芯片可以说是人类科技的巅峰之作,从一粒沙子变身为一枚芯片,背后凝聚了大量的智慧,整个产业链构成也极其复杂。
芯片是国民经济产业的重中之重,也是构建智能数字社会的底层技术基础。尤其是5G SoC芯片,涉及的技术更是包括通信、计算、工艺、IP、制造、封测等各领域、全方位。
作为全球面向公开市场的3家5G芯片企业之一,中国大陆公开市场唯一一家,紫光展锐支撑了产业生态的发展。在长达20多年的发展历程中,紫光展锐积累了深厚的技术实力,如2/3/4/5G、IP核、专利、网络验证、实验室体系、先进半导体工艺等。这些技术积累不仅为企业的进一步创新开发奠定了基础,也为业界提供了便利和保障,推动产业上下游协同共生,共建生态,并牵引技术持续演进、不断创新发展。
基于此,紫光展锐推出系列技术科普文章《在这里,读懂芯片!》,带你进入一个全“芯”的世界。
今天,我们将目光锁定IP核。
第一期
#重要性不输光刻机的IP核开发有多难#
关注芯片行业发展的读者可能都听说过一句话:“光刻机是工业皇冠上的明珠“。但是,如果芯片设计不出来,根本就谈不上制造,也就用不到“光刻机”设备了。
芯片设计处于整个芯片产业链的龙头一环,其重要性不言而喻。而在芯片设计领域,IP核的重要性不输芯片制造环节中的光刻机。我们一起来了解下吧。
什么是IP核?
IP核,全称知识产权核,intellectual property core,指的是芯片中具有独立功能的成熟设计。IP核通常已经通过了设计验证,设计人员以IP核为基础进行设计,可以加快芯片设计速度,IP核可重复利用,大幅降低负担及成本,是芯片设计行业不可或缺的重要技术。如果把面向不同应用场景的芯片设计比喻为搭积木,那IP核就是用来搭的那一个个构件。
IP核是怎么来的?
IP核的由来要从早期的芯片设计过程讲起。早期,芯片的集成规模较小,设计复杂度不高,芯片上所有的电路都可以由芯片设计者自主完成。随着芯片集成度呈指数级增加,复杂性急剧增大,由一家企业独立完成一款复杂芯片的设计几乎变得不可能。
聪明的工程师们想到了借鉴搭积木的思路:重复使用预先设计好的成熟构件,来搭建复杂系统,化繁为简。一般大型半导体公司会有一个IP核部门,专门开发、维护不同功能的IP核,比如接口IP、存储IP、安全IP等等。随着SoC设计复杂度上升,上市时间要求缩短,市场上开始出现专门的第三方IP供应商,它们只卖IP核,不做芯片设计,可以理解为它们只卖一个个构件,芯片设计公司买过来搭积木。
IP核有多少种?
IP核大致可分为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,可以理解为仅提供代码给你,你可以根据自研芯片的情况,来调整和优化这些代码,软核灵活性高,对芯片设计企业的技术要求高。
硬核相当于一块完整设计的模块了,拿去就可以用,而且通过了验证,可靠性很高,但灵活性相对较低。
固核是介于软核和硬核之间的一种IP核,它完成了比较关键的路径,并做好了预先的布局布线,其他部分仍然可以通过编译器进行优化处理。
IP核的开发难度?
这么听下来,IP核非常方便、快捷、高价值!但开发IP核的技术难度和要求非常高,丝毫不亚于攻克光刻机。
首先,需要绕开现有IP供应商的专利;其次IP核的设计必须非常完善,需要确保极低的容错率,一点瑕疵都不能有。因为IP核的任何小瑕疵,都有可能影响到整个复杂芯片设计的成败。因此,开发IP核需要付出巨大的人力、物力和财力。
展锐的IP核实力怎么样?
IP核的开发这么高难度,都有哪些重量级玩家呢?最大名鼎鼎就是英国arm,它是一家纯做IP授权的供应商。
有实力的Fabless公司,在多年的芯片设计中往往有自身的技术专长,设计成果的可重用部分,就形成了IP核,这些往往是硬核。
那么,作为全球主要的芯片设计商,国内芯片设计龙头企业,紫光展锐的IP核储备如何?紫光展锐具备丰富的自研IP,有着深厚的自研IP储备和技术积累,覆盖模拟芯片、数字芯片、混合信号等多个领域。自研IP覆盖的工艺节点从6nm至152nm,同时自研IP涉及的技术领域众多,例如高精度ADDA、USB/PCIE/MIPI等高速接口、 LPDDR、UFS等Memory 接口类IP, 以及先进工艺节点的各种各样memory compiler、定制化电路、基于AI技术的ISP技术、高性能视频codec、高可靠性安全加密等各种IP,真正做到了关键IP自研!
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