2020芯片設(shè)計(jì)行業(yè)市場(chǎng)前景及現(xiàn)狀分析

• 2020年10月24日 LiuMingYue來(lái)源：百度百科 中研網(wǎng) 688 40
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集成電路設(shè)計(jì)最常使用的襯底材料是硅。設(shè)計(jì)人員會(huì)使用技術(shù)手段將硅襯底上各個(gè)器件之間相互電隔離，以控制整個(gè)芯片上各個(gè)器件之間的導(dǎo)電性能。PN結(jié)、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管等組成了集成電路器件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，而由后者構(gòu)成的互補(bǔ)式金屬氧化物

集成電路設(shè)計(jì)最常使用的襯底材料是硅。設(shè)計(jì)人員會(huì)使用技術(shù)手段將硅襯底上各個(gè)器件之間相互電隔離，以控制整個(gè)芯片上各個(gè)器件之間的導(dǎo)電性能。PN結(jié)、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管等組成了集成電路器件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，而由后者構(gòu)成的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體則憑借其低靜態(tài)功耗、高集成度的優(yōu)點(diǎn)成為數(shù)字集成電路中邏輯門的基礎(chǔ)構(gòu)造 。設(shè)計(jì)人員需要考慮晶體管、互連線的能量耗散，這一點(diǎn)與以往由分立電子器件開始構(gòu)建電路不同，這是因?yàn)榧呻娐返乃衅骷技稍谝粔K硅片上。金屬互連線的電遷移以及靜電放電對(duì)于微芯片上的器件通常有害，因此也是集成電路設(shè)計(jì)需要關(guān)注的課題。

據(jù)中研研究院《2020-2025年中國(guó)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)深度發(fā)展研究與“十四五”企業(yè)投資戰(zhàn)略規(guī)劃報(bào)告》

2020芯片設(shè)計(jì)行業(yè)市場(chǎng)前景及現(xiàn)狀分析

隨著集成電路的規(guī)模不斷增大，其集成度已經(jīng)達(dá)到深亞微米級(jí)(特征尺寸在130納米以下)，單個(gè)芯片集成的晶體管已經(jīng)接近十億個(gè)。由于其極為復(fù)雜，集成電路設(shè)計(jì)相較簡(jiǎn)單電路設(shè)計(jì)常常需要計(jì)算機(jī)輔助的設(shè)計(jì)方法學(xué)和技術(shù)手段。集成電路設(shè)計(jì)的研究范圍涵蓋了數(shù)字集成電路中數(shù)字邏輯的優(yōu)化、網(wǎng)表實(shí)現(xiàn)，寄存器傳輸級(jí)硬件描述語(yǔ)言代碼的書寫，邏輯功能的驗(yàn)證、仿真和時(shí)序分析，電路在硬件中連線的分布，模擬集成電路中運(yùn)算放大器、電子濾波器等器件在芯片中的安置和混合信號(hào)的處理。相關(guān)的研究還包括硬件設(shè)計(jì)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)方法學(xué)等，是電機(jī)工程學(xué)和計(jì)算機(jī)工程的一個(gè)子集。

根據(jù)ARM與軟銀的交易，除了ARM的IoT業(yè)務(wù)之外，這次NVIDIA是全資收購(gòu)ARM公司，所以會(huì)繼承ARM公司的各種權(quán)利，包括在各地區(qū)的分公司。不過(guò)ARM中國(guó)合資公司有點(diǎn)特殊，情況有些復(fù)雜，前不久ARM中國(guó)還在鬧矛盾，芯片設(shè)計(jì)ARM總部與中國(guó)區(qū)CEO吳雄昂上演了一場(chǎng)宮斗，雙方圍繞著公司的控制權(quán)展開了斗爭(zhēng)。

ARM公司CEO今天還表態(tài)，ARM中國(guó)區(qū)的情況還在控制中，有辦法解決中國(guó)區(qū)的管理問(wèn)題。在被收購(gòu)之后，ARM中國(guó)區(qū)的49%股權(quán)也會(huì)被NVIDIA繼承，這點(diǎn)沒啥可說(shuō)的，不過(guò)怎么解決當(dāng)前的矛盾還沒定論，要看新東家NVIDIA的考慮了。

排在第一位的博通在2019年Q2季度營(yíng)收達(dá)到42.65億美元，但在2020年Q2季度有6.8%的降幅，預(yù)估營(yíng)收大約在39.76億美元，而高通在2020年Q2季度的營(yíng)收已經(jīng)增長(zhǎng)至38.07億美元，與博通的差距非常小，如果蘋果公司的iPhone12系列能夠在9月份如期發(fā)布，那么高通在Q2季度的營(yíng)收可能會(huì)更高，從而超越博通成為全球第一的芯片設(shè)計(jì)廠商。

側(cè)重于圖像芯片的英偉達(dá)在2020年Q2季度實(shí)現(xiàn)同比暴增，2019年Q2季度營(yíng)收僅為23.52億美元，但在2020年Q2季度的增幅達(dá)到47.1%，根據(jù)市場(chǎng)報(bào)告顯示營(yíng)收達(dá)到34.61億美元，大幅縮小了與高通之間的差距。

華為旗下的海思半導(dǎo)體受限，芯片無(wú)法量產(chǎn)商用，因此華為的海思芯片在2020年Q2季度營(yíng)收跌出全球前十名，而華為的臨時(shí)解決方案是與中國(guó)臺(tái)灣芯片供應(yīng)商——聯(lián)發(fā)科合作，由于華為在中國(guó)市場(chǎng)的智能手機(jī)出貨量位居第一，因此華為的加入幫助聯(lián)發(fā)科實(shí)現(xiàn)芯片出貨量的激增，聯(lián)發(fā)科在2020年Q2季度的營(yíng)收增長(zhǎng)至22.59億美元，相較2019年Q2季度的增幅達(dá)到14.2%。

華為的下一款海思麒麟芯片已經(jīng)定名為麒麟9000，有可能會(huì)成為海思麒麟系列的最后一款高端旗艦芯片，而后期如果華為繼續(xù)發(fā)布新款的智能手機(jī)，那么應(yīng)該也會(huì)繼續(xù)采用聯(lián)發(fā)科的芯片，同時(shí)華為的平板電腦也不會(huì)放棄，如果高端系列同樣搭載聯(lián)發(fā)科的處理器芯片，那么聯(lián)發(fā)科在2020年Q3季度和Q4季度的營(yíng)收自然會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。

對(duì)于數(shù)字集成電路來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員更多的是站在高級(jí)抽象層面，即寄存器傳輸級(jí)甚至更高的系統(tǒng)級(jí)(有人也稱之為行為級(jí))，使用硬件描述語(yǔ)言或高級(jí)建模語(yǔ)言來(lái)描述電路的邏輯、時(shí)序功能，而邏輯綜合可以自動(dòng)將寄存器傳輸級(jí)的硬件描述語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為邏輯門級(jí)的網(wǎng)表。對(duì)于簡(jiǎn)單的電路，設(shè)計(jì)人員也可以用硬件描述語(yǔ)言直接描述邏輯門和觸發(fā)器之間的連接情況。網(wǎng)表經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的功能驗(yàn)證、布局、布線，可以產(chǎn)生用于工業(yè)制造的GDSII文件，工廠根據(jù)該文件就可以在晶圓上制造電路。模擬集成電路設(shè)計(jì)涉及了更加復(fù)雜的信號(hào)環(huán)境，對(duì)工程師的經(jīng)驗(yàn)有更高的要求，并且其設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度遠(yuǎn)不及數(shù)字集成電路。

關(guān)于芯片設(shè)計(jì)具體詳情可以點(diǎn)擊查看中研普華研究報(bào)告《2020-2025年中國(guó)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)深度發(fā)展研究與“十四五”企業(yè)投資戰(zhàn)略規(guī)劃報(bào)告》。

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