Chiplet推动接口IP,半导体IP的新蓝海
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目前,半导体行业已经进入后摩尔时代,制程工艺很难像过去30年那样,芯片上的晶体管数量每两年就可以翻倍,近些年,制程节点的演进速度明显放缓,且晶体管数量的增加也越来越艰难。要进一步延续摩尔定律,接口IP的将发挥越来越重要的作用。
目前来看,Chiplet将是推动相关IP发展的重要引擎,特别是在布局Chiplet的D2D接口方面,既需要具备先进制程的支持能力,还需要了解异构,能把28nm、16nm、7nm、5nm等各种制程的Die融合在一起。这就需要具备开发Chiplet架构中两边接口的能力,其对带宽、时延的要求,与传统接口IP相比,提高了很多。不仅如此,设计Chiplet,需要对工艺和封装有很深的了解。所有这些加起来,工作量是巨大的,特别是在验证方面,需要花费的精力、人力和相关资源,比传统设计方案要多很多。
芯片设计公司运用EDA工具和IP模块,通过系统设计和电路设计,将设定的芯片规格形成芯片的设计版图。目前,全球芯片设计仍处于高度垄断的格局,美国占据着最大市场份额。国际上知名的芯片设计公司主要包括英伟达、AMD、英特尔、ARM、高通等公司,而国内目前在GPU领域已经做出成熟产品的只有景嘉微一家。
晶圆制造是指在制备的晶圆材料上构建完整的物理电路。过程包括掩模制作、切片、研磨、扩散、光刻、刻蚀、离子注入等核心工艺。封测是在晶圆设计、制造完成之后,对测试合格的晶圆进行封装检测得到独立芯片的过程。
半导体IP是指在集成电路设计中,经过验证的、可重复使用且具备特定功能的集成电路模块,通常由第三方开发。IP能够帮助降低芯片开发的难度、缩短芯片的开发周期并提升芯片性能。独立IP厂商的出现主要源于半导体设计行业的分工。设计公司无需对芯片的每个细节进行设计,通过购买成熟可靠的IP方案,实现某个特定功能。设计人员以IP核为基础进行设计,类似搭积木的开发模式,可大大降低芯片的设计难度、缩短芯片的设计周期并提升芯片性能。芯原股份近年来一直致力于Chiplet技术和产业的推进,通过“IP芯片化,IP as a Chiplet”、“芯片平台化,Chiplet as a Platform”和“平台生态化,Platform as an Ecosystem”,促进Chiplet的产业化,进一步推动公司主营业务发展。公司也一直积极布局RISC-V领域,已有多个以RISC-V核为架构的客户项目正在进行。
国内代工厂逐步具备国际竞争水平,助力国产生态链构建。国内代工厂处于逐步开始崛起,涌现出如中芯国际、华虹 集团等逐步具备国际竞争水平的企业,IC insights 数据,国内代工厂全球市场份额从 2011 年的 7.2%提升至 2021 年 的 8.5%,并预计在 2026 年有望提升至 8.8%。DITITIMES 数据,国内代表企业中芯国际与华虹集团进入市场份额前 十的行列,市占率分别达到 5.7%与 3.1%。国内代工厂的快速发展将对上游半导体 IP 产业形成推力,带动国产行业生态链的构建。
代工厂与 IP 供应商合作关系紧密,为客户搭建开放设计平台。晶圆厂直接对接芯片设计厂商,开放易用的芯片设计平台是代工厂的核心竞争力之一,为减少设计障碍、提高首次成功率,缩短设计、量产与上市时间,代工厂与 EDA / IP 等上游厂商紧密合作,在工艺平台上提供了全面的 IP 与设计工具支持。
随着各大电子公司纷纷如火如荼的降低呆滞库存同时,电子产业中极少数受益于ABF(Ajinomoto Build-up Film)与晶圆代工产能不紧绷的产业为“半导体IP”产业,这也将会是2023 年在电子产业中能持续高度成长的产业,尤其是在中美半导体方面的竞争态势下,势必将加速中美双方阵营在半导体IP资源上的竞争。当大部分电子产业都陷入库存风暴的泥沼之中时,半导体IP产业却成为这一波低迷中最闪亮的亮点,尤其是半导体IP没有库存的问题,却拥有高EPS与市盈率的特质,半导体IP将成为2023年电子业最具成长动能的产业。