如今，半導(dǎo)體IP已成為集成電路設(shè)計(jì)與開發(fā)中不可或缺的核心要素。此前我國絕大部分的芯片都建立在國外公司的IP授權(quán)或架構(gòu)授權(quán)基礎(chǔ)上,，但這幾年，隨著對底層技術(shù)的重視以及國產(chǎn)化需求的快速提升,，本土半導(dǎo)體IP供應(yīng)商迎來了良好的發(fā)展機(jī)會(huì)。

　　半導(dǎo)體IP是指集成電路（IC芯片）,、邏輯或單元布局設(shè)計(jì)的可重復(fù)使用單元,。根據(jù)不同的設(shè)計(jì)IP，半導(dǎo)體IP市場可分為接口IP,、處理器IP,、存儲(chǔ)器IP以及其他IP（模擬到數(shù)字IP和數(shù)字到模擬IP）。在這幾大領(lǐng)域,，國內(nèi)已經(jīng)均有本土企業(yè)在布局,。

　　熱鬧的接口IP賽道

　　隨著數(shù)據(jù)中心對網(wǎng)絡(luò)通信速度和性能需求的不斷提升，接口IP正成為最具發(fā)展?jié)摿Φ腎P分類,。據(jù)市場分析公司IPnest預(yù)測,，排名前5的接口IP產(chǎn)品在2025年的總營收將達(dá)到25億美元，從2020年到2025年的年復(fù)合增長率為19%,。接口IP主要是指以太網(wǎng),、DDR、PCIe,、USB,、MIPI、SATA等接口的IP核,。不同的接口在不同的產(chǎn)品垂直領(lǐng)域中具有重要意義,，這使得接口IP極為重要,。

　　在接口IP領(lǐng)域,，國內(nèi)企業(yè)眾多，主要有芯動(dòng)科技,、芯耀輝,、牛芯、銳成芯微,、納能微,、橙科微、和芯微,、芯思原,、燦芯、奎芯等,。這些廠商已經(jīng)涉獵了多種類的接口IP產(chǎn)品,。接下來我們挑幾個(gè)典型的接口IP,，看看國內(nèi)IP供應(yīng)商的實(shí)力如何。

　　就拿DDR 接口IP舉例來看,。DDR PHY和內(nèi)存控制器統(tǒng)稱為DDR IP,，他們保證了SoC和DRAM之間的數(shù)據(jù)傳輸。隨著DDR的速度不斷提升,，DDR模塊的設(shè)計(jì)難度也隨之增大,，所以芯片設(shè)計(jì)企業(yè)一般需要從IP公司購買DDR IP。但在DDR IP市場中,，由于DDR PHY具有較高的技術(shù)門檻,，所以國際廠商仍占據(jù)較高的市場份額。

　　國內(nèi)DDR IP供應(yīng)商中,，芯動(dòng)科技是DDR代際品類和覆蓋面相對較全的IP公司,，所能支持的速率也達(dá)到了較高的水平。芯動(dòng)科技的存儲(chǔ)接口IP全面支持JEDEC DDR5/4/3/2,、LPDDR5X/5/4X/4/3/2,、HBM3/2e，均包含PHY和控制器IP,。此外芯動(dòng)科技還是從GDDR5到GDDR6X全覆蓋的IP廠商,，據(jù)其官網(wǎng)所述，GDDR6X是世界上第一個(gè)經(jīng)過硅驗(yàn)證且的商用GDDR6/6X IP,，為全球高性能芯片公司提供了重要的接口技術(shù),。芯動(dòng)的合作伙伴美光在官網(wǎng)撰文表示，“這個(gè)IP改變了人工智能版圖”,！

　　再就是牛芯和燦芯,。牛芯半導(dǎo)體能為客戶提供DDR3/4/5和LPDDR2/3/4/4x/5 IP組合解決方案。燦芯的YouDDR IP可支持LPDDR2,、DDR3,、LPDDR3、DDR4,、LPDDR4/4x和DDR5等應(yīng)用,，支持從667Mbps 到4800Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。

　　安徽芯思原是由芯原和新思等4家公司共同投資設(shè)立,。芯思原傳承了芯原與新思成熟工藝節(jié)點(diǎn)的芯片接口和模擬IP,，并致力于此類IP往中國新建的40/55nm foundry的移植開發(fā)。在DDR IP接口領(lǐng)域,，芯思原有DDR3/2,、DDRmultiPHY、DDR4 multiPHY三種，可支持DDR 2,、DDR3,、DDR4、LPDDR2,、LPDDR3等應(yīng)用,。

　　芯耀輝研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在集中力量自主研發(fā)28/14/12納米及以下先進(jìn)工藝IP研發(fā)和服務(wù)，芯耀輝也開發(fā)了DDR PHY IP產(chǎn)品,。目前尚不太清楚芯耀輝所能支持的DDR具體應(yīng)用有哪些,，但芯耀輝正從可靠的SI（信號完整性）和PI（電源完整性）分析、高可靠性訓(xùn)練設(shè)計(jì),、高性能DDR IO設(shè)計(jì)和多頻點(diǎn)快速切換4方面入手,，攻克DDR PHY技術(shù)瓶頸。

　　除了DDR IP之外,，高速SerDes接口IP已經(jīng)成為了近年來研究的熱點(diǎn),。在這方面，國內(nèi)的芯動(dòng)科技可提供16/32/56/64Gbps多標(biāo)準(zhǔn)SerDes全套解決方案,，并已實(shí)現(xiàn)了最高5nm的設(shè)計(jì),，其中25G/32Gbps SerDes已經(jīng)量產(chǎn)，56Gbps SerDes已經(jīng)發(fā)布,，64Gbps SerDes即將發(fā)布,，正在攻克112Gbps SerDes技術(shù)。牛芯半導(dǎo)體可支持25/28/32Gbps的速率,。和芯微與燦芯能為客戶提供1.25-12.5Gbps多速率SerDes IP方案,。納能微電子有0.6G-12.5G通SerDes IP核。銳成芯微的SerDes IP最高速率可達(dá)16G,，可支持USB,、PCIe、SATA等接口協(xié)議,。

　　再一個(gè)推動(dòng)接口IP發(fā)展的技術(shù)則是Chiplet,，進(jìn)入2022年，國際大廠已經(jīng)陸續(xù)推出了Chiplet的產(chǎn)品,，國內(nèi)芯片企業(yè)對Chiplet也是一致看好,。Chiplet的發(fā)展也誕生了高速Die to Die接口的需求,。但Chiplet與傳統(tǒng)接口相比,，其對帶寬和時(shí)延的需求則更高，設(shè)計(jì)者還需要對工藝和封裝有很深的了解,，所以這也進(jìn)一步增加了相關(guān)接口IP的設(shè)計(jì)復(fù)雜度,。

　　在Chiplet的接口IP方面，國內(nèi)芯原和芯動(dòng)科技已經(jīng)推出了實(shí)質(zhì)性的產(chǎn)品。芯原是大陸首批加入U(xiǎn)CIe產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的企業(yè),，基于“IP芯片化,，IP as a Chiplet”和“芯片平臺化，Chiplet as a Platform”兩大設(shè)計(jì)理念,，芯原推出了基于Chiplet架構(gòu)所設(shè)計(jì)的高端應(yīng)用處理器平臺,，目前該平臺12nm SoC版本已完成流片和驗(yàn)證，并正在進(jìn)行Chiplet版本的迭代,。

　　另一邊,，3月初英特爾等十家行業(yè)巨頭共同推出UCle后不到三周，芯動(dòng)科技就宣布率先推出自主研發(fā)物理層兼容UCIe標(biāo)準(zhǔn)的IP解決方案——Innolink Chiplet,。據(jù)悉,，這是國內(nèi)首套跨工藝、跨封裝的Chiplet（芯粒）連接解決方案,，且已在先進(jìn)工藝上量產(chǎn)驗(yàn)證成功,。目前，芯動(dòng)科技也已經(jīng)成為UCIe聯(lián)盟成員之一,。

　　除此之外,，也有其他IP供應(yīng)商正在背后蓄力研發(fā)，如芯耀輝也已加入U(xiǎn)CIe聯(lián)盟等,?？究萍嘉磥硪矊⒅攸c(diǎn)打造基于互聯(lián)IP的Chiplet產(chǎn)品。

　　在多媒體接口IP領(lǐng)域,，芯動(dòng)科技有全棧高清多媒體接口IP和音視頻解決方案,，支持HDM 2.1/2.0/1.4接口，支持96 db以上的Audio Codec錄音和播放,。芯動(dòng)科技還有全系列的MIPI低功耗高速串行接口,，包括MIPI D-PHY/C-PHY/M-PHY，其中C-PHY傳輸速率高達(dá)7.8Gbps/Trio,。其他還有,，芯思原的多媒體接口IP也可支持HDM 2.0 / 1.4；銳成芯微擁有MIPI D-PHY,；和芯微有MIPI D-PHY（傳輸速率高達(dá)1.5Gbps）和M-PHY（6Gbps）兩種,。

　　國產(chǎn)處理器IP供應(yīng)商顯露鋒芒

　　處理器IP是一種數(shù)字電路，用于完成取指令,、執(zhí)行指令及與外界存儲(chǔ)器和邏輯部件交換信息等操作,，主要包括CPU IP、GPU IP,、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器IP（NPU IP）,、視頻處理器 IP（VPU IP）,、DSP IP、圖像信號處理器 IP（ISP IP）等,。

　　由于處理器IP主要應(yīng)用于消費(fèi)電子汽車等行業(yè),，這些領(lǐng)域的數(shù)量巨大，也使得處理器IP從中獲益,，迅速成長為全球最大的IP種類,。未來隨著新能源汽車和自動(dòng)駕駛的普及，汽車對各種微處理器（MPU）,、微控制器（MCU）,、數(shù)字信號處理器（DSP）和圖形處理單元的需求增加，處理器IP將在未來很長一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)占據(jù)半導(dǎo)體IP的最大市場份額,。

　　國內(nèi)能提供處理器IP的企業(yè)還相對較少,。芯原是國內(nèi)較大的處理器IP供應(yīng)商，此外還有寒武紀(jì),、平頭哥,、芯來科技、華夏芯等均提供不同種類處理器IP廠商,。

　　目前芯原能提供包括GPU IP,、NPU IP、VPU IP,、DSP IP,、ISP IP、顯示處理器 IP的6大處理器IP,。2021年度,，公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入21.39億元，同比增長42.04%,。其中,，知識產(chǎn)權(quán)授權(quán)使用費(fèi)收入 6.10 億元，同比增長 21.00%,；特許權(quán)使用費(fèi)收入 0.96 億元,，同比增長19.63%；總的IP授權(quán)業(yè)務(wù)為7.06億元,，同比增長20.81%,。接下來，芯原將著力發(fā)展Chiplet業(yè)務(wù)以及RISC-V生態(tài)的發(fā)展,。

　　國內(nèi)IP與國際領(lǐng)先水平的差距很大,，所以國產(chǎn)企業(yè)也在從多處尋找機(jī)會(huì)，在物聯(lián)網(wǎng)碎片化環(huán)境中,，開源指令集的RISC-V架構(gòu)具有廣泛的發(fā)展前景,。而且RISC-V處于發(fā)展早期,，在量產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化方面,，國內(nèi)外差距并不大,。在這方面，國內(nèi)的平頭哥,、芯來科技,、 賽昉科技這幾年正在大力發(fā)展和推廣RISC-V IP。

　　平頭哥半導(dǎo)體成立于2018年9月19日,，2021年10月,，平頭哥宣布全棧開源玄鐵RISC-V系列處理器IP，包括玄鐵E902,、E906,、C906、C910,，以及基于玄鐵的多操作系統(tǒng)的全棧軟件及工具,。

　　芯來科技是中國大陸本土專業(yè)的RISC-V處理器IP公司。自2018年成立以來芯來,，相繼推出了N100,、N200、N300,、N/NX/UX600,、N/NX/UX900等系列產(chǎn)品覆蓋了從低功耗到高性能的各種場景需求。據(jù)悉,，芯來的處理器IP方案采用工業(yè)級穩(wěn)健的Verilog編碼,，具有良好的可讀性，相比國外其他家同類IP產(chǎn)品,，具有明顯的PPA與質(zhì)量優(yōu)勢,。

　　賽昉科技（StarFive）于2018 年成立，提供全球領(lǐng)先的基于RISC-V的CPU IP,、SoC,、開發(fā)板等系列產(chǎn)品。成立至今,，賽昉科技已相繼推出了基于RISC-V的系列產(chǎn)品：全球首款智能視覺處理平臺,、全球支持指令最全的高性能微處理器內(nèi)核以及全球首款A(yù)I單板計(jì)算機(jī)。

　　最近幾年發(fā)展火熱的人工智能似乎也成為IP廠商發(fā)力的機(jī)會(huì),，代表廠商如寒武紀(jì),、地平線。寒武紀(jì)的IP業(yè)務(wù)主要聚焦終端智能處理器IP業(yè)務(wù),。目前主要有1M系列和1H系列,。在2020年的財(cái)報(bào)說明會(huì)上,，寒武紀(jì)透露，目前搭載終端智能處理器IP的智能設(shè)備數(shù)量已超過1億臺,。2021年寒武紀(jì)來自IP授權(quán)和軟件的營收為687萬元,。面對當(dāng)下整車廠造芯的大需求，地平線已經(jīng)開放其人工智能專用處理器BPU IP授權(quán),，以此來滿足自研能力強(qiáng)的部分車企的需求,。

　　此外，國內(nèi)還有在異構(gòu)處理器IP布局的廠商,。華夏芯是異構(gòu)處理器IP的提供商,，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的CPU、DSP,、GPU和AI處理器IP,，基于創(chuàng)新的 “統(tǒng)一指令集架構(gòu)”、微架構(gòu)和工具鏈,，面向物聯(lián)網(wǎng),、邊緣計(jì)算和云計(jì)算應(yīng)用，提供高性能和高能效等不同系列的定制化芯片產(chǎn)品,。華夏芯已構(gòu)建由100多項(xiàng)全球?qū)＠M成的知識產(chǎn)權(quán)體系,，填補(bǔ)了國產(chǎn)異構(gòu)處理器領(lǐng)域的空白。

　　不可不做的存儲(chǔ)器 IP

　　存儲(chǔ)器約占全球半導(dǎo)體產(chǎn)值的三分之一,，市場高度集中,。存儲(chǔ)不是一個(gè)好做的行業(yè)，而存儲(chǔ)IP更是,。存儲(chǔ)IP是基礎(chǔ)IP的一種,，是ASIC和SoC設(shè)計(jì)中的必備組成成分，也是技術(shù)門檻極高的細(xì)分領(lǐng)域,，供應(yīng)商主要以海外為主,。國際上僅Arm、Synopsys,、M31,、Faradya等能提供完整的存儲(chǔ)器IP，國內(nèi)的方案還不多,，但也有一些國內(nèi)企業(yè)在存儲(chǔ)IP領(lǐng)域上攻堅(jiān),。

　　銳成芯微致力于高可靠性嵌入式非易失性存儲(chǔ)（eNVM）IP的研發(fā)，包括LogicFlash? MTP,、LogicEE? EEPROM,、LogicFlash Pro? eFlash等。據(jù)悉,，其LogicFlash?能夠?qū)崿F(xiàn)單顆IP上同時(shí)滿足eFlash和EEPROM的要求,，分別用于代碼存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ),。它既有邏輯工藝/BCD工藝/HV工藝的兼容性，又有flash的優(yōu)良特性,。

　　據(jù)了解,，eNVM IP通常具有很高的技術(shù)壁壘，有大量的專利保護(hù),，后進(jìn)入者很難突破已有的技術(shù)保護(hù)壁壘,，這是由于eNVM IP與工藝器件特性強(qiáng)相關(guān),，有很嚴(yán)格的可靠性的要求,，如數(shù)據(jù)保持能力、擦除和寫入次數(shù)等,，這些性能都會(huì)受工藝以及存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的影響,。

　　蘇州騰芯微（IPSOAR）成立于2018年，公司產(chǎn)品主要包括內(nèi)存編譯器,、TCAM編譯器,、SRAM定制等。IP覆蓋了從180nm到14nm先進(jìn)工藝,，可應(yīng)用到不同的ASIC和SOC產(chǎn)品上,。

　　其他IP

　　（模擬IP/數(shù)?；旌?IP/射頻 IP）

　　除了上述這幾類之外,，IP還包括一些其他物理IP，如模擬IP,、射頻IP以及數(shù)?；旌螴P等等。

　　銳成芯微的模擬IP和數(shù)?；旌螴P結(jié)合了獲得專利的超低功耗技術(shù),，功耗可低至幾十納安。其低功耗和超低功耗模擬IP組合包括電源類IP,、時(shí)鐘類IP,、ADC/DAC/Audio CODEC、傳感器IP,、檢測IP,、LVDS IP等。銳成芯微還可提供具有低功耗,、高性能的RF IP,，包括低功耗藍(lán)牙，雙模藍(lán)牙（BLE&BT）,、Wi-Fi6等,。

　　針對物聯(lián)網(wǎng)連接應(yīng)用,，芯原在 22nm FD-SOI 工藝上布局了較為完整的射頻IP，種類包括雙模藍(lán)牙,、低功耗藍(lán)牙,、NB-IoT、GNSS及802.11ah低頻IP,。目前其所有射頻IP已經(jīng)完成IP測試芯片的流片驗(yàn)證,。除射頻IP外，芯原還開發(fā)了基帶IP,，可以為客戶提供完整的解決方案,。目前NB-IoT、低功耗藍(lán)牙,、GNSS及802.11ah低頻IP都已有客戶授權(quán),。

　　和芯微的音頻編解碼可提供16位至24位高精度音頻轉(zhuǎn)換，高速AD提供位寬10bit/12bit,，采樣速率可達(dá)200MHz,。奎芯也在做一些模擬IP,，包括ADC,、PLL、LDO,、PVT Sensor,。

　　結(jié)語

　　眾所周知，IP是門苦生意,，付出多回報(bào)少,，誰做誰知道。這幾年在國產(chǎn)替代的大背景下,，國產(chǎn)半導(dǎo)體IP也開始逐漸被國內(nèi)客戶支持,，國內(nèi)半導(dǎo)體IP供應(yīng)商得以根據(jù)客戶的需求進(jìn)行反饋和快速的更新迭代，部分IP廠商已經(jīng)在點(diǎn)上取得了一定的突破,。散點(diǎn)聚合,，終將成線。