芯片设计和制造流程大略来说可以分四个阶段的，功能/性能定义（需求剖析）、IC设计（集成电路设计）、IC制造（光刻机部分了）、封装测试。
芯片功能、性能的定义。在做设计芯片之前要先定位，这个芯片是用来干什么的，它要性能指标要达到什么样的哀求。比如，厂家要出一个处理器芯片，最大略的一点就要先确定这是一个多少位的CPU，多少核的。比如咱们买电脑的时候，常常看到电脑搭载的是英特尔64位四核处理器。那么这个芯片在出厂之前，英特尔就定好了，它是64位的，里面有四个核心。
64位是采取64位处理技能的CPU，大略理解便是处理器一次运行64bit数据，这个数字越大解释单次可以运行的数据越多，处理速率越快。四核处理器便是基于单个半导体的一个处理器上拥有四个处理器核心。并且四个核心的处理能力和功能是一样，可以同时运行，以是业界将这样的处理器称为真四核。
然后还须要定义该芯片的其他的一些属性，比如I/O驱动能力、功耗、事情温度等等。
IC设计，这个环节就真正要用到EDA软件和IP核了。
如果这里翻车，也就没光刻机什么事了，这步骤包含的内容非常之多，比如系统设计、算法设计、行为级描述/优化、逻辑综合/优化、仿真、测试、制版数据天生等等。EDA和光刻机不少业界朋友都有所科普，而关于IP核这块的内容比较少，以是这里咱们的主角IP核就登场了。
这里的IP跟咱们常熟知的IP地址中的IP不一样。它的全称是Intellectual property，也便是知识产权。这些IP核心便是别人做好的模块，可以在设计中直策应用。哪些公司在做IP核呢？这段韶光软银集团欲出售的ARM公司便是该环节的头号玩家，据悉环球90%的智好手机的处理器都是用ARM的IP授权，苹果、高通、华为海思、三星都是其客户。
下图为环球2019年半导体IP供应商营收前十，前三是ARM、新思、铿腾电子；第二、第三也是大家熟知的EDA软件巨子。
值得一提的是排名第七的芯原微电子（上海）和第十的台湾力旺科技是中国的厂商，解释这块领域咱们并不是空缺。芯原也被业界誉为“中国半导体IP之王”，成立于2001年。
IP核也有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供应；大略理解便是供应代码给你，你还可以根据自研芯片的情形来调度和优化，灵巧性高，对芯片厂商的技能哀求较高。
固核，介于软核和硬核之间的一种核。以门级网表供应，除了完成软核所有的设计外，还完成门级电路综合和时序仿真等设计环节。比如它完成了描述功能中一些比较关键的路径进行预先的布局布线，而其他部分仍旧可以任由编译器进行干系优化处理。
硬核，完全后端设计的掩模了，可理解为成品，拿去就可以用。相称于厂商跟你把需求完全剖析后交付的，将该考虑的全考虑进去了，可靠性很高，但是灵巧性就低了。
常日芯片设计公司会根据自身的业务，以及IP核的特性，购买不同的形态IP，用在自己的芯片设计中。IP核紧张便是方便了设计的重用性，使得通用模块可以被重复用，省时、省力。
芯片设计公司自己去做IP核行弗成？可以，但是面临以下几方面的问题。
1、专利保护，能否绕开现有IP授权公司专利。
2、巨大投入，人力、物力、韶光。
3、够不足打，做出来了，能不能与竞争对手对抗。
4、容错率低，一旦设计不当，满盘皆输。
大家都知道，华为海思采购的是IP便是ARM公司授权的v8架构，华为在其根本上再进行芯片设计，试想如果华为海思自行设计IP的话，其智能产品能够在这么短的韶光内上市吗？显而易见，短期内是实现不了的，如果没有ARM授权，咱们也不会在这么短的韶光内看到如此精良的华为海思麒麟处理器。
在5G时期，新运用、新产品将会层出不穷，需求多且更加个性化，哀求芯片厂商以更快的速率推动新产品上市。比如现今的芯片厂商都在开拓5G SoC（系统芯片），以便快速适应5G技能，并将产品及时投放到市场。因此厂商须要考虑采取新工艺的芯片本钱、功耗、温度、算力多少？能否快速上市等问题，而IP核的强大之处就在于这些它都帮你验证好了。
下面是一张系统SOC构造的示意图，它是一种实现繁芜系统功能的超大规模集成电路，大家可以看到里面包含有大量的IP核，功能越繁芜，对IP核的依赖就越多。
看到这里，想必大家都知道为什么ARM可以席卷环球了吧。由于ARM的IP核授权，让很多芯片设计公司省去了很多事，该验证的环节、该考虑的成分，ARM全帮你办理了；公司的产品可以快速上市，盘踞市场先机。其余，ARM是一家纯粹的IP授权公司，大家对其很放心。ARM成功很大一部分也得益于其商业模式，便是以IP授权为核心的无晶圆半导体公司，即只做IP授权，其他一概不涉及。
不过如今的情形或将有所变革，由于ARM的大股东软银公司准备将它卖了。如果是卖给一家与芯片公司无关的企业，大家还是很放心；如果是卖给了一家芯片公司，那相称于站队了，其他芯片公司就会有担心ARM不授权的话（英特尔的X86就不授权，以是市情上的PC机CPU基本上一家独大），芯片就没办法做了。然后芯片厂商就会自己想办法来做IP这块，这样一来，ARM不仅业务量受到影响，还多了竞争对手。以是ARM联合创始人发言称，若ARM被芯片厂商英伟达收购，则对ARM来说是个灾害。
国产IP核之路，任重道远。有着“中国半导体IP之王”的芯原微电子，成立至今已有19年，虽然其2019年在同类公司中排名第七，但是其短板也非常明显。
不具备CPU类的IP，拥有图形处理器(GPU)、神经网络处理器(NPU)、视频处理器(NPU)、数字旗子暗记处理器(DSP)和图像旗子暗记处理器(ISP)五类处理器 IP，以及 1400 多个数模稠浊 IP 和射频 IP。在嵌入式非挥发性存储器、内存编译器等 IP 方面也没有储备。大部分IP是通过外部并购而来，并非自主研发，解释自研方面的技能储备不足。但是，芯原所积累的履历非常宝贵，由于它知道哪些IP是目前没有办法参与，半导体哪些领域的IP值得去投入，这样就可以少走很多弯路。比如芯原在这么多年的积累就指出，RISC-V （RISC-FIVE）将会是中国芯片家当的全新机遇，RISC-V 是第五代基于 RISC（精简指令集打算机）的 指令集架构，因具备自由开放、本钱低、功耗低等方面的上风，受到环球广泛关注。
在2019国际芯片大会（Chips 2019）上，中国工程院院士倪光南在展望开源芯片前景时曾表示：“RISC-V很可能发展成为天下主流CPU之一，在CPU领域形成英特尔、ARM、RISC-V三分天下的格局。”
在5G这个万物互联的时期，RISC-V的轻量级，灵巧性，更符合物联网运用的碎片化特性。海内目前环绕RISC-V 架构开拓和利用的企业已有上百家企业。比如华为海思、阿里的平头哥、中天微，兆易创新、华米科技、嘉楠科技、北京君正以及得到小米投资的芯来科技。RISC-V 俨然为中国供应了在 X86 与 ARM 架构之外的第三条自主化路径。
写在末了，IP核作为帮助芯片公司快速推出产品的利器，可谓是一本万利，在半导体家傍边IP的毛利率是家当之最，高达90%以上（光刻机厂商ASML毛利率在43%），只要拔得头筹就能立于家当的顶端。英特尔靠X86在PC时期气吞山河，ARM靠RISC在移动互联网时期处于浪潮之巅，如今已进入5G和物联网时期，谁能把握住这个时期的IP核将会潜力无限。
#中国芯事#
