国内IP在面临哪些困境？中关村芯园与平头哥这项计划或为“及时雨”

IP作为半导体产业重要的组成部分，在行业被人熟知，最有名的便归属于ARM、Synopsys、Achronix。10月30日，由中关村芯园（国家集成电路设计北京产业化基地）与平头哥共同举办的“中关村芯园·平头哥半导体联合技术研讨会”在北京丽亭华苑酒店顺利举行。在此中关村芯园与平头哥为中小企业带来了重磅好消息，同时演讲人也道出国内IP的“真相”……

中国科学院微电子研究所信息中心辛卫华展示了一组全球半导体IP产业数据，数据显示ARM市场份额同比下降3%，辛卫华猜测表示正因RISC-V逐渐被市场接受，而基于RSIC-V的IP公司和IP产品正如雨后春笋般不断增加。Synopsys、Cadence市场份额提升，据介绍接口类IP仍是处理器外需求最大的IP类别，Synopsys和Cadence的高速接口IP产品在工艺水平、协议标准等方面领先其他竞争对手。Achronix同比增长250%，进入前十，这意味着AI和异构处理器快速发展，市场对eFPGA类IP需求量大。

那么国内的IP行业究竟如何？又有何困境亟待解决？

国内IP近三年增速明显

在IP市场分布上，据辛卫华展示，2018年CPU的IP占比达到了40.6%，次之的为有线接口，占比约19%。

据辛卫华现场介绍，国内IP设计企业在近三年的增速非常明显。他表示，目前中国境内（含台湾地区）共有70余家IP设计公司，主要分布在上海、北京、南京、成都、台湾新竹等地。

2001-2003，以中科龙芯、杭州中天微、苏州国芯为代表的自主CPU、MCU

2004-2009，以四川和芯、武汉芯动、上海灿芯为代表的模拟和接口IP

2010-2015，以锐成芯微、成都纳能、芯启源为代表的IoT、高速接口IP

2016-2018，以寒武纪、阿里平头哥、芯来开机为代表RISC-V和AI IP

国内IP企业关注的三大领域包括CPU（处理器）、AI（人工智能）、Interface（高速接口），刚好也是目前世界占比最高的三个领域。

尤其要指出的是，由于AI的高速发展，大量AI IP浮现，随之而来的便是GPU、AI定制处理器、NoC在AI领域发挥优势。另外，越来越多的厂商意识到开源的重要性，最大的成果便是基于RISC-V开源架构的处理器在今年开始大量浮现，另一方面相关子系统的解决方案也逐步成型。

国内IP面临的困境

IP具有的特殊性在某种程度上决定了产业的特征，目前来说，IP产值约40亿美元，占全球半导体产业不足1%；另外，IP处于产业上游带动作用巨大，是产业不可或缺的部分；但IP开发不仅投入大回报周期长，也需要长期的技术积累和产业沉淀，保持技术先进性也需要产期持续的研发投入。

正因如此，国内IP行业发展正面临着许多的困境，主要包括技术实力弱、企业规模小、IP的后发劣势明显。当然，国内正以RSIC-V为代表的硬件开源兴起，目前在处理器领域长期技术积累和人才培养；在IC设计产业整体发展上，5G、AI、IoT、自动驾驶等新技术正引领IP创新和发展，在此同时强大的市场需求也使得企业数量正在增加，竞争力提高。

国内IP行业该怎么发展

辛卫华现场表示，面对这种问题，促进国内IP行业发展需要构建生态。具体体现在产业垂直合作；围绕核心IP构建设计平台，降低设计门槛；宣传推广平台三个方面。

近几年来，谈及最多的便是“开源”，而大厂商的动作也接连不断入局“开源”。从1999年创建的OpenCores，2015年创建的LibreCores再到人尽皆知的Github。

与此同时，开源SoC设计平台也备受关注，正因具备低成本、高效率、高可靠的特点，所以开源SoC平台是一种“敏捷”设计的新途径。

特别需要指出的是，平头哥的开源低功耗控制芯片（MCU）设计平台。据了解，这款10月21日由阿里巴巴旗下半导体公司平头哥发布的MCU芯片平台，尚属首次，也是平头哥接连发布玄铁910、无剑SoC、含光800之后的又一壮举。

据辛卫华介绍，这款设计平台值得注意的优点则是：基于MCU的定制芯片的基础共性技术，包含处理器、基础的接口IP、操作系统、软件驱动和开发工具等模块，快速集成、快速验证减少基础模块开发成本。

而从SoC芯片方面反观IP，据了解，SoC芯片流片失败有超过40%的原因都与IP有关，例如：版本出错，金属层用错，IP和SoC的设计流程不匹配等。

因此，重视IP管理与应用实践至关重要：

一、IP需要管理的信息庞大，已经超过人工管理和软件版本管理的能力范畴；

二、IP数据的完整性和一致性都需要完备的检查，保证针对不同设计流程客户，提供完备的数据文件；

三、IP管理包括设计数据管理、打包管理、质量管理、生产管理以至生命周期管理；

四、IP用户和IP供应商都面临IP管理不善带来的风险。

辛卫华表示，目前行业内已有大量设计在云环境下进行，设计上云是趋势但仍有诸多问题未解决，因此探索云环境下的设计和EDA工具的使用以及IC设计云平台的建设，是促进IP/IC设计必须探索的环节。

在总结阶段，辛卫华特别强调了开源活动、平台化服务之意义重大，上文也有介绍过平头哥发布的多款RISC-V产品对于目前IP行业正如“及时雨”一般。

中关村芯园-平头哥半导体发布“中小企业普惠支持计划”

同日，中关村芯园与平头哥半导体携手启动“中小企业普惠支持计划”，平头哥半导体正式入驻中关村芯园国产IP应用服务平台，为平台用户提供更加专业和灵活的技术服务。

据悉，平头哥半导体将为中小企业提供玄铁CPU IP系列产品，符合条件的用户将只需支付部分授权费用，就可获得MPW流片阶段的测试样片授权。平头哥将为创业企业分担研发初期资金周转压力，以支撑项目初期阶段的完整开发。配合中关村芯园提供的正版EDA设计环境支持，主流Fab工艺支撑，实现对客户的芯片设计全流程服务。

中关村芯园与平头哥将通过此次合作，共同探索IP服务新模式，进一步完善服务中小企业的创新生态，更好助力国产芯片持续创新。

中关村芯园公司由中关村发展集团作为控股股东组建，作为国家集成电路设计北京产业化基地。中关村芯园将秉承开放、中立、公益的服务理念，围绕集成电路设计，提供EDA License（许可）租赁、IP评估与授权、芯片（MPW、工程批、批量生产）代工、封装测试代理、IC人才培训、芯片应用等全产业链的公共技术服务支撑，助力企业快速发展。中关村芯园将定期举办各类技术交流研讨会，诚邀芯园的所有合作伙伴、客户参与，共谋发展。

平头哥全生态打造普惠芯时代

行业人士对于平头哥的产品一直处于高度关注的状态，目前来说，平头哥拥有MCU SoC设计平台、玄铁系列RISC-V和传统RISC产品CPU IP、RISC-V Profiling工具、阿里云等。在任何企业都在开始谈“生态”的如今，再加之“中小企业普惠计划”，这场雨将掀起行业的新浪潮。

1、在平台方面，平头哥半导体黄师介绍，这个平台具有易用的特点，研发团队可以快速上手。据了解，该平台具有全面的配套支持，标准化的设计理念和高效的技术支持。具体来说，平头哥MCU SoC平台在低功耗、低成本、实时性和安全方面具有无与伦比的亮点。值得一提的是，该平台还拥有不同工艺及数模混合的丰富量产经验。

据黄师介绍，使用该款平台可提升50%的TTM，快速降低周期，将18个月研发周期缩短至9个月完成；可降低50%的研发成本，帮助初创团队减少前期芯片开发的人力及资源投入；可大幅降低企业风险，以丰富的量产经验及专业的技术，让客户更专注于产品到市场的技术能力提升。在软件硬件资源方面，平台拥有CPU IP及可选包和YoC解决方案。

他还表示，AIoT时代对存储的要求、对安全的要求和对上云的要求都极高，IC设计企业也在面临不断增加人力需求和不断变短的TTM的痛点，这个平台完美的解决了上述问题。

2、在CPU IP 方面，据平头哥半导体刘云飞介绍，平头哥作为AIoT时代芯片基础设计提供者，目前拥有多款大规模量产的商业化CPU IP。

具体，玄铁CPU系列包括传统Ali-ISA 传统RISC产品系列和Ali-ISA RISC-V产品系列，涵盖低功耗产品和超高性能产品。当然，其中包括最新发布的玄铁910。

面对IoT、5G、AI、MCU不同领域的不同特色，据刘云飞介绍，平头哥产品线具备“E，R，I，S，C”的特点，即嵌入式（Embedded）、实时（Realtime reliable）、智能（Intelligence）、安全（Security）、计算（Computing）。

另外，在阿里云方面，据阿里云智能汤博介绍，通过十年的积累，目前已覆盖200多个国家和地区，拥有43.2%的市场份额，242个行业解决方案，拥有超百万的客户。当然，在AIoT方面，阿里云拥有的服务几乎涵盖了所有领域。

汤博表示，目前半导体企业设计仿真面临着算力暴涨与IT矛盾加剧、产品上市时间的压力以及IT成本居高不下的挑战。阿里云则提供EDA环境的云上计算、存储、网络、安全服务，从终端操作系统AliOS、IoT、云上服务，打通云、管、端。

在达摩院方面，拥有五大实验室加持基础理论研究，机器智能、数据计算、机器人、金融科技、X实验室量子计算太章和NPU自研芯片的产品化。

总结

根据中关村官方消息中关村芯园（北京）有限公司副总经理兰文丽指出，中关村芯园以降低芯片设计企业研发成本为切入点，围绕EDA开发环境、IP授权、设计定制、芯片制造代工、封测服务等需求，为芯片设计企业提供一站式解决方案。

相信国内IP在“中小企业普惠计划”下将得以发展，而上文所述的种种困境也将跟随生态建设随之而消。