中国IP发展之面面观

谢学军/邱善勤

2006-1-25 9:29:28

电子经理世界

       IP远没有我们当初想象的那么简单

　　当SoC设计方法学刚刚传到国内的时候，学界为之欢呼雀跃，由于IP/SoC设计技术的使用，可以将发达国家用几年甚至十几年积累起来的设计技术直接为我所用，使中国的集成电路跳过漫长的积累阶段，迅速站到较高的起点上。因此在当时看来，IP/SoC设计技术是我国提升设计水平、发展集成电路产业不可多得的历史机遇。

　　然而几年发展下来，渐渐发现原来IP远没有我们当初想象的那么简单。

　　从IP的使用角度来看，IP不是每个企业都能用得起的，一个好的IP费用很可能比我们一个中型企业一年的利润还高；其次，IP也并非买来之后往SoC系统中简单地集成就万事大吉；第三，由于IP保护的困难，有些IP你想买别人未必卖给你。

　　从IP设计的角度来看，我们的企业并没有完全掌握IP的设计技术，例如硬IP模型及其生成方法、IP的交付项等；其次对IP的商业模式也是雾里看花，想照搬别人的模式又不知Royalty费用如何收上来，而自己又找不到一个好的商业模式；第三，找不到一个好的IP保护方法；第四是IP的市场定位不明确——我们的设计更多的是来自政府的项目驱动，而来自终端市场或VI(风险投资)的驱动却很少。

　　由于上述种种原因，有一些观点认为IP根本不是什么历史机遇，近几年来国家和企业在IP上都投入了不少的资金和人力，而实际效果并不明显，IP就像一块烫手的山芋。

　　要想用一两句话对IP做出一个客观的评价并不容易，在对其进行评价之前，至少需要对IP的商业模式、中国IP的技术水平、IP保护及IP标准之发展等方面做一个基本的了解。

　　IP的商业模式

　　传统的IP模式多种多样，概括起来有Foundry模式、Artisan模式、单一的License模式、License + Royalty模式、License + Royalty + NRE模式以及ARM7模式等，其中License模式和License + Royalty模式是目前主流的商业模式，而ARM7模式则是最新的商业模式。

　　Foundry模式是芯片制造商为了吸引更多的客户而免费提供部分Foundry IP的模式，它是一种隐形的模式，只有Foundry才具备使用的条件。

　　Artisan模式是Foundry模式和License + Royalty模式的融合，但不是任何一个IP授权商都能与Foundry达成协议采用这种模式，也不是任何一类IP都适合采用这种模式。

　　License + Royalty + NRE模式是特定的IP采用的特定模式，NRE是由于用户的需求而产生的技术支持费用。

　　IP商业模式是IP供应商运作成功与否的关键因素，它一直在不断发展探索之中。目前IP在中国正处在风云变换的历史关头，各大公司纷纷抢摊中国市场，为适应中国独特的环境，新的商业模式也应运而生。ARM7模式是ARM公司收购Aritsan公司后，利用Artisan原有的渠道，专门针对中国市场而采取的重大举措。这种模式最大的特点是IC设计公司可以试用ARM的CPU IP，直到MPW流片成功为止，在进行量产之前不需要交付License费。它是ARM针对中国公司普遍较小，技术水平相对较低而采取的全新的商业模式，它的出现不仅对中国，也将对全球IP市场的发展产生极大的影响。

　　国内外的IP公司

　　目前在国外拥有自主知识产权IP的公司主要有四类：一是IP专业公司，如ARM、MIPS Technologies、Rambus及Virage Logic等，这类公司有不断增长的趋势；二是大型的系统芯片设计公司，如Motorola半导体部门（现在的飞思卡尔）、TI、IBM等，由于长期的技术积累，拥有大量供内部重复使用的IP模块；三是EDA软件公司，如Synopsys、Mentor、Cadence以及被Cadence收购的Verisity等，他们为推广EDA软件，并提供基于EDA工具的design service，开发了许多可供用户使用的IP模块；四是Foundry厂，如TSMC、UMC、SMIC等，他们为吸引更多的客户到工厂流片，提供了包括标准单元库在内的Foundry IP模块。2004年世界前十大IP专营公司的排名如表1所示。

　　从某种意义上说，中国还没有形成真正意义上的IP公司。但像苏州国芯（C*Core）、芯原科技（Verisilcon）以及成都登巅（IP Goal）这样以IP为主要方向的公司正逐步涌现出来，而“龙芯”CPU从去年开始也加入到IP供应的行列来。虽然这些公司纯粹依靠IP的License费用还无法维持公司的正常运转，但通过IP销售加上传统的IC设计服务以及政府项目或风险投资的支持，公司正逐步向着良性循环的方向发展。

　　IP的设计水平

　　在2005年12月15日举行的首届IP China 2005峰会上，中科院微电子所副所长叶甜春研究员坦言“中国的IP设计水平与国外相差7、8年”，当ARM公司中国区总裁谭军博士被问及到中国CPU的设计水平与ARM相差有多大时，谭博士亦直言：“相差2?3代”。

　　正如叶甜春研究员所说的“很难用一个标准来衡量国内外IP发展的差距到底有多大”，但国内外IP发展存在着较大的差距是勿庸置疑的，这种差距主要反映在以下几个方面：

　　首先是在设计的意识上。国外的大公司和Foundry瞄准的是3、5年以后的中国市场需求，研究的是政府的产业政策。而国内的绝大部分公司则跟着市场的IP价格走，什么类型的IP价格高，需求大，就设计什么类型的IP。

　　其次是在商业模式上。ARM从2001年进入中国市场，到2005年针对中国市场的ARM7销售模式形成，它在中国摸索了四年时间。而国内的IP公司才刚刚起步，要形成一套适合自身发展的模式，没有一段时间是不可想象的。

　　第三是在IP的设计技术上。IP的设计有别于IC设计。IP的使用对象是第三方设计公司，要想使IP在第三方的SoC系统中运行起来，需要建立与之相配套的环境，包括文档的规范，评估环境及验证手段等。很多时候IP的功能验证都没有问题，但IP的可靠性和稳定性却不知如何入手，这些都需要一个漫长的积累过程。

　　ARM于2005年下半年完成了找客户—License成功－芯片MPW－产品批量生产—收回Royalty的过程，走完IP的下半个流程，ARM花费了四年半。由于ARM进入中国的时候是带着成熟的技术来的，因此谭军走过的路只能算是半个IP流程。而国内的IP公司技术成熟度远远不如ARM，要走完IP的全流程，没有一定的时间积累是很困难的。

　　IP核的知识产权保护

　　集成电路知识产权保护的重点领域主要集中在两个方面：一是EDA工具领域，二是IP领域。

　　由于EDA工具其实就是软件，因此它的保护相对较难。从2002年开始科技部在全国7个城市部署了集成电路产业化基地，国家及地方财政对基地做了相当大的投入，基地的一个主要职能就是提供EDA工具的租用服务，这在一定程度上缓解了EDA供需双方的矛盾。

　　IP的保护相对于EDA工具要艰难得多。EDA工具更多的是被盗用，很少被修改，EDA公司要想追查企业的盗版情况还具有一定的可能性。而IP（软IP）一旦扩散出去，IP供应商根本无从查起。鉴于这种形势，欧美的软IP进入中国市场一般都比较谨慎，即使进来了，IP的价格也会比其他地方昂贵。从这个角度来说，知识产权保护不好，不仅损害了外国公司的利益，也阻碍了本土公司的发展。

　　为促进IP在中国的健康发展，信息产业部在北京建立了软件与集成电路促进中心（CSIP），知识产权保护是它的重要任务之一。一些开源IP（例如AVS）已经把CSIP作为运行的重要途径，而一些国际重量级公司也正在与CSIP进行商谈，IP的知识产权保护模式正逐步浮出水面。

　　IP标准在中国的发展

　　伴随着IP的推广和使用，也出现了一系列急需解决的问题。首先IP供应商需要提供怎样的文件，才能使IP用户能够方便、准确地进行IP选择；其次，IP的使用者并不熟悉IP结构，如何才能快速地对其进行修改以适应设计者的需要；第三，由于SoC各模块之间的通讯并没有一个统一的标准，造成IP集成的困难，如何解决IP的接口标准问题；第四，如何建立一个客观的IP评价体系，实现对IP的质量评估。这一系列问题的提出，最终导致了IP标准的产生及相关组织的建立。

　　中国的IP标准化工作开展得较晚，2002年才成立了IP核标准化工作组。然而由于中国在全球市场的独特地位，以及政府在标准化方面的投入及其在企业运营过程中的指导作用，中国正逐步成为IP标准制定的中心。近一两年来，VSIA、SPIRIT、OCP-IP等一系列重要的IP相关组织纷纷到中国，与中国标准化组开展合作，共同致力于IP标准的制定和推广工作。拥有国内40多家重要IC企业会员的中国IP标准化组，使得一些掌握了技术的国际大公司也不敢轻视。

　　国家对IP的推动

　　目前国内对IP的开发很重视，这主要缘于两方面的需要。一是国家战略层面的需要。中国有着巨大的市场空间，数字电视、手机及计算机等的市场需求令国外商家不敢忽视，但目前几乎所有的核心技术都掌握在外国公司手里，市场是我们的，而技术却是别人的。二是市场的需要。未来的IC设计是SoC的设计，一家公司很难具备系统功能需要的所有知识，开发出SoC所需要的全部模块。同时新的市场增长点不断涌现，产品更新换代速度的不断缩短，使用其他公司设计的IP成为必然。

　　概括起来，国家对IP/SoC的投入主要分成三个层次：一是基础研究的投入，二是具体IP设计的投入，三是公共服务的投入。

　　国家自然科学基金近几年来一直致力于SoC设计中基础问题的研究和解决，这其中也包括IP设计问题，国家科技攻关项目和863计划中亦有对IP标准的研究项目，这些都属于第一层次的投入。第二个层次的投入最多，信息产业部的电子发展基金、国家集成电路专项基金、863计划、国防方面的项目基金、北京市的SoC专项基金等都有IP设计项目。2002年863集成电路专项基金中就支持了23类共63个企业的IP开发。第三层次的投入包括国家集成电路公共服务平台的建设等重大项目的建设，它是国家集中有限的资金，解决产业发展中遇到的共性问题而进行的投入。

　　评价我国近年来IP的发展，单纯从某一方面来衡量是不够的。从以上六个方面分析来看，我们有喜有忧。喜的是国家在不遗余力地推进IP的发展，IP标准的建立取得了一定进展，国内包括设计服务公司在内的IP公司正不断涌现；忧的是IP的商业模式及IP的保护模式还处于探索阶段，而IP的设计水平与国际先进水平尚存在不小的差距。

　　然而正如C*Core的华克路总经理在IP China 2005峰会上被问及“ARM和MIPS等全球领先的CPU IP公司已先后进入中国市场，国芯公司如何应对挑战”这一尖锐问题时回答的那样，我国的IP公司要在激烈的竞争中站稳脚跟，难度自然是很大。但大个子也是从小个子长大的，也是战胜了在他前面的大个子才长成今天这个模样的，我们同样有成长的机会，关键是要善于学习。“所以，中国的IP企业要健康成长，首先要有信心。”

　　中央提倡创新，重视知识产权的保护决策，对IP产业的发展是个重大利好。技术创新的前提是知识产权保护，在知识产权不受保护的地方就没有人愿意创新，所以我们不仅需要在IP设计技术上进行创新，而且需要在IP的保护模式及商业模式上进行创新。

　　无论怎样来评价我国IP的发展，有一点是我们有目共睹的：借助于IP的使用，中星微电子得以在摄像头图像处理器领域占领40％的市场份额，珠海炬力得以在MP3领域成为龙头老大，大唐微电子的COMIP芯片得以快速面世，在不久的将来，我国也将彻底结束手机芯片“舶来”的历史。在CSIP 2004集成电路产业调查中，73.9%的IC企业将IP用于自己的IC设计，这无疑为我国的集成电路企业抢占国内大市场，参与国际竞争插上了腾飞的翅膀。借助于IP的使用，在未来的五年内，一大批短小精悍的设计公司在我们自己的疆土上跑马圈地，当是为时不远。