去年底，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會IC(集成電路)設(shè)計分會在杭州舉辦了2001年年會，暨全國SOC(系統(tǒng)芯片)/IP(知識產(chǎn)權(quán))核技術(shù)應(yīng)用與商務(wù)研討會。會上，來自海峽兩岸的專家濟濟一堂，對IC設(shè)計業(yè)現(xiàn)狀及未來動向發(fā)表了精彩講演。

IC設(shè)計業(yè)的現(xiàn)狀

中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會理事長俞忠鈺先生說，目前中國大陸有一定規(guī)模的設(shè)計單位共200多家， IC設(shè)計從業(yè)人員3000人，營業(yè)額超過10億元，在IC產(chǎn)業(yè)中的銷售比例從1995年的2.4%提高到了2001年的5%。

中國IC設(shè)計業(yè)目前還十分弱小，但有巨大發(fā)展?jié)摿ΑＰ畔a(chǎn)業(yè)部制定的“十五”產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中，提出IC產(chǎn)業(yè)要以芯片設(shè)計為突破口。若以2005年IC設(shè)計業(yè)占IC業(yè)10%計算，屆時營業(yè)額將達60億元，設(shè)計人員達10萬人。

我們已加入WTO，未來IC設(shè)計業(yè)既要按自身的規(guī)律發(fā)展，又須適應(yīng)全球化，參與全球化競爭。我國IC設(shè)計業(yè)當(dāng)前正發(fā)生四個重大轉(zhuǎn)變：

·從科研單位型向規(guī)模經(jīng)營和大規(guī)模化方向轉(zhuǎn)變；

·從過去的小打小鬧，什么都做，向開發(fā)特色IC產(chǎn)品方向發(fā)展；

·從過去的以逆向設(shè)計為主，向基于單元庫、IP核的正向設(shè)計發(fā)展；

·從國有制為主向多種所有制，特別是設(shè)計人員參股的股份制發(fā)展。

SOC是當(dāng)前IC設(shè)計發(fā)展的主流，開發(fā)和應(yīng)用SOC也是當(dāng)前IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。

產(chǎn)業(yè)政策與發(fā)展思路

科技部高新技術(shù)司李健司長說，中國政府已經(jīng)為IC設(shè)計業(yè)提供了良好的產(chǎn)業(yè)政策，主要有：從IC設(shè)計企業(yè)贏利之年開始，所得稅兩年免稅，三年減半，因而吸引公司紛紛到中國落戶。中國經(jīng)濟高速增長，帶來了IC巨大的市場需求。國家推進信息化，為IC發(fā)展提供了強大的動力。信息化帶動工業(yè)化。積極推進信息技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用；加快建設(shè)國家信息技術(shù)設(shè)施；大力發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)。

“十五”期間國家已安排了10個重大專項，第一批財政撥款達53.9億元，把IC放到第一位，在中國的科技投資里，這是空前的。我們要突破高性能CPU設(shè)計瓶頸，建立中國自己的SOC設(shè)計平臺，建立IP核庫。形成若干個產(chǎn)業(yè)化基地，并培養(yǎng)出一批高水平的IC設(shè)計人才。

信息產(chǎn)業(yè)部電子產(chǎn)品司的鄭敏政副司長說，在IC設(shè)計行業(yè)，2000年已有四家逾億元的設(shè)計公司：杭州士蘭、大唐電信、無錫矽科、中國華大，2001年又增加了一家—上海華虹IC設(shè)計公司。芯片制造方面， “十五”期間計劃建成3~4條6英寸生產(chǎn)線，4~5條8英寸生產(chǎn)線，形成0.35~0.18mm的生產(chǎn)技術(shù)，建設(shè)1~2條12英寸、0.18mm的生產(chǎn)線。

十五期間重點支持產(chǎn)品包括：

·CPU產(chǎn)品—微處理器、微控制器、DSP；

·移動芯片—基站芯片、射頻芯片、軍用電路及其支持產(chǎn)品；

·數(shù)字音視頻電路—數(shù)字VCD、DVD、DTV、HDTV、數(shù)碼相機、PDA等支持產(chǎn)品；

·IC卡芯片—電話卡、身份卡、金融卡等；

·量大、面廣的適銷對路產(chǎn)品—CMOS運放、存儲卡等。

SOC設(shè)計業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新

IC設(shè)計企業(yè)中，90%為本地企業(yè)，但把VIA(威盛)等IC設(shè)計分會外的企業(yè)統(tǒng)計進來，數(shù)字將更高。

中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會IC設(shè)計分會的理事長王芹生女士說：“我們要在5~10年時間，共建行業(yè)的創(chuàng)新文化，積極從事技術(shù)創(chuàng)新。目前由于大多數(shù)核心技術(shù)為國際跨國公司所壟斷，我國企業(yè)不得不面對采購成本高，產(chǎn)品附加價值低的尷尬局面，這是我國在計算機、通信、家電領(lǐng)域只是個組裝大國的原因所在。”

IT行業(yè)的核心是IC，IC知識產(chǎn)權(quán)的核心是設(shè)計，因此，加強IC設(shè)計業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新已成為頭等重要的任務(wù)。IC設(shè)計創(chuàng)新的主要任務(wù)有兩個創(chuàng)新和四個關(guān)鍵技術(shù)：

1.SOC。將信息處理的算法、邏輯電路的結(jié)構(gòu)、各個層次的電路以器件的方式集成在一塊芯片上，從而具備整機的功能。這里包括：

1)算法功能的突破。增加模糊算法、神經(jīng)元算法以及安全算法。

2)電路結(jié)構(gòu)突破。CMOS還有很長的生命力，但由于引入RF和Flash等將有新的發(fā)展。

實現(xiàn)上述突破，所需的關(guān)鍵技術(shù)有：

1)軟硬件協(xié)同技術(shù)。用于解決不同系統(tǒng)的硬件和軟件劃分問題，涉及系統(tǒng)功能綜合的各個方面，如計算機運算、數(shù)據(jù)處理、控制、通信、信息壓縮和解壓縮、加密與解加密等。

2)IP模塊庫。主要包括三大類：軟核、固核和硬核。軟核有軟件描述，比較靈活，應(yīng)用范圍廣，但后續(xù)工作較多；固核涉及結(jié)構(gòu)型的設(shè)計（筆者注：國外對固核還沒有統(tǒng)一認識，筆認為是由軟核發(fā)展而來，可迅速優(yōu)化，但實現(xiàn)后可能比ASIC功耗高）；硬核是獨立于工藝的物理設(shè)計，并多次經(jīng)過實踐優(yōu)化和驗證的，因此硬核是最有價值的模塊，可以拿來就用。IP模塊庫是提高設(shè)計效率和成功率、降低設(shè)計成本的重要捷徑，引起業(yè)界極大關(guān)注。

3)模塊界面的綜合分析。而使IP模塊的每個部分都是好的，但能否變成一個水乳交融的整體，必須解決各種IP模塊的連接問題，glue logic(膠連邏輯)不僅是無縫連接，而且要象膠水一樣連接得非常緊密。IP的分析和實現(xiàn)技術(shù)在真正的SOC設(shè)計中占有相當(dāng)大的分量，并不是所有的IP都可以拿來就用。

4)IP的重用標準和流程。IP重用時在通信、視頻或家電等領(lǐng)域，使用流程和標準可能有很大區(qū)別。所以一定要有自己的流程和可行標準。標準幫助大家在完成設(shè)計后可獲得工業(yè)化產(chǎn)品。工業(yè)化產(chǎn)品在應(yīng)用后才能成為市場上流通的商品，過程很復(fù)雜。

2.MEMS。是微電子、機械、光學(xué)技術(shù)的結(jié)合，MEMS可把電子信號轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌盘柣蚰芰靠刂?。?yīng)該重視應(yīng)用，不要把思路僅僅局限于電學(xué)和信息技術(shù)領(lǐng)域。

3.DNA。是指微電子和生命科學(xué)結(jié)合的創(chuàng)新領(lǐng)域，國外已有這方面的應(yīng)用，對基因的鑒定很重要，對未來的農(nóng)業(yè)和生物工程和其他綜合工業(yè)的研究和生產(chǎn)有廣泛的應(yīng)用前景。

4.設(shè)計技術(shù)。設(shè)計方法創(chuàng)新。最直接的就是使用工藝，國外談0.1mm，自然影響到設(shè)計工具和其他方面的創(chuàng)新，主要有5個方面：

1)時序滿足(Timing Closure)。在超深亞微米中如何滿足時序的要求非常重要。

2)信號完整性(signal Integrity，SI)，因為到0.18mm以后，如0.15，0.13??，信號能否保證完整度成為重要的技術(shù)瓶頸。

3)驗證。在高集成度技術(shù)領(lǐng)域中，不能用現(xiàn)有方法來驗證。

4)低功耗。SOC要服務(wù)于輕薄短小、便攜式設(shè)備，低功耗是不可跨越的障礙，難度非常大。

5)IP復(fù)用。

中國臺灣SOC/IP的發(fā)展

這次會議還請來了臺灣同胞。通過他們的講演，了解到臺灣半導(dǎo)體業(yè)偏重在代工方面，設(shè)計業(yè)主要在低成本和特定產(chǎn)品方面。去年臺灣半導(dǎo)體呈現(xiàn)負增長。IC總產(chǎn)值相當(dāng)于1000多億元人民幣，設(shè)計業(yè)占20%，設(shè)計也也是唯一成長的行業(yè)，因獲利好，稱為股王，還有很好的成長空間，發(fā)展關(guān)鍵是人才(人才短缺也是世界性的問題)。

SOC的困難是如何在快速的情況下集成，不僅是芯片級的集成，還有設(shè)計層面的集成。有水平的集成和垂直的集成，開發(fā)基本架構(gòu)的集成和商業(yè)模式的集成。

1、水平集成是如何把一般的IP很快地集成在一個芯片里。一般認為SOC一定有幾個IP或CPU，另外還有計算的引擎，如DSP。重要的一點是不一定有很多的功能，但必須有芯片上總線(On-Chip Bus)，很多IP里一定要圍繞Bus才能集成在一起。其他象模擬、混合、RF、Glue Logic、可編程邏輯、I/O等都要設(shè)法把他們集成在一起。

IP是自己做還是外購？如何重用？今天工藝是0.18mm，明天0.15mm，如何跨越？若跟不上競爭者的話，你的SOC就賺不到錢。

2、強調(diào)器件特性。SOC也可代表Solution On Chip，它實際不是硬件，而是軟件。與別的產(chǎn)品不一樣的地方應(yīng)盡量放在軟件里，硬件做成一樣，所以軟件很重要。軟件和硬件怎樣在一起開發(fā)，完成解決方案，是垂直集成中的一個重要課題。

3、企業(yè)內(nèi)開發(fā)項目的集成。軟件有應(yīng)用程序和驅(qū)動程序等，我們要知道哪些上面有附加價值。SOC團隊人數(shù)日益增加，在SOC 團隊中一定要有熟悉IP的人，專做IP應(yīng)用的人。IP來自不同的公司，IP如何重用，在設(shè)計人才短缺的情況下，每個公司都應(yīng)有資深的設(shè)計人才，老板都不敢動他的。

4、開發(fā)環(huán)境。先要解決環(huán)境，然后才做SOC。主要架構(gòu)是環(huán)境，有人做IP，有人做SOC，有人做設(shè)計平臺，有人管理IP、設(shè)計工具。

設(shè)計服務(wù)業(yè)興起

SOC復(fù)雜，所以我們要有很多伙伴，所以這個產(chǎn)業(yè)就開始了分工。分工中主要Foundry(代工廠)的工程成本花費大。

SOC產(chǎn)業(yè)必須有Foundry才能繼續(xù)，F(xiàn)oundry決定了器件，器件與IP是息息相關(guān)的。所以人們猜測，Wafer(晶圓片)公司和Foundry可能是IP交易的重要平臺。大家知道很多庫用的時候是免費的，但你生產(chǎn)時指定某Foundry做，這家Foundry要給庫公司錢。

這樣，F(xiàn)oundry自然要提供更多的IP吸引客戶來這里做，所以Foundry IP的投入越來越多，但投入到什么程度，看競爭的狀況而言。

商業(yè)的模式也發(fā)生了變化，比如服務(wù)。有品牌的產(chǎn)品公司如IBM，HP，沒有品牌的產(chǎn)品公司稱為設(shè)計服務(wù)或Design Foundry，設(shè)計服務(wù)并不指賣勞力給別人，而是根據(jù)需求做出產(chǎn)品到代工廠去流片，封裝測試好，賣給有品牌的公司。這種沒有產(chǎn)品的公司營業(yè)額較大。制造上的服務(wù)有Wafer、Foundry、封裝、測試等。臺灣人認為設(shè)計服務(wù)有生存的空間。

兩岸如何雙贏

兩岸的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同，臺灣的PC及外設(shè)產(chǎn)業(yè)很大；大陸是消費類電子、通信的產(chǎn)業(yè)很大。大陸有很強的系統(tǒng)支持；臺灣有很強的加工能力。為了這兩方面結(jié)合，臺灣很多企業(yè)到祖國大陸來發(fā)展。

SOC要有高的境界。2010年大中華區(qū)結(jié)合起來，會有很強的市場，有很好的專業(yè)能力，制造也在國內(nèi)，變成世界領(lǐng)先的SOC國家是不難的。但我們永遠要注重R&D與應(yīng)用，人才永遠是核心。另外，大家合作起來，尤其是在IP，On-Chip Bus方面的發(fā)展，用ARM還是IBM Power PC，需要大家團結(jié)起來支持一類，才能省錢?！?/font>