嵌入式應(yīng)用正成為推動(dòng)半導(dǎo)體市場(chǎng)發(fā)展的主力軍。消費(fèi)電子、通信和汽車電子等嵌入式應(yīng)用市場(chǎng)的增長(zhǎng)已超過(guò)傳統(tǒng)PC市場(chǎng)的增速。面對(duì)巨大的市場(chǎng)機(jī)遇，國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體企業(yè)都積極在嵌入式應(yīng)用市場(chǎng)布局。就國(guó)內(nèi)企業(yè)如何在嵌入式市場(chǎng)中掌握主動(dòng)權(quán)，嵌入式產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)如何協(xié)同合作，本報(bào)特邀業(yè)界專家發(fā)表精彩觀點(diǎn)。
      嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，從2000年到2008年，全球計(jì)算機(jī)半導(dǎo)體市場(chǎng)下降了10%，而與此同時(shí)，包括消費(fèi)電子、通信和汽車電子在內(nèi)的嵌入式半導(dǎo)體市場(chǎng)卻在上升。
      當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品的主要要求有：較快的產(chǎn)品上市時(shí)間、低價(jià)格、低功耗、良好的可配置性。滿足這些要求的技術(shù)主要有兩種，一個(gè)是SoC(系統(tǒng)級(jí)芯片)，一個(gè)是SiP(系統(tǒng)級(jí)封裝)。從全球范圍看，SoC是當(dāng)前的主流技術(shù)，它也是嵌入式技術(shù)的核心之一。

 
SoC產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴(kuò)大

      在SoC技術(shù)方面，我們看到產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成一個(gè)鏈條———將IP整合形成SoC系統(tǒng)，SoC系統(tǒng)加上操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)、外圍接口等形成嵌入式方案，嵌入式方案再加上顯示、外殼和品牌等就成為消費(fèi)者最終購(gòu)買的電子整機(jī)產(chǎn)品。從IP到SoC，到嵌入式方案，再到最終電子整機(jī)產(chǎn)品，每個(gè)產(chǎn)業(yè)節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模在逐步放大。今天，全球IP與IC設(shè)計(jì)服務(wù)業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為30億美元，應(yīng)該說(shuō)這個(gè)規(guī)模還是比較小的；SoC的產(chǎn)業(yè)規(guī)模大約有900億美元；電子整機(jī)系統(tǒng)則是上萬(wàn)億美元規(guī)模。
      目前，全球Fabless(無(wú)晶圓設(shè)計(jì))公司超過(guò)1500多家，IP供應(yīng)商超過(guò)400家。在美國(guó)、歐洲特別是印度有很多家IP企業(yè)。通過(guò)對(duì)IP企業(yè)的相關(guān)研究，我們發(fā)現(xiàn)他們的主要成立時(shí)間是在2000年以后，而且這些企業(yè)的生命周期都比較長(zhǎng)。在IP技術(shù)方面，大家最為關(guān)注的是嵌入式微處理器，目前在國(guó)內(nèi)主流的嵌入式處理器有ARM、MIPS、PowerPC、X86和C*Core，應(yīng)該說(shuō)他們?cè)诟髯缘念I(lǐng)域都有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。例如，ARM在通信、MIPS在數(shù)字電視、X86在工控、PowerPC在通信基礎(chǔ)市場(chǎng)都分別擁有很高的市場(chǎng)占有率。值得一提的是，我國(guó)自主創(chuàng)新的嵌入式微處理器C*Core也在信息安全和數(shù)字電視領(lǐng)域獲得了較好的應(yīng)用。

      去年，我國(guó)IP核市場(chǎng)為2.98億元，占全球IP市場(chǎng)的2.64%，而且這一市場(chǎng)還將不斷增長(zhǎng)。對(duì)于嵌入式CPU的選擇，在移動(dòng)終端領(lǐng)域，ARM的市場(chǎng)占有率約為90%；受重大專項(xiàng)的牽引，國(guó)內(nèi)企業(yè)在嵌入式處理器的選擇上，C*Core的選用比例由4%上升到13%。

國(guó)內(nèi)需要建設(shè)嵌入式生態(tài)圈

      由于嵌入式系統(tǒng)的巨大發(fā)展前景，全球半導(dǎo)體巨頭都對(duì)該市場(chǎng)進(jìn)行戰(zhàn)略規(guī)劃。英特爾在2010北京IDF上表示，從45nm以后，該公司在每一代新工藝上都研發(fā)兩類產(chǎn)品，一類是通用CPU，一類是SoC。
      從嵌入式微處理器到SoC芯片，到嵌入式解決方案，再到終端產(chǎn)品的過(guò)程中，有多種多樣、紛繁復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。例如，發(fā)展嵌入式處理器，要有外圍IP供應(yīng)商配合，要有代工廠配合，要有廉價(jià)便捷高效的開(kāi)發(fā)驗(yàn)證系統(tǒng)配合，還要有嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的配合，以及后備人才的培養(yǎng)等。
這就形成了一個(gè)以嵌入式微處理器為核心的生態(tài)系統(tǒng)圈。我們看到在ARM、X86周邊都是一個(gè)個(gè)嵌入式系統(tǒng)圈。以ARM為例，其Armconnectedcommunity在全球有超過(guò)700多家企業(yè)，包括IP、工具、foundry、驗(yàn)證方案商和整機(jī)系統(tǒng)廠商。ARM在中國(guó)400多所大學(xué)開(kāi)設(shè)相關(guān)的課程，出版了120多種教材。ARM已經(jīng)建設(shè)了一個(gè)強(qiáng)大、高效的生態(tài)系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)要發(fā)展嵌入式微處理器，要發(fā)展嵌入式產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)已不僅僅是技術(shù)問(wèn)題和資金問(wèn)題，更多的是生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)問(wèn)題，而生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)不是一兩家企業(yè)獨(dú)立可以完成的，需要多方力量的全方位參與。
      總體來(lái)說(shuō)，目前產(chǎn)業(yè)消費(fèi)進(jìn)入“以人為中心”的嵌入式時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代中，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，聯(lián)動(dòng)發(fā)展；產(chǎn)業(yè)之爭(zhēng)已經(jīng)從單純的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)演變?yōu)樯鷳B(tài)競(jìng)爭(zhēng)。生態(tài)的競(jìng)爭(zhēng)不是一家企業(yè)能夠獨(dú)自完成的，在這其中，公共服務(wù)機(jī)構(gòu)大有可為。目前，我們看到公共服務(wù)機(jī)構(gòu)在IP/SoC服務(wù)上尚有許多工作要做。我們成立的國(guó)家集成電路公共服務(wù)聯(lián)盟就是要從共性技術(shù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、人才培訓(xùn)、戰(zhàn)略咨詢和行業(yè)品牌這五個(gè)方面來(lái)推進(jìn)自主創(chuàng)新嵌入式微處理器和外圍IP核的發(fā)展。

蘇州國(guó)芯董事長(zhǎng)鄭茳 國(guó)產(chǎn)嵌入式CPU進(jìn)入發(fā)展正循環(huán)

      雖然國(guó)產(chǎn)嵌入式CPU與國(guó)外產(chǎn)品相比起步晚了一點(diǎn)，而且國(guó)外嵌入式CPU有他們的優(yōu)勢(shì)，但國(guó)產(chǎn)嵌入式CPU也有可以發(fā)展的空間。
      C*Core的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入正向循環(huán)。C*Core是2001年從摩托羅拉轉(zhuǎn)移的M*Core基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。我們從2002年到2006年進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，經(jīng)歷了很艱苦的過(guò)程。在近10年的發(fā)展中，我們已經(jīng)形成了系列的C*Core產(chǎn)品。在國(guó)內(nèi)的中芯國(guó)際、華虹NEC、臺(tái)積電、和艦和宏力等不同的工藝線上實(shí)現(xiàn)了18種不同工藝的CPU。到目前為止，已經(jīng)有5000萬(wàn)顆、40多款SoC芯片得到了應(yīng)用。特別是在信息安全領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)信息安全SoC主要采用C*Core設(shè)計(jì)。此外，C*Core還應(yīng)用在數(shù)字電視、通信網(wǎng)絡(luò)、USBKey等等領(lǐng)域。量產(chǎn)的客戶有20多家，用戶數(shù)每年以高于100%的速度在增長(zhǎng)。到今年年底，我們預(yù)計(jì)將有1億顆高端的SoC是基于我們的C*Core。

自主嵌入式CPU有較高性價(jià)比

      與國(guó)外嵌入式CPU相比，我們自主的嵌入式CPU具有較高的性價(jià)比。這是因?yàn)?，我們的發(fā)展以促進(jìn)國(guó)內(nèi)SoC產(chǎn)業(yè)為宗旨，國(guó)家給了很多支持，我們的產(chǎn)品價(jià)格與國(guó)外同類CPU相比，有較大優(yōu)勢(shì)。但我們更重要的優(yōu)勢(shì)不僅僅是在產(chǎn)品價(jià)格上，而是在我們提供的SoC設(shè)計(jì)服務(wù)上。我們希望自己既是嵌入式CPU的提供商，也是一個(gè)SoC芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的公司。因此我們?cè)谔峁┣度胧紺PU技術(shù)的同時(shí)，也提供SoC芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
      目前，在全球市場(chǎng)上有很多優(yōu)秀的嵌入式CPU企業(yè)，而且英特爾也進(jìn)入了嵌入式CPU市場(chǎng)，但這并不表明國(guó)產(chǎn)嵌入式CPU就沒(méi)有用武之地。我相信這不是一個(gè)簡(jiǎn)單的誰(shuí)替代誰(shuí)的問(wèn)題。我覺(jué)得，未來(lái)如果國(guó)產(chǎn)SoC芯片能夠有1/20或1/10甚至說(shuō)有1/5采用國(guó)產(chǎn)CPU，我們就有一定的市場(chǎng)發(fā)展空間。而且，在一些應(yīng)用領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)嵌入式CPU有一定的優(yōu)勢(shì)。例如，在信息安全領(lǐng)域，相對(duì)來(lái)說(shuō)我們就有較多優(yōu)勢(shì)。
      在消費(fèi)類產(chǎn)品領(lǐng)域，特別是價(jià)格敏感型產(chǎn)品領(lǐng)域，采用國(guó)產(chǎn)嵌入式CPU在價(jià)格成本上的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的。

國(guó)產(chǎn)CPU起步晚但有發(fā)展空間

      生態(tài)環(huán)境建設(shè)是嵌入式CPU發(fā)展非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。它是CPU未來(lái)能夠取得成功的一個(gè)非常重要的條件。我們發(fā)起成立的中國(guó)C*Core產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已經(jīng)有7年時(shí)間，這個(gè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟包括9家高校、11家研究院所和200多家企業(yè)。我們有機(jī)會(huì)建立起一個(gè)適合國(guó)產(chǎn)嵌入式CPU發(fā)展的環(huán)境，但這需要時(shí)間。我們也看到國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟明確提出了要把國(guó)產(chǎn)嵌入式CPU作為主要推廣的產(chǎn)品，這也給我們帶來(lái)了非常好的發(fā)展機(jī)遇。
      我們針對(duì)C*Core主要做了以下幾方面創(chuàng)新：一是在工藝上優(yōu)化了設(shè)計(jì)，這使得功耗在一般情況下低于0.27mW，是全球功耗較低的嵌入式CPU；二是根據(jù)國(guó)家密碼委的要求，在結(jié)構(gòu)上針對(duì)信息安全應(yīng)用進(jìn)行了專門(mén)設(shè)計(jì)；三是我們開(kāi)發(fā)了高端CPU用于高清電視、通信網(wǎng)絡(luò)等。與此同時(shí)，我們還在設(shè)計(jì)用于傳感網(wǎng)的產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)為嵌入式CPU帶來(lái)了機(jī)遇。該市場(chǎng)需要價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)小巧的全集成傳感Soc芯片。此外，我們還與英飛凌合作，引進(jìn)了英飛凌的某指令集，作為我們C*Core另一個(gè)系列產(chǎn)品的發(fā)展基礎(chǔ)。（趙艷秋）

 
北京創(chuàng)毅視訊科技有限公司事業(yè)拓展部業(yè)務(wù)合作總監(jiān)古文俊 整體方案供應(yīng)商模式加速芯片商用 

 

      創(chuàng)毅視訊之所以能夠快速推出芯片并實(shí)現(xiàn)商用，是因?yàn)槲覀儾粌H僅定位在做芯片上，而是定位為整體方案供應(yīng)商。
      我們?cè)诔闪肽曛缶脱邪l(fā)出CMMB(中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播)芯片，該芯片在當(dāng)年6月即商用。2008年，創(chuàng)毅視訊參與研發(fā)的CMMB電視手機(jī)被作為科技奧運(yùn)的一個(gè)亮點(diǎn)。截止到2009年底，有330多個(gè)城市已經(jīng)鋪設(shè)了CMMB網(wǎng)絡(luò)。在所有的CMMB終端中，包括移動(dòng)終端、消費(fèi)類電子終端等，創(chuàng)毅視訊占有很大的市場(chǎng)份額。在TD-LTE方面，創(chuàng)毅視訊2009年承擔(dān)了國(guó)家重大專項(xiàng)———TD-LTE核心基帶芯片的開(kāi)發(fā)。2010年，創(chuàng)毅視訊與另外一家國(guó)外企業(yè)一起中標(biāo)中國(guó)移動(dòng)世博會(huì)TD-LTE數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目。但在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的時(shí)候，只有創(chuàng)毅視訊按時(shí)拿出了芯片，而且系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的結(jié)果也非常好，這次我們又是一次性流片成功。在2010年4月15日，中國(guó)移動(dòng)上海世博會(huì)TD-LTE演示網(wǎng)正式開(kāi)通。同時(shí)，創(chuàng)毅視訊宣布推出了全球首個(gè)TD-LTE基帶芯片用于數(shù)據(jù)卡。我們計(jì)劃今年下半年推出可以用于手機(jī)的TD-LTE基帶芯片。

 
      由于我們沒(méi)有把自己僅僅定位為芯片廠商，而是定位為整體方案供應(yīng)商，在做CMMB的過(guò)程中，我們不僅開(kāi)發(fā)CMMB終端芯片，還設(shè)計(jì)前端設(shè)備，包括媒體轉(zhuǎn)換器、發(fā)射設(shè)備等等。在做TD-LTE基帶芯片時(shí)，我們收購(gòu)了UT斯達(dá)康的3G測(cè)試儀器團(tuán)隊(duì)，增強(qiáng)了測(cè)試儀器的力量。這其中的原因是，我們認(rèn)為開(kāi)發(fā)一個(gè)芯片并不難，但要讓芯片產(chǎn)業(yè)化并商用，其實(shí)是很難的。在國(guó)內(nèi)，做出來(lái)的芯片其實(shí)很多，但真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用的芯片卻并不多。這是因?yàn)樾酒髽I(yè)沒(méi)有好好解決應(yīng)用的問(wèn)題。因此，我們不僅要做CMMB芯片，還要做大量其他的事情，來(lái)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化成熟。例如，測(cè)試如何解決，編碼轉(zhuǎn)換怎么做，試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)如何搭建，我們對(duì)一整套方案都做了大量的投入。
在這一過(guò)程中，我們?cè)谡掀髽I(yè)、運(yùn)營(yíng)商和政府資源上也積累了經(jīng)驗(yàn)。只有這樣，我們芯片的市場(chǎng)占有率才能夠達(dá)到這么大。
      與此同時(shí)，我們做的產(chǎn)品基本上都一次性流片成功，這在很大程度上靠經(jīng)驗(yàn)積累。

嵌入式核心芯片企業(yè)要具備產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)能力 

      嵌入式市場(chǎng)在近年來(lái)受半導(dǎo)體企業(yè)密切關(guān)注。由于它涉及工業(yè)設(shè)備、便攜醫(yī)療、消費(fèi)電子、信息安全、汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)、智能電網(wǎng)以及通信等廣大應(yīng)用領(lǐng)域，未來(lái)發(fā)展規(guī)模和速度是目前占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)近一半的傳統(tǒng)電腦應(yīng)用市場(chǎng)所無(wú)法企及的。因此，無(wú)論國(guó)際半導(dǎo)體巨頭還是發(fā)展中的半導(dǎo)體行業(yè)企業(yè)都開(kāi)始或制定周密戰(zhàn)略計(jì)劃進(jìn)軍或布局該市場(chǎng)。
      近幾年，我國(guó)嵌入式產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)涉足消費(fèi)電子、信息安全、工業(yè)設(shè)備等應(yīng)用領(lǐng)域，并嶄露頭角。但面對(duì)愈來(lái)愈激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，我國(guó)嵌入式產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)要想在廣泛的嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域分一杯羹，目前更需要協(xié)同作戰(zhàn)，而且核心環(huán)節(jié)要具備整體產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)能力。
      在一些發(fā)展較為成熟的嵌入式應(yīng)用市場(chǎng)，伴隨著產(chǎn)業(yè)的升級(jí)，它們對(duì)應(yīng)用設(shè)備和系統(tǒng)提出了更高的要求。例如在汽車領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)不僅要滿足廣泛的溫度范圍、可靠性和實(shí)時(shí)性高等過(guò)去傳統(tǒng)的需求，還要不斷提高系統(tǒng)性能以適應(yīng)信息化和廣泛互聯(lián)的發(fā)展需求；而在另一些新興嵌入式應(yīng)用市場(chǎng)，例如智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，還需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游去提出需求和規(guī)劃發(fā)展規(guī)劃。為此，嵌入式產(chǎn)業(yè)鏈上某個(gè)企業(yè)的單打獨(dú)斗已經(jīng)不能將市場(chǎng)做起來(lái)，而是需要包括標(biāo)準(zhǔn)制定、運(yùn)營(yíng)、IP、芯片設(shè)計(jì)、元件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件算法、PCB以及終端制造等在內(nèi)的整體嵌入式產(chǎn)業(yè)鏈條的協(xié)同合作，去提升或開(kāi)拓嵌入式應(yīng)用。
      而且，發(fā)展新興嵌入式應(yīng)用需要每個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)延伸其服務(wù)領(lǐng)域，一些核心嵌入式產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)要具備較強(qiáng)的協(xié)調(diào)組織能力，才能更快地推動(dòng)嵌入式產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如，嵌入式處理器企業(yè)作為系統(tǒng)的核心，不僅要能夠提供處理器IP，還要能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)演進(jìn)、芯片架構(gòu)、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件、系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)、測(cè)試等環(huán)節(jié)有一定的掌控，把自己的服務(wù)延伸到這些環(huán)節(jié)，以協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，方可在激烈競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)快速突破。