指甲蓋大小的芯片，可能是人類目前能夠創(chuàng)造的最細(xì)微、最宏大的工程——上百億個(gè)晶體管集成在一起——可謂一座微縮的城市。

　　正如城市中建筑需要大量預(yù)制件，芯片產(chǎn)業(yè)鏈中，半導(dǎo)體IP作為設(shè)計(jì)上游關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，就像建筑行業(yè)中的“預(yù)制件”，以搭積木式的開(kāi)發(fā)模式幫助縮短芯片開(kāi)發(fā)時(shí)間、降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

　　但全球前十IP供應(yīng)商主要來(lái)自英美，國(guó)外巨頭壟斷下，國(guó)產(chǎn)IP的新鮮血液能否為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)新活力？國(guó)產(chǎn)IP又如何突圍？

　　近日，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體IP初創(chuàng)企業(yè)芯耀輝科技有限公司董事長(zhǎng)兼聯(lián)席CEO曾克強(qiáng)在上海浦東張江接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）專訪時(shí)表示，中國(guó)的半導(dǎo)體IP需求“已經(jīng)到了一個(gè)即將爆發(fā)式增長(zhǎng)的時(shí)期”。盡管目前國(guó)產(chǎn)IP行業(yè)還較為薄弱，但他堅(jiān)信現(xiàn)在是厚積薄發(fā)的最好時(shí)機(jī)，中國(guó)人可以靠自己研發(fā)出面向未來(lái)的IP技術(shù)，前提是必須吸引到中國(guó)最頂尖的人才。

　　曾克強(qiáng)曾在國(guó)際頂尖IP設(shè)計(jì)企業(yè)新思科技（Synopsys）任中國(guó)區(qū)副總經(jīng)理，在新思科技的20多年里一直負(fù)責(zé)芯片EDA和IP的市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化落地，他敏銳捕捉到半導(dǎo)體IP市場(chǎng)的高速增長(zhǎng)，但外商市占率超90%，中國(guó)急需自主研發(fā)的先進(jìn)IP技術(shù)和產(chǎn)品。

　　IP設(shè)計(jì)不是閉門造車，沒(méi)有和客戶十幾年的量產(chǎn)、磨合、迭代，研發(fā)IP根本不現(xiàn)實(shí)。從過(guò)去30多年全球IP發(fā)展歷程看，技術(shù)的快速迭代和市場(chǎng)應(yīng)用新需求的出現(xiàn)共同推動(dòng)了IP產(chǎn)業(yè)的突破。而當(dāng)前的中國(guó)，芯片應(yīng)用走在世界前沿，這是這一特殊時(shí)代中能夠看到并把握的機(jī)會(huì)。

　　今年6月是芯耀輝成立一周年的日子，曾克強(qiáng)帶領(lǐng)各路團(tuán)隊(duì)登高慶祝?！按蠹叶几杏X(jué)我們做的是順應(yīng)時(shí)代的事，大家有同一個(gè)夢(mèng)想、同一個(gè)信念，關(guān)鍵是把人聚在一起?！?/p>

　　專訪時(shí)間定在上午10時(shí)，澎湃新聞?dòng)浾哌_(dá)到時(shí)，他剛剛結(jié)束一個(gè)會(huì)議。在1個(gè)多小時(shí)的采訪里，曾克強(qiáng)激情澎湃，親歷中國(guó)缺“芯”之痛，“那時(shí)候大家已經(jīng)有一種感覺(jué)，如果有一天IP被卡脖子怎么辦？”曾克強(qiáng)說(shuō)，他們這一代半導(dǎo)體人必須站出來(lái)，“我們真的應(yīng)該要為產(chǎn)業(yè)做點(diǎn)事情了?！?/p>

　　“我們的團(tuán)隊(duì)又恰恰是在全球頂尖的公司有過(guò)數(shù)十年的積累，所以我們有責(zé)任和使命創(chuàng)立一家自主研發(fā)的中國(guó)IP企業(yè)，突破卡脖子問(wèn)題，為國(guó)家、為產(chǎn)業(yè)解決問(wèn)題?！?/p>

　　芯片中的“預(yù)制件”：縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，串聯(lián)芯片設(shè)計(jì)和制造

　　半導(dǎo)體IP核是系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)鏈上游的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。它是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的、具有特定功能的可重用芯片模塊。終端產(chǎn)品復(fù)雜多樣，芯片設(shè)計(jì)難度提升，研發(fā)資源和成本持續(xù)增加，促使全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分工不斷細(xì)化，IP產(chǎn)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。

　　由于經(jīng)過(guò)驗(yàn)證且可重復(fù)使用，半導(dǎo)體IP核就像建筑行業(yè)中的預(yù)制件，當(dāng)前國(guó)際上絕大部分芯片企業(yè)在設(shè)計(jì)芯片時(shí)會(huì)采用IP，通過(guò)購(gòu)買成熟可靠的IP方案實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能，縮短芯片開(kāi)發(fā)時(shí)間，降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，很快搭起一棟建筑。根據(jù)美國(guó)電子行業(yè)戰(zhàn)略咨詢公司IBS（International Business Strategies，國(guó)際商業(yè)戰(zhàn)略公司）報(bào)告，以28nm工藝節(jié)點(diǎn)為例，單顆芯片中已可集成的IP數(shù)量為87個(gè)。當(dāng)工藝節(jié)點(diǎn)演進(jìn)至5nm時(shí)，可集成的IP數(shù)量超過(guò)200個(gè)。

　　單顆芯片可集成IP數(shù)量增多為更多IP在SoC（系統(tǒng)級(jí)芯片）中實(shí)現(xiàn)可復(fù)用提供新的空間。IP在集成電路設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作中已是不可或缺的要素，推動(dòng)了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和芯片技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

　　IBS曾預(yù)計(jì)，全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)將從2018年的46億美元增至2027年的101億美元，增長(zhǎng)率高達(dá)120%，年均復(fù)合增速9.13％。半導(dǎo)體IP無(wú)處不在，它可以分為處理器IP、接口IP、物理IP等，其中高速接口IP量大面廣，比如手機(jī)充電、和外部交換數(shù)據(jù)就要用到USB接口。由于手機(jī)應(yīng)用爆發(fā)式增長(zhǎng)，要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來(lái)越大，接口IP的數(shù)據(jù)傳輸速率越來(lái)越快，否則就會(huì)影響手機(jī)性能和用戶體驗(yàn)。

　　曾克強(qiáng)舉了個(gè)例子，“USB接口日常大家使用已經(jīng)好多年了，仔細(xì)觀察可以看到形態(tài)發(fā)生了很多變化。以前是比較厚的接口，后來(lái)到type c然后一直到現(xiàn)在用蘋果里面lightning，它都屬于接口IP?！?/p>

　　“接口IP從USB2.0到3.0、3.1到現(xiàn)在最新的4.0，傳輸速度提高了85倍?！边@也意味著，以前我們從手機(jī)導(dǎo)出一部全高清視頻動(dòng)輒需要以小時(shí)為單位計(jì)量，而現(xiàn)在不到一分鐘就能導(dǎo)出一部更高質(zhì)量的8K視頻了。

　　再比如，計(jì)算設(shè)備都需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并與CPU交互數(shù)據(jù)，這就要用到DDR內(nèi)存接口IP。曾克強(qiáng)介紹，現(xiàn)在的游戲都以畫(huà)質(zhì)精美而著稱，實(shí)現(xiàn)逼真畫(huà)質(zhì)的前提是設(shè)備可以進(jìn)行大量數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理來(lái)完成渲染，這需要高帶寬、大容量存儲(chǔ)支持。

　　DDR接口就是為了滿足這一需求而不斷迭代，當(dāng)前最先進(jìn)的DDR接口是DDR5和LPDDR5。采用最先進(jìn)的DDR接口已經(jīng)成為電子終端差異化產(chǎn)品和市場(chǎng)的重要手段之一。

　　隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)向手機(jī)產(chǎn)業(yè)邁進(jìn)，電子終端產(chǎn)品更加復(fù)雜多樣，芯片設(shè)計(jì)復(fù)雜程度大幅提升。曾克強(qiáng)說(shuō)，IP設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也在朝著帶寬更大、數(shù)據(jù)量更大、傳輸速率更高、功耗更低的方向發(fā)展，因此研發(fā)難度也就更大。

　　對(duì)于芯片生態(tài)來(lái)講，IP也是供應(yīng)鏈的重要一環(huán)。由于居于產(chǎn)業(yè)鏈上游，它對(duì)全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新具有重要作用，也能帶動(dòng)下游發(fā)展。

　　IP公司的價(jià)值就是預(yù)先設(shè)計(jì)芯片里通用的功能，并且讓其具備高可靠性和高兼容性，讓芯片公司可以直接復(fù)用而無(wú)需再承擔(dān)研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)并節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間。

　　而一個(gè)成熟的IP要被充分驗(yàn)證，才能避免給芯片廠商帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。要知道，芯片行業(yè)是一個(gè)幾乎沒(méi)有容錯(cuò)空間的產(chǎn)業(yè)，一個(gè)先進(jìn)工藝芯片的流片成本就是數(shù)億美元級(jí)別。

　　另一方面，IP和芯片制造（芯片代工產(chǎn)業(yè)）休戚與共。曾克強(qiáng)說(shuō)，每家芯片制造公司都有其獨(dú)特芯片工藝，工藝和工藝的名字在公眾看來(lái)都差不多，比如14nm工藝或7nm工藝，但技術(shù)路徑百花齊放，同納米級(jí)別的工藝參數(shù)也大相徑庭。IP研發(fā)需要配合每一家芯片制造公司的獨(dú)特工藝去設(shè)計(jì)產(chǎn)品，才能保證下游芯片公司的“IP選擇自由”。

　　“所以芯片制造公司也把IP廠商視作他們最重要的生態(tài)伙伴之一”，曾克強(qiáng)告訴澎湃新聞（www.thepaper.cn），“中國(guó)的半導(dǎo)體行業(yè)正在奮力追趕，以對(duì)標(biāo)國(guó)際先進(jìn)工藝為當(dāng)前目標(biāo)，芯耀輝也是其中一員。”

　　外商市占率超90%，半導(dǎo)體IP研發(fā)難在哪？

　　半導(dǎo)體IP市場(chǎng)參與者可大致分為兩類：一類是與EDA工具捆綁型的半導(dǎo)體IP供應(yīng)商，如美國(guó)的新思科技（Synopsys）；一類是只提供專業(yè)領(lǐng)域半導(dǎo)體IP的供應(yīng)商，如英國(guó)的ARM公司、Imagination。這些企業(yè)都成立于上世紀(jì)八九十年代。

　　而如今使用最廣泛的半導(dǎo)體IP也主要來(lái)自它們。IP領(lǐng)域調(diào)研機(jī)構(gòu)IPnest調(diào)查顯示，2019-2020年全球半導(dǎo)體IP供應(yīng)商銷售收入市場(chǎng)占有率分布中，排名前二的依次是ARM和新思科技。其中ARM在2020年的市占率為41%，新思科技為19.2%。僅這兩家企業(yè)就占據(jù)了全球六成半導(dǎo)體IP市場(chǎng)。

　　“國(guó)內(nèi)IP基本上就是處于被卡脖子狀態(tài)?！币晃恍酒瑥臉I(yè)人員對(duì)澎湃新聞（www.thepaper,cn）表示，“就連國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)最強(qiáng)的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)這塊也得仰賴外方，更別提其他的芯片公司了?！?/p>

　　半導(dǎo)體IP的外商市占率超90%，中國(guó)急需自主研發(fā)的先進(jìn)IP技術(shù)和產(chǎn)品。但中國(guó)半導(dǎo)體IP至今沒(méi)有成功突圍，曾克強(qiáng)說(shuō)，主要挑戰(zhàn)來(lái)自三方面。首先是快速升級(jí)的各種接口IP標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，這決定了IP研發(fā)不是一蹴而就的事情，而是需要長(zhǎng)期投入。

　　其次是IP研發(fā)需要持續(xù)跟蹤各芯片制造公司的工藝演進(jìn)，必須具備工藝制程的快速移植能力。

　　最后，把協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)集成到IP，并針對(duì)各家工藝制程做定制化后，還必須與下游芯片設(shè)計(jì)公司共同進(jìn)行芯片驗(yàn)證并大規(guī)模量產(chǎn)才能保證IP產(chǎn)品的市場(chǎng)化落地。

　　“本土的IP標(biāo)準(zhǔn)本身起來(lái)得就比國(guó)外慢，再加上技術(shù)沒(méi)有積累。”上述芯片從業(yè)人員表示，14、12納米IP當(dāng)前是國(guó)內(nèi)稀缺技術(shù)?！白龀鰜?lái)真正在市場(chǎng)上有客戶規(guī)模使用，真正受到市場(chǎng)檢驗(yàn)的先進(jìn)工藝IP，幾乎是空白?！倍F(xiàn)實(shí)是，高性能計(jì)算、5G、智能汽車等新應(yīng)用的發(fā)展都需要先進(jìn)工藝IP來(lái)支撐。

　　“IP不好做，做好IP更難?！痹藦?qiáng)坦言，半導(dǎo)體IP不是科學(xué)發(fā)明，而是一個(gè)典型的工業(yè)技術(shù)，一門跨學(xué)科、長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的工業(yè)工程。工業(yè)工程的發(fā)展是沒(méi)有捷徑的，需要技術(shù)積累、產(chǎn)品迭代、產(chǎn)業(yè)配套、生態(tài)鏈協(xié)同，缺少任何一環(huán)，都沒(méi)法進(jìn)步。

　　拿產(chǎn)品迭代來(lái)說(shuō)，一個(gè)IP產(chǎn)品光設(shè)計(jì)起碼需要一年時(shí)間，完成設(shè)計(jì)后，芯片要生產(chǎn)、測(cè)試、返回終端用戶試用，從小批量試用到大批量試用，這個(gè)過(guò)程起碼要兩年?！斑@還是普通的芯片，如果遇到高性能計(jì)算服務(wù)器上用的復(fù)雜芯片，光設(shè)計(jì)一年時(shí)間就不夠了?！鄙鲜鲂酒瑥臉I(yè)人員表示，這一代產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)以后也可能會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，有些可以打個(gè)補(bǔ)丁用軟件解決，有些必須修改硬件，也就是做工程修改命令（ECO，Engineering Change Order）。

　　“ECO還是說(shuō)你能找到這個(gè)問(wèn)題在哪里，做一個(gè)ECO就半年，這一改，再去生產(chǎn)制造，回來(lái)差不多就是9個(gè)月以后?！痹撔酒瑥臉I(yè)人員表示，而經(jīng)常碰到的問(wèn)題是，硬件修改勉強(qiáng)通過(guò)，但客戶希望下一代產(chǎn)品不再出現(xiàn)這一問(wèn)題，“要做得更好，就得陪客戶再做一代，這一代又是兩三年過(guò)去了。等到兩三年過(guò)去，可能新的標(biāo)準(zhǔn)又出來(lái)了?！?/p>

　　所以IP研發(fā)需要長(zhǎng)期積累，曾克強(qiáng)也表示，“沒(méi)有和客戶十幾年的量產(chǎn)、磨合、迭代，研發(fā)IP根本不現(xiàn)實(shí)?！边@樣的跨越不是砸錢就能解決的。

　　厚積薄發(fā)的最好時(shí)機(jī)：國(guó)產(chǎn)IP如何突圍？

　　全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)。道阻且長(zhǎng)，行則將至，國(guó)產(chǎn)IP的機(jī)會(huì)和出路在哪里？

　　從過(guò)去30多年的發(fā)展歷程來(lái)看，技術(shù)的快速迭代和市場(chǎng)應(yīng)用新需求的出現(xiàn)共同推動(dòng)了IP產(chǎn)業(yè)的突破。曾克強(qiáng)說(shuō)，全社會(huì)轟轟烈烈的數(shù)字化發(fā)展，讓中國(guó)發(fā)展為全球最大的芯片應(yīng)用市場(chǎng)，數(shù)字化和各行各業(yè)的結(jié)合也把中國(guó)的芯片應(yīng)用推至了世界的前沿。

　　芯片技術(shù)無(wú)疑是中國(guó)發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的底層技術(shù)支持。而今天，越來(lái)越多過(guò)去只做應(yīng)用的系統(tǒng)公司也計(jì)劃從底層硬件實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化，開(kāi)始布局芯片。

　　曾克強(qiáng)曾任職新思科技中國(guó)區(qū)副總經(jīng)理，在新思科技的20多年里一直負(fù)責(zé)EDA和IP的市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化落地。他敏銳捕捉到，中國(guó)的半導(dǎo)體IP需求“已經(jīng)到了一個(gè)即將爆發(fā)式增長(zhǎng)的時(shí)期”。

　　“中國(guó)的系統(tǒng)公司以前專注做應(yīng)用，今天都紛紛開(kāi)始入場(chǎng)做芯片，包括BAT和后起之秀如字節(jié)跳動(dòng)，這些公司非常擅長(zhǎng)定義芯片的需求來(lái)支持應(yīng)用的落地，這已經(jīng)成為未來(lái)的市場(chǎng)趨勢(shì)。”曾克強(qiáng)說(shuō)。

　　“除此之外，還有很多電子終端公司也加入其中，代表性的是電器制造商格力、造車的小鵬汽車，再比如做手機(jī)的小米和OPPO。我相信IP可以為這些造芯新勢(shì)力提供巨大的價(jià)值，但要有全新的IP設(shè)計(jì)方法學(xué)來(lái)支撐?！?/p>

　　曾克強(qiáng)用拍照打了個(gè)比方：以前拍照大多會(huì)用單反相機(jī)，但現(xiàn)在基本上只有發(fā)燒友在用，普通用戶一個(gè)手機(jī)相機(jī)就可以拍出不亞于以前單反相機(jī)質(zhì)量的照片，“用戶不用去管光圈、快門，手機(jī)都處理好了，甚至連后期都做進(jìn)去了。”

　　做IP也一樣，曾克強(qiáng)說(shuō)，未來(lái)的IP不只是設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)小而精的接口IP，還要做成IP子系統(tǒng)，讓系統(tǒng)公司和芯片公司更容易通過(guò)集成IP來(lái)迅速做出大規(guī)模的系統(tǒng)芯片，滿足數(shù)字時(shí)代應(yīng)用市場(chǎng)的多元化需求。

　　與此同時(shí)，設(shè)計(jì)IP的方法學(xué)也需要革新，這樣才能滿足造芯新勢(shì)力的實(shí)際需要，“把人工智能、云化這些技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的IP設(shè)計(jì)中，解放工程師的創(chuàng)造力，才是面向未來(lái)全面技術(shù)革新，這和以前的方法學(xué)會(huì)完全不一樣。”

　　走在世界前沿的應(yīng)用市場(chǎng)，是這個(gè)特殊時(shí)代中能夠看到并把握的機(jī)會(huì)，也是國(guó)產(chǎn)IP換道超車的不二路徑。國(guó)內(nèi)IP企業(yè)還未“成長(zhǎng)到位”，市場(chǎng)需求已爆發(fā)。“時(shí)代呼喚我們創(chuàng)業(yè)，來(lái)成立一家擁有自主產(chǎn)權(quán)的中國(guó)IP公司?！?020年6月，芯耀輝在珠海成立，不到一年累計(jì)融資10億元，聚集200多位國(guó)內(nèi)國(guó)際頂尖人才，80%在芯片行業(yè)擁有15年以上工作經(jīng)驗(yàn)。

　　芯片產(chǎn)業(yè)分工合作明確，IP要基于芯片設(shè)計(jì)公司的工藝開(kāi)發(fā)。芯耀輝成立之初研發(fā)14納米、12納米IP，這是國(guó)內(nèi)可以量產(chǎn)的最先進(jìn)工藝。這批先進(jìn)工藝IP已陸續(xù)推向市場(chǎng)并收獲良好反響，“我們還在和國(guó)內(nèi)的代工廠一起合作研發(fā)更先進(jìn)工藝的IP?！?/p>

　　盡管目前國(guó)產(chǎn)IP行業(yè)的發(fā)展還較為薄弱，但曾克強(qiáng)堅(jiān)信，現(xiàn)在是厚積薄發(fā)的最好時(shí)機(jī)，中國(guó)人可以靠自己做出IP，前提是必須吸引到中國(guó)最頂尖的人才。

　　擁有30多年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，曾經(jīng)帶領(lǐng)新思科技全球IP解決方案事業(yè)部并在Intel擔(dān)任全球副總裁的Anwar Award（安華）與美國(guó)電機(jī)電子工程師協(xié)會(huì)IEEE Fellow、澳門大學(xué)和里斯本大學(xué)雙博士余成斌均先后加入芯耀輝，分別擔(dān)任全球總裁和聯(lián)席CEO。

　　余成斌是澳門大學(xué)集成電路國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合創(chuàng)始人， 也是Chipidea澳門微電子聯(lián)合創(chuàng)始人。2009年Chipidea被新思科技收購(gòu)后，他曾任IP研發(fā)總監(jiān)，領(lǐng)導(dǎo)新思科技在亞太及大中華地區(qū)混合信號(hào)IP研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從事先進(jìn)接口IP設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

　　業(yè)內(nèi)人士表示，澳門大學(xué)在模擬和數(shù)?；旌想娐穼W(xué)術(shù)研究上是世界級(jí)水平，人才輩出，與IP設(shè)計(jì)緊密相關(guān)。被稱為“芯片奧林匹克”的ISSCC（國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議）在2020年收錄了中國(guó)（包括香港、澳門）學(xué)術(shù)及產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)共23篇論文，其中中國(guó)內(nèi)地15篇，澳門6篇，香港2篇。而澳門獲收錄的6篇論文全部來(lái)自澳門大學(xué)。

　　“中國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展了多年，已經(jīng)培養(yǎng)了一批有經(jīng)驗(yàn)的研發(fā)和技術(shù)人員，這給發(fā)展IP技術(shù)和產(chǎn)品提供了必須的土壤?！痹藦?qiáng)說(shuō)，“我們這一代半導(dǎo)體人完全有信心抓住這百年一遇的數(shù)字化轉(zhuǎn)型時(shí)代機(jī)遇，但一定要用全新的技術(shù)路徑換道超車，做面向未來(lái)的半導(dǎo)體技術(shù)。”