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：2004年中国IC设计公司设计水平一览表。 |
SoC芯片设计已被确立为中国IC设计产业实现群体突围的突破口，并在2004年取得了不少好成绩。除了以上提到的芯片之外，大唐微电子去年还开发出了国家863计划专项重点支持的SoC平台，即400万门的“COMIP”芯片，这个芯片最大的特点不是规模与线宽，而是可编程、可配置性及可扩展性，可以通过软件实现不同的应用，支持多种产品的应用，包括无线通信终端、图像电话、HDTV接收、基于宽带的家庭多媒体系统等等。成都威斯达芯片公司是在国产芯片中做出高清TV用视频处理芯片的第一家公司，2004年他们采用0.18um CMOS工艺开发了第二颗视频处理芯片WSC2000，它可广泛应用于LCD/PDP-TV、HDTV-READY、高清DVD、以及视频展台等视频处理领域。随着越来越多的公司进入SoC设计领域，SoC芯片软硬件协同设计正日益成为他们的主要挑战。不过，大多数受访公司表示，随着市场竞争日趋激烈和产品寿命周期的日益缩短，如何尽可能地降低IC设计周期正变成他们的最大挑战。
从整体上看，2004年的IC设计产业与2003年相比有了较快发展，从事IC设计的人才在不断增加，新加入的人才水平提高的速度很快，EDA五金|工具的发展以及新的设计理念的推广为新人快速成长，赶超老的设计人员提供了很好的条件。我们公司在2004年也同样面临设计尺寸在缩小，系统集成度在提高，工具在发展的挑战，总之，IC设计产业在做大，在快速发展。随着中国整体经济继续高速向前发展，高素质海归和本土人才不断涌现，而人力成本又比西方发达国家低，中国日益成熟的IC设计水平也带动了全球IC设计业逐步向中国转移，因此完全可以预计2005年中国IC设计产业还会继续持续快速发展。
当然，我们也要看到目前中国IC设计产业还面临着许多问题，诸如产业规模小，技术水平和创新能力低，支撑业基础薄弱，市场渠道不够畅通、IC设计行业的供应链管理还不成熟、设计工具还是很昂贵、流片费用也很高，这些因素如果处理不当，都会对未来中国IC设计产业的发展产生不利影响。
为持续追踪并深入地了解中国IC设计企业技术现状及未来发展趋势，《电子工程专辑》今年再次进行了“中国IC设计公司调查”，本文将根据此次调查结果，就当前中国IC设计公司在设计水平、竞争力、发展方向、面临挑战、以及上下游供应链影响等方面的发展与变化进行综合分析。此次受访公司地域分布为北京、上海、杭州、无锡、苏州、绍兴、深圳、珠海、广州、香港、西安、成都、武汉等，基本覆盖了中国IC产业发展格局。
主流量产设计工艺上升到0.18μm
在数字IC设计领域，有42.6%的受访公司选择0.18μm工艺，比2003年有所增加；16.4%的公司选择0.25μm工艺，比2003年减少近3.6%。还有4.9%的受访公司表示已经在开发0.13μm的数字芯片。随着中国IC设计水平的不断提升，可以预计，今年将有更多本土IC设计公司转向0.13μm工艺。
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：2004年中国IC设计公司ASIC设计集成度及其比例。 |
中国IC设计公司的技术水平有如此变化，主要有以下原因：其一，台湾IC设计公司大规模将设计中心向中国大陆迁移，提升了本土IC设计公司的技术水平；其二，大量海归人士带回了先进的设计技术与技能。
缩短设计周期是最大挑战
中国IC设计公司面临的头两位设计挑战已变成缩短设计周期和设计成本控制，这一方面说明中国IC设计公司普遍对自己的设计能力很有信心，另一方面也说明IC研发速度也正成为他们的最大压力。例如，珠海炬力研发部主任李邵川就表示：“功能越来越复杂、工艺水平越来越先进的IC设计难度正越来越高，主要体现在对关键时序的控制上需要更加精确，对设计验证的完整性要求日趋严格，同时市场需求也使得IC研发速度必须要越来越快。”
与2003年的设计挑战排行榜相比，可测试性设计(DFT)比例上升，其次是模拟电路仿真、IP适用性及时序收敛等问题。混合信号设计仍是主要技术困难，系统设计和功耗也是困扰中国IC设计人员的问题。这种结果与全球模拟EDA工具的缺乏和大部分人缺乏模拟电路设计经验有一定关系。目前，中国IC设计公司在混合信号设计中的EMI等问题是设计困难所在。
随着越来越多的IC设计公司采用模块化方法来开发百万门级的SoC芯片，IP的选择、验证、使用和获取也正成为一个越来越大的挑战。李邵川说：“关键性IP的掌握和获取能力也是目前以SoC为主要产品形态的炬力公司所面临的重要挑战。”不过，IP可用性等问题在这次调查中的比例有所下降，可能是由于中国IC设计公司与IP供应商、设计服务公司和代工厂的合作有所加强，并得到更多技术支持。
此外，在采用深亚微米设计工艺中，信号完整性的实现难度正在升高。而便携式产品的广泛应用也对IC的低功耗设计提出了更高的要求，低功耗设计将仍然是IC设计的主要困难之一。而且，随着设计规模和设计复杂度提高，IC测试难度和成本也将增加。为了降低产品测试成本，可测试设计将成为IC设计的主要挑战之一。这一点已在此次调查中体现出来。
消费电子和通信产品成为主流应用
消费电子已成为中国IC设计公司最大的目标市场，近八成的受访公司从事此类芯片的开发。其中，多媒体(图形、声音)卡(31.8%)、手持设备/PDA(30.3%)、数码相机(28.8%)、机顶盒(27.3%)和DVD播放机(27.3%)是重点应用领域。另外，中国汽车的日益红火也在带动对汽车电子ic的需求，从事汽车电子和医疗电子设备用IC研发的公司比例也在提高，分别为27.3%和13.6%。(见图4)
通信类产品在目前本土IC中的比重也较大，但主要集中在中低端产品。不过，中国IC设计公司也开始挑战高端通信类IC设计，并取得了不俗的成绩。例如，大唐微电子的COMIP芯片可应用于移动通信、固定通信和宽带通信终端，展讯和凯明成功开发了TD-SCDMA基带芯片，南山之桥、华为和中兴都开发出了大规模交换路由芯片。
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图5：数字ASIC仍为中国IC设计公司的主体研发产品。 |
利用SoC技术，加上各种标准内核、总线以及IP的成熟使SoC成为本土IC设计公司切入高技术含量领域的捷径之一。本次调查显示，中国IC设计公司开发的数字IC产品类型中，SoC占到34.9%，接口IC占27%，嵌入式CPU为17.5%，DSP为19%，这些产品构成中国公司的研发主流。(见图5)
中国大陆已成为主要代工选择
随着中芯国际、上海宏力半导体、华虹NEC等中国大陆晶圆代工厂工艺的成熟，中国大陆代工厂已成为中国IC设计公司的代工首选。受访公司中选择中国大陆和台湾地区代工伙伴的比例分别为63.8%和23%，比2003年分别上升10.8%和下降7%。这一结果清楚表明，中国大陆已取代台湾地区成为中国IC设计公司进行流片的主要代工点选择。
目前中国大陆代工厂产能日益充足，工艺水平覆盖了低端的1.5-0.5μm到高端的0.25-0.13μm，而且封装测试配套设施日益完善，从而正吸引越来越多的中国IC设计公司转回中国寻求代工支持。
例如，成都威斯达公司销售和市场经理梅军就表示：“2004年海外芯片代工厂产能吃紧，一度给我们的芯片生产带来影响。随着现在国内0.18um工艺的成熟，我们和中芯国际、宏力等国内代工厂已在积极接触，准备逐步将芯片代工转移到国内生产，进一步降低生产成本。”
与海外代工厂相比，本地代工厂更贴近整机厂及消费者的需求。而且，出于对成本、交流方便程度以及交付时间等因素的考虑，许多中国IC设计公司积极与本地代工厂建立合作关系，且呈现上升的趋势。中国IC代工业的快速发展将进一步促进IC设计业的发展。
核心竞争力有了质的提高
2004年，中国IC设计行业的核心竞争力可说是有了质的飞跃。它已不再仅停留在人力成本低廉上，而且设计能力和产品化能力都有了很大的提高。“中视一号”HDTV芯片、TD-SCDMA核心基带芯片、高端视频处理芯片、可配置SoC平台、大屏幕TFT-LCD显示驱动芯片、以及交换路由芯片的开发成功都说明了这一点。深圳安凯总经理胡胜发表示，整个中国IC设计行业的核心竞争能力在产品能力上正在增强。
“与台湾地区和韩国同行相比，大陆IC设计行业的核心竞争力，在过去更多的是体现在低附加值产品的成本优势方面，”李邵川指出，“而将来则会因为更加贴近国内庞大的电子产品生产厂家和巨大的国内终端消费市场，而体现在产品的售后服务、客户支持等方面，同时如果与系统方案商的配合能够更加密切，产品规格更符合实际需求，产品就能更快速有效的切入市场。”
大唐微电子有限责任公司董事长魏少军认为，中国的核心竞争力不应仅仅体现在技术上。他说，我们必须对市场有深刻的理解。只有把握市场的发展脉络，才能依靠技术去解决相应的问题，而不是有很深的技术但无法实现市场的最终目的。
“在98年我就提出IC企业“源于整机——脱离整机——回到整机"的战略发展路线，但现在我认为在其后还应当加上“引导整机”四个字。”魏少军强调，“智能卡业务使得我们脱离了整机市场的束缚，但如果作为大的IC企业只做到这一点是远远不够的，不能局限在二、三十亿的智能卡市场，而“COMIP”将使我们回到整机。但我认为IC企业不仅仅是回到整机，而且还将引导整机市场，最终实现“先有芯片 后有整机”的理想，而不是像过去“先有整机，后有芯片”，芯片市场受制于整机市场的发展。”
大陆设计水平接近台湾地区与韩国
2004年，中国大陆IC设计水平已接近韩国和台湾地区。来自台湾地区和韩国的调查结果显示，在工艺水平方面，台湾地区有37.7%的受访公司采用0.18μm，6.6%的公司采用0.13μm工艺技术进行数字IC设计；韩国的IC设计公司当中有37.9%和13.8%。
在设计能力方面，台湾地区有9.4%的受访公司表示ASIC设计门数达到千万门级；在韩国，16.7%的IC设计公司从事千万门或以上的ASIC设计项目。
三个地区的IC设计公司都将缩短设计周期和降低IC设计成本视为他们目前所面临的最大挑战。其他的主要挑战还包括：可测试性设计(DFT)以及IP验证等问题。
从代工服务情况看，三地设计公司都优先选择本土代工厂流片。面对中国大陆日益成熟的代工市场，台湾地区的代工行业已经感受到日益增长的竞争压力。但从整体来看，台湾地区的产业链比较完整，加工的品质和批量较能满足用户的需要，而且在0.18μm、0.13μm和90纳米工艺领域，台湾地区代工业仍然处于领先地位。
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图7：2004年韩国IC设计公司设计水平一览表。 |
与台湾地区和韩国的同行相比，中国IC设计行业近年来发生了很大的变化，IC设计行业是否具有竞争力的关键是人才，随着大量海外学有所成的留学生和具备丰富经验的专家回国工作和创业，为中国集成电路产业，特别是设计业水平的提升带来了飞跃性的发展。具体体现在：设计产业规模不断壮大，产业的增长速度加快，在高端产品设计和商业化方面有了显著进步。
台湾地区是以加工为主要目标的产业生态地区，创新能力有限；而中国有强大的整机行业背景，有很深的战略纵深，庞大的市场可以支撑国家建立自己的标准，例如TD-SCDMA以及其他标准；此外，中国虽然目前人才资源欠缺，但未来人力资源将会具有强大的优势。
与韩国相比，中国缺少的是与整机行业的互动。例如三星，它走产业化集成的道路，是与台湾的专业化分工完全不同的方向，值得我们借鉴。中国IC设计产业的最大优势在于贴近巨大的整机和消费需求市场，因此今后如何善用这一优势快速崛起将是摆在我们面前的最大挑战。
“在SoC时代，我认为在共同商业利益下的虚拟垂直集成化将是未来的发展方向，”魏少军表示，“一方面具有共同商业利益下的各个产业链之间的紧密联合，另一方面芯片厂商不要拘泥于芯片业务，应该向整机行业延伸，而整机厂商也不要拘泥于整机业务，而向芯片行业延伸。目前我们就在与国内的其他企业联合，形成虚拟的垂直集成商。”
当然，我们也要看到，中国大陆虽然IC设计人员数量众多，但由于整体水平较低，以及设备滞后于IC产业以及消费需求的飞速发展，与周边发达地区还是有相当的差距。复旦微电子的施雷就指出：“中国IC设计业的技术能力在迅速提高，开发产品的档次也逐渐提高，但与台湾和韩国相比仍存在不小的差距。”
而要缩短这种差距，除了要解决专业人力资源匮乏和核心技术积累不足方面的差异之外，更重要的是国内的IC设计业要在观念上，真正摆脱一味靠政府扶持、优惠来发展积累的被动想法，以务实的态度、真正去面对市场竞争，在竞争中学习、积累和发展，才能真正缩短与国外领先公司的差距。李邵川表示。
四川登巅微电子股份有限公司经理蒋玉东也强调：“要缩短和领先IC公司的差距有两个最有效途径：其一是市场，利用我们本身处于未来最大IC消费市场的优势找到好的市场增长点；其二是IP的发展、积累、保护和最大限度的使用。”
国微电子的朱小安经理对此也有同感，他说：“要缩短与全球领先IC公司差距，首先必须培养人才，其次保护知识产权，最后要建立小型创业的好环境。”
