从Intel和ARM之争看集成电路IP核的生态价值
从intel和arm之争看集成电路ip核的生态价值
几年前如果有人将arm和intel相提并论，一定会被同行耻笑。intel是一家年销售额过300亿美金，每年研发投入超过50亿美元，在全球拥有近10万员工的it巨头，而arm仅仅是一家“著名的小公司”，其销售额仅仅几个亿美金而已，在全球拥有不到2000名员工。但今天，当intel要大力拓展嵌入式市场，极力宣传其处理器极其适用于嵌入式应用的时候，却遇到了一个绕不过的竞争对手，arm。其实，intel面对的绝不仅仅是一家arm公司，它面对的是一个arm公司营造起来的生态系统。
半导体产业的发展经历了一个不断分工细化、上下游联动发展的过程，有人将当前的半导体公司及其业务模式分成了三个种类：第一种是idm模式（the integrated device manufacturer model）。该模式的显著特点是一家企业在内部完成了产业链的若干关键环节，如制造、设计甚至是设计工具的开发。intel是典型的idm模式的公司，事实上，今天全球主要的半导体公司多数是idm类型的公司，idm企业的总销售额约有200 billion美元左右。
表1 2008年全球前20位的半导体公司
data source: ic insights,2008
第二种模式是fab+fabless模式。该模式的显著特点是fab专注于做工艺研发和设计代工，fabless企业专注于做ic设计。fab的典型代表如tsmc，fabless的典型代表如qualcomm，全球纯代工企业的产值约有20 billion美元左右，fabless企业的产值约有50 billion美元左右。第三种模式称为chipless模式。该模式的显著特点是chipless企业只提供ip核授权，自身并不卖芯片。chipless模式的典型代表如arm。全球ip加design service的业务收入约有3 billion美元左右。从营业收入看，idm企业约为200个billion美元，fabless企业约为50个billion美元，ip企业约为3个billion美元。
以下几个因素催生了chipless商业模式的出现。首先是半导体的消费由企业为主进入以个人为主的年代，呈现多元化的趋势。从全球半导体消费的趋势看，用于个人消费的半导体如消费电子、通信、汽车电子在逐年上升。个人消费半导体终端产品呈现出多元化的趋势，使得半导体的产品创新和技术创新更需贴近个人消费需求，而这是专注于ip核设计企业的优势所在，即能更准确的把握市场消费功能需求；其次是随着半导体制程逐渐向纳米级靠近，芯片功能的增强和规模的扩大需要越来越多的依赖ip核复用实现。当前，半导体公司纷纷将高端制造外包给foundry，自身更加关注于设计，芯片的升级越来越多的依赖于多核、ip核复用、软件升级等来实现；同时半导体行业随着行业的日渐成熟，已越来越成为一个微利行业，而chipless商业模式是最好的成本分摊、利润共享的降低行业总成本的方法；最后，chipless商业模式体现了半导体行业创新密集的显著特点，ip核本身就是各种创新技术和创新功能的集合。
目前，在全球范围内有超过400家ip核提供商，提供超过6000个不同种类的ip核。从ip核企业的属性看，又分为不同的几类：一类是纯ip核提供商，如arm、mips等；一类是foundry，foundry是ip核大户，如***tsmc有超过2700个ip核，很多foundry的ip核是免费向客户提供的；一类是eda公司，synopsys、mentor、cadence都有各自的ip核业务；一类是design service公司，如我国的verisilicon，verisilicon以设计服务为主业务，同时有自己的zsp ip核平台；一类是idm或fabless企业，自身对外有限授权部分ip核，如ibm、高通、freescale等。由于ip核提供商的多样性以及ip核商业授权模式的多样性，导致要统计全球ip核产业的产值是一件极为困难的事情。
截止到目前为止，arm是全球范围内最成功的ip核提供商。这家总部在英国的著名小公司，已向超过200家半导体公司提供技术授权，每年全球范围内设计及销售的内含arm处理器的芯片达40多亿颗；从2001年进入中国市场，国内已有400多所大学开设了arm相关的课程和实验室、出版了 120多本中文的arm相关教科书，发展了国内60多家arm connected community 成员。arm已将自己的发展和多家合作伙伴的发展密切联系在了一起，他们共同组成了一个arm生态圈。intel要面对的，不仅仅是arm，而是这个规模庞大的arm生态圈。
以arm为代表的chipless ip核授权业务，在新的世纪，特别是在半导体制程发展到一定极限的情况下，正在焕发出勃勃生机。ip核已成为集成电路设计业的倍增器。当前soc设计需要越来越多的ip核。从小的方面看，一个foundry所拥有的ip核数量的多少，质量的高低已成为一个foundry制胜的关键，从大的方面看，一个国家所拥有的ip核数量的多少，质量的高低已成为一个国家抢占集成电路战略制高点的关键；ip核已成为产业低成本创新的利器。chipless商业模式极大的降低了研发成本和研发风险，以风险共担、利益共享的模式形成了一个个小的以处理器内核为核心的生态圈，使得低成本创新成为可能。从这个意义上看，以arm为代表的chipless商业模式是半导体产业链进一步分工细化的结果，是新型的半导体业态。因此，intel要面对的，不仅仅是arm，不仅仅是arm生态圈，更是半导体产业的发展趋势和潮流。
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以下几个因素催生了chipless商业模式的出现。首先是半导体的消费由企业为主进入以个人为主的年代，呈现多元化的趋势。从全球半导体消费的趋势看，用于个人消费的半导体如消费电子、通信、汽车电子在逐年上升。个人消费半导体终端产品呈现出多元化的趋势，使得半导体的产品创新和技术创新更需贴近个人消费需求，而这是专注于ip核设计企业的优势所在，即能更准确的把握市场消费功能需求；其次是随着半导体制程逐渐向纳米级靠近，芯片功能的增强和规模的扩大需要越来越多的依赖ip核复用实现。当前，半导体公司纷纷将高端制造外包给foundry，自身更加关注于设计，芯片的升级越来越多的依赖于多核、ip核复用、软件升级等来实现；同时半导体行业随着行业的日渐成熟，已越来越成为一个微利行业，而chipless商业模式是最好的成本分摊、利润共享的降低行业总成本的方法；最后，chipless商业模式体现了半导体行业创新密集的显著特点，ip核本身就是各种创新技术和创新功能的集合。
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