SIP(Semiconductor/Silicon Intellectual Property)的重複使用可以增加IC設計的速度，縮短IC製程技術進步與設計技術進步之間的差距，且在SoC的設計趨勢下，可重複使用的SIP更是快速發展一顆複雜晶片的關鍵，SIP的運用可以使IC設計公司將資源投入核心專長領域，進一步地進行設計上的專業分工。除此之外，許多Foundry也提供適用於其內部製程的IP來加速客戶IC設計的速度，增加客戶的滿意度，由此可見SIP在半導體產業扮演著一種觸媒的角色，不但促進整體IC設計產業的發展，也使Foundry提高客戶的滿意程度。

　　有鑑於SIP產業的重要性，本文將從全球SIP產業現況著手，先剖析全球SIP市場成長狀況及各區域市場概況，與SIP產業的主要供應商及產品，再分析全球SIP產業在商業模式以及設計方法上的發展趨勢。 全球SIP產業現況分析 本文將從「SIP在全球市場的成長狀況」、「SIP在各區域市場的概況」、以及「SIP在各應用領域的市場規模預測」這三個主要的構面來對SIP產業進行初步地瞭解，然後再進一步地，對全球SIP產業中主要供應商及其所提供的主要產品與其主要競爭者進行剖析。

　　SIP全球市場成長快速

　　全球SIP市場目前處於快速成長的階段，1999年到2004年的複合成長率高達43%(如圖1所示)，由於市場的快速成長可以趨緩供應商之間的競爭，再加上各種不同類型的SIP供應商彼此間不但沒有直接的競爭關係，也常相互合作，共同發展解決方案，因此產業中供應商之間的競爭並不激烈。 美國為SIP主要市場 日本、歐洲分居其後 若從SIP個別區域市場來分析，則可以發現美國地區為SIP的主要市場，1999年與2000年市場規模比例高達45%，其次依序為日本、歐洲以及亞太地區。

　　通訊與消費性電子市場為SIP主要應用領域

　　根據Gahners In-Stat Group的資料顯示，若以個別SIP應用領域來分析，通訊領域為SIP市場的主要應用領域，其次依序為消費性電子、工業、資訊以及軍事/汽車領域。 在2002年通訊領域預計仍佔整體市場的56.7%，消費性電子市場則佔整體市場的15.3%，而資訊領域只佔整體市場8.7%左右，這主要是因為在資訊領域主要是以ASSP的晶片為主，而在通訊與消費性電子領域主要是以ASIC晶片為主，因此通訊與消費性電子領域為SIP的主要應用市場。

　　Star IP供應商收入佔有SIP主要市場

　　2000年SIP前十大供應商包括ARM、MIPS、Rambus、Mentor、Synopsys、Insilicon、DSP Group、Virage Logic、Artisan以及Parthus，表1中彙整了這些主要供應商的營收及成長資料，其中ARM、MIPS、Rambus以及DSP Group這四家公司均為Star IP的供應商，這些公司的市場佔有率加總起來超過40%，這代表著SIP市場的主要銷貨收入，大部分都是由Star IP的供應商來取得。值得注意的是，以Platform_based的IP為主要產品的Parthus這家公司，1999-2000的成長幅度高達264.5%，前十大SIP的供應商主要均源自於美國以及英國，而造成這些現象之主要因素，請容稍後說明。

　　此外，由於先前提過不同功能類型的SIP供應商彼此之間並沒有直接之競爭關係，因此本研究也彙整了產業前十大SIP供應商之主要產品功能類型與競爭者。

　　全球SIP產業之發展趨勢 接著本研究將從商業模式改變的趨勢，以及IC設計方法的演變趨勢，來探討SIP產業的發展。

　　單次或多次授權商業模式興起 以應IDM 、Foundry與Fabless之需 SIP的收費結構包括授權費、權利金以及其他收入(相關支援、設計服務、教育訓練與顧問服務等)等三個主要的部分，其中授權模式的改變，一直主導著SIP市場商業模式的變化。

　　傳統的SIP授權模式，屬於無限使用次數的授權模式，SIP的供應商可直接授權給IP的使用者(客戶)，或者是透過代理商將IP授權給客戶，主要的授權對象為IDM大廠，且這種授權模式傾向收取高額的授權費用。

　　然而伴隨著整個半導體產業價值鏈的變化， Foundry與Fabless興起後，整個SIP的授權模式也產生了變化，SIP供應商先由Foundry廠取得相關的製程資訊後，再依照這些製程技術資訊設計出適用於該製程的IP，最後再將IP授權給Foundry的客戶來使用。

　　由於Fabless公司的規模及財力相對於IDM廠小很多，因此單次使用授權、多次使用授權的商業模式也因運產生，客戶若取得IP的單次使用授權，則只能將該IP使用於單一專案中；而若客戶取得的是兩次的使用授權，則只能將該IP使用於兩個專案中，依此類推。這樣的授權方式因IP在不同專案中的使用次數受到限制，所以授權費用較低，適用於規模相對較小的Fabless公司。

　　ARM採Fully License與Foundry Program的商業模式 ARM為全球SIP產業的領導廠商，全球SIP市場佔有率達16.6%，通訊IP市場佔有率達23%，主要產品包括16 bit以及32 bit的MPU core。ARM的客戶包括NEC、Philips、ERICSSON、agere、MOTOROLA、TI、3Com...等公司。ARM的營收狀況如圖5所示。

　　ARM原先也採用Fully License的商業模式，意即無限制使用次數的授權模式，但到了1999年主要的半導體大廠均已成為ARM的客戶，ARM為了要進一步擴展本身的營收，所以推出名為Foundry Program的授權模式，ARM把整個授權拆成「IP授權」、「製造授權」與「設計服務授權」三個部分，ARM的客戶可以選擇單次使用授權(Single Used Design License：SUDL)，或者多次使用授權(Multi-Used Design License)，客戶向ARM取得IP授權後，會取得相關設計工具與足夠的文件及技術資訊，待客戶完成IC設計後，須再選擇已獲ARM授權的Foundry下單，若IC設計期間客戶需要ARM提供設計服務，則可以透過通過ARM認證的設計服務公司取得服務支援。

　　Free IP代表性廠商Artisan的商業模式分析 Artisan為Physical Library之領導廠商，全球SIP供應商排名第七，Artisan的主要產品為Memory generators、Standard Cell and I/O cell library等，目前Artisan的客戶包括TSMC、UMC、Chartered Semiconductor、Fujitsu、Hitachi、LSI Logic、NEC、OKI、ST等。

　　Artisan創新的授權模式曾引起廣泛的討論，在過去IC設計者必須自行建立起一套屬於自己的Cell Library，否則就必須花費一、兩百萬美金才能取得Library的使用授權。對一個新成立的Fabless公司而言，這是一筆頗為沉重的負擔，但是若要開發一套自己的Library則需要有足夠的開發時間與人力才行，Artisan所推出的新授權模式正巧解決了這個難題，Artisan把IP授權給Foundry，Foundry的客戶(即Fabless)只要和Foundry簽訂合約就可以免費取得適用於該Foundry製程的Library使用權，這樣的授權模式Artisan稱之為Foundry Library Program，Foundry Library Program推出後，不但大幅降低了Library的授權費用，也大幅提高了Artisan在市場上的佔有率。

　　至此我們不難發現，隨著Foundry與Fabless的興起，整個IP的授權門檻正逐漸的降低當中，姑且不論設計的總成本是否真的因此而下降，IP授權門檻降低，將有益於IC設計的活動的蓬勃發展。

　　SIP交易需克服的技術整合與模擬驗證問題

　　不過，在整個SIP的商業模式中，除了授權模式外，仍存在著許多的交易瓶頸有待解決，本研究將這些瓶頸彙整如表3。首先是技術整合問題，由於向外採購的IP可能與公司內部所設計的IP使用不同的設計工具或採用不同的介面，因此若採購Soft IP或Firm IP則必須要先考量因設計環境不同所引發的整合問題，而若直接採購Hard IP，雖然可以避免上述問題，但是Hard IP卻需要考慮製程相容的問題。

　　第二個問題是模擬驗證的問題，這個問題源自於許多的IC設計者原本購買IP是想要加快設計速度，但是卻因為買到的IP沒有經過完整的模擬驗證，最後還要幫IP供應商找問題，結果反而導致設計時間更長，由於這類的問題一再的發生，使得許多公司最後乾脆只買高知名度的IP公司所設計的IP，這樣的情況，無形中壓縮了新興IP公司的生存空間。

　　此外，不同來源的IP整合起來後，如何準確的測試驗證到每一個IP是否都能正常的運作，也一直是設計者的苦惱，這也許需要IP設計者在一開始時就將自我測試電路放到IP當中、或者需要IP供應商提供完整的測試文件與資訊才能快速偵測個別的IP是否仍然正常運作。而至於模擬驗證時間過長的問題，則需要由EDA(Electronic Design Automation)工具來共同尋求解決辦法。 商業考量與議價空間滯礙IP交易 再者，IP交易雙方也常常為資訊揭露的問題爭執不休，賣方害怕提供過多的文件給客戶，揭露過多的設計技巧與方式，同時也擔心這些文件可能會轉入競爭者的手中。而買方則受限於賣方所提供的資訊有限，無法快速的整合向外採購的IP到自己的設計當中而懊惱。

　　由於上述問題，導致較具知名度、成功案例較多的IP供應商較受IP購買者的青睞，不過由於這些IP公司的議價能力也相對較高、較為強勢，因此合約簽定時買方的議價空間往往受到限制，這也是為何具知名度的IP供應商的營收遠比其他知名度較低的IP供應商高出許多。 綜合上述可以瞭解在整個IP的商業模式中，雖然IP的授權門檻在逐漸地降低中，但IP交易仍有許多問題有待解決，IP供應商若有能力解決使用者上述問題，同時又有足夠的技術能力，則勢必須能取得更多的市場機會。而本研究也相信待這些問題獲得解決後，將近一步帶動整體IP市場的蓬勃發展。 IC設計由TDD、BBD到PBD複雜度日漸高深 ，IC設計方式的演變從過去的TDD(Timing-Driven Design)階段，設計的複雜度僅約5000~25萬個邏輯閘，演變至BBD(Block-Based Design)階段，設計複雜度進一步提升到1.5百萬邏輯閘，最後進入設計複雜度更高的PBD階段。

　　在BBD階段，IC設計者在進行系統設計時，就會將整個系統切割成許多不同的功能區塊，再分別由不同的團隊進行個別功能區塊的設計，最後再加以整合，而個別的功能區塊，我們就可以稱之為IP。在BBD階段，設計非常好的化的焦點在於不同區塊間的劃分以及個別區塊的架構、內容，與每個區塊的位置規劃。

　　目前已逐漸邁入 PBD的階段，設計複雜度進一步的提升，設計的重點在於系統間的介面與匯流排，PBD的最終目標是整個系統能夠隨意的抽換IP，甚至是抽換MPU core都不會影響到軟硬體間的運作，目前市場上已有以平台為基礎的IP產品了，如Parthus所推出的Bluestream、Infostream等產品以及TALITY所提出以ARM-based SoC Platform都是這類型的產品，雖然目前這些產品並未做到可以隨意更換IP的境界，但是由於這樣的產品，基本上已經整合了許多特定功能IP，替IC設計者解決了不同來源IP的整合問題，且系統環境、架構也都已事先規劃完成，客戶只需在平台上掛上自己的IP即可，大幅地加快IC產品的開發速度，而這也是Parthus為何成長地如此快速地原因之一，由於Parthus所提供的產品就是Platform_Based IP，加上該公司本身擁有不錯的技術能力，且又是以SIP最大的應用領域--通訊領域為主要市場，因此能以如此快的速度成長。

(本文作者為MIC產業分析員，資策會資訊市場情報中心(Market Intelligence Center, MIC)為台灣之市場研究機構，成立於1984年，以獨特的經驗與角色，結合豐富的研究資源及專業研究方法，與廠商緊密互動，並整合重要政策情報，提供企業及政府專業的顧問服務。

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