大家好！今天讓小編來大家介紹下關(guān)于芯片ip核是什么的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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文章目錄列表:

• 1、ARM芯片的基本概念

• 2、什么是arm軟件核和硬件核，兩者區(qū)別是什么？

• 3、“華為制裁事件”最全剖析，命門在哪里？最差的結(jié)果是什么？

• 4、集成電路系統(tǒng)級封裝(SiP)技術(shù)以及應(yīng)用

一、ARM芯片的基本概念

本篇博客旨在梳理一些關(guān)于arm公司和arm芯片的概念，比如S3C2440是什么，它與arm的關(guān)系又是什么關(guān)系。

ARM公司主要設(shè)計ARM系列AISC處理器內(nèi)核，它不生產(chǎn)芯片，只提供IP核。先以一個例子解釋一下架構(gòu)、核、處理器和芯片：S3C2440，這是一款SoC芯片。注意，它不是cpu，2440和我們熟知的51單片機(jī)有點類似，都屬于嵌入式。嵌入式的發(fā)展到目前經(jīng)歷了三個階段，分別是SCM、MCU、SoC。51屬于SCM或MCU，而2440就屬于SoC。下面是2440的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

中間的那個arm920t就是2440的處理器，處理器和核在我看來在這里是一個概念，只不過一個是硬概念，一個是軟概念。這里的920t就既是處理器又是核。而三星做的就是除了這個cpu外其他的東西。也就是說ARM公司給了三星公司arm920t，三星公司基于這款處理器設(shè)計了S3C2440芯片。

現(xiàn)在我們來談?wù)凙RM架構(gòu)，架構(gòu)實際上是一種設(shè)計思想，基于這些設(shè)計思想，ARM公司設(shè)計了不同的處理器，請看下面這張表

所以我們可以看出來S3C2440的架構(gòu)是ARMv4。

例如：S3C2440基于的是 ARM920T 核心。

綜上所述：單個架構(gòu)對應(yīng)多個核心，單個核心對應(yīng)多款芯片，由ARM公司提供核心給芯片廠商，如三星。

參考文章

[1]: 一文帶你了解ARM的發(fā)展歷程

二、什么是arm軟件核和硬件核，兩者區(qū)別是什么？

嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)的最高形式是單一芯片系統(tǒng)(SOC，System On Chip)，而SOC的核技術(shù)是IP核(即知識產(chǎn)權(quán)核Intellectual Property Kernels)構(gòu)件。IP核有硬件核、軟件核和固件核，硬件核主要指8/16/32/64位MPU核或DSP核。硬件提供商以數(shù)據(jù)軟件庫的形式，將其久經(jīng)驗證的處理器邏輯和芯片版圖數(shù)據(jù)，供EDA工具調(diào)用在芯片上直接配置MPU/DSP功能單元；而軟件核則是軟件提供商將SOC所需的RTOS內(nèi)核軟件或其它功能軟件，如通信協(xié)議軟件，F(xiàn)AX功能軟件等構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)API方式和IP核構(gòu)件形式供IDE和EDA工具調(diào)用制成FLASH或ROM可執(zhí)行代碼單元，加速SOC嵌入式系統(tǒng)定制或開發(fā)。目前一些嵌入式軟件供應(yīng)商紛紛把成熟的RTOS內(nèi)核和功能擴(kuò)展件，以軟件IP核構(gòu)件形式出售，如Microtec的VRTXoc for ARM就是典型例子。

三、“華為制裁事件”最全剖析，命門在哪里？最差的結(jié)果是什么？

作者| 貓哥

來源| 大貓 財經(jīng)

01

特朗普這人看著沒譜，但看他做事也有另一面，心思縝密，走一步挖個坑。

2018年3月，以鋼鐵、鋁加關(guān)稅為起點，貿(mào)易戰(zhàn)風(fēng)雨欲來，當(dāng)時誰也沒想到，貿(mào)易戰(zhàn)的后手是 科技 戰(zhàn)。

2018年12月，華為任正非的女兒孟晚舟在加拿大被捕，此案至今仍未完結(jié)。

2019年5月16日，美國將華為列入實體清單，在未獲得美國商務(wù)部許可的情況下，美國企業(yè)將無法向華為供應(yīng)產(chǎn)品。

實體清單事件對華為打擊巨大，比如 華為手機(jī)無法使用高通芯片 ， 谷歌停止與華為合作 ，華為因此失去對安卓系統(tǒng)更新的訪問權(quán)，只有在開源版更新后才可以 AOSP 繼續(xù)開發(fā)新的安卓系統(tǒng)，對于國內(nèi)用戶影響不大，但國際業(yè)務(wù)大受影響，去年損失超過100億美元。

時隔一年，美國對華為的制裁再度升格，用他們的話說就是“堵住漏洞”，要求使用美國芯片技術(shù)和設(shè)備的外國公司，要先獲得美國的許可，才可以將芯片供應(yīng)給華為和其關(guān)聯(lián)企業(yè)。

這兩個政策的差異在于：

說白了， 這個政策真要實施了，華為生產(chǎn)什么，生產(chǎn)多少，都要得到美國的許可。

所以，即便華為去年收入8588億，今年的主題詞也只有三個字： “活下去” 。

02

美國為啥這么干？

要看細(xì)節(jié)，在去年的制裁政策出來后，美國對華為的臨時許可證5次展期，也就是說，一直沒執(zhí)行。

新的制裁政策也設(shè)定了120天緩沖期 ，也就是說，在這個時間內(nèi)，華為還可以全球掃貨。

為什么說制裁卻一再推遲呢？目標(biāo)有兩個：

美國僅僅盯著一個華為嗎？當(dāng)然不是，美國自打當(dāng)了老大之后，一個基本國策就是打老二，英國、日本、前蘇聯(lián)，只是現(xiàn)在輪到了中國。不過金融戰(zhàn)、星球大戰(zhàn)都不好使了，作為“里根主義”的信徒， 特朗普遏制中國的核心就是貿(mào)易戰(zhàn)、 科技 戰(zhàn)。

盯著華為，是因為“射人先射馬，擒賊先擒王”的道理美國人也懂，美國司法部長威廉·巴爾（William Barr）前兩天參加了 “中國行動計劃會議” ，并做了演講。

他說的就比較露骨了，“美國絞殺華為的必要性，根本原因不是什么伊朗或者網(wǎng)絡(luò)安全，而是來自華為的威脅”，核心觀點是這些：

地緣、人口、能源這些因素已經(jīng)不能完全決定一個國家的未來， 科技 的主導(dǎo)地位前所未有的上升，面對5G、6G這些近在眼前的巨變，美國肯定不會掉以輕心。

03

所以，華為就成了焦點。

過去這一年多，華為為自救都干了什么呢？概括來說三件事：

1、使勁搞研發(fā)。 比如鴻蒙系統(tǒng)和鯤鵬計算生態(tài)，隨時預(yù)備著美國斷糧；

2、去美國化。 最近日本一個專業(yè)公司對華為Mate30做了拆解分析，發(fā)現(xiàn)中國產(chǎn)零部件已經(jīng)從25%大幅上升到約42%，美國產(chǎn)零部件則從11%左右降到了約1%。

在每個核心部件，華為都在找更多的“備份”：

3、瘋狂囤貨。 2019 年華為的存貨為1672.08億元，同比增長 73.46%，今年Q1存貨繼續(xù)上升，就在515美國升級禁令后，華為還向臺積電下了7億美元訂單。

在8月15日之前，華為肯定還會把能買到的核心部件統(tǒng)統(tǒng)買到手。

看到這兒，很多人不理解了，華為不是開始做系統(tǒng)了嗎？國家不也開始做芯片了嗎？產(chǎn)業(yè)大基金那么多錢還搞不定嗎？這事有那么嚴(yán)重嗎？

暫時搞不定，問題很嚴(yán)重。

我們可以按產(chǎn)業(yè)鏈把華為的核心業(yè)務(wù)可以分成三類：

不黑不吹，拆開來一點點看。

04

華為的5G業(yè)務(wù)用一個字形容，就是“?！保@點美國也認(rèn)。

全球主要的通信廠家現(xiàn)在公認(rèn)四家最強(qiáng)： 華為、中興、愛立信和諾基亞。 華為的合同數(shù)和專利數(shù)量都居前列，這是過去十年6000多億研發(fā)投入的成果。

任正非公開講過，華為脫離美國的供應(yīng)也能夠生存， 華為已經(jīng)開始生產(chǎn)不含美國零部件的 5G 基站。

但有個問題——從5G 基站所需要的芯片來看，華為海思擁有絕大部分核心芯片的設(shè)計能力，但在芯片領(lǐng)域， 設(shè)計、制造和封測是三大組成部分 ，大部分企業(yè)主營業(yè)務(wù)只涉及其中一環(huán)，像華為海思主要就是負(fù)責(zé)芯片設(shè)計，而后的工序則由代工廠完成。

就跟建筑設(shè)計師可以設(shè)計圖紙，但具體蓋房子還是要找個施工單位?，F(xiàn)在華為5G基站芯片用的是臺積電 7nm工藝制程，下一代 5nm芯片正在導(dǎo)入。咱們內(nèi)地廠商現(xiàn)在還做不了這個，低端的基站芯片可以國產(chǎn)，高端的還是有賴于擁有先進(jìn)制程的公司。

再說說IT基建領(lǐng)域的鯤鵬系統(tǒng)，通俗地說，這有點像水電之類的基礎(chǔ)設(shè)施?，F(xiàn)在這套系統(tǒng)的處理器核、微架構(gòu)和芯片均由華為自主研發(fā)設(shè)計，SPECint 評分超過 930 分，高于業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)水平25%，相當(dāng)厲害。

但是問題跟5G芯片類似， 由于采用了7nm工藝制造，目前仍高度依賴臺積電，短期內(nèi)無法實現(xiàn)量產(chǎn)。

最后就說到大家熟悉的華為手機(jī)。

去美國化迅猛，前面已有提到。今年發(fā)布的華為 P40 系列中僅有射頻前端(RF)模組來自美國，這玩意通俗地說作用就是轉(zhuǎn)化信號，作用很關(guān)鍵，但在這個領(lǐng)域，大陸企業(yè)仍處于起步階段，華為仍高度依賴 Qorvo、Skyworks 等美國公司，國產(chǎn)替代需要時間。

看到這大家都明白了，其他的好像都沒啥問題，都卡在芯片上了，而且好像芯片設(shè)計也還行，就是自己生產(chǎn)不了，為什么會這樣呢？

05

前天，華為輪值董事長郭平說， “華為不具備芯片設(shè)計之外的芯片制造能力，我們還在努力尋找解決方案。求生存是華為現(xiàn)在的主題詞。” 這道出了華為的命門，芯片制造。

芯片制造大概分三步：設(shè)計、制造、封測，整個生產(chǎn)過程是這樣的：

上游影響設(shè)計的是EDA和IP核。

EDA是一種設(shè)計芯片的軟件，可以理解為修圖界的大神ps軟件， 關(guān)鍵問題是，只要芯片更新?lián)Q代，這個軟件就必須隨之更新，否則你連設(shè)計都做不了。

目前全球的EDA行業(yè)主要由新思 科技 （Synopsys）、楷登電子 科技 （Cadence）、以及2016年被德國西門子收購的明導(dǎo)國際（Mentor Graphics）三大廠商壟斷，加起來占比64%之多。

國內(nèi)做EDA也有一些基礎(chǔ)，比如華大九天、概倫電子，但現(xiàn)在也只能夠解決三分之一左右的問題，剩下的還是離不開前面說的幾個大廠。

相比之下，IP核問題不大，IP核的全稱是知識產(chǎn)權(quán)模塊，華為的IP核方面用的是ARM架構(gòu)，目前已經(jīng)拿到了最新的商用架構(gòu)ARMV8架構(gòu)的永久授權(quán)，而且國內(nèi)的半導(dǎo)體IP授權(quán)服務(wù)供應(yīng)商芯原股份也有足夠的設(shè)計能力，可以在未來供應(yīng)華為。

06

上游情況是這樣，下游的封測影響也不大， 最大的問題是在中間制造這個環(huán)節(jié)。

材料還好說，但我們沒有好的設(shè)備商。

全球半導(dǎo)體設(shè)備廠商前十名，除開荷蘭造光刻機(jī)的ASML和新加坡的ASM，剩下有四個美國的，四個日本的：

里面的技術(shù)問題盤根錯節(jié)，基本逃不出美國新政策的限制。

前面說過，多數(shù)廠商只會涉及到芯片制造的一個環(huán)節(jié)，所以這么多年華為自己設(shè)計的芯片都是找代工廠生產(chǎn)的。

主要的代工廠有兩家： 臺積電和中芯國際。

臺積電擁有最先進(jìn)的制程，蘋果、高通的SOC芯片基本都由臺積電代工，華為的手機(jī)SOC芯片能跟蘋果高通PK，也有臺積電的功勞。

芯片的升級是精度越高尺寸越小，在代工廠中，臺積電優(yōu)勢明顯，中芯國際7nm制程的還在規(guī)劃試產(chǎn)階段，三星的5nm制程也在試產(chǎn)階段，臺積電已經(jīng)量產(chǎn)5nm制程了，差了好幾年，芯片行業(yè)，這個差距還是很大的：

華為手機(jī)的中高端已經(jīng)全系采用了7nm 制程，原計劃今年的麒麟 1000 系列芯片會采用臺積電最新的5nm制程，如果最差的情況真出現(xiàn)了，華為只能靠庫存，庫存用完了，只能看美國臉色。

07

美國新的管制條例確實夠狠，從EDA軟件、半導(dǎo)體設(shè)備到晶圓代工，全部都能干涉，對供應(yīng)鏈企業(yè)有“無限追溯”權(quán)，制裁的力度前所未有，期限也相當(dāng)緊張。

那就只能任人宰割了？

當(dāng)然不會，指望華為這種“戰(zhàn)斗公司”屈服很難。他們知道自己該做什么也正在做。

這事最后大概會有幾種結(jié)果：

前幾天《環(huán)球時報》報道稱，中方有幾項反制方案，包括將美有關(guān)企業(yè)納入中方“不可靠實體清單”，對高通、思科、蘋果等美企進(jìn)行限制或調(diào)查，暫停采購波音公司飛機(jī)等，這都可以理解為博弈的砝碼。

當(dāng)然，還有一個終極解決方案， 命門 能自己控制才最安心 ，如果我們什么芯片都能干出來，也就不用看別人臉色，自然不必為此操心，但這真的需要 科技 領(lǐng)域下大力氣了。

這絕對不是華為一家公司面臨的難題。

四、集成電路系統(tǒng)級封裝(SiP)技術(shù)以及應(yīng)用

由于 集成電路 設(shè)計水平和工藝技術(shù)的提高，集成電路的規(guī)模越來越大，整個系統(tǒng)可以集成到一個 芯片 上（目前一個芯片上可以集成108個晶體管）。這使得將于單芯片集成到由具有多個硬件和軟件功能的電路組成的系統(tǒng)（或子系統(tǒng)）中成為可能。90年代末，集成電路進(jìn)入了系統(tǒng)級芯片（SOC）時代。

1980年代，專門集成電路以標(biāo)準(zhǔn)邏輯門為基本單元，由處理線提供給設(shè)計師免費使用，以縮短設(shè)計周期：1990年代末進(jìn)入系統(tǒng)級芯片時代。在芯片上，它包括cpu、dsp、邏輯電路、模擬電路、射頻電路、存儲器和其他電路模塊以及嵌入式軟件，并相互連接，形成完整的系統(tǒng)。

       由于系統(tǒng)設(shè)計日益復(fù)雜，設(shè)計行業(yè)中已有工廠專門開發(fā)具有這些功能的各種集成電路模塊（稱為知識產(chǎn)權(quán)核心或IP核心）。這些模塊通過授權(quán)提供給其他系統(tǒng)設(shè)計人員進(jìn)行有償使用。設(shè)計人員將使用IP核作為設(shè)計的基本單元。IP核的重用不僅縮短了系統(tǒng)設(shè)計周期，而且提高了系統(tǒng)設(shè)計的成功率。

      研究表明，與由IC構(gòu)成的系統(tǒng)相比，由于SOC設(shè)計能夠綜合考慮整個系統(tǒng)的各種條件，在相同的工藝條件下，可以達(dá)到更高的系統(tǒng)指標(biāo)。21世紀(jì)將是SOC技術(shù)真正快速發(fā)展的時期。

       近年來，由于整機(jī)的便攜式開發(fā)和系統(tǒng)小型化的趨勢，需要在芯片上集成更多不同類型的元件，如Si-CMOSIC，GaAs-RFIC，各種無源元件，光機(jī)械設(shè)備，天線，連接器。和傳感器等單一材料和標(biāo)準(zhǔn)工藝的SOC是有限的。近年來，基于SOC快速開發(fā)的系統(tǒng)級封裝（SiP）不僅可以在一個封裝中組裝多個芯片，而且可以堆疊和集成不同類型的器件和電路芯片。復(fù)雜，完整的系統(tǒng)。

與SOC相比，SIP具有：

（一）可以提供更多的新功能；

（2）各工序兼容性好；

（3）靈活性和適應(yīng)性強(qiáng)；

（4）低成本；

（5）易于分塊測試；

（6）開發(fā)周期短等優(yōu)點。

       SOC和SIP互為補(bǔ)充。一般認(rèn)為，SOC主要用于更新較慢、對軍事裝備性能要求較高的產(chǎn)品。SIP主要用于更換周期較短的消費品，如手機(jī)。SIP的合格率和計算機(jī)輔助設(shè)計有待進(jìn)一步提高。

由于液滴的復(fù)雜性，對液滴的設(shè)計和工藝技術(shù)提出了更高的要求。在設(shè)計方面，需要由系統(tǒng)工程師、電路設(shè)計、布局設(shè)計、硅技術(shù)設(shè)計、測試和制造等工程師組成的團(tuán)隊共同努力，以達(dá)到最佳的性能、最小的尺寸和最小的成本。首先，采用計算機(jī)輔助仿真設(shè)計，對芯片、電源和被動組件的參數(shù)和布局進(jìn)行了設(shè)計。高密度線路的設(shè)計應(yīng)考慮消除振蕩、過沖、串?dāng)_和輻射?？紤]散熱和可靠性；選擇襯底材料（包括介電常數(shù)、損耗、互連阻抗等）；制定線寬、間距和穿孔等設(shè)計規(guī)則；最后設(shè)計主板的布局。

       SIP采用了近十年來迅速發(fā)展的觸發(fā)器焊接互連技術(shù)。觸發(fā)器焊接互連具有直流電壓低、互連密度高、寄生電感小、熱、電性能好等優(yōu)點，但成本高于焊絲。SIP的另一個優(yōu)點是能夠集成各種無源組件。無源元件在集成電路中的應(yīng)用日益增多。例如，移動電話中的無源元件與有源元件的比例約為50：1。采用近年來發(fā)展起來的低溫共燒多層陶瓷（LTCC）和低溫共燒鐵氧體（LTCF）技術(shù)，即在多層陶瓷中集成電阻、電容、電感、濾波器和諧振器等無源元件，就像將有源器件集成到硅片中一樣。此外，為了提高芯片芯核在封裝中的面積比，采用了兩個以上的芯片疊層結(jié)構(gòu)，并在Z方向上中進(jìn)行了三維集成。開發(fā)了層合芯片之間的超薄柔性絕緣層底板、底板上的銅線、通孔互連和金屬化等新技術(shù)。

       SIP以其快速進(jìn)入市場的競爭力、更小、更薄、更輕、更多的功能，在業(yè)界得到了廣泛的應(yīng)用。它的主要應(yīng)用是射頻/無線應(yīng)用、移動通信、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計算機(jī)和外圍設(shè)備、數(shù)字產(chǎn)品、圖像、生物和MEMS傳感器。

       到2010年，SiP的布線密度預(yù)計為6000cm / cm 2，熱密度為100W / cm 2，元件密度為5000 / cm 2，I / O密度為3000 / cm 2。系統(tǒng)級封裝設(shè)計也正朝著SOC的自動布局和布線等計算機(jī)輔助自動化發(fā)展。英特爾最先進(jìn)的SiP技術(shù)將五個堆疊式閃存芯片集成到1.0mm超薄封裝中。東芝的SiP目標(biāo)是將手機(jī)的所有功能集成到一個包中。日本最近預(yù)測，如果全球五分之一的LSI系統(tǒng)采用SiP技術(shù)，SiP市場可達(dá)到1.2萬億日元。憑借其進(jìn)入市場的優(yōu)勢，SiP將在未來幾年內(nèi)以更快的速度增長。在加快集成電路設(shè)計和芯片制造發(fā)展的同時，中國應(yīng)加大系統(tǒng)級封裝的研發(fā)力度。

以上就是小編對于芯片ip核是什么問題和相關(guān)問題的解答了，如有疑問，可撥打網(wǎng)站上的電話，或添加微信。

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