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【關(guān)鍵詞】可編程模擬器件;整流電路;模擬
Abstract:A Design method of rectifier circuit with high precision implemented on in-system programmable analog circuit is introduced in the paper.All the parts are integrated in a single chip to improve the integration and reliability of the circuit.The goal chip can be programmed to realize new contents,which reduces the development cycle and cost.
Keywords:ispPAC;Rectifier Circuit;Analog
1.引言
在系統(tǒng)可編程模擬器件ispPAC(in-system Programmable Analog Circuit)是美國Lattice半導(dǎo)體公司推出的可編程產(chǎn)品,到目前為止已有5種芯片:ispPAC10,ispPAC20,
ispPAC30,ispPAC80和ispPAC81[1]。與數(shù)字在系統(tǒng)可編程大規(guī)模集成電路一樣,ispPAC同樣具有在系統(tǒng)可編程技術(shù)的優(yōu)勢和特點,電路設(shè)計人員可通過開發(fā)軟件在計算機上快速、便捷地進行模擬電路設(shè)計與修改,對電路的特性可進行仿真分析,然后用編程電纜將設(shè)計方案下載到芯片當(dāng)中。同時還可以對已經(jīng)裝配在印刷線路板上的ispPAC芯片進行校驗、修改或者重新設(shè)計。
把高集成度的精密模擬電路設(shè)計集成于單塊ispPAC芯片上,取代了由若干分立元件或傳統(tǒng)ASIC芯片所能實現(xiàn)的功能,具有開發(fā)速度快,成本低,可靠性高與保密型強的特點[2]。其開發(fā)軟件是基于Windows平臺的PAC Designer,目前版本為6.0,提供完整的設(shè)計和驗證解決方案,支持ispPAC、ispClock和ispPower系列芯片開發(fā)。
本文以PAC Designer為設(shè)計軟,以ispPAC20為目標(biāo)芯片,介紹了一種精密整流電路的設(shè)計方法。將電路設(shè)計方案以單芯片實現(xiàn),提高了電路的集成度和可靠性;對目標(biāo)芯片可重新編程以升級電路結(jié)構(gòu),縮短了研制周期,降低了設(shè)計成本。
2.ispPAC20芯片的結(jié)構(gòu)
ispPAC20芯片由兩個基本單元電路PAC塊、兩個比較器、一個8位的D/A轉(zhuǎn)換器、配置存儲器、參考電壓、自校正單元、模擬布線池和ISP接口所組成。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
ispPAC20中有兩個PAC塊,PACblock1由兩個儀用放大器和一個輸出放大器組成、配以電阻和電容構(gòu)成一個真正的差分輸入、差分輸出的基本單元電路,如2圖所示。其中,儀用放大器IA1的輸入端連接二選一輸入選擇器,通過芯片的外部引腳MSEL來控制。當(dāng)MSEL為0時,端口a連接至IA1;當(dāng)MSEL為1時,端口b連接至IA1。IA1和IA2的增益調(diào)范圍在-10~+10之間,電路輸入阻抗為109,共模抑制比為69dB。輸出放大器OA1中的電容CF有128種值可供選擇,反饋電阻RF可以編程為連同或斷開狀態(tài)。芯片中各基本單元通過模擬布線池(Analog Routing Pool)實現(xiàn)互聯(lián),以組成各種復(fù)雜電路。
PACblock2與PACblock1的結(jié)構(gòu)基本相同,但IA4的增益范圍為-10至-1,并為IA4增加了外部極性控制端PC。當(dāng)PC=1時,增益調(diào)整范圍為-10至-1,當(dāng)PC=0時,增益調(diào)整范圍為+10至+1。
DAC單元是一個8位電壓輸出的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器。接口方式可自由選擇為8位的并行方式、串行JTAG尋址方式、串行SPI尋址方式。在串行方式中,數(shù)據(jù)的總長度為8為,D0為數(shù)據(jù)的首位,D7處于數(shù)據(jù)的末位。DAC的輸出是完全差分形式,可以與芯片內(nèi)部的比較器或儀用放大器相連,也可以直接輸出。無論采用串行還是并行的方式,用戶都可以通過查詢芯片說明的編碼數(shù)據(jù)進行編程[3]。
在ispPAC20中有兩個可編程的雙差分比較器,當(dāng)同相輸入電壓相對反向輸入電壓為正時,比較器的輸出為高電平,否則為低電平。比較器CP1的輸出可編程為直接輸出或以PC為時鐘的寄存器輸出兩種模式,且CP1和CP2的輸出端可作異或運算或觸發(fā)器操作后在WINDOW端輸出信號。
另外,配置存儲器用于存放編程數(shù)據(jù),參考電壓和自校正模塊完成電壓的分配和校正功能。
3.基于ispPAC20的精密整流電路設(shè)計
基于ispPAC20的精密整流電路內(nèi)部編程結(jié)構(gòu)如圖2所示,電路工作時,需將輸入信號ui同時連接至IN2和IN3端,將比較器輸出CP1OUT由外部連接至極性控制端PC。
端口IN2編程為連接輸入儀用放大器IA4,IN3編程為連接比較器CP1,OUT2作為整流電路的輸出端。編程DAC編碼為80h,輸出模擬電壓0V,并編程連接至比較器CP1的反相輸入端作為閾值電壓,設(shè)置CP1為直接輸出模式(Direct)。編程IA4的增益為-1,OA2相關(guān)參數(shù)如圖2所示。
當(dāng)ui>0時,比較器CP1的輸出CP1OUT為高電平,通過極性控制端PC的控制,則PAC block2輸出OUT2=-ui;當(dāng)ui<0時,CP1OUT為低電平,則OUT2=+ui。即,OUT2=-|ui|,從而電路實現(xiàn)整流功能。
若將IA4的增益設(shè)置為K(調(diào)整范圍為-10至-1),按圖2的方式進行編程,則整流輸出端信號為OUT2=K|ui|
在PAC-Designer設(shè)計軟件中,選擇菜單Tools/Download,即可將所設(shè)計的電路方案編程下載到目標(biāo)芯片ispPAC20中,并可進行電路仿真和測試。
4.結(jié)束語
本文介紹了一種基于在系統(tǒng)可編程模擬器件ispPAC的精密整流電路設(shè)計方法,在ispPAC20芯片上實現(xiàn),將整個電路集成于一塊芯片中,提高了電路的集成度和可靠性。借助于開發(fā)工具PAC-Designer,可隨時對芯片進行重新編程以升級電路結(jié)構(gòu),提高了電路設(shè)計的效率,降低了設(shè)計成本。
參考文獻
[1]王成華,蔣愛民,呂勇.可編程模擬器件的應(yīng)用研究[J].數(shù)據(jù)采集與處理,2002,17(3):345.
[2]高玉良.在系統(tǒng)可編程模擬器件(ispPAC)及應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2002,4:80-81.
[3]Lattice Semiconductor Co.ispPAC hand-
關(guān)鍵詞:集成電路設(shè)計企業(yè);成本核算
中圖分類號:F23 文獻標(biāo)識碼:A
收錄日期:2015年8月30日
一、前言
集成電路的整個產(chǎn)業(yè)鏈包括三大部分,即集成電路設(shè)計、生產(chǎn)制造和封裝及測試。由于集成電路行業(yè)在我國起步晚,目前最尖端的集成電路企業(yè)幾乎全被外資壟斷,因此國家從改革開放以來,逐年加大集成電路產(chǎn)業(yè)的投入。近年來,我國的集成電路企業(yè)飛速發(fā)展,規(guī)模逐年擴大。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2015年第一季度中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額為685.5億元。其中,IC設(shè)計銷售額為225.1億元,生產(chǎn)制造業(yè)銷售額為184.9億元,封裝測試銷售額為275.5億元。作為集成電路產(chǎn)業(yè)的IC設(shè)計得到國家的大力鼓勵發(fā)展,以期望由IC設(shè)計帶動整個中國的集成電路產(chǎn)業(yè)。我國的集成電路企業(yè)主要分布在長三角、珠三角、京津地區(qū)和西部的重慶、西安和武漢等。其中,長三角地區(qū)集中了全國約55%的集成電路制造企業(yè)、80%的集成電路封裝測試企業(yè)和近50%的集成電路設(shè)計企業(yè),該區(qū)域已經(jīng)形成了包括集成電路的研發(fā)、設(shè)計、芯片制造、封裝測試及其相關(guān)配套支撐等在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈條。
集成電路行業(yè)是一個高投入、高產(chǎn)出和高風(fēng)險的行業(yè),動輒幾十億元甚至幾百億元的投入才能建成一條完整的生產(chǎn)線。國務(wù)院在2000年就開始下發(fā)文件鼓勵軟件和集成電路企業(yè)發(fā)展,從政策法規(guī)方面,鼓勵資金、人才等資源向集成電路企業(yè)傾斜;2010年和2012年更是聯(lián)合國家稅務(wù)總局下發(fā)文件對集成電路企業(yè)進行稅收優(yōu)惠激勵,2013年國家發(fā)改委等五部門聯(lián)合下發(fā)了發(fā)改高技[2013]234號文,凡是符合認定的集成電路設(shè)計的企業(yè)均可以享受10%的所得稅優(yōu)惠政策。因此,對于這樣一個高投入、高技術(shù)、高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè),國家又大力支持的產(chǎn)業(yè),做好成本核算是非常必要的。長期以來,集成電路設(shè)計企業(yè)由于行業(yè)面較窄,又屬于高投入、復(fù)雜程度不斷提高的行業(yè),成本核算一直沒有一個明確的核算方法。
二、集成電路設(shè)計生產(chǎn)流程
集成電路設(shè)計企業(yè)是一個新型行業(yè)的研發(fā)設(shè)計企業(yè),跟常規(guī)企業(yè)的工作流程有很大區(qū)別,如下圖1。(圖1)集成電路設(shè)計企業(yè)在收到客戶的產(chǎn)品設(shè)計要求后,根據(jù)產(chǎn)品需求進行IC設(shè)計和繪圖,設(shè)計過程中需要選擇相應(yīng)的晶圓材料,以便滿足設(shè)計需求。設(shè)計完成后需要把設(shè)計圖紙制造成光刻掩膜版作為芯片生產(chǎn)的母版,在IC生產(chǎn)環(huán)節(jié),通過光刻掩膜版在晶圓上生產(chǎn)出所設(shè)計的芯片產(chǎn)品。生產(chǎn)完成后進入下一環(huán)節(jié)封裝,由專業(yè)的封裝企業(yè)對所生產(chǎn)的芯片進行封裝,然后測試相關(guān)芯片產(chǎn)品的參數(shù)和性能是否達到設(shè)計要求,初步測試完成后,把芯片產(chǎn)品返回集成電路設(shè)計企業(yè),由設(shè)計企業(yè)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行出廠前的測試和檢驗,最后合格的芯片將會發(fā)給客戶。
對于集成電路設(shè)計企業(yè)來說,整個集成電路生產(chǎn)流程都需要全方位介入,每個環(huán)節(jié)都要跟蹤,以便設(shè)計的產(chǎn)品能符合要求,一旦一個環(huán)節(jié)出了問題,例如合格率下降、封裝不符合要求等,設(shè)計的芯片可能要全部報廢,無法返工處理,這將會對集成電路設(shè)計企業(yè)帶來很大損失。
三、成本核算方法比較
傳統(tǒng)企業(yè)的成本核算方法一般有下面幾種:
(一)品種法:核算產(chǎn)品成本的品種法是以產(chǎn)品的品種為成本計算對象,歸集費用,計算產(chǎn)品成本的一種方法。品種法一般適用于大量大批單步驟生產(chǎn)類型的企業(yè),如發(fā)電、采掘等企業(yè)。在這種類型的企業(yè)中,由于產(chǎn)品的工藝流程不能間斷,沒有必要也不可能劃分生產(chǎn)步驟計算產(chǎn)品成本,只能以產(chǎn)品品種作為成本計算對象。
品種法除廣泛應(yīng)用于單步驟生產(chǎn)類型的企業(yè)外,對于大量大批多步驟生產(chǎn)類型的企業(yè)或者車間,如果其生產(chǎn)規(guī)模小,或者按流水線組織生產(chǎn),或者從原材料投入到產(chǎn)品產(chǎn)出的全過程是集中封閉式的生產(chǎn),管理上不要求按照生產(chǎn)步驟計算產(chǎn)品成本,也可以采用品種法計算成本,如小型水泥廠、磚瓦廠、化肥廠、鑄造廠和小型造紙廠等。
按照產(chǎn)品品種計算成本,是產(chǎn)品成本計算最基礎(chǔ)、最一般的要求。不論什么組織方式的制造企業(yè),不論什么生產(chǎn)類型的產(chǎn)品,也不論成本管理要求如何,最終都必須按照產(chǎn)品品種計算出產(chǎn)品成本。因此,品種法是最基本的成本計算方法。
(二)分批法:分批法亦稱訂單法,它是以產(chǎn)品的批別(或訂單)為計算對象歸集費用并計算產(chǎn)品成本法的一種方法。分批法一般適用于單件小批生產(chǎn)類型的企業(yè),如船舶、重型機械制造企業(yè)以及精密儀器、專用設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)。對于新產(chǎn)品的試制,工業(yè)性修理作業(yè)和輔助生產(chǎn)的工具模具制造等,也可以采用分批法計算成本。在單件小批生產(chǎn)類型企業(yè)中,通常根據(jù)用戶的訂單組織產(chǎn)品生產(chǎn),生產(chǎn)何種產(chǎn)品,每批產(chǎn)品的批量大小以及完工時間,均要根據(jù)需求單位加以確定。同時,也要考慮訂單的具體情況,并結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)負荷程度合理組織產(chǎn)品的批次及批量。
(三)分步法:分布法是以產(chǎn)品的品種及其所經(jīng)過的生產(chǎn)步驟作為成本計算對象,歸集生產(chǎn)費用,計算各種產(chǎn)品成本及其各步驟成本的一種方法。分布法主要適用于大量大批復(fù)雜生產(chǎn)的企業(yè),如紡織、冶金、造紙等大批量、多步驟生產(chǎn)類型的企業(yè)。例如,鋼鐵企業(yè)可分為煉鐵、煉鋼、軋鋼等生產(chǎn)步驟。在這種企業(yè)里,其生產(chǎn)過程是由若干個在技術(shù)上可以間斷的生產(chǎn)步驟組成的,每個生產(chǎn)步驟除了生產(chǎn)出半成品(最后步驟為產(chǎn)品)外,還有一些處于加工階段的在產(chǎn)品。已經(jīng)生產(chǎn)出來的半成品及可以用于下一生產(chǎn)步驟的再加工,也可以對外銷售。
(四)作業(yè)成本法:作業(yè)成本法是一個以作業(yè)為基礎(chǔ)的管理信息系統(tǒng)。它以作業(yè)為中心,作業(yè)的劃分從產(chǎn)品設(shè)計開始,到物料供應(yīng);從工藝流程的各個環(huán)節(jié)、總裝、質(zhì)檢到發(fā)運銷售全過程,通過對作業(yè)及作業(yè)成本的確認計量,最終計算出相對準(zhǔn)確的產(chǎn)品成本。同時,經(jīng)過對所有與產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)作業(yè)的跟蹤,消除不增值作業(yè),優(yōu)化作業(yè)鏈和價值鏈,增加需求者價值,提供有用信息,促進最大限度的節(jié)約,提高決策、計劃、控制能力,以最終達到提高企業(yè)競爭力和獲利能力,增加企業(yè)價值的目的。
由于集成電路設(shè)計企業(yè)的特殊生產(chǎn)工藝流程,集成電路設(shè)計企業(yè)的主要生產(chǎn)和封裝、測試都是在第三方廠家進行,分批法、分步法和作業(yè)成本法都不太適合作為集成電路設(shè)計企業(yè)的成本核算方法,所以品種法將作為集成電路設(shè)計企業(yè)的基礎(chǔ)成本核算方法。
四、IC產(chǎn)品的品種法
品種法作為一種傳統(tǒng)的成本核算方法,在集成電路設(shè)計企業(yè)里是十分實用的。由于集成電路設(shè)計企業(yè)的生產(chǎn)流程比較特殊,產(chǎn)品從材料到生產(chǎn)、封裝、測試,最后回到集成電路設(shè)計企業(yè)都是在第三方廠商進行,每一個環(huán)節(jié)的成本費用無法及時掌握,IC產(chǎn)品又有其特殊性,每種產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中,不僅依賴于設(shè)計圖紙,而且依賴于代工的工藝水平,每個批次的合格率并不盡相同,其成品率通常只有在該種產(chǎn)品的所有生產(chǎn)批次全部回到設(shè)計企業(yè)并通過質(zhì)量的合格測試入庫時才能準(zhǔn)確得出,然而設(shè)計企業(yè)的產(chǎn)品并不是一次性全部生產(chǎn)出來,一般需要若干個批次,或許幾十上百個批次加工,在最后幾個批次返回設(shè)計企業(yè)時,早期的許多批次產(chǎn)品早已經(jīng)發(fā)給客戶使用了,因此集成電路設(shè)計企業(yè)的按品種進行成本核算應(yīng)該是有一定預(yù)期的品種法,即需要提前預(yù)估該種產(chǎn)品的成品率或廢品率,盡量準(zhǔn)確核算每一個IC產(chǎn)品的成本。
五、結(jié)語
集成電路設(shè)計是個技術(shù)發(fā)展、技術(shù)更新非常迅速的行業(yè),IC設(shè)計企業(yè)要在這個競爭非常激烈的行業(yè)站住腳跟或者有更好的發(fā)展,就必須緊密把握市場的變化趨勢,不斷的進行技術(shù)創(chuàng)新、改進技術(shù)或工藝,及時調(diào)整市場需求的產(chǎn)品設(shè)計方向,持續(xù)不斷的通過科學(xué)合理的成本控制手段,從技術(shù)上和成本上建立競爭優(yōu)勢;同時,充分利用國家對于集成電路產(chǎn)業(yè)的優(yōu)惠政策,特別是對集成電路設(shè)計企業(yè)的優(yōu)惠政策,加大重大項目和新興產(chǎn)業(yè)IC芯片應(yīng)用的研發(fā)和投資力度;合理利用中國高等院校、科研院所在集成電路、電子信息領(lǐng)域的研究資源和技術(shù),實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的發(fā)展思路,縮短項目的研發(fā)周期;通過各種途徑加強企業(yè)的成本控制手段,來達到提高中國IC設(shè)計企業(yè)整體競爭實力,擴大市場份額。
主要參考文獻:
[1]中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會.cn.
建設(shè)集成電路設(shè)計相關(guān)課程的視頻教學(xué)資源,包括集成電路設(shè)計基礎(chǔ)理論課程講授視頻、典型案例設(shè)計講解視頻、集成電路制造工藝視頻等;構(gòu)建集教師、博士研究生、碩士研究生和本科生于一體的設(shè)計數(shù)據(jù)共享平臺。集成電路設(shè)計是一項知識密集的復(fù)雜工作,隨著該行業(yè)技術(shù)的不斷進步,傳統(tǒng)教學(xué)模式在內(nèi)容上沒法完全展示集成電路的設(shè)計過程和設(shè)計方法,尤其不能展示基于EDA軟件進行的設(shè)計仿真分析,這勢必會嚴重影響教學(xué)效果。另外,由于課時量有限,學(xué)生在課堂上只能形成對集成電路的初步了解,若在其業(yè)余時間能夠通過視頻教程系統(tǒng)地學(xué)習(xí)集成電路設(shè)計的相關(guān)知識,在進行設(shè)計時能夠借鑒共享平臺中的相關(guān)方案,將能很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,顯著提高教學(xué)效果。
二、優(yōu)化課程教學(xué)方式方法
以多媒體教學(xué)為主,輔以必要的板書,力求給學(xué)生創(chuàng)造生動的課堂氛圍;以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和提升學(xué)生設(shè)計能力的目標(biāo)為導(dǎo)向[3],重點探索啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式,激勵學(xué)生自主學(xué)習(xí);在教學(xué)講義的各章節(jié)中添加最新知識,期末開展前沿專題討論,幫助學(xué)生掌握學(xué)科前沿動態(tài)。傳統(tǒng)教學(xué)模式以板書為主,不能滿足集成電路設(shè)計課程信息量大的需求,借助多媒體手段可將大量前沿資訊和設(shè)計實例等信息展現(xiàn)給學(xué)生。由于集成電路設(shè)計理論基礎(chǔ)課程較為枯燥乏味,傳統(tǒng)的“老師講、學(xué)生聽”的教學(xué)模式容易激起學(xué)生的厭學(xué)情緒,課堂教學(xué)中應(yīng)注意結(jié)合生產(chǎn)和生活實際進行講解,多列舉一些生動的實例,充分調(diào)動學(xué)生的積極性。另外,關(guān)于集成電路設(shè)計的書籍雖然很多,但是在深度和廣度方面都較適合作為本科生教材的卻很少,即便有也是出版時間較為久遠,跟不上集成電路行業(yè)的快速發(fā)展節(jié)奏,選擇一些較新的設(shè)計作為案例講解、鼓勵學(xué)生瀏覽一些行業(yè)資訊網(wǎng)站和論壇、開展前沿專題講座等可彌補教材和行業(yè)情況的脫節(jié)。
三、改革課程考核方式
改革課程考核、評價模式,一方面通過習(xí)題考核學(xué)生對基礎(chǔ)知識和基本理論的掌握情況;另一方面,通過項目實踐考核學(xué)生的基本技能,加大對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程考核,突出對學(xué)生分析問題和解決問題能力、動手能力的考察;再者,在項目實踐中鼓勵學(xué)生勇于打破常規(guī),充分發(fā)揮自己的主觀能動性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。傳統(tǒng)“一張試卷”的考核方式太過死板、內(nèi)容局限,不能充分體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。集成電路設(shè)計牽涉到物理、數(shù)學(xué)、計算機、工程技術(shù)等多個學(xué)科的知識,要求學(xué)生既要有扎實的基礎(chǔ)知識和理論基礎(chǔ),又要有很好的靈活性。因此,集成電路設(shè)計課程的考核應(yīng)該是理論考試和項目實踐考核相結(jié)合,另外,考核是評價學(xué)生學(xué)習(xí)情況的一種手段,也應(yīng)該是幫助學(xué)生總結(jié)和完善課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的一個途徑,課程考核不僅要看學(xué)生的學(xué)習(xí)成果,也要看學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識的發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。
四、加強實踐教學(xué)
在理論課程講解到集成電路的最小單元電路時就要求學(xué)生首先進行模擬仿真實驗,然后隨著課程的推進進行設(shè)計性實驗,倡導(dǎo)自選性、協(xié)作性實驗。理論課程講授完后,在暑期學(xué)期集中進行綜合性、更深層次的設(shè)計性實驗。集成電路設(shè)計是一門實踐性很強的課程,必須通過大量的項目實踐夯實學(xué)生的基礎(chǔ)知識水平、鍛煉學(xué)生分析和解決問題的能力。另外,“設(shè)計”要求具備自主創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力,應(yīng)在實踐教學(xué)中鼓勵學(xué)生打破常規(guī)、靈活運用基礎(chǔ)知識、充分發(fā)揮自身特點并和團隊成員形成優(yōu)勢互補,鍛煉和提升創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。
五、總結(jié)
1 MPW服務(wù)概述
1.1 什么是MPW服務(wù)
在集成電路開發(fā)階段,為了檢驗開發(fā)是否成功,必須進行工程流片。通常流片時至少需要6~12片晶圓片,制造出的芯片達上千片,遠遠超出設(shè)計檢驗要求;一旦設(shè)計存在問題,就會造成芯片大量報廢,而且一次流片費用也不是中小企業(yè)和研究單位所能承受的。多項目晶圓MPW(Multi-Project Wafer)就是將多個相同工藝的集成電路設(shè)計在同一個晶圓片上流片,流片后每個設(shè)計項目可獲得數(shù)十個芯片樣品,既能滿足實驗需要,所需實驗費用也由參與MPW流片的所有項目分攤,大大降低了中小企業(yè)介入集成電路設(shè)計的門檻。
1.2 MPW的需求與背景
上世紀80年代后,集成電路加工技術(shù)飛速發(fā)展,集成電路設(shè)計成了IC產(chǎn)業(yè)的瓶頸,迫切要求集成電路設(shè)計跟上加工技術(shù);隨著集成電路應(yīng)用的普及,集成知識越來越復(fù)雜,并向系統(tǒng)靠近,迫切要求系統(tǒng)設(shè)計人員參與集成電路設(shè)計;為了全面提升電子產(chǎn)品的品質(zhì)與縮短開發(fā)周期,許多整機公司和研究機構(gòu)紛紛從事集成電路設(shè)計。因此,大面積、多角度培養(yǎng)集成電路設(shè)計人才迫在眉睫,而集成電路設(shè)計的巨額費用成為重要制約因素。
實施MPW技術(shù)服務(wù)必須有強有力的服務(wù)機構(gòu)、設(shè)計部門和IC生產(chǎn)線。
1.3 MPW服務(wù)機構(gòu)的任務(wù)
① 建立IC設(shè)計與電路系統(tǒng)設(shè)計之間的簡便接口,以便于系統(tǒng)設(shè)計人員能夠直接使用各種先進的集成電路加工技術(shù)實現(xiàn)其設(shè)計構(gòu)想,并以最快的速度轉(zhuǎn)化成實際樣品。
② 組織多項目流片,大幅度減少IC設(shè)計、加工費用。
③ 不斷擴大服務(wù)范圍:從提供設(shè)計環(huán)境、承擔(dān)部分設(shè)計,到承擔(dān)全部設(shè)計、樣片生產(chǎn),以幫助集成電路用戶或開發(fā)方完成設(shè)計項目。
④ 幫助中小企業(yè)實現(xiàn)小批量集成電路的委托設(shè)計、生產(chǎn)任務(wù)。
⑤ 支持與促進學(xué)校集成電路的設(shè)計與人才培養(yǎng)。
1.4 MPW技術(shù)簡介
(1)項目啟動階段
MPW組織者首先根據(jù)市場需要,確定每次流片的技術(shù)參數(shù)、IC工藝參數(shù)、電路類型、芯片尺寸等。設(shè)計時的工藝文件:工藝文件由MPW組織者向Foundry(代工廠)索取,然后再由設(shè)計單位向MPW組織者索取。提交工藝文件時,雙方都要簽署保密協(xié)議。
(2)IP核的使用
參加MPW的項目可使用組織者或Foundry提供的IP核,其中軟核在設(shè)計時提供,硬核在數(shù)據(jù)匯總到MPW組織者或Foundry處理后再進行嵌入。
(3)設(shè)計驗證
所有參加MPW的項目匯總到組織者后,由組織者負責(zé)對設(shè)計的再次驗證。驗證成功后,由MPW組織者將所有項目版圖綜合成最終版圖交掩膜版制版廠,開始流片過程。
(4)流片收費
每個項目芯片價格按所占Block的大小而非芯片實際大小計算。流片完成后,MPW組織者向每個項目提供10~20片裸片。需封裝、測試則另收費。
2 國外MPW公共技術(shù)平臺與公共技術(shù)服務(wù)狀況
(1)MPW服務(wù)機構(gòu)創(chuàng)意
1980年,美國防部軍用先進研究項目管理局(DARPA)建立了非贏利的MPW加工服務(wù)機構(gòu),即MOS電路設(shè)計的實現(xiàn)服務(wù)機構(gòu)MOSIS(MOS Implementation System)服務(wù)機構(gòu),為其下屬研究部門所設(shè)計的各種集成電路尋找一種費用低廉的樣品制作途徑。MPW服務(wù)機構(gòu)與方式的思路應(yīng)運而生。加工服務(wù)內(nèi)容:從初期的晶圓加工到后續(xù)增加的封裝、測試、芯片設(shè)計。
(2)MOSIS機構(gòu)的發(fā)展
考慮到MPW服務(wù)的技術(shù)性,1981年MOSIS委托南加州大學(xué)管理。在IC產(chǎn)業(yè)劇烈的國際競爭環(huán)境下,培養(yǎng)集成電路設(shè)計人才迫在眉睫。1985年,美國國家科學(xué)基金會NSF支持MOSIS,并和DARPA達成協(xié)議,將MPW服務(wù)對象擴大到各大學(xué)的VLSI設(shè)計的教學(xué)活動;1986年以后在產(chǎn)業(yè)界的支持下,將MPW服務(wù)擴大到產(chǎn)業(yè)部門尤其是中小型IC設(shè)計企業(yè);1995年以后,MOSIS開始為國外的大學(xué)、研究機構(gòu)以及商業(yè)部門服務(wù)。服務(wù)收費:國內(nèi)大學(xué)教學(xué)服務(wù)免費,公司服務(wù)收費,國外大學(xué)優(yōu)惠條件收費,國外公司收費較國內(nèi)公司要高。
(3)其它國家的MPW服務(wù)機構(gòu)
法國:1981年建立了CMP(Circuit Multi Projects)服務(wù)機構(gòu),發(fā)展迅速,規(guī)模與MOSIS接近,對國外服務(wù)也十分熱心。1981年至今,已為60個國家的400個研究機構(gòu)和130家大學(xué)提供了服務(wù),超過2500個課題參加了流片。1990年以前,CMP的服務(wù)對象主要是大學(xué)與研究所,1990年開始為中小企業(yè)提供小批量生產(chǎn)的MPW服務(wù)。由于小批量客戶的不斷增加,2001年的利潤比2000年增加了30%。
歐盟:歐盟于1995年建立了有許多設(shè)計公司加盟的EUROPRACTICE的MPW服務(wù)機構(gòu),旨在向歐洲各公司提供先進的ASIC、多芯片模塊(MCM)和SoC解決方案,以提高它們在全球市場的競爭地位。EUROPRACTICE采取了"一步到位解決方案"的服務(wù)方式,用戶只要與任何一家加盟EUROPRACTICE的設(shè)計公司聯(lián)系,就可以由該公司負責(zé)與CAD廠商、單元庫公司、代工廠、封裝公司和測試公司聯(lián)系處理全部服務(wù)事項。
加拿大:1984年成立了政府與工業(yè)界支持的非贏利性MPW服務(wù)機構(gòu)CMC(Canadian Microelectronics Corporation)聯(lián)盟,是加拿大微電子戰(zhàn)略聯(lián)盟(Strategic Microelectronics Consortium)的一部分。目前,CMC的成員包括44所大學(xué)和25家企業(yè)。CMC的服務(wù)包括:提供設(shè)計方法和其它產(chǎn)品服務(wù),提高成員的設(shè)計水平;提供先進的制造工藝,確??蛻舻脑O(shè)計質(zhì)量;提供技術(shù)及工藝的培訓(xùn)。
日本:1996年依托東京大學(xué)建立了VLSI設(shè)計與教育中心VDEC(VLSI Design and Education Center),開展MPC(Multi-Project Chip)服務(wù)。VDEC的目標(biāo)是不斷提高日本高校VLSI設(shè)計課程教育水平和集成電路制造的支持力度。2001年,共有43所大學(xué)的99位教授或研究小組通過VDEC的服務(wù),完成了335個芯片的設(shè)計與制造。VDEC與主要EDA供應(yīng)商都簽有協(xié)議,每個EDA工具都擁有500~1000個license;需要時,這些license都可向最終用戶開放。VDEC還對外提供第三方IP的使用,同時,VDEC本身也在從事IP研究。
韓國:1995年,在韓國先進科學(xué)技術(shù)研究院(Korea Advanced Institute of Science and Technology)內(nèi)建立了集成電路設(shè)計教育中心IDEC(IC Design Education Center)。
可以看出,世界各先進國家都認識到IC產(chǎn)業(yè)在未來世界經(jīng)濟發(fā)展中的重要地位,在IC加工技術(shù)發(fā)展到一定階段后,抓住了IC產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的關(guān)鍵;在IC應(yīng)用層面上普及IC設(shè)計技術(shù)和大力降低IC設(shè)計、制造費用,并及時建立有效的MPW服務(wù)機構(gòu),使IC產(chǎn)業(yè)進入了飛速發(fā)展期。縱觀各國MPW服務(wù)機構(gòu)不盡相同,但都具有以下特點:
① 政府與產(chǎn)業(yè)界支持的非贏利機構(gòu);
② 開放性機構(gòu),主要為高等學(xué)校、研究機構(gòu)、中小企業(yè)服務(wù);
③ 提供先進的IC設(shè)計與制造技術(shù),保證設(shè)計出的芯片具有先進性與商業(yè)價值;
④ 提供IC設(shè)計與制造技術(shù)的全程服務(wù)。
3 我國MPW現(xiàn)狀
我國大陸地區(qū)從上世紀80年代后半期開始進入MPW加工服務(wù),從早期利用國外的MPW加工服務(wù)機構(gòu)到民間微電子設(shè)計、加工的相關(guān)企業(yè)、學(xué)校聯(lián)合的MPW服務(wù),到近期政府、企業(yè)介入后的MPW公共服務(wù)體系的建設(shè),開始顯露了較好的發(fā)展勢頭。
3.1 與國外MPW加工服務(wù)機構(gòu)合作
1986年,北京華大與武漢郵科院合作利用德國的服務(wù)機構(gòu),免費進行了光纖二、三次群芯片組的樣品制作,使武漢郵科院的通信產(chǎn)品得以更新?lián)Q代。此后,上海交大、復(fù)旦、南京東南大學(xué)、北京大學(xué)、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)都從國外的MPW加工服務(wù)中獲益匪淺。東南大學(xué)利用美國MOSIS機構(gòu)的MPW加工服務(wù),采用0.25和0.35 ìm的模數(shù)混合電路工藝進行了射頻和高速電路的實驗流片。
在與國外MPW服務(wù)機構(gòu)的合作方面,東南大學(xué)射頻與光電子集成電路研究所取得顯著成果。建所初期就與美國MOSIS、法國CMP建立合作關(guān)系。1998年以境外教育機構(gòu)身份正式加入MOSIS,同年,利用MOSIS提供的臺灣半導(dǎo)體公司的CMOS工藝設(shè)計規(guī)則、模型及設(shè)計資料開發(fā)了基于Cadence軟件設(shè)計環(huán)境的高速、射頻集成電路,完成了5批0.35ìm、3批0.25ìm CMOS工藝共40多個電路的設(shè)計與制造,取得了許多國內(nèi)領(lǐng)先、世界先進水平成果。2000年東南大學(xué)射光所還與法國的CMP組織正式簽訂了合作協(xié)議。
為了推動大陸的MPW服務(wù),射光所從2000年開始利用美國MOSIS機構(gòu)為國內(nèi)客戶服務(wù),建立了MPW服務(wù)網(wǎng)頁,向公眾及時流片時間及加入MPW的流程和手續(xù)。2001年,射光所通過MOSIS利用TSMC的0.35和0.25ìm CMOS工藝為清華大學(xué)、信息產(chǎn)業(yè)部第13所、南通工學(xué)院完成了3批10多個芯片的設(shè)計制造。目前,10多個高校、研究機構(gòu)、企業(yè)成為射光所MPW成員。
3.2 高校、企業(yè)、研究機構(gòu)合作實現(xiàn)MPW服務(wù)
90年代,上海復(fù)旦大學(xué)開始著手建立國內(nèi)MPW加工服務(wù)機構(gòu);1995年,無錫上華微電子公司開始承擔(dān)MPW加工服務(wù),并于1996年組織了第一次MPW流片;1997年至1999年在上海市政府的支持下,連續(xù)組織了6次MPW流片,參加項目有82個;2000年受國家火炬計劃、上海集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)化基地、上海市科委及上海集成電路設(shè)計研究中心委托又組織了3次35個項目的MPW流片。清華大學(xué)與無錫上華合作,針對上華工藝,開發(fā)了0.6ìm單元庫,開始了MPW加工服務(wù),并將校內(nèi)的工藝線用于MPW加工服務(wù)。近年來,在863 VLSI重大項目規(guī)劃指引下,在上海、北京、深圳、杭州等地陸續(xù)成立了集成電路產(chǎn)業(yè)化基地,進一步推動了MPW加工服務(wù)的開展。清華大學(xué)從2000年開始,利用上華0.6ìm CMOS工藝為本校以及浙江大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)組織了4次MPW流片,總共實現(xiàn)了106項設(shè)計;上海集成電路設(shè)計研究中心與復(fù)旦大學(xué),于2001年利用上華1.0和0.6ìm CMOS工藝和TSMC的0.3ìm CMOS工藝,為產(chǎn)業(yè)界、教育界進行了8次MPW流片,實現(xiàn)了109個設(shè)計項目。
隨著中國半導(dǎo)體工業(yè)飛速發(fā)展,將會在更多的先進工藝生產(chǎn)線為MPW提供加工服務(wù),許多境外的半導(dǎo)體公司也在積極支持我國的MPW加工服務(wù)。隨著上海、北京多條具有國際先進水平的深亞微米CMOS工藝線的建成,國家級的MPW計劃會得到飛速發(fā)展。
3.3 臺灣地區(qū)的MPW加工服務(wù)
1992年在臺灣科學(xué)委員會的支持下,成立了集成電路設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計研究中心CIC。其目的是對大專院校的集成電路/系統(tǒng)設(shè)計提供MPW服務(wù),對集成電路/系統(tǒng)設(shè)計人員進行培訓(xùn),并推動產(chǎn)業(yè)界與學(xué)院的合作研究項目。到目前為止,CIC已為超過100家的臺灣院校提供了MPW服務(wù),總計有3909個IC項目流片成功,其中,76家大專院校有3423項,40多家研究所和產(chǎn)業(yè)界有486項。在EDA工具方面,有多家的IC/SYSTEM設(shè)計工具已運用在MPW的設(shè)計流程中。到目前為止,已有91家大專院校安裝了14 100多個EDA工具的許可證,另外,0.6ìm 1P3M CMOS、0.35ìm1P4M CMOS、0.25 ìm1P5M CMOS和0.18ìm1P6M CMOS的標(biāo)準(zhǔn)單元庫已開始使用。除了常規(guī)MPW服務(wù),CIC還向大專院校提供培訓(xùn):2001年有7000人次,每年還有2次為產(chǎn)業(yè)界提供的高級培訓(xùn)。
臺灣積體電路制造股份公司(臺積公司:TSMC)從1998年提供MPW服務(wù),成為全球IC設(shè)計的重要伙伴。2000年以來臺積公司提供了100多次MPW服務(wù),并完成了1000個以上IC芯片項目的研制。目前,臺積公司已分別與上海集成電路設(shè)計研究中心、北京大學(xué)微處理器研究開發(fā)中心合作,提供MPW服務(wù)。
4 我國大陸地區(qū)MPW服務(wù)基地的建設(shè)
由于大陸地區(qū)原有微電子研究機構(gòu)的歷史配置,在進入基于MPW服務(wù)方式后,這些研究機構(gòu)先后都介入了IC設(shè)計的MPW服務(wù)領(lǐng)域,并開始建立相應(yīng)的MPW服務(wù)基地。
4.1 上海復(fù)旦大學(xué)與集成電路設(shè)計研究中心(ICC)
上海復(fù)旦大學(xué)專用集成電路與系統(tǒng)國家重點實驗室在上海市政府支持下,于1997年成立了"上海集成電路設(shè)計教育服務(wù)中心"。主要任務(wù)是IC設(shè)計人才培養(yǎng)和組織MPW服務(wù)。1997~1999年組織了6次MPW流片。2000~2001年上海市科委設(shè)立"上海多項目晶圓支援計劃",把開展MPW列為國家集成電路設(shè)計上海產(chǎn)業(yè)化基地的重點工作。在市科委組織下,復(fù)旦大學(xué)專用集成電路與系統(tǒng)國家重點實驗室與ICC實現(xiàn)強強聯(lián)合,面向全國,于2000年組織了3次、2001年組織了5次MPW流片。ICC于2001年底正式與TSMC達成合作協(xié)議,開展0.35ìm MPW流片服務(wù)。2002年與中芯國際集成電路制造(上海)有限公司(SMIC)合作推出本土0.35ìm及以下工藝的MPW流片服務(wù)。從ICC設(shè)立的網(wǎng)站(icc.sh.cn) 可了解MPW最新動態(tài)和幾乎所有的MPW服務(wù)信息。
4.2 南京東南大學(xué)射頻與光電子集成電路研究所
1998年,南京東南大學(xué)射光所以境外教育機構(gòu)的身份正式加入美國MOSIS,并簽訂有關(guān)協(xié)議,由此可獲得多種工藝流片服務(wù)。2000年5月與法國的CMP簽訂了合作協(xié)議。1999年底受教育部委托,舉辦了"無生產(chǎn)線集成電路設(shè)計技術(shù)"高級研討班。從2000年開始建立了MPW服務(wù)網(wǎng)頁,通過網(wǎng)頁向公眾公布流片時間及加入MPW的流程和手續(xù),目前,高速數(shù)字射頻和光電芯片測試系統(tǒng)已開始運行,準(zhǔn)備為全國超高速數(shù)字、射頻和光電芯片研究提供技術(shù)支持,有許多高校、研究單位、公司已成為射光所MPW成員。
4.3 國家集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)化(北京)基地MPW加工服務(wù)中心
在北京市政府的支持與直接參與下建立了"北京集成電路設(shè)計園有限責(zé)任公司"。正在建設(shè)中的國家集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)化(北京)基地MPW加工服務(wù)中心由北京華興微電子有限公司為承擔(dān)單位,聯(lián)合清華大學(xué)、北京大學(xué)共同建設(shè)。
4.4 北方微電子產(chǎn)業(yè)基地TSMC MPW技術(shù)服務(wù)中心
知識經(jīng)濟時代,社會經(jīng)濟的發(fā)展越來越依賴于科學(xué)技術(shù)的進步,電子信息產(chǎn)業(yè)作為高新技術(shù)行業(yè),又以集成電路(IntegratedCircuit,IC)的設(shè)計為前沿。作為21世紀的朝陽產(chǎn)業(yè),IC設(shè)計能力反映了一個國家信息產(chǎn)業(yè)的硬實力,深刻地影響著人們生產(chǎn)、生活的方法面面,對于一國的經(jīng)濟社會發(fā)展起著舉足輕重的作用。隨著集成電路的規(guī)模依據(jù)摩爾定律不斷呈指數(shù)級別地飛速增長,已經(jīng)實現(xiàn)可以將整個系統(tǒng)集成到一塊單硅芯片上,片上系統(tǒng)(SystemonChip,SoC)的概念應(yīng)運而生。然而對于大規(guī)模的SoC開發(fā),無論從設(shè)計的費用、周期還是可靠性方面考慮,傳統(tǒng)的方法均已不能滿足需求。加之集成電路產(chǎn)業(yè)分工的日益細化,外包模式被更多企業(yè)采用,出于對商業(yè)風(fēng)險、市場機會和材料成本的考慮,集成電路產(chǎn)業(yè)越來越多地使用知識產(chǎn)權(quán)核(IntellectualPropertyCore,IPCore)2復(fù)用的設(shè)計方法。“集成電路設(shè)計業(yè)已步入IP模塊的年代,IP開發(fā)、搜索、集成與服務(wù)是當(dāng)前設(shè)計業(yè)發(fā)展的瓶頸,知識產(chǎn)權(quán)在集成電路設(shè)計業(yè)發(fā)展中的地位至關(guān)重要?!?據(jù)中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院(簡稱CCID)統(tǒng)計,2007年全球SoC市場已達750億美元,占國際IC市場的29%,其中全球SoC產(chǎn)品設(shè)計85%都采用IP核為主的預(yù)定制模塊,IP核的銷售額達到40億美元以上4。2012年,國家工信部軟件與集成電路促進中心(以下簡稱CSIP)調(diào)研報告顯示,移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來使得全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)生著深刻的變化,而且必將會從量變轉(zhuǎn)入質(zhì)變,其中一個重要的方面就是智能手機和平板電腦產(chǎn)業(yè)引發(fā)的SoC“核”競賽。國家集成電路人才培養(yǎng)基地專家預(yù)計,到2015年,中國芯片市場規(guī)模將超過1萬億元,SoC“IP核”價值將更為可觀。5隨著我國集成電路產(chǎn)業(yè)自主研發(fā)產(chǎn)品種類的不斷增加,中國IC企業(yè)也越來越多地涉足SoC設(shè)計,對IP核的需求持續(xù)快速增長。CSIP調(diào)研顯示,截止2011年12月,100%的中國IC企業(yè)都使用了第三方提供的IP核,其中34.2%的企業(yè)IP核采購支出占預(yù)算比例達20%~40%,18.4%的企業(yè)IP核采購支出甚至占到了40%以上,整體技術(shù)依存度畸高。關(guān)于影響國內(nèi)IP核產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素調(diào)查表明,54%的企業(yè)認為首要問題是知識產(chǎn)權(quán)保護,許多企業(yè)不愿意推廣自己的IP核,原因幾乎一致,主要還是擔(dān)心知識產(chǎn)權(quán)保護不力,辛辛苦苦研發(fā)出來的技術(shù)被別人盜用或濫用。6由于對如何依靠我國現(xiàn)行知識產(chǎn)權(quán)法律保護IP核缺乏了解,除個別IC企業(yè)掌握少量自主知識產(chǎn)權(quán)的IP核外,絕大多數(shù)國內(nèi)IC企業(yè)仍處于技術(shù)需求方的弱勢地位。不僅如此,“掌握核心技術(shù)的很多國外IP核供應(yīng)商對國內(nèi)知識產(chǎn)權(quán)的保護也表示懷疑,拒絕將該IP核在中國交易”7使得中國IC企業(yè)難以獲得高質(zhì)量的IP核,并且動輒被懷疑存在抄襲等侵權(quán)行為8,更毋寧說進行技術(shù)交流與學(xué)習(xí)創(chuàng)新。
二、中國集成電路IP核發(fā)展的戰(zhàn)略措施分析
集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)是電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點,集成電路IP核作為集成電路設(shè)計的關(guān)鍵性技術(shù)成果對于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義重大。我國集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)遇到的困難主要是缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)的集成電路IP核,導(dǎo)致IP核對外技術(shù)依存度畸高。為此,需要推動我國集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略,提升集成電路IP核的開發(fā)、獲取和保護能力,以促進我國集成電路產(chǎn)業(yè)的健康、快速發(fā)展。本文認為可以考慮從以下三方面著手:
(一)加強IP核知識產(chǎn)權(quán)法律協(xié)調(diào)保護力度集成電路IP核的知識產(chǎn)權(quán)保護方法,國際IP核標(biāo)準(zhǔn)化組織VSIA(虛擬插槽接口聯(lián)盟)的《IP核保護白皮書》9中歸納了三種保護途徑,第一種是依靠知識產(chǎn)權(quán)法律的“威懾”作用防止IP核被非法傳播與使用,否則將借助司法程序予以制裁。第二種是借助合同、契約等方式,如通過許可證協(xié)議等方式阻止IP核被非授權(quán)性使用,以達到“防衛(wèi)”的效果。第三種則是通過水印和指紋等技術(shù)手段,對IP核的合法性進行“檢測”和追蹤。我國借鑒了VSIA的相關(guān)方案,相繼制定了《集成電路IP核保護大綱》等11項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但如上述國家機構(gòu)的一系列調(diào)研報告表明的情況實施效果不甚理想。究其原因,主要是《集成電路布圖設(shè)計保護條例》(以下簡稱《IC條例》)制訂后保護思路的單一與保護力度的松懈。2001年《IC條例》的頒布讓業(yè)界普遍認為依靠《IC條例》就足以解決集成電路設(shè)計保護方面的所有問題。實則不然,鑒于集成電路IP核技術(shù)的復(fù)雜性與侵權(quán)的隱蔽性,集成電路IP核的知識產(chǎn)權(quán)保護通常較為困難。技術(shù)上,IP核已經(jīng)發(fā)展到系統(tǒng)級別,依據(jù)設(shè)計流程上的區(qū)別可細分為多個類別。按照《IC條例》的規(guī)定只能對其中部分形式的IP核進行保護,卻容易忽視其它類別的IP核可以納入《著作權(quán)法》《專利法》《反不正當(dāng)競爭法》等的保護范圍10,造成我國大量IP核創(chuàng)新成果的知識產(chǎn)權(quán)保護缺失。結(jié)合產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展,加強IP核知識產(chǎn)權(quán)法律間的協(xié)調(diào)保護力度,提升企業(yè)等創(chuàng)新主體的IP核知識產(chǎn)權(quán)保護意識和保護能力,無疑將有助于促進我國自主知識產(chǎn)權(quán)IP核數(shù)量的增加和設(shè)計質(zhì)量的提高。另外,有擔(dān)心加強IP核知識產(chǎn)權(quán)法律保護力度可能會更有利于跨國公司而不利于我國本土企業(yè)IP核知識產(chǎn)權(quán)獲取,實際大可不必。集成電路IP核等信息產(chǎn)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域的一個顯著特點就是容易出現(xiàn)相互制約的知識產(chǎn)權(quán)。只要我國企業(yè)能夠憑借后發(fā)優(yōu)勢獲得一定數(shù)量的IP核知識產(chǎn)權(quán),特別是如果能夠掌握或者突破部分IP核通用或核心技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán),則能夠擁有與跨國公司交叉許可的談判資本,至少可以大幅要求降低許可使用費用,同時形成良性循環(huán)并逐步實現(xiàn)全方位的趕超。值得注意的則是我國《反壟斷法》關(guān)于知識產(chǎn)權(quán)反壟斷的配合還需完善,以防止某些跨國公司憑借市場支配地位,通過搭售非必要專利、打包許可過期專利、限制競爭的技術(shù)回授等方式,濫用知識產(chǎn)權(quán)限制競爭,2015年初我國發(fā)生的高通公司壟斷案等已經(jīng)敲響了警鐘。從這個意義上講,加強集成電路設(shè)計業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)法律間協(xié)調(diào)保護力度,不僅要加強對權(quán)利人正當(dāng)利益的保護,還應(yīng)該加強對于權(quán)利人濫用知識產(chǎn)權(quán)權(quán)利的懲處力度。
(二)加快IP核知識產(chǎn)權(quán)海外技術(shù)收購步伐全球化時代的知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略不能隅于一國之內(nèi),隨著我國整體經(jīng)濟實力的增強,中國企業(yè)也開始越來越多的邁出國門,參股投資、兼并收購國外的公司企業(yè)。中國的集成電路產(chǎn)業(yè)也應(yīng)該部署自己的海外戰(zhàn)略,其中尤其應(yīng)當(dāng)重視對于所收購企業(yè)創(chuàng)新能力的考察,特別是知識產(chǎn)權(quán)價值的評估。審時度勢地加快IP核知識產(chǎn)權(quán)海外技術(shù)收購步伐能夠幫助我國集成電路設(shè)計企業(yè)在較短時間內(nèi)獲得自己作為權(quán)利人的IP核知識產(chǎn)權(quán)。進行IP核跨國收購應(yīng)對國際上與集成電路設(shè)計IP核業(yè)務(wù)有關(guān)的公司情況進行分析判斷。目前國際上,與集成電路設(shè)計IP核業(yè)務(wù)有關(guān)的公司主要有四大類11:一是以IP核授權(quán)或出售為主要贏利途徑的專業(yè)IP核公司,如ARM、Rambus、MIPSTechnologies等。二是大型的集成器件制造商(IDM)公司,如TI、Samsung、Freescale等,由于長期的技術(shù)積累,擁有大量供內(nèi)部重復(fù)使用的IP核;三是電子設(shè)計自動化(EDA)軟件公司,如Synopsys、Cadence、Mentor等,為推廣EDA軟件,這些公司大都開發(fā)了許多可供用戶使用的IP核,配合EDA工具一起銷售;四是晶圓代工(Foundry)廠,如TSMC、UMC、Charter等,為吸引更多的客戶到本公司加工流片,大都提供了包括標(biāo)準(zhǔn)單元庫在內(nèi)的FoundryIP核供客戶免費使用。我國集成電路IP核海外收購的主要對象應(yīng)該是正處于創(chuàng)業(yè)期的小型專業(yè)IP核公司。大型的集成器件制造企業(yè)和電子設(shè)計自動化軟件公司除非經(jīng)營遇到極大困難或為調(diào)整發(fā)展方向欲轉(zhuǎn)售相關(guān)業(yè)務(wù)的,如IBM公司將筆記本業(yè)務(wù)與相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓中國聯(lián)想,否則一般很難切入收購相關(guān)IP核等知識產(chǎn)權(quán)。而晶圓代工廠的IP核由于多屬于非核心技術(shù)且通常免費提供,收購意義也不大。容易忽略的是各國創(chuàng)新孵化器、高技術(shù)園區(qū)乃至高等院校內(nèi)的IP核創(chuàng)新成果或知識產(chǎn)權(quán)。國外公司對此一直十分重視,據(jù)報道,有世界知名的跨國公司就通過其在中國設(shè)立的子科技公司,逐個與上海高??蒲刑幒炗喪召徃咝0l(fā)明成果的合作框架協(xié)議或合同,而類似的情況還不在少數(shù)12。收購相關(guān)創(chuàng)新成果一則可以掌握最新技術(shù),二則可以通過知識產(chǎn)權(quán)占領(lǐng)被申請國市場,如果是通過PCT申請渠道還可能在多國享有合法的壟斷權(quán)利,更為重要的是有助于整合國外人才促進本國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的相關(guān)技術(shù)研發(fā)。中國的IP核海外收購可以學(xué)習(xí)、借鑒跨國公司的經(jīng)驗和案例,本著互惠互利的原則,以公平合理的價格收購有潛力的國外專業(yè)IP核公司。當(dāng)然在收購中最好聘請優(yōu)秀的律師事務(wù)所、專利事務(wù)所和會計師事務(wù)所等中介機構(gòu)進行充分的知識產(chǎn)權(quán)風(fēng)險、價值分析與評估,避免產(chǎn)生不必要地法律糾紛乃至遭遇知識產(chǎn)權(quán)的陷阱。
(三)加大IP核知識產(chǎn)權(quán)研發(fā)保護資金投入集成電路設(shè)計是個高投入高風(fēng)險的行業(yè),屬于技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)。集成電路設(shè)計研發(fā)費用一般要占到銷售額的近15%,而后獲取知識產(chǎn)權(quán)保護還需要投入一定的經(jīng)費,更毋寧說進行海外并購等?!拔覈呻娐樊a(chǎn)業(yè)十年以來科技投入1000多億元,但相比國際大企業(yè),國內(nèi)全行業(yè)投入只是英特爾公司的1/6?!?3加大IP核知識產(chǎn)權(quán)研發(fā)保護資金投入,對于目前技術(shù)積累薄弱、自主知識產(chǎn)權(quán)缺乏、融資成本高昂的國內(nèi)集成電路設(shè)計企業(yè)而言無異于注入強勁的動力源泉。資本在促進集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性和必要性已經(jīng)獲得認可,通過政府財政引導(dǎo)加股權(quán)投資基金協(xié)同運作的方式被認為是有效的手段。事實上,美國半導(dǎo)體業(yè)融資的主要渠道就是依靠風(fēng)險投資基金支持。中國臺灣地區(qū)之所以成為全球第四大半導(dǎo)體基地就與其六年建設(shè)計劃對集成電路產(chǎn)業(yè)的重點扶植有密切關(guān)系。我國也可以考慮:政府通過一定的政策,配合財政、稅收、信貸等措施,引導(dǎo)社會資金投入國內(nèi)集成電路IP核設(shè)計等相關(guān)產(chǎn)業(yè),而公司股權(quán)、所獲得集成電路IP核的知識產(chǎn)權(quán)許可使用收益等均可以作為投資回報;或者采用設(shè)立投資基金的方式,以基金投資公司為平臺,扶持國內(nèi)集成電路IP核設(shè)計企業(yè)克服資金短缺的困難、進行技術(shù)創(chuàng)新和知識產(chǎn)權(quán)保護等工作。2014年6月,由工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、科技部、財政部等部門編制,國務(wù)院批準(zhǔn)的《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》正式實施,提出要著力發(fā)展集成電路設(shè)計業(yè),強化企業(yè)創(chuàng)新能力,加強集成電路知識產(chǎn)權(quán)的運用和保護。與此同時,繼北京之后,上海、武漢、深圳、合肥、沈陽等多地都加速打造地方版IC產(chǎn)業(yè)股權(quán)投資基金,據(jù)悉國家也將投入巨資以促進IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展。相信包括集成電路IP核在內(nèi)的我國IC業(yè)必將產(chǎn)生一大批創(chuàng)新性的技術(shù)成果,同時,也為企業(yè)加強對相關(guān)技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)保護、完善管理奠定了良好的基礎(chǔ)。當(dāng)然,還可以考慮進一步細化基金支持項目,如果在可能的情況下,有必要建立一個或多個專門針對集成電路IP核等核心技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)的收購基金,以支持我國集成電路產(chǎn)業(yè)的海外技術(shù)并購。
三、結(jié)語