1、IP核是光刻机的灵魂
简单来说,芯片设计制造流程可分为四个阶段,功能/性能定义(需求分析)、IC设计(集成电路设计)、IC制造(光刻机部分)、封装测试。
芯片功能和性能的定义。 在设计芯片之前,首先要确定该芯片是用来做什么的,需要满足什么性能要求。 例如,如果制造商想要生产处理器芯片,最简单的事情就是首先确定它的CPU有多少位和核心。
例如,当我们购买电脑时,我们经常会看到该电脑配备了Intel 64位四核处理器。 所以在这款芯片出厂之前,Intel就已经决定它是64位的,并且有四个核心。
64位是采用64位处理技术的CPU。 简单理解就是处理器一次运行64位数据。 数字越大,一次可以运行的数据越多,处理速度越快。
四核处理器是基于单个半导体的具有四个处理器核心的处理器。 并且四个核心具有相同的处理能力和功能,并且可以同时运行,因此业界将这样的处理器称为真正的四核。
然后需要定义芯片的其他属性,如I/O驱动能力、功耗、工作温度等。
2. IC设计需要EDA软件和IP核
如果这里发生翻车,那么光刻机就没有问题了。 这一步包括很多内容,比如系统设计、算法设计、行为层面描述/优化、逻辑综合/优化、仿真、测试、制版数据生成等。
这里的IP与我们经常熟悉的IP地址中的IP不同。 它的全称是Intellectual property,即知识产权。 这些IP核是别人制作的模块,可以直接在设计中使用。
软银集团想要出售的 ARM 是该领域的头号玩家。 据悉,全球90%的智能手机处理器都采用ARM的IP授权,苹果、高通、华为海思、三星都是其客户。
3、IP核也有三种不同层次的设计:软核、实核、硬核。
软核以加密源代码的形式提供; 简单理解就是代码提供给你,你也可以根据自研芯片的情况进行调整和优化。 它具有较高的灵活性,对芯片制造商的技术要求较高。
实心磁芯是介于软磁芯和硬磁芯之间的一种磁芯。 它以门级网表的形式提供。 除了完成软核的全部设计外,还完成门级电路综合、时序仿真等设计环节。 例如,它已经完成了描述函数中一些比较关键路径的预布局和布线,而其他部分仍然可以留给编译器进行相关的优化处理。
硬核、完整的后端设计mask可以理解为成品,随时可用。 它相当于制造商在全面分析您的要求并考虑到所有应考虑的因素后提供的产品。 可靠性很高,但灵活性较低。
通常芯片设计公司会根据自身业务以及IP核的特点采购不同形式的IP用于自己的芯片设计中。 IP核的主要目的是促进设计的可重用性,使得通用模块可以重用,节省时间和精力。
芯片设计公司在设计自己的IP核时,需要面对:
1.专利保护,是否可以绕过现有IP授权公司专利。
2、人力、物力、时间投入巨大。
3、战斗力够强吗? 做出来之后,能不能和竞争对手竞争。
4、容错率低。 一旦设计不当,一切都将失去。
华为海思采购的IP是ARM授权的v8架构ip形象,华为基于它设计芯片。 如果没有ARM授权,这么优秀的华为海思麒麟处理器不可能在这么短的时间内出现。
5G时代,新应用、新产品层出不穷,需求更大、更加个性化,要求芯片厂商以更快的速度将新产品推向市场。
如今的芯片制造商正在开发5G SoC(片上系统),以便快速适应5G技术并及时将产品推向市场。 因此,厂商需要考虑采用新工艺的芯片成本、功耗、温度、算力等问题? 能否快速投放市场? IP核的强大之处在于它可以为您验证这些。
系统SOC结构是超大规模集成电路表情包设计,实现复杂的系统功能。 可以看到它包含了大量的IP核。 功能越复杂,对IP核的依赖性就越强。
ARM的IP核授权为许多芯片设计公司节省了大量工作。 ARM可以解决所有验证环节和需要考虑的因素; 公司产品能够快速推出并抢占市场先机。 另外,ARM是一家纯粹的IP授权公司,一家以IP授权为核心的无晶圆厂半导体公司,即只授权IP,不涉及其他任何东西。 因此,ARM联合创始人表示,如果ARM被芯片厂商Nvidia收购,对于ARM来说将是一场灾难。
4、国产IP核之路漫长而艰辛。
“中国半导体IP之王”芯原微电子已成立19年。 虽然2019年在同类公司中排名第七,但其缺点也非常明显。
1.它不具有CPU类型的IP,但具有五种处理类型:图形处理器(GPU)、神经网络处理器(NPU)、视频处理器(NPU)、数字信号处理器(DSP)和图像信号处理器(ISP) 。 服务器IP芯片ip公司是什么意思,以及1400多个数模混合IP和射频IP。
2、嵌入式非易失性存储器、存储器编译器等IP方面没有储备。
3、大部分IP是通过外部并购获得,而非自主研发,说明自研技术储备不足。
不过芯原积累的经验非常宝贵,因为它知道哪些IP目前没有办法介入芯片ip公司是什么意思,哪些半导体IP领域值得投资,这样可以少走很多弯路。 比如,芯原经过这么多年的积累就指出,RISC-V(RISC-5)将是中国芯片产业的新机遇。 RISC-V是基于RISC(精简指令集计算机)的第五代指令集架构,因此具有自由开放、低成本、低功耗等优点,受到了世界各国的广泛关注。
在2019年国际芯片大会(Chips 2019)上,中国工程院院士倪光南在展望开源芯片前景时表示:“RISC-V很可能发展成为全球主流CPU之一,形成了CPU领域Intel、ARM、RISC-V三大玩家瓜分天下的格局。
在5G万物互联时代,RISC-V的轻量化和灵活性更符合物联网应用的碎片化本质。 目前中国有数百家公司正在开发和使用RISC-V架构。 例如,获得小米投资的华为海思、阿里巴巴旗下平头哥、中天微、兆易创新、华米科技、迦南科技、北京君正、新来科技等。
RISC-V似乎为中国提供了除了X86和ARM架构之外的第三条独立之路。 Intel依靠X86称霸PC时代,ARM依靠RISC在移动互联网时代站在浪潮之巅。 今天,只有牢牢掌握IP核,才能引领5G和物联网时代。
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