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　　“十年樹木”，自2000年國務院發布18號文件至今，中國半導體產業這顆支撐中國電子業基礎的大樹已然樹立，十一五規劃中集成電路產值翻倍的計劃提前完成，十二五計劃有望再次翻倍，而這是建立在中國大陸的整個半導體產業鏈日漸完整和成熟的基礎上的，由此還造就了不少上市企業，也帶來了芯片設計公司的繁榮景象，本文通過勾勒整個產業的協同發展大局，為大家揭開芯片行業繁榮背后的秘密。

　　EDA廠商不斷創新順應需求

　　芯片公司之間激烈的競爭實際上促進了它們對EDA產品的需求，因為沒有后者的幫助，芯片設計公司是難以獲得市場競爭力的。SpringSoft亞太區銷售副總裁林榮堅認為：“對于設計的重用, 以及第三方的IP使用，更先進的設計理念和方法學的引進，都表現得比過去更加的積極，尤其是驗證團隊及其驗證方法更加得到重視。”由于涉及重用以及IP的廣泛使用，芯片設計的工作更多的是集成，而由于不同功能模塊來源廣泛，系統驗證變得更加重要。另一方面，由于設計規模加大和集成度的提高，驗證的難度和挑戰也在加大。因此，多數主流芯片設計公司已經在使用System Verilog Testbench以及UVM/VMM等先進的驗證方法，同時更多的驗證團隊獨立于設計團隊，并且規模甚至超過設計團隊。整個IC團隊的工作已經分割為：核心IP設計與驗證，系統集成，系統驗證。

　　相應的，對于每個設計環節的EDA工具都會充分考慮對于核心競爭力的影響，并且對于EDA廠商的服務和技術支持也有更高的要求。比如從前許多設計公司滿足于整套EDA設計流程，因為這樣維護成本較低，保證芯片設計可以完成。但近年來更多芯片設計公司，包括主流的國內設計公司，都已開始采用混合不同廠商的EDA流程，因為這樣可以保證更好的設計效率，甚至實現主流全套流程無法實現的性能。這樣的設計流程的實現除了需要IC設計公司配備更專業的CAD團隊，也對EDA工具的兼容性提出了更復雜的要求。

　　Cadence中國區總經理劉國軍認為芯片的開發中軟件開發的工作量早已經超過硬件本身，除了芯片設計本身也需要做參考設計，方案與系統的完整性這個趨勢在國內尤其明顯，因為國內很多整機廠商的設計能力還比較弱，需要一些完整的方案。這就對EDA的軟硬件并行設計能力和系統級設計能力提出了極高的要求。如果能夠根據系統要求對芯片作頂層優化1%，那么在硬件功耗方面會有50%的提高，這個設計的效率才是最大化的。

　　為了滿足芯片設計公司的設計需求，EDA廠商也使出渾身解數，調整自己的產品和服務。Mentor Graphics總裁兼首席執行官Wally Rhines在介紹自己公司的產品策略時透露： Mentor Graphics的產品重點首先是低功耗，例如Vista，能讓工程師在選擇一個構架之前就可以評估功耗和性能之間的取舍關系。UPF則提供了工業標準的格式，這個格式能夠在RTL級優化功耗。Mentor Graphics的Olympus的高級布線技術在物理布局級別提供了很多優化功耗的手段。

　　用ESL取代RTL，成為設計的“Golden Source”。這一策略已經推動了ESL設計工具在過去十年的快速發展(12%的市場復合成長率)。Mentor Graphics在ESL綜合方面有壓倒性的優勢，Catapult C有超過50%的市場占有率。Mentor Graphics的Vista是基于System C的工具，能夠做構架設計和虛擬原型設計。這些工具都有力地推動了ESL的發展。

　　Calibre是業界的物理驗證的實際工業標準。到目前為止，Calibre是唯一擁有已驗證的20納米規范文件的驗證平臺。如今對28納米和20納米的設計進行多角多模(multi-corner multi-mode)優化的需求一直在增加，Mentor Graphics的Olympus已經從中受益。Mentor Graphics的嵌入式軟件業務是公司增長最快的業務之一。“Embedded Sorcery System Analyzer”在今年的嵌入式系統會議上贏得了最佳展覽獎。在嵌入式軟件方面，開源和Linux是驅動力量，而Mentor Graphics是領導廠商。

　　Cadence的核心產品戰略則是硅實現，也就是從邏輯到生產的整個流程。他們在全球已經有十幾個20納米的芯片實例，而國內首顆40納米芯片，就是展訊在人民大會堂發布的TD手機芯片也是Cadence幫助實現的。同時為了增強這方面的技術實力，他們最近收購了兩家公司。目的就是為了提高芯片設計公司的開發效率，尤其是日益繁重的軟件開發，系統優化和系統驗證，解決客戶開發周期和系統復雜度可靠性的這對矛盾。

　　設計服務商成為產業鏈的串聯者

　　對國內許多芯片公司來說，光有EDA工具也不夠，還需要設計服務商來幫助設計。而且設計服務商這幾年的在產業鏈的角色也已經開始慢慢轉變。燦芯半導體SOC部資深總監楊展悌認為：“目前芯片的趨勢是越來越往軟硬件高度整合的方向邁進，并且不論在功能、功耗或價格等方面，都要有一定程度的市場區隔與定位，才能占有一席之地。這意味著一顆成功的芯片對工藝、周邊串口以及整體功能的要求極高。之后仍需考慮在整個產業鏈合作伙伴的配合等因素。 這些都不是一般中小型IC設計公司能獨立完成的，因此設計服務這一角色，已從以前的后段turnkey服務， 進入到今天的整體方案提供者， 接下來進入到未來的IC產業鏈整合者的角色。”

　　設計服務商的功能是越來越重要了，尤其在中國，很多整機廠商其實不具有芯片設計開發能力，但是他們能夠獲得國家的“核高基”芯片項目，這個時候就需要把這些項目外包給設計服務商，讓他們來幫助開發。這類項目在很多設計服務商那里要占到一半的業務，這個也算是中國的特色業務吧。

　　當然設計服務商最重要的客戶還是芯片設計公司，而這幾年他們對設計服務的要求也是水漲船高。對此燦芯的楊展悌透露，芯片公司的要求主要體現在下面三點：

　　(1)IP的豐富性：芯片設計公司透過設計服務商來完成產品的一個主要原因是對于IP的需求，特別是在目前高速的串口以及高精度的模擬模塊。這種需求是不分工藝的， 從0.18um到40nm都有。 因此設計服務商必須和第三方IP供應商及代工廠合作，來滿足客戶對IP的要求。

　　(2)解決方案的完整性：除了IP之外，整個IC由前端到后端的設計開發都要能滿足客戶的時效性與正確性。比如一個SoC，IP只是周邊的部分，客戶在CPU的選擇與取得、使用開發板來平行開發軟件、在先進工藝芯片的信號完整度與良率、后段到流片的嚴謹度與測試方法等等，都考驗設計服務商是否有此完整的解決方案與實際成功案例，這是整個流程的問題，而非單一的環節。

　　(3)價格的競爭性：芯片市場價格的競爭人盡皆知，要在甚短的生命期得到一定的市占率，最后決定的因素就是價格。 市占率大，就有較大的議價能力， 進入良性循環， 反之被淘汰， 因此IC市場大體上來說只容得下前三名。誰能提供較低的成本， 誰就有吸引芯片設計公司最大的條件。

　　以上三點使得設計服務商成為整個產業鏈的串聯者，它需要提供各類IP，提供整個設計流程的技術方案和支持，還要與晶圓代工廠合作幫助客戶流片成功，整個過程中，與上下游的協作與互動是最最重要的。

　　以燦芯半導體為例，它的技術提供者之一是美國的Open Silicon, 其團隊來自Intel。 因此燦芯的設計流程可謂承襲Intel，成熟與嚴謹的流程彌補了客戶在設計與生產等方面的不足。在目前由0.18um到40nm許多的案例上，都有極高的成功率。 在晶圓廠的支持方面，中芯國際于2010年投資燦芯，燦芯也由此成為中芯國際的專屬設計服務伙伴。燦芯不僅在財務上得到后盾，在先進工藝上有更大的發揮空間，以及在設計后段有著更緊密而有效率的支持。在IP的取得方面，除了中芯國際的龐大IP庫，能滿足客戶的大部分需求外， 他們也與Synopsys， ARM等等一級 IP供應商簽訂戰略聯盟，讓客戶在選擇不同工藝的高速串口IP，中央處理核心等等模塊時，有著更佳更多的選擇。

　　IP需求量持續增加

　　由于ARM授權模式的盛行，各類標準IP在芯片設計中的使用量越來越大。這些IP的大量使用，為SoC的開發帶來了極大的便利性，尤其是在中國市場，這一需求非常旺盛，據業內人士透露，Synopsys的IP業務中，中國市場占據了25%的市場份額，這遠遠高于其EDA工具所占據的份額。這使得IP業務也成為EDA廠商競相逐鹿的一個市場，Cadence也在這個業務方面投入了巨資購買IP。根據CEVA市場經理Eran透露：最近幾年本土設計公司需求趨勢主要是1、完整IP方案，包括處理器內核、使用標準總線協議的完整系統 (包括DMA、外圍設備和接口)，以及完整的軟件方案。2、更加重視通信和多媒體處理功能。當然傳統的IP供應商還是占據主導地位，ARM是這個市場的領頭羊，他們在今年與燦芯簽訂了一個全套產品線的戰略合作授權協議，大大擴展了他們的服務對象和服務方式。同時準備在張江建立自己的研發中心，為中國市場提供更好的技術服務。

　　晶圓代工廠強調服務

　　晶圓代工廠是芯片設計的最后一道工序，所有設計的芯片最后都要流片成功才能量產，代工廠的生產工藝和技術服務對芯片設計公司也非常重要，這決定了一款芯片最終的功耗與成本。說到國內設計公司對晶圓廠的需求，華虹NEC銷售與市場副總裁高峰認為：“由于普遍規模較小，研發能力與設計經驗欠缺，國內設計公司更迫切需要代工廠突破傳統晶圓代工模式，不僅能提供傳統的制造服務，更需要提供包括工藝平臺選擇、單元庫/IP/PDK在內的設計平臺服務以及DFM、良率提升，封裝測試在內的一站式全套服務。”說到中國本體的晶圓代工廠不能不提中芯國際，它的規模在世界上可以排在前四名，在國內率先提供了40納米的制造工藝。中芯國際持續多年向國內設計公司，院校和科研機構提供MPW等服務。對于重要的戰略合作伙伴，內部有專職的團隊負責提供全方位的技術支持。另外，還有許多有特色的設計服務，例如提供ESD保護方面的設計檢查等。目前的IP合作伙伴已經擴展到全球幾十家IP供應商，有ARM，Synopsys等主流供應商，也不乏眾多國內外中小型IP設計服務企業。對所有在開發的第三方IP設計項目，中芯國際內部也有一個嚴格的質量監督的流程，幫助IC設計公司把好第一關。為了更好的支持和協調中芯國際和設計服務公司的發展, 近期專門成立了ASIC管理團隊, 跟蹤和協助與設計服務相關的業務發展。

　　相對于中芯國際，華虹NEC和華潤上華在生產工藝方面更加擅長模擬芯片和存儲芯片的工藝，近年來，國內模擬芯片設計公司發展迅速，引發了對模擬芯片代工工藝的巨大需求。相對于數字IC，模擬器件要求代工的最大特點就是標準化程度差，導致移植性低，每家工廠做出的產品都有不同之處，這就要求設計公司與Foundry之間更加緊密的技術合作，設計公司需要代工廠提供客制化的工藝技術平臺與器件結構以提升其產品的差異化創新優勢。憑借與重要戰略客戶多年來的成功合作，模擬/電源管理芯片已發展壯大成為華虹NEC特色工藝平臺之一，去年該業務實現了同比50%的高速增長率。