從Intel和ARM之爭看集成電路IP核的生態價值

幾年前如果有人將ARM和Intel相提并論，一定會被同行恥笑。Intel是一家年銷售額過300億美金，每年研發投入超過50億美元，在全球擁有近10萬員工的IT巨頭，而ARM僅僅是一家“著名的小公司”，其銷售額僅僅幾個億美金而已，在全球擁有不到2000名員工。但今天，當Intel要大力拓展嵌入式市場，極力宣傳其處理器極其適用于嵌入式應用的時候，卻遇到了一個繞不過的競爭對手，ARM。其實，Intel面對的絕不僅僅是一家ARM公司，它面對的是一個ARM公司營造起來的生態系統。

半導體產業的發展經歷了一個不斷分工細化、上下游聯動發展的過程，有人將當前的半導體公司及其業務模式分成了三個種類：第一種是IDM模式（The Integrated Device Manufacturer Model）。該模式的顯著特點是一家企業在內部完成了產業鏈的若干關鍵環節，如制造、設計甚至是設計工具的開發。Intel是典型的IDM模式的公司，事實上，今天全球主要的半導體公司多數是IDM類型的公司，IDM企業的總銷售額約有200 billion美元左右。

表1? 2008年全球前20位的半導體公司
?
Data Source: IC Insights,2008

第二種模式是Fab+Fabless模式。該模式的顯著特點是Fab專注于做工藝研發和設計代工，Fabless企業專注于做IC設計。Fab的典型代表如TSMC，Fabless的典型代表如Qualcomm，全球純代工企業的產值約有20 billion美元左右，Fabless企業的產值約有50 billion美元左右。第三種模式稱為Chipless模式。該模式的顯著特點是Chipless企業只提供IP核授權，自身并不賣芯片。Chipless模式的典型代表如ARM。全球IP加Design Service的業務收入約有3 billion美元左右。從營業收入看，IDM企業約為200個Billion美元，Fabless企業約為50個Billion美元，IP企業約為3個Billion美元。

以下幾個因素催生了Chipless商業模式的出現。首先是半導體的消費由企業為主進入以個人為主的年代，呈現多元化的趨勢。從全球半導體消費的趨勢看，用于個人消費的半導體如消費電子、通信、汽車電子在逐年上升。個人消費半導體終端產品呈現出多元化的趨勢，使得半導體的產品創新和技術創新更需貼近個人消費需求，而這是專注于IP核設計企業的優勢所在，即能更準確的把握市場消費功能需求；其次是隨著半導體制程逐漸向納米級靠近，芯片功能的增強和規模的擴大需要越來越多的依賴IP核復用實現。當前，半導體公司紛紛將高端制造外包給Foundry，自身更加關注于設計，芯片的升級越來越多的依賴于多核、IP核復用、軟件升級等來實現；同時半導體行業隨著行業的日漸成熟，已越來越成為一個微利行業，而Chipless商業模式是最好的成本分攤、利潤共享的降低行業總成本的方法；最后，Chipless商業模式體現了半導體行業創新密集的顯著特點，IP核本身就是各種創新技術和創新功能的集合。

目前，在全球范圍內有超過400家IP核提供商，提供超過6000個不同種類的IP核。從IP核企業的屬性看，又分為不同的幾類：一類是純IP核提供商，如ARM、MIPS等；一類是Foundry，Foundry是IP核大戶，如***TSMC有超過2700個IP核，很多Foundry的IP核是免費向客戶提供的；一類是EDA公司，Synopsys、Mentor、Cadence都有各自的IP核業務；一類是Design Service公司，如我國的Verisilicon，Verisilicon以設計服務為主業務，同時有自己的ZSP IP核平臺；一類是IDM或Fabless企業，自身對外有限授權部分IP核，如IBM、高通、Freescale等。由于IP核提供商的多樣性以及IP核商業授權模式的多樣性，導致要統計全球IP核產業的產值是一件極為困難的事情。

截止到目前為止，ARM是全球范圍內最成功的IP核提供商。這家總部在英國的著名小公司，已向超過200家半導體公司提供技術授權，每年全球范圍內設計及銷售的內含ARM處理器的芯片達40多億顆；從2001年進入中國市場，國內已有400多所大學開設了ARM相關的課程和實驗室、出版了 120多本中文的ARM相關教科書，發展了國內60多家ARM Connected Community 成員。ARM已將自己的發展和多家合作伙伴的發展密切聯系在了一起，他們共同組成了一個ARM生態圈。Intel要面對的，不僅僅是ARM，而是這個規模龐大的ARM生態圈。

以ARM為代表的Chipless IP核授權業務，在新的世紀，特別是在半導體制程發展到一定極限的情況下，正在煥發出勃勃生機。IP核已成為集成電路設計業的倍增器。當前SoC設計需要越來越多的IP核。從小的方面看，一個Foundry所擁有的IP核數量的多少，質量的高低已成為一個Foundry制勝的關鍵，從大的方面看，一個國家所擁有的IP核數量的多少，質量的高低已成為一個國家搶占集成電路戰略制高點的關鍵；IP核已成為產業低成本創新的利器。Chipless商業模式極大的降低了研發成本和研發風險，以風險共擔、利益共享的模式形成了一個個小的以處理器內核為核心的生態圈，使得低成本創新成為可能。從這個意義上看，以ARM為代表的Chipless商業模式是半導體產業鏈進一步分工細化的結果，是新型的半導體業態。因此，Intel要面對的，不僅僅是ARM，不僅僅是ARM生態圈，更是半導體產業的發展趨勢和潮流。