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    • 一、芯片行業(yè)的 IP 究竟是什么?
    • 二、IP 從哪里來,又有什么用?
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芯片在流片前,什么是IP merge?如何理解?

05/12 09:20
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一、芯片行業(yè)的 IP 究竟是什么?

芯片行業(yè)里,IP 其實就是 IP 核,它就像是芯片里一個個功能齊全的 “小零件”。這些 “小零件” 是已經(jīng)設(shè)計成熟的電路模塊,比如負(fù)責(zé)計算的、處理數(shù)據(jù)的。它們可以被用在其他芯片設(shè)計里,就像搭樂高積木,現(xiàn)成的積木塊能直接拼到新作品里,這樣就能減少很多設(shè)計工作,縮短設(shè)計時間,還能提高芯片設(shè)計成功的概率。因為這些電路模塊的設(shè)計凝結(jié)著設(shè)計師的心血,體現(xiàn)了他們的創(chuàng)意和知識產(chǎn)權(quán),所以就被叫做 IP 核,也可以看作是芯片設(shè)計過程中的 “半成品構(gòu)件”。

一般來說,復(fù)雜的芯片是由兩部分組成:一部分是芯片設(shè)計師自己設(shè)計的電路,另一部分是從外面購買的多個 IP 核。想象一下,要設(shè)計一款芯片,設(shè)計公司可以把芯片里需要的 IP 核都買過來,就像采購不同顏色和形狀的積木塊,然后只設(shè)計自己有獨特想法的那部分,再把這些部分拼在一起。

芯片設(shè)計的過程和開發(fā)系統(tǒng)電路板有點像,都是用現(xiàn)成的、成熟的 IP 核(或者芯片),像擺拼圖一樣進(jìn)行布局、連接。不過區(qū)別在于,做系統(tǒng)電路板時,開發(fā)者很少自己做芯片,基本都是用現(xiàn)成的;而設(shè)計芯片時,除了用買來的 IP 核,設(shè)計師還要自己設(shè)計一部分電路,連接各個部分,最后反復(fù)檢查芯片的功能和性能,確保沒問題才能生產(chǎn)。

如果還是不好理解,我們可以把芯片設(shè)計比作拼拼圖。芯片里買來的不同功能的 IP 核就像不同顏色和形狀的拼圖塊,自己設(shè)計的電路部分是綠色的拼圖塊,設(shè)計復(fù)雜芯片就像把這些拼圖塊拼出一幅完整的畫。但和普通拼圖不同的是,拼芯片不能只看形狀,還要考慮 IP 核的各種參數(shù)和指標(biāo),保證各個 IP 核和自己設(shè)計的部分正確連接,這樣芯片才能正常工作。

當(dāng)其他芯片設(shè)計公司使用某個 IP 核,這在行業(yè)里叫做 IP 復(fù)用。專門設(shè)計這些電路功能模塊,讓其他公司可以重復(fù)使用的工作,就是 IP 開發(fā)。做 IP 開發(fā)的公司就是 IP 廠商或者 IP 提供商,他們把 IP 賣給芯片設(shè)計公司,這就是 IP 交易。

二、IP 從哪里來,又有什么用?

要知道 IP 的由來,得從早期的芯片設(shè)計說起。那時候,芯片能集成的東西有限,設(shè)計也沒那么復(fù)雜,芯片上所有的電路都是設(shè)計師自己一點點做出來的。小的芯片公司能力有限,只能設(shè)計簡單的小芯片;大的、厲害的芯片公司才能設(shè)計又大又復(fù)雜的芯片。而且不管芯片大小,都是公司自己從頭設(shè)計到尾,高端芯片基本都被少數(shù)幾家國際大公司掌控著。

后來,隨著我們對芯片的需求越來越高,芯片變得越來越大,越來越復(fù)雜,小的芯片公司想獨立設(shè)計一款復(fù)雜芯片幾乎不可能了。特別是在 20 世紀(jì) 80 年代末,晶圓代工模式出現(xiàn),很多小型芯片設(shè)計公司誕生,大家都在想辦法解決小公司設(shè)計不了大芯片的難題。

其實生活中有很多類似的思路可以借鑒,比如搭積木,用現(xiàn)成的積木塊搭出復(fù)雜的建筑;拼拼圖,用不同的拼圖塊組成一幅畫;用標(biāo)準(zhǔn)零件組裝大型機(jī)器;用軟件子程序設(shè)計大型軟件;用芯片搭建大型電子系統(tǒng)等等。這些思路的核心都是用已經(jīng)做好的成熟構(gòu)件,來搭建更復(fù)雜的東西,不用管構(gòu)件內(nèi)部怎么運作,既能簡化工作,又能減少重復(fù)勞動、節(jié)省時間,還能提高整體的成功率。

芯片行業(yè)的 IP 核開發(fā)和 IP 復(fù)用,就是受這些思路啟發(fā)出現(xiàn)的。IP 核就相當(dāng)于那些現(xiàn)成的構(gòu)件,有了它們,設(shè)計復(fù)雜的大芯片就變得容易多了,設(shè)計周期短,成功率也更高。

IP 的作用可不小,主要有這四個方面:第一,能把復(fù)雜的芯片設(shè)計變得簡單,縮短設(shè)計時間,提高設(shè)計成功率;第二,讓小公司也有能力設(shè)計大芯片;第三,系統(tǒng)整機(jī)企業(yè)可以借助 IP 設(shè)計自己的芯片,提升創(chuàng)新能力,增加自己的知識產(chǎn)權(quán);第四,推動芯片設(shè)計行業(yè)從傳統(tǒng)模式里分離出來,變成一個獨立的產(chǎn)業(yè),讓整個芯片設(shè)計行業(yè)快速發(fā)展。

現(xiàn)在,很多中小型芯片設(shè)計公司雖然能力有限,但為了更快推出產(chǎn)品搶占市場,都會購買大量 IP 核來完成芯片設(shè)計。做 IP 開發(fā)的公司越來越多,也越來越專業(yè),各種各樣的 IP 核不斷出現(xiàn),IP 交易也變得很常見,涉及的金額也越來越大。

什么是IP merge:

Foundry作為一個代工廠為了幫助客戶加快產(chǎn)品的開發(fā)和投入生產(chǎn),以拿到更多訂單,必須會去加強(qiáng) IP的開發(fā)和推廣應(yīng)用的部分,這樣就會涉及到采用者如何既能滿足模塊(IP)中的知識產(chǎn)權(quán)及其它的保密安全問題又能完成自己的產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)這樣就使得這部分的工作必須由最終生產(chǎn)廠(Foundry)來完成。那就是應(yīng)用者采用了成功的某個功能模塊到他們的設(shè)計中,然后完成一系列的設(shè)計后,送數(shù)據(jù)到Foundry,但Foundry還要做一步模塊的并入工作,以使應(yīng)用者的數(shù)據(jù)完整,再去流片。這個模塊并入工作在Foundry被我們稱為模塊并入(IPmerge),它的完成過程我們稱為模塊并入服務(wù)(IP merge service )。

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目前就就職于Foundry大廠工藝整合工程師,每天堅持更新行業(yè)知識和半導(dǎo)體新聞動態(tài),歡迎溝通交流,與非網(wǎng)資深PIE。歡迎關(guān)注微信公眾號:國芯制造

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