芯片ip公司是什么意思-比光刻机更重要的IP核是什么？没有它，华为芯片设计都困难

全文约3100字。 耐心阅读后，您可能会对芯片和半导体领域有更深入的了解。 本文主要是科普。 如果想讨论更深入、更专业的内容，可以留言或者发私信。

如果说光刻机是行业皇冠上的明珠，那么IP核就是这颗明珠的灵魂。

芯片只是我们看到的外观。 毫不夸张地说，一颗芯片的诞生是经过几千年的锤炼而成的。 我们来看看一颗芯片从无到有需要经历哪些阶段。

芯片设计和制造过程可以简单地分为四个阶段，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）、封装和测试。

芯片功能和性能的定义。 在设计芯片之前，需要确定该芯片是用来做什么的，在性能指标方面需要满足哪些要求。 比如，厂商想要生产处理器芯片，最简单的一点就是首先确定CPU有多少位，有多少个核心。 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。 然后这个芯片在出厂前就被Intel修好了。 它是 64 位且有四个核心。

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64bit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。 而且四个核心的处理能力和功能是相同的，并且可以同时运行，因此业界称这样的处理器为真正的四核。

然后需要定义芯片的一些其他属性，例如I/O驱动能力、功耗、工作温度等。

IC设计，这个环节确实需要用到EDA软件和IP核。

如果车在这里翻车，光刻机就不会出问题。 这一步包括很多内容，比如系统设计、算法设计、行为级描述/优化、逻辑综合/优化、仿真、测试、制版数据生成等。 很多EDA和光刻行业的朋友都科普过，但是关于IP核的内容相对较少，所以这里我们的主角IP核登场了。

这里的IP与我们熟悉的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。 哪些公司在做IP核？ 在此期间，软银集团想要出售的ARM公司是该领域的头号玩家。 据悉，全球90%的智能手机处理器都获得了ARM的IP授权。 苹果、高通、华为海思、三星都是其客户。

下图为2019年全球半导体IP供应商营收前十名。前三名分别是ARM、Synopsys、Cadence Electronics； 第二、第三也是知名的EDA软件巨头。

值得一提的是，排名第七的芯原微电子（上海）和排名第十的台湾力王科技都是中国厂商，这说明我们在这个领域并不空白。 芯原也被业界称为“中国半导体IP之王”，成立于2001年。

IP核也有三种不同的设计：软核、实核、硬核。

软核以加密源代码的形式提供； 简单的理解就是提供代码给你，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芯片ip公司是什么意思，对芯片制造商的技术要求较高。

实心核，介于软核和硬核之间的一个核。 通过门级网表提供，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，它完成了预布局和布线的描述函数中一些比较关键的路径，而其他部分仍然可以由编译器进行优化。

硬核，完整后端设计的面具，可以理解为成品，拿了就可以用。 相当于厂家和你一起完整分析了需求，综合考虑后交付，可靠性高，但灵活性低。

通常芯片设计公司会根据自己的业务以及IP核的特点采购不同形式的IP，并用在自己的芯片设计中。 IP核的主要目的是为了方便设计的复用性，使得通用模块可以复用，省时省力。

芯片设计公司可以自己做IP核吗？ 是的，但是面临以下问题。

1.专利保护，是否绕过现有IP授权公司专利。

2、投入巨大，人力、物力、时间。

3、打够了吗？ 如果做到了，能否与竞争对手竞争。

4、容错率低。 一旦设计不当，一切都将失去。

大家都知道，华为海思采购的是ARM授权的v8架构，华为基于它来设计芯片。 试想一下，如果华为海思设计自己的IP，那么它的智能产品就能在这么短的时间内推出。 ？ 显然，短期内无法实现。 如果没有ARM授权，我们在这么短的时间内不会看到如此优秀的华为海思麒麟处理器。

5G时代，新应用、新产品层出不穷，需求越来越个性化，要求芯片厂商以更快的速度将新产品推向市场。 例如，当今的芯片制造商正在开发5G SoC（系统芯片）ip形象，以便快速适应5G技术并及时将产品投放市场。 因此，制造商需要考虑新技术的芯片成本、功耗、温度、计算能力？ 能否快速上市等问题，IP核的强大之处已经为您验证。

下图是系统SOC结构示意图。 它是实现复杂系统功能的超大规模集成电路。 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。

看到这里，大家一定知道为什么ARM能够风靡全球了。 因为ARM的IP核授权，让很多芯片设计公司省去了很多工作。 ARM已经为您解决了所有应该考虑的验证环节和因素； 公司产品能够快速推出并占领市场先机。 另外，ARM是一家纯粹的IP授权公司，大家对此都感到放心。 ARM的成功很大一部分也归功于它的商业模式，它是一家以IP授权为核心的无晶圆厂半导体公司，即只有IP授权，别无其他。

但如今的情况可能会发生变化，因为ARM的大股东软银正准备出售它。 如果卖给一家与芯片公司无关的公司，大家还是很放心的； 如果卖给一家芯片公司表情包设计，相当于站队，其他芯片公司会担心ARM不授权（Intel的X86不会授权，所以市面上的PC CPU基本都是唯一的），而且没有办法制造芯片。 那么芯片厂商就会找到自己的做IP的方式。 这样一来，ARM不仅会影响其业务量，还会有更多的竞争对手。 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。

国产IP核之路任重而道远。

“中国半导体IP之王”芯原已成立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。

不过芯原积累的经验非常宝贵，因为它知道哪些IP目前无法介入，哪些半导体领域的IP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，因此凭借自由开放、低成本、低功耗等优势，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，在CPU领域形成了Intel、ARM、RISC-V三级体系瓜分天下的格局。

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特征。 目前，国内已有数百家企业开发和使用RISC-V架构。 比如华为海思、阿里旗下的平头哥、中天微、兆易创新、华米科技、迦南科技、北京君正、以及获得小米投资的新来科技等。 RISC-V似乎为中国提供了X86和ARM架构之外的第三条独立路径。

写在最后，IP核作为帮助芯片企业快速推出产品的利器，可谓利润丰厚。 在半导体行业，IP的毛利率是行业最高的，高达90%以上（光刻机厂商ASML的毛利率为43%）。 只要你获得了第一名，你就能站在行业的顶端。 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。 如今已经进入5G和物联网时代芯片ip公司是什么意思，谁能掌握这个时代的IP核，谁就潜力无限。

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