谈本土IC设计现状、策略及建议

 2012年：突破百亿美元，增长9%，世界第三

我国集成电路(IC)设计业取得了巨大成就。据中国半导体行业协会集成电路设计分会(ICCAD)资料，2012年IC设计业销售额可达680.45亿元，比2011年的624.37亿元增长8.98%。按照1:6.25的美元和人民币兑换率，2012年全行业销售额为108.87亿美元，占全球IC设计业的比重预计为13.61%(全球设计业的销售额预计为800亿美元)，比2011年的13.25%略有提升。中国大陆IC设计业在全球产业中的地位得到进一步巩固，在美国和中国台湾地区之后继续保持第三位。

企业的经营规模和经营质量继续改善。2012年预计有98家企业的销售额超过1亿元人民币，比2011年的99家减少1家，但销售额提升到538.76亿元，占到全行业销售总额的79.18%，比2011年的65.86%，大幅提升了13.32个百分点。

在人员规模上，设计企业稳步扩大，人数超过1000人的企业有6家，比去年增加1家，其中2家超过2000人，有一家企业的人员规模达到5000人。人员规模500~1000人的企业共6家，人员规模100~500人的有25家。

产品档次稳步提升。表1给出了我国设计企业的产品范围，其中从事通信、计算机和多媒体芯片研发、销售的企业数量达到224家，占设计企业总数的比例为39.37%，比去年增加4.47个百分点，销售总额为321.06亿元，占全行业销售额总和的48.2%，比去年大幅提升了13.3个百分点。

下一步：不仅勇气，更需智慧

“尽管IC设计业的发展成就巨大，但是仍远远不能满足国内市场的需求。”工信部软件与集成电路促进中心(CSID)主任邱善勤指出，“除了通用CPU、存储器、高性能模拟产品、可编程逻辑等技术差距较大的产品类别，国内企业在细分利基市场上增加市场份额、扩大规模是非常有希望的。”

但我们的发展瓶颈也是很明显的。我们的企业原来关注的是细分利基市场，很少打主流的通用市场。一旦与国际大厂在通用市场上碰面，国内企业规模小、资金少、技术积累少的劣势立刻暴露出来。比如，国外Flash厂商可以用90nm、65nm，而国内企业只能做到0.13μm。其次，国际大厂也可能用专利或价格战进行打压，用所谓的反补贴进行打压。尽管国内的设计企业规模还小，没有碰到这些干扰因素，但不排除今后会发生这类情况。

“目前，我们已经跨过了一个追赶者能够快速进步的阶段，现在进入了一个更加艰辛和困难的阶段，我们前面的每一个目标都是国际同行经过长期积累后才达到的，我们要赶上他们一方面需要勇气，但更需要智慧。”ICCAD理事长魏少军博士指出。

世界IC产业变局中的对策

全球的IC产业在技术变革、市场需求的双重推动下，在技术上，沿摩尔定律和后摩尔定律向前发展。

邱善勤介绍道，沿摩尔定律的发展方向是继续开发新一代工艺，使线宽从28nm、20nm，降低到14nm、10nm甚至7nm。代价是芯片制造厂的成本和芯片开发的成本呈指数级上升。同时，芯片的设计成本也急剧上升，由32nm的5000~9000万美元至22nm时的1.2亿~5亿美元。这样一个32nm芯片从投资回报率角度看需要售出3000~4000万块，而到20nm时需要6000万至10亿块，才能达到财务平衡点。邱善勤称，业界普遍认为，工艺尺寸达到22nm或20nm时，可能通用的成本下降理论已不再适用，导致产品会优先选择成熟的65nm、45nm或32nm工艺。

魏少军理事长也建议，22nm这个被称为“后摩尔”时代起始的工艺节点很快就要到来。“后摩尔”时代的影响是深远的，尤其对设计的影响非常巨大。我们的企业一定要做好准备，否则28nm有可能是我们所能够使用的最后一个工艺节点。这种准备包括，全面提升物理设计能力，建立强有力的工艺团队等。在产品上要瞄准大宗主流产品，在产业规模上要尽快做大做强。

邱善勤指出，后摩尔定律有多个方向，一是采用多芯片封装的SiP产品;二是开发新的器件结构和封装形式，例如Intel提出的的3D三栅极晶体管结构;此外还有3D封装、TSV(硅通孔)等。

此外，半导体业正由过去的CPU、处理器性能、硬件平台来表征，让位给硬件与软件的应用结合，即所谓应用平台。继续一味地采用更好的工艺，未必能带来好的效果。苹果的成功可以算是一个例子，苹果设计的芯片在功能和规格上都不能算是最好的，但是通过与iOS的紧密耦合和深度优化，使系统的性能达到最佳。基于Android的手机和平板，因为应用是跑在Java虚拟机上，功耗要高出30%。

因此，从短期来看，我们在制造工艺上想赶上Intel、三星和台积电是不太现实的，暂时还应付不了超高投入带来的巨大风险。但是在新型器件结构的研究开发上，硬件与软件的协同上，是能够有所作为的。特别是大量的行业应用其实并不需要最低的功耗、最高的性能，需要的是软硬一体、安全可靠、经济适用的应用平台，在这方面，我们完全可以大有作为。

全球半导体产业及周边相关产业正在从PC转向移动通信和无线领域。从2012年中国芯评选及CSIP组织的中国IC产业年度调查[4]中，看到与移动互联网相关的IC设计公司，如手机、平板电脑、卫星导航、移动支付等细分领域的IC设计企业在产品研发上取得了突破性进展。如平板电脑领域的福州瑞芯、北京君正、珠海全志、广东新岸线等，手机TD芯片领域的展讯、联芯等。平板电脑主控芯片、手机芯片设计企业的产品最高工艺已达28nm(已完成流片)，且厂家普遍采用45/40nm以下工艺，在芯片采用的工艺水平上已基本上与国际大厂同步。

整机企业与芯片企业联动策略

本土芯片厂商的一个得天独厚优势就是我国有庞大的电子信息产业，因此芯片厂商与整机厂商联动成为关键一环。

邱善勤分析道，芯片与整机的联动涉及三个因素：芯片厂商、整机企业和下游客户。这三个因素中整机企业是联动的中间环节，成功的整机企业不仅能够带动芯片的发展，也可以激发和引导客户的兴趣和需求。其基本涵义是在整机产品设计阶段，让芯片企业参与到整机产品设计中，从最终用户需求出发规划芯片的性能指标和功能，从而实现整机产品的功能差异化，这是整机企业在今后的竞争中提升竞争力的有力手段。

联动需要前提，即芯片与整机企业双方的信任，这是实现良好合作的基础。双方合作应该基于长期、共赢的目的，建立紧密的战略合作关系，而不仅仅是供应商与客户的买卖关系。

合作模式三种

目前，就整机厂商与国内芯片企业联动的合作模式而言主要有三种：

● 整机厂商直接购买IC芯片厂商的产品;

● 委托开发，即IC厂商根据整机厂商的整机、系统功能需求进行产品开发，开发成功之后整机厂商再购买;

● 联合开发，这种模式可使整机厂商与IC厂商在芯片开发、后端系统开发等方面更深地结合起来，从而更有效地进行针对性的开发。

在这三种方式中，联合开发最有发展前景。当然，在联合开发之前，应事先签订好知识产权保密协议。双方的合作形式可以包括共建联合实验室，共同推进整机产品的定义、开发、测试、认证，共同进行品牌宣传和推广等。在此过程中，公共服务机构可以为双方牵线搭桥，通过与双方共建联合技术创新中心等形式，充分发挥公共服务机构的行业影响力。

组织形式四种

● 母子公司-华为与海思模式，这种组织形式的好处是共同的目标使得整机厂商与芯片厂商能够自然地实现心贴心的合作;

● 项目带动-中移动与展讯模式，这种形式的优点是项目发标方的监督和考核机制，保证联动的企业目标明确和合作的高效率;

● 资本纽带—联想与谱瑞模式，整机企业投资IC设计公司，等同于整机厂商引进一家IC战略伙伴供应商;

● 对接平台-第三方公共服务机构组织的上下游企业技术高层深入研讨、需求对接会议以及上下游企业组成的产业联盟、技术创新联盟、应用联盟等都在一定程度上发挥着整机与芯片联动功能。

由于中国的整机大多面向中低端市场，并且没有自身的产品定义能力，在选用芯片上往往看重方案成熟度，并对价格要求比较苛刻。在这种情况下，如果没有刺激政策或者奖励方针，那么芯片和国内整机的联动很难实现。政府应该积极推动国产整机采用国产芯片，但仅仅是“鼓励”肯定是不够的，要变“鼓励”为“奖励”，从而使政策真正成为国内电子产业链上下游积极互动的催化剂。

联动方式四种

● 整机厂商直接投资、创办或收购IC企业;

● 以自主创新为主线，在政府信息化系统设施及其终端产品的采购政策中，设定具有我国自主知识产权的“芯片+软件”的一定比例的约束条件，建立起“整机与芯片联动”的相应机制和政策;

● 实施数字电视、移动智能终端、汽车半导体等若干个包含整机与芯片在内的国产化一条龙工程，推进整机与芯片联动，在同等技术水平条件下，优先采用国产芯片，可以对采购国产芯片达到一定比例的国内整机厂家在税收、退税或融资等等方面给与奖励。

● 发挥第三方公共服务机构作用，搭建上下游联动桥梁。在这方面，CSIP已经有了一些成功的经验，已为杭州中天微与珠海赛纳牵线搭桥，通过政、产、学、研、用、金等6个方面的协同创新，把重大专项的科研成果——国产嵌入式CPU应用于打印机SoC芯片，实现整机企业与芯片企业的联合创新，合作共赢。而且，国产打印机SoC芯片的研制成功，解决了党政军等关键用户的信息安全问题，为日后其他类似行业应用的开发提供了借鉴和思路，值得推广。