芯耀辉余成斌：后摩尔时代IP产业将如何发展

摩尔定律在先进半导体工艺上虽然还在延续，从7nm、5nm正步入3nm，但从多个性能指标的角度可以看到，天花板正趋向于平缓，单芯片的良率会随着die面积的增长更快的降低，在更先进的工艺上，研发成本和时间增加巨大。面对这些产业的挑战，目前全球只有Intel、samsung和TSMC还正在致力研发及生产7nm及以下的工艺。

来自芯耀辉联席CEO余成斌教授作为深耕IP领域数十载的产业和学术界的领军人物，日前在第十九届中国通信集成电路技术应用研讨会暨青岛微电子产业发展大会（CCIC 2021）期间，分析了后摩尔时代下IP的产业价值。

芯耀辉联席CEO余成斌教授

IP系统支撑着半导体产业

IP作为经过验证的可重用的芯片设计模块，和EDA一样是芯片产业的上游核心技术。从市场价值来看，IP的全球市场规模约为50亿美元，撬动着6000亿美元的半导体产业不断向前发展。其中，承担海量数据传输和交换、驱动各种数字应用的接口IP，需求增长最为迅猛。

IP通过协助补齐芯片设计公司和系统厂商在标准IP技术、开发资源和经验等方面的短板，加快技术的产业化周期，提升灵活性和市场反应速度，降低了研发风险、运营成本，加速产品上市和增加利润，帮助企业专注于自身核心竞争力的发展。

随着单个产品集成越来越多的功能、单个芯片集成越来越多的IP、先进Foundry和工艺越来越集中，协议标准又不断快速演进，这些都给IP带来了巨大的挑战和机遇。

根据IPnest 2021年报告，全球设计IP销售额在2020年增长16.7％，达到46亿美元，这是自2000年以来最好的增长，也是整个IP市场在去年最大的亮点之一。

IPnest还表示，IP业务增速始终快于半导体业务（减去内存业务，DRAM和闪存），目前二者比率已超过1.4%，而在2010年这一比例才是0.6%~0.7%。这也意味着随着芯片的复杂度越来越高，IP业务的重要性随之增加。当2020年半导体（减去存储）市场从3020亿美元增长到3220美元时，即提升了6.8％后，IP市场增长了16.7％，几乎比半导体市场多10％。

后摩尔时代IP产业如何三步走

IP的发展自然离不开芯片产业的发展，因此IP将同芯片一样，沿着延续摩尔、扩展摩尔和超越摩尔的三个方向发展。

先说延续摩尔，IP的增速是IC市场增速的2倍，而接口IP市场增速又是整个IP市场增速的2倍。根据IPnest数据，接口IP过去5年到未来5年的全球年均复合增长率16%，而中国市场增长率更远超于此。尽管接口IP市场前景广阔、增长迅速，但我们国内市场自给率尚不足10%，可见接口IP已成为芯片设计上游的核心关键“卡脖子”技术。

从热门细分市场也可以看出，5G、汽车电子、IoT、AI、云计算等领域，都需要多种不同协议的接口IP。面对这些客户，必须围绕他们的需求解决问题，在先进工艺建立IP库及IP子系统，通过全方位验证，加速SoC开发，助力SoC量产，为客户赋能。

针对扩展摩尔方面，Chiplet将是发展主要技术，实际是先进封装技术+接口IP技术，可以看到，SoC的成本是最高的，Chiplet将取得在性能、die功耗和成本的平衡。Chiplet需要接口IP也称为高速D2D连接，串行模式如56G/112G SerDes，并行的连接如HBI和HBM。D2D设计更需要更优化的SIPI设计和验证，多晶片SIP ESD保护，PVT检测和自动调准等验证量产解决方案。

而在未来的超越摩尔定律方面，IP必须涵盖更加复杂的功能子系统、拥有更高的适配性、智能化自动化以及高抽象层次和高精度的系统级模型和自适应界面，从而将是新一代EDA＋IP+AI协同自动设计的新时代，这将打破常规从顶层系统抽象到底层物理实现方法论的革新，来满足未来复杂系统的智能化应用、高度异构集成芯片高速实现的需求、打破系统芯片的设计和验证工作量巨大，复杂性高及周期耗时不断增长的瓶颈。这也将是IP发展超越摩尔打破常规的方向。

专注于接口IP

为了迎合IP发展的三个阶段，芯耀辉选择了接口IP这条最快也是中国最急需的产品线，开发包括DDR、USB、PCI-e等IP。

“作为创业公司，目前最需要迅速开发并验证产品，并建立合作伙伴关系。所以我们和新思共同发展战略盟友，通过合作开发及自主研发两条路抢占市场。”余成斌教授说道。

目前市场对于IP卡脖子的问题看得很重，也正因此市场诞生了诸多IP初创公司。余成斌教授指出，目前国产IP公司还存在着诸多制约发展因素。首先是开发难度，一款IP的开发相对容易，但是需要真正做到互通性和可靠性，才可以实现商用化。

其次，IP是需要反复迭代，不光是自己产品迭代，更重要的是和客户之间反复进行交互与产品打磨。尽管做IP不是芯片，但实际上IP也需要像芯片一样，只有量产才能证明其成功。

梦之队给芯耀辉足够的底气

余成斌教授从事模拟集成电路设计与半导体IP产业研发工作已经快30年，在澳门曾从无到有联合创建和带领集成电路国家重点实验室之外，也同时联合创办了模拟IP排名第一的Chipidea澳门微电子，之后被新思科技并购，并担任新思IP研发总监，一直长期专注于IP产业研发和管理。

芯耀辉作为一家IP新锐公司，已具有十几二十年量产跨工艺、多产品、多应用验证的IP和完整的前后端服务的经验和能力。在洞悉和挖掘行业需求后，芯耀辉正在基于先进工艺建立IP库及IP子系统，通过全方位验证，帮助合作伙伴加速SoC开发、助力SoC量产。

芯耀辉的整个核心团队都是来自全球排名第一的EDA和IP供应商新思科技，还有顶尖的芯片公司里面做IP的团队，包括紫光展锐、海思、英特尔、AMD、高通等。他们都在过去的公司里面有长达十几二十年一直做这些顶尖IP的经验。这一整个大型专业设计专家团队，能够做出支撑最先进工艺的IP设计，特别是在国内，芯耀辉具备了非常丰富的可以量产跨工艺、多产品、多应用验证的IP，完整前后端服务，凸显差异化特性的经验和能力。这一批来自IP产业的“梦之队”给予了公司足够的底气。

2021年3月，余成斌教授以及澳门新思IP开发团队共同加入芯耀辉，目前芯耀辉员工总数已经超过了200人。

值得一提的是，2021年年初余成斌教授的老板，新思科技全球研发副总裁及Intel全球副总裁安华加入了芯耀辉。安华此前负责新思先进工艺IP，在他的带领下，产品销售额从300万美元增长到了5亿美元以上。

同时包括芯耀辉董事长兼联席CEO 曾克强，CTO李孟璋在内的四人，涵盖管理、研发、销售和市场等行业经验。

在短短的一年间，芯耀辉就完成了10亿元融资额，并迅速完成了公司团队的建立，也正因此，芯耀辉已经迅速完成了12nm、14nm接口IP布局。

迎接后摩尔时代

在后摩尔时代，IP将结合先进工艺、先进封装、智能协同自动设计作为撬动整个芯片产业需求的支点。芯耀辉将致力于国产先进工艺完整IP解决方案、与国际大厂兼容及具国产定制配置的Chiplet接口IP方案和系统级IP以及新一代协同自动设计的战略布局，为后摩尔时代中国IP核心技术产业贡献力量。

余成斌教授表示，未来随着越来越多的系统厂商进入芯片领域，这类客户更需要可以迅速满足系统需求的IP。“随着设计流程越来越复杂，每个流程的人员都很难进行沟通，如果建立一套好的系统，通过模块化可配置IP、EDA工具以及AI协同设计方法，才能实现超越摩尔定律的愿景。”