来源：集微网
IP核（知识产权核）是集成电路设计与开发中不可或缺的核心要素。我国IP产业起步较晚，国产自研芯片开发长期依赖IP进口，“自主可控”进程受阻。
近几年来，随着市场对底层技术的重视以及国产化需求的井喷式增长，本土IP产业呈现紧追之势，为服务器、网络通信、AI等应用领域的高端SoC芯片自主研发提供了新的选择。
SoC开发离不开接口IP
如果把芯片设计比作搭积木，那IP就是其中可重复使用的积木块。
随着摩尔定律的持续演进，芯片的集成度越来越高，设计复杂度和难度也随之水涨船高，IP在芯片设计中的重要性愈发凸显。如今，以IP复用为基础的SoC开发已成为业界主流。
在数字化转型的趋势下，大规模数据处理和计算需求激增，接口IP技术对于高性能计算的重要地位不断推高其市场规模，现已成为市占率第二的IP种类。据IPnest预测，2025年接口IP市占率有望超过CPU，成为排名第一的IP品类，而未来接口IP市场增量将主要来自与数据中心关联度较高的PCIe IP、DDR IP以及以太网/D2D。
存储需求暴增，DDR IP迎来快速发展
随着5G通讯、物联网、自动驾驶、人工智能等应用蓬勃发展，暴增的数据量对计算性能、存储容量、数据传输速率都提出了更高要求。除了CPU核及运算密度，大容量内存与储存装置、内存数据存取能力也成为数据中心的核心，推动内存处理接口IP——DDR IP需求迅猛增长。
时下，DDR总线标准逐渐演进，自DDR3 至DDR4/DDR5，最高速率从2133Mbps提升至3200-6400Mbps，容量也由8Gb提升到16-64Gb，支持更高带宽、更高速存取及更高内存密度的需求。
作为SoC 设计的重要组成部分之一，DDR 的总线速度不断提升，模块设计难度也随之增大。在芯片设计中，DDR主要负责硬盘、主板、显卡等硬件与处理器之间的数据交换，如果作为数据交换桥梁的DDR出现问题，芯片的功能必然会大受影响，甚至无法正常工作。通过在设计中使用已验证、可复用的成熟DDR IP模块，可大大提高产品可靠性，降低芯片投片风险。
目前芯片设计公司一般从第三方购买 DDR IP，包括Controller（内存控制器）与 PHY层IP。在国内芯片设计企业的产品规划逐渐向高端SoC扩展的过程中，DDR IP的需求将不断增长，这为国内DDR IP供应商提供了难得的国产替代机会。
国产DDR IP站上主流应用舞台
采用国外IP设计芯片，就好像在别人的地基上建房子，难免受制于人。芯片国产化大势下，本土IP厂商开始涌现并逐步走向成熟，自主可控的本土产品也开始站上主流应用舞台。
作为本土IP厂商，牛芯半导体的SerDes、DDR等中高端接口IP业务在多工艺节点均有布局，也可为客户提供全套接口IP解决方案，如 DDR IP PHY+ Controller+其他小模块完整解决方案。
据牛芯半导体技术支持高级经理关宇恒介绍，Controller IP和PHY IP的开发难点有所不同。作为内存控制器逻辑和DRAM颗粒之间的物理接口，DDR PHY IP通常作为一个独立模块存在于SoC中。由于DDR是并行总线，DDR PHY IP开发的主要挑战在于如何保证高速数据的信号完整性、时钟相位对齐以及可靠稳定的训练等方面。DDR Controller IP则相当于指挥PHY接口的大脑，控制逻辑设计就是这个大脑的核心，带宽和时延是大脑是否灵光的重要指标。此外，如何在不同应用场景中降低DDR时钟功耗，进而降低芯片整体功耗，也是DDR Controller IP设计面临的主要挑战。
目前，国内DDR IP供应商大多只提供PHY，既有PHY IP又能提供Controller IP的厂商并不多，牛芯半导体则是其中技术较为成熟的代表。
“牛芯半导体既有DDR PHY IP方案，又有Controller IP方案，这将更便于我们基于客户需求进行针对性优化，也为同款IP产品在不同工艺节点之间快速迁移提供了便利。”关宇恒告诉集微网，“我们是很早就进入国内FinFET工艺的国产接口IP厂商，在国产工艺节点上有广泛的产品布局。”
在多数应用场景中，DDR IP需要结合SerDes IP进行使用，而牛芯半导体提供的SerDes+ DDR IP解决方案可以满足客户对外设端口的集成需求，实现全部高速接口IP的一站式采购。
凭借在接口IP相关技术的长期自主研发，以及具有丰富工业芯片设计及量产经验的资深团队，牛芯半导体现已推出成熟的DDR3/4和LPDDR3/4的IP产品。经测试，牛芯半导体自主研发的DDR IP PPA指标行业领先，已在高性能计算/AI、智慧终端、企业存储、网络通信等领域有着广泛应用。目前，公司DDR5和LPDDR5 IP的开发也在加速推进，相信很快将会有重磅产品问世。
本土化定制优势助力市场突围
尽管国内IP产业已经取得了不错的成绩，但面临国外厂商主导90%市场份额的严峻现状，国内厂商仍需持续投入，发力突围。
一方面，接口IP作为半导体底层核心技术，门槛颇高，只有通过企业长期的技术积累与持续创新，才能打磨出更高性能、更低功耗的IP产品；另一方面，各类高速总线协议标准的快速演进和半导体工艺的持续升级也为IP产品研发带来了不小的挑战，IP企业需要紧密跟随芯片厂商及代工厂的制造工艺，快速推出新的、满足市场需求的IP产品。
在牛芯半导体看来，除了以上两方面外，国内IP厂商背靠巨大的本土市场，还应进一步发挥技术支持与定制化服务的优势。以DDR IP为例，根据芯片的方向、形状以及摆放位置的不同，客户选择的封装类型也可能不尽相同，这些都要求IP厂商可以对产品规格做出灵活调整，但国外IP供应商一般不会、也不愿意提供个性化的定制设计，这对崛起中的国产DDR IP产业而言无疑是一个好的突破口。
牛芯半导体已为多家客户提供了DDR IP的定制服务，涵盖PHY IP和Controller IP。除了高效的定制化服务，牛芯半导体还可以提供可靠的技术支持，包括链路仿真、信号完整性分析、测试调试服务等。
着眼未来，随着SoC等超大规模芯片设计需求的不断提升，IP及其复用技术的价值将愈加凸显，以牛芯半导体为代表的国产IP厂商将大有可为。
