巨大的利好,從而促進他們持續(xù)投入研發(fā)。但我們也應該看到,在國內的IP領域,還會面臨所謂的“黑IP”問題。
向建軍則告訴半導體行業(yè)觀察記者,IP需要在工藝開發(fā)的時候做第一波白老鼠,付出多回報少。特別是在知識產權不被尊重的環(huán)境下,更加艱難,加上政策不支持,知識產權不被重視,導致很多IP公司一邊做IP,一邊做產品,更加劇信任缺失,不斷惡性循環(huán)。
他進一步指出,要發(fā)展中國國產的IP,需要政府能夠認識到核心技術在芯片產業(yè)中的重要性,一元錢IP帶動一百元的芯片,一萬元的系統(tǒng)。能夠在政策和資本上給予優(yōu)先支持。
從政策上引導企業(yè)重視國產IP公司,帶動國產IP技術的發(fā)展。建議國家設國家設計IP/EDA專項基金和扶持政策,同時國家也可以建國產IP庫。
而據(jù)筆者與行業(yè)專家的交流中得知,在IP的發(fā)展上,除了IP技術本身,對盈利模式的思考、芯片制造環(huán)節(jié)的支持,還有在編譯器、仿真器和soc驗證平臺等連接IP核到芯片設計的開發(fā)鏈的成熟度,都是影響IP產業(yè)發(fā)展的關鍵要素。再加上IP是一個一旦建立了壁壘,就很難打破的行業(yè)。也就是說,對于本土的IP從業(yè)者來說,這是一個好時代,這也是一個壞時代。
“我們應該避免重復建設導致惡性競爭,充分利用中國大市場,關注新興應用”,向建軍說。