我们知道建造楼房是须要施工设计图的，有了施工设计图，工人们才知道如何去操作。因此，施工设计图的主要性不言而喻。
有人把芯片制造比喻为建造楼房，芯片设计便是那张施工设计图。但不同的是，比较那张施工设计图，芯片设计更为繁芜，下面这张图就可以解释。
芯片设计流程
要想造个芯片，首先，你得画出来一个长这样的玩意儿给Foundry (外包的晶圆制造公司)，如下图：
放大一点：
再放大一点，我们可以看到是一个门电路! 这是一个NAND Gate(与非门)：
那上面这个玩意画出来，究竟有哪些步骤?设计流程可以大略分成如下：
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第一步，制订规格
在IC设计中，最主要的步骤便是规格制订。这个步骤就像是在设计建筑前，先决定要几间房间、浴室，有什么建筑法规须要遵守，在确定好所有的功能之后在进行设计，这样才不用再花额外的韶光进行后续修正。IC 设计也须要经由类似的步骤，才能确保设计出来的芯片不会有任何差错。
规格制订的第一步便是确定 IC 的目的、效能为何，对大方向做设定。接着是察看有哪些协定要符合，像无线网卡的芯片就须要符合 IEEE 802.11 等规范，不然，这芯片将无法和市情上的产品相容，使它无法和其他设备连线。末了则是确立这颗 IC 的实作方法，将不同功能分配身分歧的单元，并确立不同单元间贯串衔接的方法，如此便完成规格的制订。
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第二步，设计芯片细节
制订完规格后，接着便是设计芯片的细节了。这个步骤就像初步记下建筑的规画，将整体轮廓描述出来，方便后续制图。在 IC 芯片中，便是利用硬体描述措辞(HDL)将电路描写出来。常利用的 HDL 有 Verilog、VHDL 等，藉由程式码便可轻易地将一颗 IC 地功能表达出来。接着便是检讨程式功能的精确性并持续修正，直到它知足期望的功能为止。
32 bits 加法器的 Verilog 范例
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第三步，画出平面设计蓝图
再完全规画后，接下来便是画出平面的设计蓝图。在 IC 设计中，逻辑合成这个步骤便是将确定无误的 HDL code，放入电子设计自动化工具(EDA tool)，让电脑将 HDL code 转换成逻辑电路，产生如下的电路图。之后，反覆的确定此逻辑闸设计图是否符合规格并修正，直到功能精确为止。
掌握单元合成后的结果
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第四步，电路布局与布线
将合成完的程式码再放入另一套 EDA tool，进行电路布局与布线（Place And Route）。在经由不断的检测后，便会形成如下的电路图。图中可以看到蓝、红、绿、黄平分歧颜色，每种不同的颜色就代表着一张光罩。
常用的演算芯片- FFT 芯片，完成电路布局与绕线的结果
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第五步，层层光罩，叠起一颗芯片
目前已经知道一颗 IC 会产生多张的光罩，这些光罩有高下层的分别，每层有各自的任务。下图为大略的光罩例子，以积体电路中最基本的元件 CMOS 为范例，CMOS 全名为互补式金属氧化物半导体(Complementary metal–oxide–semiconductor)，也便是将 NMOS 和 PMOS 两者做结合，形成 CMOS。至于什么是金属氧化物半导体(MOS)?这种在芯片中广泛利用的元件比较难解释，一样平常读者也较难弄清，在这里就不多加细究。
上图中，左边便是经由电路布局与绕线后形成的电路图，在前面已经知道每种颜色便代表一张光罩。右边则是将每张光罩放开的样子。制作时，便由底层开始，依循上一篇 IC 芯片的制造中所提的方法，逐层制作，末了便会产生期望的芯片了。
整体来看，芯片设计是一门非常繁芜的专业。多亏电脑赞助软体的成熟，才让 IC 设计得以加速。IC 设计厂十分依赖工程师的聪慧，上面所述的每个步骤都有其专门的知识，皆可独立成多门专业的课程，像是撰写硬体描述措辞就不仅仅须要熟习程式措辞，还须要理解逻辑电路是如何运作、如何将所需的演算法转换成程式、合成软体是如何将程式转换成逻辑闸等问题。
海内芯片设计行业现状
目前，海内芯片设计企业数量趋于稳定，截止2017年10月尾，全国共有约1380家设计企业，比去年的1362家多了18家，总体变革不大。
2009-2017 年中国IC 设计公司数目(2017 为2017 年10 月)
数据来源：中国度当信息 制表：芯师爷
从设计业发卖变革情形来看， 2017年全行业发卖估量为1945.98亿元，比2016年的1518.52亿元增长28.15%，在环球集成电路设计业所占的比重再次大幅提高。
2014-2016 年中国IC 设计公司营收情形(2017 为2017 年10 月)
数据来源：中国度当信息 制表：芯师爷
2017年我国芯片设计业的从业职员规模与2016年的基本相同，略有增长，大约为14万人。
2016-2017 年中国不同方向IC 设计的收入规模(单位：亿元)
数据来源：中国度当信息 制表：芯师爷
从事通信芯片设计的企业从去年的241家增加到266家，发卖额增长了30.7%，达到899.74亿元。
从事多媒体芯片设计的企业从去年的43家到增长72家，发卖总额低落了0.63%，达到175.57亿元;
从事仿照芯片设计的企业数量从219家减少到180家，发卖额增长了5.14%，达到68亿元。
从事功率器件设计的企业从77家增加到82家，发卖额增长了155.14%，达到76.67亿元，为2017年增长最快的产品领域;
从事消费类电子芯片设计的企业数量从上年的589家增加到610家，发卖增长45.2%，达452.33亿元，连续保持了2016年的快速增长势头。
从事智能卡芯片设计企业从上年的69家减少到62家，但发卖总和上升了5.68%，达到139.15亿元。
从事打算机芯片设计的企业数量从去年的107家减少到85家，但发卖提升了13.99%，达到128.28亿元。
2017年各种芯片设计企业数量及发卖额
数据来源：中国度当信息 制表：芯师爷
2004年环球IC设计公司前50名中没有一家中国本土IC设计公司，2015 年海思半导体已经进入前十名，2016年海思与紫光展锐进入环球前十。此外北京豪威、复兴微电子、华大半导体、智芯微、汇顶科技等也进入前50，足以解释大陆本土IC设计公司的实力以及发展速率。
中国大陆十大芯片设计厂商
据集邦咨询最新研究报告指出，2017年中国IC设计业产值预估达公民币2006亿元，而2016年中国IC设计业的发卖额为1644.3亿元，年增率为22%，预估2018年产值有望打破公民币2400亿元，坚持约20%的年增速。
根据集邦咨询预估的2017年IC设计家当产值与厂商营收排名，今年前十大IC设计厂商排名相较于2016年的状况略有调度，大唐半导体设计将无缘前十，兆易创新和韦尔半导体凭借精良的营收表现进入营收排行前十名。
数据来源：集邦咨询 制表：芯师爷
备注：1)排名仅统计公司总部位于中国大陆的企业
2)豪威、ISSI等被中资收购，但截止数据统计前(2017/12)还未交由中古企业经营
1.海思半导体
官网：http://www.hisilicon.com/
公司简介：海思半导体有限公司成立于2004年10月，前身是创建于1991年的华为集成电路设计中央。海思公司总部位于深圳，在北京、上海、美国硅谷和瑞典设有设计分部。
海思的产品覆盖无线网络、固定网络、数字媒体等领域的芯片及办理方案，成功运用在环球100多个国家和地区;在数字媒体领域，已推出SoC网络监控芯片及办理方案、可视电话芯片及办理方案、DVB芯片及办理方案和IPTV芯片及办理方案。
紧张产品：麒麟980、麒麟970、麒麟960、麒麟950、麒麟935、麒麟930、麒麟928、麒麟925、麒麟920、麒麟910T、Hi3789MK3V2
2.紫光展锐
官网：http://spreadtrum.com/en/index.html
公司简介：紫光集团于2013年收购展讯通信，2014年收购锐迪科，并于2016年将两者整合为紫光展锐。作为紫光集成电路家当链中的核心企业，紫光展锐致力于移动通信和物联网领域核心芯片的自主研发及设计，产品涵盖2G/3G/4G/5G移动通信基带芯片、物联网芯片、射频芯片、无线连接芯片、安全芯片、电视芯片等。
目前，紫光展锐的员工数量超过4500人，在环球拥有14个技能研发中央，8个客户支持中央，致力成为环球前三的手机基带芯片设计公司、中国最大的泛芯片供应商和中国领先的5G通信芯片企业，并通过自主创新和国际互助的双轮驱动，稳步成为天下数一数二的芯片设计企业。
紧张产品：移动通讯芯片“虎贲”、泛连接芯片“春藤”
3.复兴微电子
官网：https://www.zte.com.cn/china/
公司简介：深圳市复兴微电子技能有限公司(以下简称“复兴微电子”)于2003年注册成立。复兴微电子以通信技能为核心，致力于成为环球领先的综合芯片供应商。复兴微电子前身是成立于1996 年的复兴通讯 IC 设计部，紧张从事有线、无线芯片的设计和开拓事情，基带芯片从 3G、 WiMax、 LTE 等所有制式都是自主研发。
复兴微电子节制国际一流的IC设计与验证技能，拥有前辈的EDA设计平台、COT设计做事、开拓流程和规范，自研芯片研发并成功商用的有100多种，覆盖通讯网络、个人运用、智能家庭和行业运用等“云管端”全部领域，在海内处于行业前列。
紧张产品：NB-IoT芯片朱雀RoseFinch 7100
4.华大半导体
官网：http://www.hdsc.com.cn/
公司简介：华大半导体有限公司(简称华大半导体)是中国电子信息家当集团有限公司(CEC)整合旗下集成电路企业而组建的专业子集团。旗下有三家上市公司，总资产规模超过100亿。2014年5月8日在上海成立，专业从事集成电路设计及干系办理方案。
2017年位列国内集成电路设计企业第四名，在智能卡及安全芯片、智能卡运用、仿照电路、新型显示等领域霸占较大的份额。
紧张产品：新型显示、仿照电路、RFID、MCU、智能卡
5.汇顶科技
官网：https://www.goodix.com/
公司简介：汇顶科技是一家基于芯片设计和软件开拓的整体运用办理方案供应商，目前紧张面向智能移动终端市场供应领先的人机交互和生物识别办理方案，并已成为安卓阵营环球指纹识别方案第一供应商。
产品和解决方案紧张运用于华为、OPPO、vivo、小米、复兴、魅族、锤子、Amazon、Samsung、Nokia、Dell、HP、LG、ASUS、acer、TOSHIBA、Panasonic等国际海内有名品牌。
紧张产品：屏下光学指纹识别技能、活体指纹识别方案、IFS、盖板指纹识别方案、Coating指纹识别方案、Goodix Link、AMOLED
6.智芯微
官网：http://www.sgcc.com.cn/html/sgcc_main/index.shtml
公司简介：北京智芯微电子科技有限公司(简称智芯微公司)成立于2010年，是国家电网公司所属芯片设计企业，注书籍钱50亿元。拥有广州分公司、深圳市国电科技通信有限公司(简称深国电)、国网思极紫光(青岛)微电子科技有限公司等3家分子公司。
智芯微公司打造基于顶层自主芯片引领和支撑，以安全传感、终端通信、能效掌握为依托的业务发展模式，培植成为以智能芯片为核心的整体办理方案供应商。已开拓“安全、主控、通信、传感、射频识别(RFID)”五大类 67 款芯片产品，累计发卖各种芯片 8亿 颗。
紧张产品：通信芯片、射频芯片、传感器
7.士兰微
官网：http://www.silan.com.cn/all/default.aspx
公司简介：杭州士兰微电子株式会社(上交所股票代码：士兰微，600460)坐落于杭州高新技能家当开拓区，成立于1997年。士兰微是专业从事集成电路芯片设计以及半导体微电子干系产品生产的高新技能企业，公司现在的紧张产品是集成电路和半导体产品。
紧张产品：半导体分立器件成品、半导体分立器件芯片、计量类电路、MEMS传感器、消费类专用电路、数字音视频(含CD音响)电路、音响系统电路、功率驱动模块、LED照明驱动电路、电源管理电路、MCU电路
8.韦尔半导体
官网：http://www.willsemi.com/
公司简介：海韦尔半导体有限公司是一家以自主研发、发卖做事为主体的半导体器件设计和发卖公司，公司成立于2007年5月，总部坐落于有“中国硅谷”之称的上海张江高科技园区，在深圳、台湾、喷鼻香港等地设立办事处。
公司主营产品包括保护器件 (TVS、TSS)、功率器件 (MOSFET、Schottky Diode、Transistor)、电源管理器件 (Charger、LDO、Buck、Boost、Backlight LED Driver、Flash LED Driver)、仿照开关等四条产品线，700多个产品型号，产品在手机、电脑、电视、通讯、安防、车载、穿着、医疗等领域得到广泛运用。
紧张产品：保护器件、肖特基二极管、场效应晶体管、双极性晶体管、电源管理、仿照开关、USB-C接口电路、射频器件、音频器件
9.中星微电子
官网：http://www.vimicro.com.cn/introduction.htm
公司简介：1999年,在国家工业和信息化部(原信息家当部)的直接领导下，在发改委、财政部、科技部、商务部、北京市公民政府和中关村落管委会等有关部门的大力支持下，由多位来自硅谷的博士企业家在北京中关村落科技园区创建了中星微电子有限公司，启动并承担了国家计策项目——“星光中国芯工程”,致力于数字多媒体芯片的开拓、设计和家当化。
2005年，中星微电子在美国纳斯达克证券市场成功上市，成为第一家在纳斯达克上市的具有自主知识产权的中国芯片设计企业。此外, 中星微电子还是中国“数字多媒体芯片技能国家重点实验室”的依托单位，并承担了国家发改委、信息家当部、科技部、商务部等多项重大项目。
紧张产品：SVAC视频安全摄像头芯片、人工智能SVAC视频安全头芯片、神经网络处理器、H.264解压缩芯片、高清图像采集模块、PC摄像头芯片
10.兆易创新
官网：http://www.gigadevice.com/
公司简介：北京兆易创新科技株式会社(简称“兆易创新”，沪市股票代码603986)，成立于2005年4月，是一家以中国为总部的环球化芯片设计公司。
公司致力于各种存储器(SPI NOR FLASH®、SPI NAND FLASHTM)、掌握器(GD32TM MCU)以及eMMC的设计研发，研发职员比例占全员比例60%以上，在中国大陆(北京/合肥/西安/上海/深圳)、喷鼻香港、台湾、韩国、美国、日本、英国等多个国家和地区设有分支机构，营销网络遍布环球，并与多家世界有名晶圆厂、封装测试厂结成计策互助伙伴关系，为客户供应优质便捷确当地化支持做事。
紧张产品:NOR Flash、SPI NAND Flash、GD32®Cortex®-M MCU
