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阿尔法工场研究院|芯之“母”EDA也有中国梦( 三 )


以IT产业为例 ， 手机和服务器为代表的设备更替周期从2010年全面到来至今年为止 ， 人类社会对智能手机、大规模数据中心的替代基本结束 。 下一代智能终端包括和5G相关的各类硬件及软件工具将再一次带来设备更迭的产业浪潮 。
阿尔法工场研究院|芯之“母”EDA也有中国梦
本文插图

（全球EDA市场区域分布 ， 来源：Transparency）
因此 ， 对集成电路的要求、设计复杂度的要求和可靠性的要求将更胜彼时 ， 定制化、高个性化、私有化的要求也会随着产业周期的变革愈发高涨 。
EDA工具除了设计 ， 服务能力和智能化程度 ， 必然会进一步划分EDA市场的终极格局和生态构成 。
02
生态为王：EDA催生的IP生态
芯片设计所形成的重复使用设计模块 ， 被称为我们常听到的IP（Intellectual Property ， 知识产权核） 。
一个成功的IP设计往往拥有独家版权 ， 并且将成为未来功能化芯片设计改良的母版 ， 被各大公司采购和重复利用 ， 造就了高通、英特尔等巨头 。
并不是每个新的芯片都需要重复设计每个细节 ， 各家公司可以通过购买成熟可靠的IP方案 ， 在原有的IP基础上搭建特定的客户需求和技术方案 ， 从而缩短设计开发流程 ， 提高可靠性 ， 将芯片的产业价值和规模最大化 。
作为已经存在世间超过50年的传统型工业 ， 集成电路工业已积累了数以万计的成熟IP供市场使用 ， 现有的不少SoC厂商通过发掘市场中成熟的IP进行自我演进 ， 并在功能上精确嫁接客户需求 ， 缩短整个交付流程：
研发周期、交付周期和迭代周期同比例得到精简和优化 ， 这个产业思路逐步扩大到各个SoC厂商成为固定套路 ， 整合和发掘IP满足客户需求并大规模出货 ， 成为厂商迅速实现规模化 ， 集成化优势壁垒的通途 。
在串联IP商业价值上 ， EDA为IP内核提供了三种表现形式：
HDL语言形式的加密软核 。 设计周期短 ， 投入少且布线灵活 ， 但后续工序与前序被切断 ， 性能难以持续优化；
网表形式的固核 。 通过头文件或GUI（Graphical User Interface ， 图形用户接口）进行参数操作 ， 收敛其他电路设计与该内核之间的接口；
版图形式的硬核 。 从掩膜出发 ， 针对特定工艺进行功耗和尺寸的优化 ， 不提供RTL（Register Transfer Level ， 寄存器转换级电路） ， 因而更易于实现IP保护 。
可以看出 ， 三种特定的表现形式使得IP模块和芯片设计企业的研发体系高度耦合 。
作为具备先发优势的欧美厂家 ， IP的丰富程度 ， 与SoC企业的深度耦合经验和历史 ， 让双方的竞争力成为一个密不可分的有效整体 。
分立的EDA公司一枝独秀绝不能支撑整个体系 ， 需要与系统级开发商深度耦合 ， 系统级开放商对产业深度理解并挖掘客户需求 ， 最终反馈到IP设计 ， 再反向传导至EDA完成闭环 。
不断的演进和替代 ， 才能形成真正的生态和竞争模式 。
EDA企业 ， SoC厂商 ， IP授权方深度和长期捆绑 ， 最终决定了EDA产业赢家通吃的基本局面 。 新进者无论具备怎样密集和有效的设计基础和能力 ， 都很难打破现有的产业格局 。
阿尔法工场研究院|芯之“母”EDA也有中国梦
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(Intel的生态产业链)
不过如前面所述 ， 随着科技发展和产业周期迭代 ， 传统数字电路IP生产的方式方法 ， 也在悄然发生改变 。 顶层架构设计和模块指标的模拟IP ， 如今已可自动生成和生产 。 自动IP的生成逐步成熟 ， 使最优设计完全可以通过本身有效的数据收敛 ， 得到理论上的最优解 。
2018年 ， 半导体IP市场规模约为46亿美元 ， 而模拟IP自动生成领域 ， 下穿到垂类行业（如射频、数模混合、处理器等）的话 ， 当前基数均可忽略不计 。


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