比光刻机还重要的IP核是什么？没了它，华为连芯片设计都难
全文约3100字，耐心读完或将对芯片和半导体领域有更多认识；本文以科普为主，若有更深入和专业内容想探讨可以留言或私信。
如果说光刻机是工业皇冠上的明珠，那么IP核就是这颗明珠的魂。
芯片只是我们看到的表象，一块芯片的诞生，用千锤百炼来说一点都不为过。我们先来看一下，芯片从无到有需要经历哪几个阶段。
芯片设计和制造流程简单来说可以分
芯片功能、性能的定义。 在做设计芯片之前要先定位，这个芯片是用来干什么的，它要性能指标要达到什么样的要求。比如，厂家要出一个处理器芯片，最简单的一点就要先确定这是一个多少位的CPU，多少核的。比如咱们买电脑的时候，经常看到电脑搭载的是英特尔64位四核处理器 。那么这个芯片在出厂之前，英特尔就定好了，它是64位的，里面有四个核心。
64位是采用64位处理技术的CPU，简单理解就是处理器一次运行64bit数据 ，这个数字越大说明单次可以运行的数据越多，处理速度越快。四核处理器 就是基于单个半导体 的一个处理器上拥有四个处理器核心。并且四个核心的处理能力和功能是一样，可以同时运行 ，所以业界将这样的处理器称为真四核 。
然后还需要定义该芯片的其他的一些属性，比如I/O驱动能力、功耗、工作温度等等。
IC设计，这个环节就真正要用到EDA软件和IP核了。
如果这里翻车，也就没光刻机什么事了，这步骤包含的内容非常之多，比如系统设计、算法设计、行为级描述/优化、逻辑综合/优化、仿真、测试、制版数据生成等等。EDA和光刻机不少业界朋友都有所科普，而关于IP核 这块的内容比较少，所以这里咱们的主角IP核 就登场了。
这里的IP跟咱们常熟知的IP地址中的IP不一样。它的全称是Intellectual property，也就是知识产权。这些IP核心就是别人做好的模块，可以在设计中直接使用。 哪些公司在做IP核呢？这段时间软银集团欲出售的ARM公司就是该环节的头号玩家，据悉全球90%的智能手机的处理器都是用ARM的IP授权，苹果、高通、华为海思、三星都是其客户。
下图为全球2019年半导体IP供应商营收前十，前三是ARM、新思、铿腾电子；第二、第三也是大家熟知的EDA软件巨头。
值得一提的是排名第七的芯原微电子（上海）和第十的台湾力旺科技 是中国的厂商，说明这块领域咱们并不是空白。芯原也被业界誉为“中国半导体IP之王”，成立于2001年。
IP核也有三种不同程度的设计：软核，固核，硬核。
软核 ， 以加密源代码的形式提供；简单理解就是提供代码给你，你还可以根据自研芯片的情况来调整和优化，灵活性高，对芯片厂商的技术要求较高。
固核，介于软核和硬核之间的一种核。 以门级网表提供，除了完成软核所有的设计外，还完成门级电路综合和时序仿真等设计环节。比如它完成了描述功能中一些比较关键的路径进行预先的布局布线，而其他部分仍然可以任由编译器进行相关优化处理。
硬核， 完整后端设计的掩模了，可理解为成品，拿去就可以用。相当于厂商跟你把需求完整分析后交付的，将该考虑的全考虑进去了，可靠性很高，但是灵活性就低了。
通常芯片设计公司会根据自身的业务，以及IP核的特性，购买不同的形态IP ，用在自己的芯片设计中。IP核主要就是方便了设计的重用性，使得通用模块可以被重复用，省时、省力。
芯片设计公司自己去做IP核行不行？可以，但是面临以下几方面的问题。
1、专利保护， 能否绕开现有IP授权公司专利。
2、巨大投入， 人力、物力、时间。
3、够不够打， 做出来了，能不能与竞争对手对抗。
4、容错率低， 一旦设计不当，满盘皆输。
大家都知道，华为海思采购的是IP就是ARM公司授权的v8架构 ，华为在其基础上再进行芯片设计，试想如果华为海思自行设计IP的话，其智能产品能够在这么短的时间内上市吗？显而易见，短期内是实现不了的，如果没有ARM授权，咱们也不会在这么短的时间内看到如此优秀的华为海思麒麟处理器。
在5G时代，新应用、新产品将会层出不穷，需求多且更加个性化，要求芯片厂商以更快的速度推动新产品上市。比如现今的芯片厂商都在开发5G SoC（系统芯片） ，以便快速适应5G技术，并将产品及时投放到市场。因此厂商需要考虑采用新工艺的芯片成本、功耗、温度、算力多少？能否快速上市等问题，而IP核的强大之处就在于这些它都帮你验证好了。
下面是一张系统SOC结构的示意图，它是一种实现复杂系统功能的超大规模集成电路，大家可以看到里面包含有大量的IP核，功能越复杂，对IP核的依赖就越多。
看到这里，想必大家都知道为什么ARM可以席卷全球了吧。 由于ARM的IP核授权，让很多芯片设计公司省去了很多事，该验证的环节、该考虑的因素，ARM全帮你解决了；公司的产品可以快速上市，占领市场先机。另外，ARM是一家纯粹的IP授权公司，大家对其很放心。ARM成功很大一部分也得益于其商业模式，就是以IP授权为核心的无晶圆半导体公司，即只做IP授权，其他一概不涉及。
不过如今的情况或将有所变化，因为ARM的大股东软银公司准备将它卖了。 如果是卖给一家与芯片公司无关的企业，大家还是很放心；如果是卖给了一家芯片公司，那相当于站队了，其他芯片公司就会有担心ARM不授权的话（英特尔的X86就不授权，所以市面上的PC机CPU基本上一家独大 ），芯片就没办法做了。然后芯片厂商就会自己想办法来做IP这块，这样一来，ARM不仅业务量受到影响，还多了竞争对手。所以ARM联合创始人发言称，若ARM被芯片厂商英伟达收购，则对ARM来说是个灾难。
国产IP核之路，任重道远。
有着“中国半导体IP之王”的芯原微电子，成立至今已有19年 ，虽然其2019年在同类公司中排名第七，但是其短板也非常明显。
不具备CPU类的IP ，拥有图形处理器(GPU)、神经网络处理器(NPU)、视频处理器(NPU)、数字信号处理器(DSP)和图像信号处理器(ISP)五类处理器 IP，以及 1400 多个数模混合 IP 和射频 IP。在嵌入式非挥发性存储器、内存编译器等 IP 方面也没有储备。大部分IP是通过外部并购而来 ，并非自主研发，说明自研方面的技术储备不够。但是，芯原所积累的经验非常宝贵，因为它知道哪些IP是目前没有办法介入，半导体哪些领域的IP值得去投入，这样就可以少走很多弯路。比如芯原在这么多年的积累就指出，RISC-V （RISC-FIVE） 将会是中国芯片产业的全新机遇，RISC-V 是第五代基于 RISC（精简指令集计算机）的 指令集架构 ，因具备自由开放、成本低、功耗低等方面的优势，受到全球广泛关注。
在2019国际芯片大会（Chips 2019）上，中国工程院院士倪光南在展望开源芯片前景时曾表示：“RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一，在CPU领域形成英特尔、ARM、RISC-V三分天下的格局。”
在5G这个万物互联的时代，RISC-V的轻量级，灵活性，更符合物联网应用的碎片化特性。国内目前围绕RISC-V 架构开发和使用的企业已有上百家企业。比如华为海思、阿里的平头哥、中天微，兆易创新、华米科技、嘉楠科技、北京君正以及获得小米投资的芯来科技。RISC-V 俨然为中国提供了在 X86 与 ARM 架构之外的第三条自主化路径。
写在最后，IP核作为帮助芯片公司快速推出产品的利器，可谓是一本万利，在半导体产业中IP的毛利率是产业之最，高达90%以上（光刻机厂商ASML毛利率在43%）， 只要拔得头筹就能立于产业的顶端。英特尔靠X86在PC时代叱咤风云，ARM靠RISC在移动互联网时代处于浪潮之巅，如今已进入5G和物联网时代，谁能把握住这个时代的IP核将会潜力无限。
#中国芯事#
博通发布首款 WiFi 7 SoC BCM4916，四核 Armv8
IT之家 4 月 13 日消息，虽然 WiFi 7（802.11be）规范要到 2024 年才能获得批准，但现在厂商们已经开始为它做准备了。
今天，博通（Broadcom） 发布了首款 WiFi 7 SoC，型号为 BCM4916，采用四核 ARMv8 处理器，可提供高达 24 DMIPS 的性能，具有 1 MB L2 缓存和 64 kB L1 缓存。其他规格信息暂时不详。
据介绍，与大多数当前路由器 SoC 相比，博通新款 BCM4916 的突出之处在于其广泛的高速连接选项。首先，它有不少于四个 PCIe 接口、一个原生 10 Gbps 网络接口、一对 USB 3.2 接口。这款 SoC 还支持 DDR3 和 DDR4 内存。
WiFi 7 芯片组方面，博通发布了五种型号，分别是用于消费产品的 BCM6726 和 BCM67263，用于企业产品的 BCM43740 和 BCM73720，以及用于移动设备的 BCM4398。其中 BCM6726 支持 2.4、5 和 6 GHz 频段，BCM67263 仅支持 6 GHz 频段。但 BCM67263 提供 320 MHz 的信道带宽，这是达到 WiFi 7 将达到的 40 Gbps 以上带宽所必需的。
IT之家了解到，博通新款芯片已经向华硕、Netgear 和 TP-Link，以及 OEM / ODM 和网络运营商合作伙伴出样。
相关问答
v8双芯片声卡怎么样?
字音乐被广大用户接受。功能二:...音效很好,功能多,功能一:播放数字音乐这是声卡最基本的功能,从原始的wav到流行的mp3,在到新兴的wma等音频格式,使得数字...
yulongg810芯片派什么用?
玉龙810芯片采用多核异构架构,主要由4个SPARCV8核、8个GPU核和8个NNA核组成,片内通过AMBA3.0总线实现模块的互联互通,片上还集成H.264/H.265.....
TP-LINKWR841Nv8无线路由器使用的是什么芯片?怎么查看路由...
TP-LINKWR841Nv8无线路由器使用的是什么芯片?怎么查看路由器的芯片?TP-LINKWR841Nv8无线路由器使用的是什么芯片?怎么查看路由器的芯片?无线路由器TP-...
有没有人总结过ARMv7和ARMv8的区别?
ARMv7和ARMv8是基于不同架构的处理器,而它们最大的区别在于ARMv8引入了64位(ARMv7是32位)指令集架构。除了字长不同,还有以下一些主要区别:1.寄存器:ARM...
荣耀v8pro和小米平板5pro对比评测?
1.荣耀v8pro和小米平板5pro在不同的方面有不同的表现,没有明确的胜负之分。2.荣耀v8pro在硬件配置上更强大,搭载了麒麟960芯片,配备了6GB的内存和128GB的存...
移动硬盘的V5V8是什么意思,哪个更好-ZOL问答
性能方面,V5和V8可能指的是不同的处理器或芯片组。这些处理器或芯片组对于移动硬盘的性能至关重要,因为它们决定了数据传输速度和读写速度。在容量方面,V5和V...
读书郎v8和c6哪个好用?
读书郎c5好用,因为读书郎在这一块做的时间和技术要好一点,用的芯片要强一些。c5芯片强一点而已。目前来说c系列的c5性价比绝对是最出众的,虽然不带wifi但是10...
华为荣耀v8为什么停产?
因为手机等电子产品更新换代比较快,老款的就会降价了,最近因为V9出来了荣耀,而v8是金属外壳的。华为停产的原因,目前荣耀正联合京东推出荣耀,众多外国企业也...
荣耀v8的cpu是什么?
麒麟950系列芯片,采用16nmFinFET工艺,相比上一代芯片性能提升100%,功耗却降低30%,采用4GB双通道内存LPDDR4。荣耀V8的屏幕分辨率分为2K(2560*1440)和1080P(...
A系仿生芯片是啥?
苹果A系列仿生芯片(即AxBionic)是指在原有处理器芯片基础上加入了专用于神经网络计算的独立处理单元的人工智能处理器,是语音、图片识别、人脸识别等算法能力...
扫一扫微信交流