| IP难做，但一定要坚持做下去
在芯片设计的上游供应链中，IP是技术含量最高的价值节点之一。IP由于其性能高、功耗优、成本适中、技术密集度高、知识产权集中的特性，已成为集成电路设计产业的核心产业要素和竞争力的体现。
12月24-25日，由张江高科、全球领先的半导体产业智库芯谋研究联合举办的“第八届张江高科·芯谋研究集成电路产业领袖峰会”在上海浦东召开，牛芯半导体董事长栾昌海发表相关主题演讲，阐述IP如何助力中国芯实现可持续发展。
随着芯片设计复杂度提升，EDA和IP成为简化芯片设计的两大手段。“EDA工具是电子代替人脑，除了借助EDA之外，还可以将某些特定功能模块化，这就是知识产权核（IP）。”
IP是半导体金字塔的基石。2021年全球半导体IP市场规模约为55亿美元，对应全球半导体市场规模约为6146亿美元，换言之每1美元的IP支出将带动和支撑约110倍价值的芯片市场。
作为芯片设计的“乐高”，IP是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序，是指在集成电路设计中已验证的、可重复利用的、具有某种确定功能的、具有自主知识产权的设计模块，其与芯片制造工艺无关，可以移植到不同的集成电路工艺中。随着芯片越来越复杂，芯片设计公司通过使用IP核，可以减少设计工作量，缩短设计周期，提高芯片设计的成功率。当EDA设计需要某些功能的时候，就可以将植入了此功能的IP拿来直接使用，而不用再重新设计，“这也反映了整个集成电路产业的分工。”
半导体IP分类可大致分为接口IP、处理器IP、物理IP、数字IP四大类，过去十年间，下游数据爆发性增长带来更高带宽的数据交换需求，更高速的接口协议应运而生，接口IP市场实现快速发展。
栾昌海指出：“现在国产化替代的重要芯片都会用到接口IP，包括各种CPU、GPU、DPU（XPU）、FPGA芯片、数字信号处理DSP芯片、网络交换芯片、数据转换芯片等，数据中心、下一代智能体——车载车规等应用也会用到接口IP。”
接口互联技术应用场景广阔，接口类IP增长潜力巨大。有数据显示，全球IP产业增速远超IC设计产业，接口IP产业增速更高，2022年接口IP市场规模将达到15.5亿美元。接口IP已成为市占率第二的IP种类，预计2025年市占率将超过CPU。据IPnest 2022预测，接口IP市场增量将主要来自于与数据中心关联度较高的PCIe、DDR和以太网/D2D。
越是先进工艺的芯片，使用的IP数量就会越多。随着工艺的持续演进，线宽不断缩小，芯片中晶体管数量大幅提升，单颗芯片可集成的IP数量也大幅增加。如今，IP已形成众多的协议标准，而一个复杂的接口协议就可能有数千页。然而读通协议只是第一步，如何通过设计来满足下游不同场景的应用需求，并在面积、功耗和性能指标等方面兼顾兼容性、鲁棒性、抗干扰性等，才是IP开发的重点和难点。
由于（1）核心算法复杂（2）标准众多、适配技术指标繁多（3）标准迭代、速率翻倍、工艺节点和传输制式演进迅速（4）数模混合设计需要大量仿真验证、依赖经验等原因，接口类IP技术壁垒高筑，加之国内起步较晚，目前行业国产化替代程度还比较低。从半导体IP全球竞争格局来看，中国企业在全球市场份额的占比低于2%，美国企业占据全球EDA和IP市场的74%。
栾昌海将IP称之为芯片行业可持续发展的支柱，“IP标准基本都是由国外主导编制，但我国现在也在积极组织开发自己的接口标准。”栾昌海认为：“虽然IP是一门难做的生意，但基于其重要性和自主可控的必要性，国产化将是一个非常有意义的事业，一定要坚持做下去”。
自成立以来，牛芯半导体一直致力于SerDes、DDR等中高端接口IP的开发，产品在5G通信、AI运算、智慧终端、网络交换、基站芯片、云计算、服务器、存储等领域均有应用，累计服务客户超过100家。
Chiplet将是扩展摩尔定律的关键技术，但Chiplet背后实际是先进封装技术+接口IP技术。Chiplet也称为D2D（die to die）互联，die间的连接模式有串行模式如SerDes，及并行模式如HBI和HBM等。实现D2D互联需要更优化的SIPI设计和验证、多晶片SIP ESD保护、PVT检测和自动调准等综合解决方案。
栾昌海介绍，牛芯半导体开发的的D2D产品可支持多工艺节点异构集成，具有更高传输速率和带宽，兼具优异的PPA性能，可提供多系列PHY和MAC完整解决方案。
牛芯半导体深圳总部已建成标准测试实验室，配备高速误码仪、高速示波器、高低温试验箱等超千万级专业测试设备，可以独立完成SerDes/DDR眼图和抖动测试、抖动容限测试、温度循环和热冲击测试、环回测试等多项测试。
作为IP行业的后来者，在机遇面前，牛芯半导体期望与国产芯片设计厂家达成更默契的合作，共同打造全方位的芯片国产化生态。
