什么是IP核？有人說，如果說***是工業皇冠上的明珠，那么IP核就是這顆明珠的魂。芯片只是我們看到的表象，一塊芯片的誕生，用千錘百煉來說一點都不為過。首先來看一下，芯片從無到有需要經歷哪幾個階段。

芯片設計和制造流程簡單來說可以分四個階段：功能/性能定義(需求分析)、IC設計(集成電路設計)、IC制造(***部分)、封裝測試。芯片功能/性能的定義是指在做設計芯片之前要先定位，這個芯片是用來干什么的，它要性能指標要達到什么樣的要求。比如，廠家要出一個處理器芯片，最簡單的一點就要先確定這是一個多少位的CPU，多少核的。比如咱們買電腦的時候，經常看到電腦搭載的是英特爾64位四核處理器。那么這個芯片在出廠之前，英特爾就定好了，它是64位的，里面有四個核心。

64位是采用64位處理技術的CPU，簡單理解就是處理器一次運行64位數據，這個數字越大說明單次可以運行的數據越多，處理速度越快。四核處理器就是基于單個半導體的一個處理器上擁有四個處理器核心。并且四個核心的處理能力和功能是一樣，可以同時運行，所以業界將這樣的處理器稱為真四核。然后還需要定義該芯片的其他的一些屬性，比如I/O驅動能力、功耗、工作溫度等等。

IC設計這個環節就真正要用到EDA軟件和IP核了。如果這里翻車，也就沒***什么事了，這步驟包含的內容非常之多，比如系統設計、算法設計、行為級描述/優化、邏輯綜合/優化、仿真、測試、制版數據生成等等。EDA和***不少業界朋友都有所科普，而關于IP核這塊的內容比較少，所以這里咱們的主角IP核就登場了。

為什么IP核越來越重要？這里的IP跟咱們常熟知的IP地址中的IP不一樣。它的全稱是Intellectual property，也就是知識產權。這些IP核心就是別人做好的模塊，可以在設計中直接使用。如果說設計和制造芯片就像蓋房子一樣，那么IP核就是磚、門框和窗戶等。

IP核對于整個半導體行業都非常重要，尤其是在近年來產業高速發展及全球對知識產權越來越重視的情況下。它于上世紀70年代誕生，隨著芯片設計的不斷演進，IP核也發生不斷的變化。最早，各半導體公司有一個內部的IP核部門，專門來開發維護特定功能的IP核，如接口IP、存儲IP、安全IP等等。但伴隨SoC設計復雜度上升與上市時間要求縮短，第三方IP供應商開始出現。由于economic of scale，它們在成本、性能上具有優勢明顯，因此很多半導體公司開始采用外部第三方IP核，并消減內部在IP核上的研發投入，IP核產業從而不斷壯大。

過去10年來，IP核市場的年復合增長率超過10%。其增長主要伴隨著市場上新應用、新產品產生的新需求——無人駕駛、AI芯片、5G、物聯網、云計算等新興技術發展，推動了IP核迅速且更加個性化的(針對應用)發展。IP核的復用(reuse)是提高片上系統的設計效率、縮短設計周期的關鍵。從整個市場來看，在沒有全新IP核的情況下，整個行業的發展速度都將受到阻礙。

IP核的來源有哪些？芯片設計公司的自身積累。傳統IDM公司或Fabless公司在多年的芯片設計中往往有自身的技術專長，設計成果的可重用部分形成了IP(這些IP往往是硬核)。Foundry廠的積累。Foundry廠商為了吸引更多的芯片設計公司投片，往往設立后端設計隊伍或者與IP核供應商合作，從而配合后端設計能力較弱的芯片設計公司進行布局布線工作。IP核主要集中于Memory、EEPROM和Flash Memory等領域。

專業IP公司。不僅提供已經成熟的IP，同時針對當前的技術熱點、難點開發芯片設計市場急需的IP核。目前國內成熟的專業IP公司僅芯動科技、芯原股份，二者均在各自領域擁有全球領先的核心競爭力，是全球各主流代工廠的IP工藝庫重要合作伙伴。芯動科技更是迄今為止國內唯一具備兩家代工廠(臺積電、三星)5nm工藝庫和設計流片能力的技術提供商。EDA(Electronic Design Automation)廠商。這些IP核基本是以軟核形式出現。

設計服務公司。芯片設計服務公司是目前能立即向國內IC設計公司提供IP硬核的最主要途徑，除了自身積累的IP外，通過與IP專業供應商的戰略合作關系，向國內用戶提供各類 IP。由于單純的IP核授權難以和兩大國際巨頭競爭，國內兩大IP企業均提供一站式設計服務，提供除IP外的全套定制解決方案，但區別于一般的芯片設計。

目前，半導體IP 的市場參與者可大致分為兩類：一類是與EDA 工具捆綁型的半導體IP供應商，如楷登電子(Cadence)、新思科技(Synopsys)等；一類是提供專業領域IP的半導體IP供應商，如ARM、芯原股份、芯動科技、CEVA、Imagination等。這段時間軟銀集團欲出售的Arm公司就是IP環節的頭號玩家，據悉全球90%的智能手機的處理器都是用Arm的IP授權，蘋果、高通、華為海思、三星都是其客戶。

為什么需要IP核授權？芯片設計公司自己去做IP核行不行？可以，但是面臨以下幾方面的問題。1、專利保護，能否繞開現有IP授權公司專利。2、巨大投入，人力、物力、時間。3、夠不夠打，做出來了，能不能與競爭對手對抗。4、容錯率低，一旦設計不當，滿盤皆輸。大家都知道，華為海思采購的是IP就是Arm公司授權的v8架構，華為在其基礎上再進行芯片設計，試想如果華為海思自行設計IP的話，其智能產品能夠在這么短的時間內上市嗎？顯而易見，短期內是實現不了的，如果沒有Arm授權，咱們也不會在這么短的時間內看到如此優秀的華為海思麒麟處理器。

在5G時代，新應用、新產品將會層出不窮，需求多且更加個性化，要求芯片廠商以更快的速度推動新產品上市。比如現今的芯片廠商都在開發5G SoC(系統芯片)，以便快速適應5G技術，并將產品及時投放到市場。因此廠商需要考慮采用新工藝的芯片成本、功耗、溫度、算力多少？能否快速上市等問題，而IP核的強大之處就在于這些它都幫你驗證好了。下面是一張系統SOC結構的示意圖，它是一種實現復雜系統功能的超大規模集成電路，大家可以看到里面包含有大量的IP核，功能越復雜，對IP核的依賴就越多。

看到這里，想必大家都知道為什么Arm可以席卷全球了吧。由于Arm的IP核授權，讓很多芯片設計公司省去了很多事，該驗證的環節、該考慮的因素，Arm全幫你解決了；公司的產品可以快速上市，占領市場先機。另外，Arm是一家純粹的IP授權公司，大家對其很放心。Arm成功很大一部分也得益于其商業模式，就是以IP授權為核心的無晶圓半導體公司，即只做IP授權,其他一概不涉及。

不過如今的情況或將有所變化，因為Arm的大股東軟銀公司準備將它賣了。如果是賣給一家與芯片公司無關的企業，大家還是很放心；如果是賣給了一家芯片公司，那相當于站隊了，其他芯片公司就會有擔心Arm不授權的話(英特爾的X86就不授權，所以市面上的PC機CPU基本上一家獨大)，芯片就沒辦法做了。然后芯片廠商就會自己想辦法來做IP這塊，這樣一來，Arm不僅業務量受到影響，還多了競爭對手。所以Arm聯合創始人發言稱，若Arm被芯片廠商英偉達收購，則對Arm來說是個災難。

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