IP2.0時(shí)代，NoC會(huì)是一個(gè)黃金賽道？

據(jù)IPnest于2023年4月發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，全球半導(dǎo)體設(shè)計(jì)IP收入在2022年增長(zhǎng)了20.2%達(dá)到66.7億美元，此前2021年和2020年的增速分別為19.4%和16.7%，該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)半導(dǎo)體IP市場(chǎng)的增速在后續(xù)將繼續(xù)保持穩(wěn)健態(tài)勢(shì)，到2025年全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)規(guī)模將超過100億美元，2021-2026年的年復(fù)合增長(zhǎng)率為16.7%。

雖然2022年開始全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入下行周期，但并未對(duì)上游IP產(chǎn)生太大沖擊。一方面因?yàn)镮P本身的營(yíng)收模式使得已授權(quán)的盈利空間仍然存在，另一方面 諸如汽車、AI、大數(shù)據(jù)等新興市場(chǎng)的需求涌現(xiàn)繼續(xù)抬升IP價(jià)值。

近日，在廣州舉辦的ICCAD 2023（第29屆中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)業(yè)2023年會(huì)暨廣州集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇）期間，半導(dǎo)體IP初創(chuàng)企業(yè)傳智驛芯帶來了其針對(duì)IP產(chǎn)業(yè)以及相關(guān)產(chǎn)品、技術(shù)的洞察和理解。

在傳智驛芯看來，伴隨Chiplet和異構(gòu)多核等SoC芯片設(shè)計(jì)的大趨勢(shì)，IP產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從IP1.0時(shí)代悄然過渡到IP2.0時(shí)代。這里1.0時(shí)代和2.0時(shí)代的一個(gè)主要區(qū)別在于，過去一顆芯片里面，IP實(shí)例的數(shù)量在幾個(gè)到幾十個(gè)不等，通常一個(gè)SoC架構(gòu)工程師就可以管理起來。但是發(fā)展到現(xiàn)在，一顆芯片里可能有幾百個(gè)IP電路模塊，單純依靠架構(gòu)師的腦子已經(jīng)無(wú)法有效管理這么多的IP核。這個(gè)時(shí)候就需要在每一個(gè)IP模塊和SoC整體頂層之間，再引入一層抽象級(jí)別的子系統(tǒng)。例如一個(gè)SoC芯片里面有8個(gè)CPU核、20個(gè)GPU核、4個(gè)ISP，同時(shí)還有多個(gè)NPU核等。可以將8個(gè)CPU組合成一個(gè)子系統(tǒng)，多個(gè)GPU則形成另一個(gè)子系統(tǒng)。這樣通過分層的方式能夠?qū)φ麄€(gè)芯片的架構(gòu)進(jìn)行更加系統(tǒng)化的管理，幫助架構(gòu)工程師可以更加高效的完成開發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

IP2.0時(shí)代這種子系統(tǒng)的概念也孕育了NoC子系統(tǒng)這一新賽道。所謂NoC（Network on Chip），即片上互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，是片上系統(tǒng) system-on-chip（SoC）的一種新的通信方法。

如上面提到的，一顆SoC設(shè)計(jì)可能需要組合來自不同供應(yīng)商的上百乃至數(shù)百個(gè)IP實(shí)例，它們各自采用不同的協(xié)議，支持不同的數(shù)據(jù)寬度，還以單獨(dú)的時(shí)鐘頻率運(yùn)行，保證它們相互間穩(wěn)定通信就成了難題，此時(shí)最佳解決方案就是引入全新的NoC，讓它來肩負(fù)起這項(xiàng)重任?；贜oC的系統(tǒng)能更好地適應(yīng)在未來復(fù)雜多核SoC設(shè)計(jì)中使用的全局異步、局部同步的時(shí)鐘機(jī)制。簡(jiǎn)而言之，NoC技術(shù)簡(jiǎn)化了復(fù)雜SoC的通信，讓構(gòu)建芯片變得更加容易，讓芯片的性能得到更進(jìn)一步的釋放。它是多核技術(shù)的主要組成部分，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)總線式系統(tǒng)（bus）和Crossbar的性能。

NoC的概念是在2000年前后被逐步提出，隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的進(jìn)步和芯片集成度的提高，NoC的設(shè)計(jì)已成為現(xiàn)實(shí)，并展現(xiàn)出廣闊的前景。相應(yīng)的IP技術(shù)也成為一個(gè)熱點(diǎn)。

初期NoC和互聯(lián)IP 的主要供應(yīng)商包括Arteris、NetSpeed和Sonics。隨著NetSpeed在2018年被英特爾收購(gòu)，Sonics又在2019年被Facebook納入旗下，雖然市面上還有Signature IP、Truechip等廠商提供NoC IP方案，但從設(shè)計(jì)合作案例數(shù)目來看，第三方NoC IP廠商可以看作是Arteris一家獨(dú)大。

之所以提到Arteris，是因?yàn)閭髦求A芯背后的大股東就是Arteris。傳智驛芯可以在Arteris NoC IP的基礎(chǔ)上，針對(duì)中國(guó)本土客戶的需求提供一些差異化的服務(wù)。這也讓傳智驛芯有一定的先天優(yōu)勢(shì)，至少在NoC領(lǐng)域具備足夠的競(jìng)爭(zhēng)力。

在傳智驛芯首席戰(zhàn)略官時(shí)昕的介紹中，公司服務(wù)的客戶主要分四大類，即車規(guī)芯片公司；GPU/AI芯片公司；國(guó)內(nèi)很多的RISC-V公司；以及很多國(guó)產(chǎn)的FPGA公司。在這四大類之外，其他復(fù)雜一點(diǎn)的SoC，也都有可能會(huì)用到NoC IP。

而傳智驛芯的產(chǎn)品路線，包括“跟IP相關(guān)的業(yè)務(wù)，首先是可以自由使用Arteris公司的FlexNoC、Ncore、CodaCache等IP，不僅局限于說車規(guī)或是AI等應(yīng)用，上面提到四大客戶群都適用?！睍r(shí)昕提到，“在此之外，我們還有一些正在自主研發(fā)的IP，包括針對(duì)車規(guī)的功能安全島Safety Island產(chǎn)品；以及針對(duì)特大規(guī)模的芯片，我們做的“die-to-die”產(chǎn)品，都在研發(fā)中，未來會(huì)推出。”根據(jù)時(shí)昕的介紹，安全島Safety Island產(chǎn)品會(huì)更早推出。

這種路徑規(guī)劃的背后也是基于對(duì)SoC的市場(chǎng)需求，以及Chiplet的設(shè)計(jì)需求的趨勢(shì)判斷。雖然NoC IP當(dāng)下只是IP產(chǎn)業(yè)中較小的一個(gè)分類，以我們目前看到的情況，包括英特爾、facebook、Arm這樣大的系統(tǒng)和IP廠商都比較重視NoC技術(shù)的投入，可以預(yù)期的是伴隨異構(gòu)多核SoC以及Chiplet的爆發(fā)期，NoC IP市場(chǎng)的增長(zhǎng)可期。