不可小覷的IP - 中國(guó)IC代工格局與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

　　不可小覷的IP：重要性等同制造工藝

　　“缺乏專業(yè)、規(guī)范的高端客戶支持體系和設(shè)計(jì)服務(wù)中心，缺乏IP積累，難以開拓高端客戶?！敝袊?guó)科學(xué)院微電子研究所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心主任趙超博士曾在一次演講中指出代工廠面臨的挑戰(zhàn)。

　　武漢新芯則認(rèn)為代工廠可以按照其持有IP的多少分成不同的等級(jí)和種類，比如有些最簡(jiǎn)單的代工廠，它們?yōu)榭蛻舸?，只貢獻(xiàn)設(shè)備、場(chǎng)地和人力，在這種情況下，客戶會(huì)提供相應(yīng)的成套技術(shù)（IP）。“我們要成為世界一流的半導(dǎo)體企業(yè)，有自己的特殊商業(yè)模式，因此開發(fā)和使用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IP非常重要?！逼浒l(fā)言人表示。

　　電子工程專輯每年進(jìn)行的“中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司調(diào)查”結(jié)果曾顯示2011年和2012年均有50%以上的中國(guó)IC公司涉足SoC產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)上，每塊SoC芯片都是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的片上系統(tǒng)，通常包括CPU/DSP核、SRAM/ROM以及混合信號(hào)/模擬電路單元等功能模塊?！懊恳还δ苣K都可視為一個(gè)IP，基于IP的設(shè)計(jì)是SoC芯片設(shè)計(jì)必由之路，選擇滿足需求、又經(jīng)過硅驗(yàn)證的IP大大降低了SoC設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和難度，提高投片成功率，從而加快產(chǎn)品的上市速度。”傅城博士表示，“隨著工藝節(jié)點(diǎn)的不斷演進(jìn)，產(chǎn)業(yè)鏈的垂直分工趨勢(shì)愈加明顯，IC設(shè)計(jì)公司專注于產(chǎn)品規(guī)格制定與核心邏輯、關(guān)鍵算法的開發(fā)，其余部分則以整合第三方IP實(shí)現(xiàn)，以期取得提高一次投片成功率，加速產(chǎn)品上市之功效。第三方IP可以來自獨(dú)立IP公司，也可以是代工廠提供。完整的IP平臺(tái)是代工廠吸引客戶有力武器，也是不同代工廠競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的直接體現(xiàn)?！?/p>

　　他指出，華虹宏力有超過百人規(guī)模的設(shè)計(jì)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，提供從單元庫(kù)、定制IP開發(fā)到原型SoC平臺(tái)等一系列設(shè)計(jì)支持服務(wù)。華虹宏力可為客戶提供包括各類IP庫(kù)、設(shè)計(jì)流程支持、版圖設(shè)計(jì)等芯片設(shè)計(jì)服務(wù)，并依托強(qiáng)大的自有晶圓級(jí)芯片測(cè)試能力，為客戶提供一站式服務(wù)。

　　“在更先進(jìn)工藝中量產(chǎn)，IC設(shè)計(jì)變得越來越復(fù)雜，成本也越來越高，客戶很難所有東西都自己來。所以IP在現(xiàn)代IC設(shè)計(jì)行業(yè)中扮演重要的角色，對(duì)代工行業(yè)來講也漸漸變得和制程工藝一樣重要?！秉S克勤指出。

　　臺(tái)聯(lián)電與產(chǎn)業(yè)知名IP供貨商合作以提供基礎(chǔ)應(yīng)用的SC&Memory compiler及各種傳輸界面所需用到的IP給客戶使用，并且提供自有特殊技術(shù)的嵌入式Flash內(nèi)存以及第三方的一次性/多次性可編程設(shè)計(jì)內(nèi)存（OTP/MTP）的解決方案來服務(wù)客戶。目前更計(jì)劃提供后段設(shè)計(jì)服務(wù)（設(shè)計(jì)合成及布局&繞線），以方便客戶縮短設(shè)計(jì)時(shí)程及早量產(chǎn)推入市場(chǎng)。（注： ARM/Synopsys/FTC： SC （28nm POP）， Memory compilers；Synopsys/Cadence/FTC/Mixel： Interface IP；Kilopass/Sidense/eMemory/YMC： OTP， MTP）

　　“通過臺(tái)積電OIP（開放創(chuàng)新平臺(tái)）設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)，我們目前為客戶提供經(jīng)過驗(yàn)證的、超過5000個(gè)的硅IP。這個(gè)平臺(tái)幫助客戶快速投放市場(chǎng)及一次流片成功。”孫又文表示。

　　“越來越多的國(guó)內(nèi)客戶進(jìn)入先進(jìn)工藝制程，公司在合作開始就要準(zhǔn)備這些先進(jìn)工藝的IP庫(kù)。”中芯國(guó)際表示，“現(xiàn)在我們對(duì)IP投入很大，主要是在移動(dòng)通訊和消費(fèi)電子領(lǐng)域?！?/p>

　　一個(gè)成熟的代工廠，通常會(huì)精心設(shè)計(jì)一些可供設(shè)計(jì)公司直接利用或參考的標(biāo)準(zhǔn)單元模塊（即IP），這樣對(duì)于作為客戶的設(shè)計(jì)公司來說，可以大大縮減其新品研發(fā)時(shí)間，減少設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，黃宇萍認(rèn)為，“對(duì)于代工廠自身來說，擁有自己的IP，將能夠提高其客戶的滿意度，并能使客戶更穩(wěn)定，大大提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力?！狈秸㈦娮涌梢詾榭蛻籼峁┍容^完整的ESD、Trimming Fuse、Band Gap、Device Cell等方面的設(shè)計(jì)指導(dǎo)和參考文件。

　　國(guó)際與本土：需求大不同

　　在采訪中記者發(fā)現(xiàn)，幾乎所有受訪廠商都表示公司銷售額來自大陸本土IC公司的比例持續(xù)上升。這與中國(guó)本土IC公司成長(zhǎng)速度密不可分，但同時(shí)，代工廠商也表示他們和國(guó)際大廠商的需求也存在不同。

　　國(guó)際IC廠商設(shè)計(jì)模式成熟、技術(shù)先進(jìn)，主要需求為性能、質(zhì)量和價(jià)格要求高的高端通用芯片，而從本土IC設(shè)計(jì)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域來看，通信、消費(fèi)、工業(yè)是其主要消費(fèi)市場(chǎng)，尤其是在手機(jī)、平板電腦、多媒體播放機(jī)、電子書、打印機(jī)等消費(fèi)產(chǎn)品上。但本土廠商資金實(shí)力相對(duì)較弱，設(shè)計(jì)能力和水平也低于國(guó)際廠商，方正微電子運(yùn)營(yíng)副總裁徐國(guó)剛表示，“為了更好滿足本土IC廠商需求，需要提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格、質(zhì)量及服務(wù)，提升研發(fā)能力及縮短研發(fā)周期，積極地配合本土IC廠商在功能運(yùn)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展。”

　　“中國(guó)國(guó)內(nèi)客戶有能力用先進(jìn)制程做最高端產(chǎn)品，目前從0.35？m到40nm技術(shù)上都有國(guó)內(nèi)客戶來流片?！敝行緡?guó)際表示，“在很多特殊工藝上，比如智能卡方面，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)業(yè)在全球都占有重要地位。隨著我們新的特殊工藝在明年逐漸推出來，我們將與國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)公司合作，為特殊市場(chǎng)提供整套解決方案。”

　　“在模擬晶圓代工上，國(guó)外IC廠商往往只需要代工廠提供產(chǎn)能，然后與代工廠共同發(fā)展工藝甚至自帶工藝，對(duì)于器件仿真與PKD，他們往往自行發(fā)展并視其為自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)不對(duì)代工廠共享，本土的IC廠商則需要代工廠提供完整的器件仿真與PKD。”Jeffrey Wang表示。

　　黃克勤也有同樣的體會(huì)：“大陸IC廠商偏好一站式生產(chǎn)服務(wù)，對(duì)IP有廣泛的需求，特別在先進(jìn)工藝上，有時(shí)也需要后段布局&繞線（P&R）的設(shè)計(jì)服務(wù)?！甭?lián)電則為滿足不同客戶的需求，加強(qiáng)IP完整性，如提供ARM CORTEX A7/A9優(yōu)化設(shè)計(jì)套件，并提供后段布局&繞線的設(shè)計(jì)服務(wù)?！?/p>

　　“近年來國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)能力大幅提高，涉及的產(chǎn)品領(lǐng)域也從之前智能卡、低端模擬與電源管理等幾個(gè)有限領(lǐng)域拓展到了手機(jī)、多媒體、平板電腦、高端電源管理、汽車電子以及工業(yè)電子等各種產(chǎn)品領(lǐng)域。不少公司已經(jīng)開始設(shè)計(jì)上千萬門、40nm或以下工藝的高檔SoC芯片?！备党侵赋?，“與國(guó)際IC廠商相比，國(guó)內(nèi)廠商普遍規(guī)模較小，研發(fā)能力與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)欠缺，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)公司更迫切需要代工廠突破傳統(tǒng)晶圓代工模式，不僅能提供傳統(tǒng)的制造服務(wù)，更需要提供包括工藝平臺(tái)選擇、單元庫(kù)/IP/PDK在內(nèi)的設(shè)計(jì)平臺(tái)服務(wù)以及DFM、良率提升、封裝測(cè)試在內(nèi)的一站式全套服務(wù)?！?/p>

　　為有效面對(duì)客戶需求的新變化，華虹宏力已經(jīng)開始突破傳統(tǒng)晶圓代工的概念，積極調(diào)整自身業(yè)務(wù)模式，從當(dāng)初單純的制造業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)榻袢盏娜轿?、一站式平臺(tái)服務(wù)制造，整合IP、EDA工具、DFM以及服務(wù)商的資源，幫助IC設(shè)計(jì)公司，特別是新興IC設(shè)計(jì)公司快速開發(fā)產(chǎn)品并推向市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)客戶與華虹宏力的雙贏。此外，華虹宏力還和北京、深圳、天津及蘇州的相關(guān)機(jī)構(gòu)合作，使本土企業(yè)更方便快捷地利用MPW資源，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品快速上市目標(biāo)，贏取最大的潛在市場(chǎng)。

　　優(yōu)勢(shì)、瓶頸、與突破

　　“大中華區(qū)IC代工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：快速反應(yīng)市場(chǎng)趨勢(shì)及需求、快速的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及量產(chǎn)時(shí)程、產(chǎn)能建置充分及靈活有彈性的產(chǎn)品調(diào)配以獲得較高的產(chǎn)能利用率?！秉S克勤指出，全球的代工產(chǎn)能大部分集中在大中華區(qū)，提供客戶晶圓代工及封測(cè)的一站式服務(wù)，可以讓客戶快速推入市場(chǎng)。

　　但黃克勤同時(shí)也認(rèn)為：“大中華區(qū)占有超過60%晶圓代工營(yíng)收，但I(xiàn)C設(shè)計(jì)營(yíng)收僅占全球35%左右，主要為歐美日攏斷。IC產(chǎn)品規(guī)格為歐美日公司主導(dǎo)制定，大中華區(qū)IC公司多處于追隨位置，因同質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致低毛利率?！盜C代工設(shè)備及材料被歐美日攏斷，大中華區(qū)IC公司發(fā)展受制于此。

　　傅城博士同樣贊同最大的優(yōu)勢(shì)是終端市場(chǎng)的地緣優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求巨大。其次是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)用帶來市場(chǎng)機(jī)遇?！暗悄壳吧嫌蔚漠a(chǎn)業(yè)鏈還不完整，比如高規(guī)格基片、高端設(shè)備、關(guān)鍵原材料等都是進(jìn)口，還有技術(shù)差距，這些都是制約中國(guó)IC代工業(yè)發(fā)展的瓶頸。此外，IC制造業(yè)資金需求龐大，目前相對(duì)投資額較少也是制約因素?！彼a(bǔ)充道。

　　“自身的不足與對(duì)手的大者恒大使得我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著一系列的挑戰(zhàn)，中國(guó)集成電路已走到產(chǎn)業(yè)變革的十字路口。當(dāng)前中國(guó)集成電路面臨三大挑戰(zhàn)：芯片代工在全球代工業(yè)所占比例下降、嚴(yán)重依賴進(jìn)口的局面未有改善、整合重組步伐緩慢。”徐國(guó)剛認(rèn)為。他的觀點(diǎn)如下：

　　第一個(gè)挑戰(zhàn)是芯片代工在全球代工業(yè)所占比例下降。隨著芯片設(shè)計(jì)業(yè)的不斷壯大，國(guó)內(nèi)芯片代工需求持續(xù)擴(kuò)大，但技術(shù)與投資兩大瓶頸導(dǎo)致在全球代工業(yè)中所占比例下降。中國(guó)大陸集成電路設(shè)計(jì)業(yè)代工需求的一半以上由中國(guó)***代工企業(yè)承接。此外，大陸IC設(shè)計(jì)企業(yè)普遍向外尋求代工，主要原因是大陸芯片生產(chǎn)工藝差距較大、可靠性不高以及IP服務(wù)不足等。此外，制造業(yè)投資額較少也是制約因素。

　　對(duì)于第二個(gè)挑戰(zhàn)而言，中國(guó)坐擁全球最大市場(chǎng)，但嚴(yán)重依賴進(jìn)口的局面未有改善。國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在中低端器件、電源管理、射頻、手機(jī)SoC芯片等方面有較好表現(xiàn)，但在高端處理器、模擬電路、大功率器件、汽車電子、通信芯片等方面落后很多。

　　而產(chǎn)業(yè)鏈整合則是第三個(gè)挑戰(zhàn)。大國(guó)大市場(chǎng)的特點(diǎn)決定國(guó)內(nèi)行業(yè)整合尚待時(shí)日。中國(guó)IC設(shè)計(jì)企業(yè)規(guī)模普遍較小且較分散、同質(zhì)化嚴(yán)重，也造成兼并整合的障礙。小企業(yè)多只滿足于低端產(chǎn)品的市場(chǎng)開發(fā)，缺少戰(zhàn)略目標(biāo)與長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，有相當(dāng)一部分還未適應(yīng)國(guó)際上商業(yè)模式的變化。我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展這種割裂的局面始終未得到重視和改觀，這將成為企業(yè)兼并整合，適應(yīng)新商業(yè)模式的先天障礙。我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)走到了產(chǎn)業(yè)變革的十字路口，只有找到突破口，才能博得一線生機(jī)。

　　“對(duì)于中國(guó)來說，現(xiàn)在有很強(qiáng)的系統(tǒng)公司，如華為；也有很強(qiáng)的電腦公司，如聯(lián)想；還有優(yōu)秀的消費(fèi)電子公司，如TCL、海爾等，而且這些公司都處在上升階段，這會(huì)給半導(dǎo)體設(shè)計(jì)業(yè)、制造業(yè)帶來很多機(jī)會(huì)?！敝行緡?guó)際發(fā)言人表示。