芯片设计|比光刻机还重要的IP核是什么?没了它,华为连芯片设计都难( 二 )


1、专利保护 , 能否绕开现有IP授权公司专利 。
2、巨大投入 , 人力、物力、时间 。
3、够不够打 , 做出来了 , 能不能与竞争对手对抗 。
4、容错率低 , 一旦设计不当 , 满盘皆输 。
大家都知道 , 华为海思采购的是IP就是ARM公司授权的v8架构 , 华为在其基础上再进行芯片设计 , 试想如果华为海思自行设计IP的话 , 其智能产品能够在这么短的时间内上市吗?显而易见 , 短期内是实现不了的 , 如果没有ARM授权 , 咱们也不会在这么短的时间内看到如此优秀的华为海思麒麟处理器 。
在5G时代 , 新应用、新产品将会层出不穷 , 需求多且更加个性化 , 要求芯片厂商以更快的速度推动新产品上市 。 比如现今的芯片厂商都在开发5G SoC(系统芯片) , 以便快速适应5G技术 , 并将产品及时投放到市场 。 因此厂商需要考虑采用新工艺的芯片成本、功耗、温度、算力多少?能否快速上市等问题 , 而IP核的强大之处就在于这些它都帮你验证好了 。
下面是一张系统SOC结构的示意图 , 它是一种实现复杂系统功能的超大规模集成电路 , 大家可以看到里面包含有大量的IP核 , 功能越复杂 , 对IP核的依赖就越多 。
看到这里 , 想必大家都知道为什么ARM可以席卷全球了吧 。 由于ARM的IP核授权 , 让很多芯片设计公司省去了很多事 , 该验证的环节、该考虑的因素 , ARM全帮你解决了;公司的产品可以快速上市 , 占领市场先机 。 另外 , ARM是一家纯粹的IP授权公司 , 大家对其很放心 。 ARM成功很大一部分也得益于其商业模式 , 就是以IP授权为核心的无晶圆半导体公司 , 即只做IP授权 , 其他一概不涉及 。
不过如今的情况或将有所变化 , 因为ARM的大股东软银公司准备将它卖了 。 如果是卖给一家与芯片公司无关的企业 , 大家还是很放心;如果是卖给了一家芯片公司 , 那相当于站队了 , 其他芯片公司就会有担心ARM不授权的话(英特尔的X86就不授权 , 所以市面上的PC机CPU基本上一家独大) , 芯片就没办法做了 。 然后芯片厂商就会自己想办法来做IP这块 , 这样一来 , ARM不仅业务量受到影响 , 还多了竞争对手 。 所以ARM联合创始人发言称 , 若ARM被芯片厂商英伟达收购 , 则对ARM来说是个灾难 。
国产IP核之路 , 任重道远 。
有着“中国半导体IP之王”的芯原微电子 , 成立至今已有19年 , 虽然其2019年在同类公司中排名第七 , 但是其短板也非常明显 。
不具备CPU类的IP , 拥有图形处理器(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)五类处理器 IP , 以及 1400 多个数模混合 IP 和射频 IP 。
在嵌入式非挥发性存储器、内存编译器等 IP 方面也没有储备 。
大部分IP是通过外部并购而来 , 并非自主研发 , 说明自研方面的技术储备不够 。
但是 , 芯原所积累的经验非常宝贵 , 因为它知道哪些IP是目前没有办法介入 , 半导体哪些领域的IP值得去投入 , 这样就可以少走很多弯路 。 比如芯原在这么多年的积累就指出 , RISC-V (RISC-FIVE)将会是中国芯片产业的全新机遇 , RISC-V 是第五代基于 RISC(精简指令集计算机)的 指令集架构 , 因具备自由开放、成本低、功耗低等方面的优势 , 受到全球广泛关注 。
在2019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曾表示:“RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一 , 在CPU领域形成英特尔、ARM、RISC-V三分天下的格局 。 ”
在5G这个万物互联的时代 , RISC-V的轻量级 , 灵活性 , 更符合物联网应用的碎片化特性 。 国内目前围绕RISC-V 架构开发和使用的企业已有上百家企业 。 比如华为海思、阿里的平头哥、中天微 , 兆易创新、华米科技、嘉楠科技、北京君正以及获得小米投资的芯来科技 。 RISC-V 俨然为中国提供了在 X86 与 ARM 架构之外的第三条自主化路径 。