芯片可以說是人類科技的巔峰之作，從一粒沙子變身為一枚芯片，背后凝聚了大量的智慧，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成也極其復(fù)雜。

芯片是國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的重中之重，也是構(gòu)建智能數(shù)字社會(huì)的底層技術(shù)基礎(chǔ)。尤其是5G SoC芯片，涉及的技術(shù)更是包括通信、計(jì)算、工藝、IP、制造、封測(cè)等各領(lǐng)域、全方位。

作為全球面向公開市場(chǎng)的3家5G芯片企業(yè)之一，中國(guó)大陸公開市場(chǎng)唯一一家，紫光展銳支撐了產(chǎn)業(yè)生態(tài)的發(fā)展。在長(zhǎng)達(dá)20多年的發(fā)展歷程中，紫光展銳積累了深厚的技術(shù)實(shí)力，如2/3/4/5G、IP核、專利、網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)室體系、先進(jìn)半導(dǎo)體工藝等。這些技術(shù)積累不僅為企業(yè)的進(jìn)一步創(chuàng)新開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，也為業(yè)界提供了便利和保障，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)上下游協(xié)同共生，共建生態(tài)，并牽引技術(shù)持續(xù)演進(jìn)、不斷創(chuàng)新發(fā)展。

基于此，紫光展銳推出系列技術(shù)科普文章《在這里，讀懂芯片！》，帶你進(jìn)入一個(gè)全“芯”的世界。

今天，我們將目光鎖定IP核。

第一期

#重要性不輸光刻機(jī)的IP核開發(fā)有多難#

關(guān)注芯片行業(yè)發(fā)展的讀者可能都聽說過一句話：“光刻機(jī)是工業(yè)皇冠上的明珠“。但是，如果芯片設(shè)計(jì)不出來，根本就談不上制造，也就用不到“光刻機(jī)”設(shè)備了。

芯片設(shè)計(jì)處于整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的龍頭一環(huán)，其重要性不言而喻。而在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，IP核的重要性不輸芯片制造環(huán)節(jié)中的光刻機(jī)。我們一起來了解下吧。

什么是IP核？

IP核，全稱知識(shí)產(chǎn)權(quán)核，intellectual property core，指的是芯片中具有獨(dú)立功能的成熟設(shè)計(jì)。IP核通常已經(jīng)通過了設(shè)計(jì)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)人員以IP核為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以加快芯片設(shè)計(jì)速度，IP核可重復(fù)利用，大幅降低負(fù)擔(dān)及成本，是芯片設(shè)計(jì)行業(yè)不可或缺的重要技術(shù)。如果把面向不同應(yīng)用場(chǎng)景的芯片設(shè)計(jì)比喻為搭積木，那IP核就是用來搭的那一個(gè)個(gè)構(gòu)件。

IP核是怎么來的？

IP核的由來要從早期的芯片設(shè)計(jì)過程講起。早期，芯片的集成規(guī)模較小，設(shè)計(jì)復(fù)雜度不高，芯片上所有的電路都可以由芯片設(shè)計(jì)者自主完成。隨著芯片集成度呈指數(shù)級(jí)增加，復(fù)雜性急劇增大，由一家企業(yè)獨(dú)立完成一款復(fù)雜芯片的設(shè)計(jì)幾乎變得不可能。

聰明的工程師們想到了借鑒搭積木的思路：重復(fù)使用預(yù)先設(shè)計(jì)好的成熟構(gòu)件，來搭建復(fù)雜系統(tǒng)，化繁為簡(jiǎn)。一般大型半導(dǎo)體公司會(huì)有一個(gè)IP核部門，專門開發(fā)、維護(hù)不同功能的IP核，比如接口IP、存儲(chǔ)IP、安全I(xiàn)P等等。隨著SoC設(shè)計(jì)復(fù)雜度上升，上市時(shí)間要求縮短，市場(chǎng)上開始出現(xiàn)專門的第三方IP供應(yīng)商，它們只賣IP核，不做芯片設(shè)計(jì)，可以理解為它們只賣一個(gè)個(gè)構(gòu)件，芯片設(shè)計(jì)公司買過來搭積木。

IP核有多少種？

IP核大致可分為三種不同程度的設(shè)計(jì)：軟核、固核、硬核。

軟核以加密源代碼的形式提供，可以理解為僅提供代碼給你，你可以根據(jù)自研芯片的情況，來調(diào)整和優(yōu)化這些代碼，軟核靈活性高，對(duì)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的技術(shù)要求高。

硬核相當(dāng)于一塊完整設(shè)計(jì)的模塊了，拿去就可以用，而且通過了驗(yàn)證，可靠性很高，但靈活性相對(duì)較低。

固核是介于軟核和硬核之間的一種IP核，它完成了比較關(guān)鍵的路徑，并做好了預(yù)先的布局布線，其他部分仍然可以通過編譯器進(jìn)行優(yōu)化處理。

IP核的開發(fā)難度？

這么聽下來，IP核非常方便、快捷、高價(jià)值！但開發(fā)IP核的技術(shù)難度和要求非常高，絲毫不亞于攻克光刻機(jī)。

首先，需要繞開現(xiàn)有IP供應(yīng)商的專利；其次IP核的設(shè)計(jì)必須非常完善，需要確保極低的容錯(cuò)率，一點(diǎn)瑕疵都不能有。因?yàn)镮P核的任何小瑕疵，都有可能影響到整個(gè)復(fù)雜芯片設(shè)計(jì)的成敗。因此，開發(fā)IP核需要付出巨大的人力、物力和財(cái)力。

展銳的IP核實(shí)力怎么樣？

IP核的開發(fā)這么高難度，都有哪些重量級(jí)玩家呢？最大名鼎鼎就是英國(guó)arm，它是一家純做IP授權(quán)的供應(yīng)商。

有實(shí)力的Fabless公司，在多年的芯片設(shè)計(jì)中往往有自身的技術(shù)專長(zhǎng)，設(shè)計(jì)成果的可重用部分，就形成了IP核，這些往往是硬核。

那么，作為全球主要的芯片設(shè)計(jì)商，國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)龍頭企業(yè)，紫光展銳的IP核儲(chǔ)備如何？紫光展銳具備豐富的自研IP，有著深厚的自研IP儲(chǔ)備和技術(shù)積累，覆蓋模擬芯片、數(shù)字芯片、混合信號(hào)等多個(gè)領(lǐng)域。自研IP覆蓋的工藝節(jié)點(diǎn)從6nm至152nm，同時(shí)自研IP涉及的技術(shù)領(lǐng)域眾多，例如高精度ADDA、USB/PCIE/MIPI等高速接口、 LPDDR、UFS等Memory 接口類IP， 以及先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的各種各樣memory compiler、定制化電路、基于AI技術(shù)的ISP技術(shù)、高性能視頻codec、高可靠性安全加密等各種IP，真正做到了關(guān)鍵IP自研！