Hi～新朋友，記得點藍字關(guān)注我們喲

硅IP核產(chǎn)業(yè)自誕生以來就不斷演進。最開始主要由各半導(dǎo)體公司內(nèi)部的IP核部門來開發(fā)維護，伴隨設(shè)計復(fù)雜度上升與上市時間要求縮短，第三方商業(yè)IP核開始出現(xiàn)，他們在成本、性能與規(guī)模效應(yīng)上優(yōu)勢明顯，很多半導(dǎo)體公司開始采用第三方IP核，并逐漸減少在自研IP核上的投入，IP核產(chǎn)業(yè)日益興盛。

如同芯片在不斷迭代，IP核也在不斷進步。集成電路技術(shù)60年來基本遵循摩爾定律的演進規(guī)律。隨著進入后摩爾時代，即兩年一代技術(shù)更換的節(jié)奏開始放緩，設(shè)計和制造企業(yè)開始更加重視產(chǎn)品的多樣化發(fā)展，而不再一味追求特征尺寸的縮小，使得IP核技術(shù)發(fā)展也出現(xiàn)新的趨勢，5G的到來將加速這一趨勢的凸顯。

5G的新需求

此前，新思科技（Synopsys）總裁兼聯(lián)席首席執(zhí)行官陳志寬博士曾公開表示，不同于4G或者以前的移動網(wǎng)絡(luò)，5G的高速度、高帶寬和高頻率，這些特性將會給半導(dǎo)體行業(yè)帶來明顯的轉(zhuǎn)變。

相比于4G，5G的業(yè)務(wù)場景擴大，業(yè)務(wù)需求發(fā)生重大變化。5G具有大帶寬、低延時、廣聯(lián)接的特性，這為整個行業(yè)帶來了顛覆性的新應(yīng)用機會。

來源：新思科技

對于5G手機來說，5G顯著地提高了手機的數(shù)據(jù)吞吐量，導(dǎo)致業(yè)內(nèi)對于高效處理解決方案、支持高速芯片到芯片通信的接口IP等解決方案的需求也急劇提升。

同樣，在汽車領(lǐng)域，5G的商用為LTE-V2X提供了更強大的性能和更多的可能性，5G形成了端到端的生態(tài)系統(tǒng)，也產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，使人們開始更多的思考安全性。為避免發(fā)生安全問題，當今汽車SoC中不斷增加安全功能，導(dǎo)致要求IP核提供商采取嚴格的流程以確保IP核滿足功能安全性和可靠性標準。

而在物聯(lián)網(wǎng)方面，將幾十億智能“事物”連接到我們的指尖，其核心指標要求超低功耗，這就提出了超低功耗 IP核的一系列需求。而且，隨著城市、樓宇、家居的智能化和網(wǎng)絡(luò)化以及可穿戴市場的發(fā)展，亦催生了對藍牙、NB-IoT等一系列射頻類協(xié)議IP核的需求。

不難發(fā)現(xiàn)，無論5G時代發(fā)生怎樣的變化，提出怎樣的需求，都與IP核有著密不可分的聯(lián)系。

IP核的重要性

事實上，不僅5G，IP核對于整個半導(dǎo)體行業(yè)都非常重要，尤其是在近年來產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展及全球?qū)χR產(chǎn)權(quán)越來越重視的情況下。

技術(shù)在飛速進步，芯片不斷推陳出新，開發(fā)節(jié)奏越來越快，分工越來越明確，業(yè)內(nèi)人士意識到用成熟IP核開發(fā)產(chǎn)品迅速搶占市場的重要性，并且這種意識還在不斷加強。

過去10年來，IP核細分市場的年復(fù)合增長率超過10%，遠高于EDA和整個半導(dǎo)體行業(yè)的增長。如果將Chiplet也歸入IP核類別的話，未來10年IP有望趕上EDA的市場規(guī)模。

因此，雖然在年均600多億美元的全球芯片研發(fā)開支中，IP核占比只有5%，約36億美元，但其價值和影響力卻遠遠超出金錢衡量的份額?？梢院敛豢鋸埖卣f，在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)這座金字塔上，IP核處于價值鏈的最頂端。

這一現(xiàn)象從最新數(shù)據(jù)中也可見端倪。近期，市場分析公司IPnest發(fā)布了2019年全球半導(dǎo)體IP廠商的營收排名。

2019年排名前10的IP公司及收入（百萬美元），資料來源：IPnest

根據(jù)該表格顯示，2019年全球半導(dǎo)體IP核市場總價值約為39.4億美元，比2018年的37.4億美元增長了5.2％?？紤]到半導(dǎo)體市場在2019年下降了約15％，且IP核特許權(quán)使用費通常與芯片銷售價格掛鉤，這份榜單正好說明IP核在半導(dǎo)體市場的滲透率進一步提高了。

說回5G，正如前文所言，在5G時代，無數(shù)新應(yīng)用、新產(chǎn)品將會催生無數(shù)新需求，這些需求發(fā)展迅速且更加個性化，要求芯片制造商以更快的速度推動新產(chǎn)品上市。在5G爆火的這兩年中，芯片制造商一直在競相開發(fā)5G SoC，以便在5G技術(shù)首次亮相時及時投放市場。然而采用新工藝的新款芯片成本、功耗多少？能否快速上市？都是芯片制造商需要考慮的問題。

IP核的復(fù)用是提高片上系統(tǒng)的設(shè)計效率、縮短設(shè)計周期的關(guān)鍵。基于IP核復(fù)用技術(shù)的SoC設(shè)計使芯片設(shè)計從以硬件為中心轉(zhuǎn)向軟件為中心，芯片設(shè)計不再是門級的設(shè)計，而是IP核的接口及其復(fù)用設(shè)計。

在芯片制造商爭分奪秒搶占市場的今天，一款全新的可靠的IP核將成為廠商的制勝法寶。從整個市場來看，在沒有全新IP核的情況下，整個行業(yè)的發(fā)展速度都將減緩。

如何靠近5G？

為了解決這一現(xiàn)狀，促進行業(yè)發(fā)展，設(shè)計一款滿足5G需求的IP核成為了現(xiàn)下芯片制造商關(guān)注的重點。系統(tǒng)架構(gòu)師在設(shè)計中尋找針對各個模塊的實現(xiàn)方法，以求降低風險并加快設(shè)計進度。

對于一款5G手機來說，其5G芯片需要多種處理解決方案，能夠在基帶解決方案所要求的多種不同工作負載之間保持高效；而同樣的芯片，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域則需要降低復(fù)雜性實現(xiàn)低功耗的特性。

對于接口IP也是如此，在5G手機中接口IP依舊需要具有高復(fù)雜性，而在網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)中則需要接口IP節(jié)省系統(tǒng)成本。

相較于以上領(lǐng)域，對于汽車領(lǐng)域而言，安全和可靠則成了主旋律

對于這些要求，傳統(tǒng)的通用IP核顯然已經(jīng)不太適用。為此，一些廠商已經(jīng)開始設(shè)計應(yīng)對5G市場的創(chuàng)新型IP核。IP巨頭新思科技就是其中的先行者。

面對5G市場的細分化需求，新思科技推出了Designware IP產(chǎn)品組合，包括邏輯庫、嵌入式存儲器、嵌入式測試、模擬IP、有線和無線接口IP、安全IP、嵌入式處理器和子系統(tǒng)。這些產(chǎn)品分別具有低功耗、復(fù)雜基帶處理、低延遲、高安全性等特點，以應(yīng)對不同的應(yīng)用場景。

為了適應(yīng)5G手機復(fù)雜的基帶處理，新思科技的ARC EV6x以及帶增強DSP功能的ARC HS處理器，能夠提高每個周期中完成的工作量，并減少這些復(fù)雜解決方案的能耗。對于定制的基帶處理設(shè)計, 新思科技ASIP Designer工具使客戶能夠構(gòu)建針對其獨特設(shè)計需求進行優(yōu)化的處理器。

同樣對于物聯(lián)網(wǎng)需要的低功耗系帶處理器，新思科技的ASIP Designer工具可以開發(fā)出具有超低功耗、超小尺寸以及高計算吞吐量的可編程的、針對具體任務(wù)優(yōu)化的內(nèi)核/加速器。

此前，臺積電設(shè)計建構(gòu)管理處資深處長Suk Lee盛贊新思科技的Designware IP，表示新思科技一直走在IP解決方案的前端。提供的IP解決方案能滿足AI、汽車與云端運算等應(yīng)用領(lǐng)域的SoC部署對于效能、功耗和芯片面積的要求。

從通用到專用

縱覽整個行業(yè)的發(fā)展趨勢，我們不難發(fā)現(xiàn)，芯片開始出現(xiàn)定制化需求，而分析近年IP市場，也同樣得出市場正在從通用IP核（例如CPU、DSP、基礎(chǔ)IP）向更多特定應(yīng)用的IP核轉(zhuǎn)變的結(jié)論，對于CPU或DSP尤其如此。

具體看來，由于物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體產(chǎn)品生態(tài)將會更加豐富，同時設(shè)計規(guī)模和設(shè)計難度也將進一步加大，使得客戶對于IP核的種類、功能和性能都提出了更多個性化的需求。

IP核在向更專業(yè)化的垂直細分領(lǐng)域發(fā)展，例如存儲器IP面向不同的市場和應(yīng)用，客戶會選擇不同技術(shù)類型的存儲器，如汽車電子應(yīng)用偏好高可靠性，一些電源類產(chǎn)品偏好高耐壓，而一些消費類產(chǎn)品傾向于低成本。

看向新思科技的5G IP解決方案，就能發(fā)現(xiàn)3G，4G演變到5G時代中IP方案有所不同之處。據(jù)新思科技資料指出，其5G IP解決方案將會有低功率、處理復(fù)雜基帶、高帶寬、AI以及安全性等特點。這些特點可以應(yīng)用在無論是5G基礎(chǔ)設(shè)施中的服務(wù)器、5G的eCPRI又或者是高速安全加速器等場景中。

以基帶為例，復(fù)雜的基帶解決方案必須適應(yīng)更高的帶寬、載波聚合和大規(guī)模MIMO（或具有波束形成的多天線）。新思科技的ARC VPX是一個DSP解決方案，它包括512bit訪問，可以解決這些向量處理需求的復(fù)雜性。

不僅如此，目前，人工智能正以5G自優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)或5G子網(wǎng)的形式部署，以處理5G基礎(chǔ)設(shè)施的大部分復(fù)雜性。新思科技的ARC-EV處理器提供了在設(shè)備上處理這些實現(xiàn)所需的所有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能，而不是將所有數(shù)據(jù)進一步向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。

同時，新思科技的SerDes還能夠支持CPRI和ECRPI。

IPnest負責人埃里克·埃斯特維（Eric Esteve）指出，在過去10年的大部分時間里，IP核業(yè)務(wù)的增長主要依靠智能手機。而在未來幾年中，IP核收入的增長來源將是高性能計算和數(shù)據(jù)中心、有線和無線網(wǎng)絡(luò)。在這些高性能的應(yīng)用當中，接口IP的重要性正在增長，而且其在整個IP核市場的占比正在蠶食處理器IP的市場份額，成為了最具發(fā)展?jié)摿Φ腎P核品類。

Eric Esteve繼續(xù)談到，處理器之后，物理IP、有線接口IP、SRAM存儲器編譯器、其他存儲器編譯器、物理庫，模擬和混合信號以及無線接口IP，都是新的增長點。

在有線接口類別中，新思科技是明顯的領(lǐng)導(dǎo)者，最新數(shù)據(jù)顯示，2018年，該公司擁有約45％的市場份額，在物理IP市場則占有約35％的市場份額。

近幾年，新思科技還進行了不少收購，增強其細分產(chǎn)品組合的競爭優(yōu)勢。例如，其于2016年收購的Gold Standard Simulations Ltd（GSS），該公司專門從事用于納米級電子設(shè)備的TCAD軟件研發(fā)。

今年1月，新思科技又收購了Invecas的某些基礎(chǔ)和模擬IP資產(chǎn)，并表示，此次收購將擴大其DesignWare邏輯庫，通用I / O，嵌入式存儲器，接口和模擬IP產(chǎn)品組合。此外，新思科技還收購了DINI Group、QTronicGmbH和eSilicon的一些資產(chǎn)。

說在最后

5G，讓科幻作品中的世界將變?yōu)楝F(xiàn)實。不久的將來，我們或許將面對當前無法想象的社會，生活方式和思考方式也會受到巨大沖擊。云技術(shù)的廣泛應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、成熟的無人駕駛技術(shù)等都會向我們走來。

與此同時，5G也為更多的領(lǐng)域創(chuàng)造了機會，IP核作為其中一個細小的領(lǐng)域，正在以蝴蝶振翅之力，掀起滔天巨浪。

更多精彩搶先看

（每天都有新態(tài)度）

*聲明：本文轉(zhuǎn)載自“半導(dǎo)體行業(yè)觀察”。文章內(nèi)容系作者個人觀點，不代表深圳華芯任何立場，轉(zhuǎn)載僅為了傳達一種不同的觀點，如有任何建議或意見，歡迎隨時聯(lián)系我們。