集成电路行业常用概念

一、摩尔定律

摩尔定律由英特尔创始人之一的戈登·摩尔提出，主要内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件数目，约每18个月增加一倍，性能也将提升一倍，即每个晶体管的单位成本约每18个月下降一半。

摩尔定律是集成电路行业最显著的特征。在摩尔定律的作用下，芯片性能提升、成本下降的趋势一直引领着集成电路产业的发展，推动着集成电路企业不断攻克新的制程。

二、SoC/系统级芯片

随着半导体技术、移动互联网和智能硬件的迅猛发展，传统的微处理器系统的发展已经跟不上时代的潮流，迫切地需要一种功能多、性能强、功耗低、灵活度高的芯片来满足越来越多的智能设备的需求，SoC应运而生。

SoC（System on Chip），即在一块芯片上集成一整个信息处理系统，称为片上系统或系统级芯片，不同用途的SoC上集成的部件也不尽相同。通常情况下，SoC是一个完整的整体，拥有整个数字和模拟电路系统的完整功能，包含完整的控制系统和嵌入式的软件。

SoC，是一种以确定系统功能为目标，各个模块的软硬件协同开发，最后把开发成果集成为一块芯片的技术。SoC已成为功能最丰富的硬件，其上集成了CPU、GPU、RAM、ADC/DAC、Modem、高速DSP等各个功能模块，部分SoC上还集成了电源管理模块、各种外部设备的控制模块，同时还需要考虑各总线的分布利用等。例如，平板应用处理器除了需要集成CPU、GPU、VPU外，还需要集成液晶屏显示接口以及音频ADC、DAC模块。

SoC的电路较为复杂，对研发设计、制造工艺以及软硬件协同开发技术的要求较高。相比于传统的微处理器系统，SoC在性能和功耗上具有明显优势，已经占据终端芯片市场的主导地位，并且正在向更为广泛的应用领域扩展。

三、IP核

IP核（Intellectual Property Core），即知识产权核，在集成电路设计行业中指已验证、可重复利用、具有某种确定功能的芯片设计模块。IP核可以划分为CPU、GPU、DSP、VPU、总线、接口、工艺物理库等7个类别，各类别IP核的主要功能如下：

类别

主要功能

CPU

SoC芯片的中央处理单元，基于该CPU运行系统软件/应用软件，配合SoC芯片内部的其他硬件模块，实现产品的各种功能。

GPU

SoC芯片的图形处理单元，基于该GPU实现可运行于SoC芯片的各种游戏、各种图形UI界面的渲染和特效、高性能计算等。

DSP

用于运行运算量较大的算法软件或应用软件，比如视频编解码、图形图像处理、视觉影像处理、语音处理等。

VPU

视频/图像编码、解码单元，用硬件加速引擎分别实现视频/图像数据的编码、压缩和终端产品上各种格式视频的解码、播放。

总线

用于SoC芯片内部主设备和从设备之间的数据访问和互联互通，高性能的实现各种主设备同时访问多个从设备。

接口

实现SoC芯片和其他芯片或外设的连接，用于SoC芯片外接存储器、摄像头、各种显示屏（包括电视）、USB设备等或用于实现各种高速数据传输。

工艺物理库

用于优化CPU/GPU等高性能IP核工艺单元库，以提高高性能IP核的设计频率。

近年来，集成电路产业快速发展，产业链分工日益精细，部分企业专注于IP核设计，以提供IP核技术授权作为其主营业务。性能、面积、功耗等特性优异的通用IP核在芯片设计行业被广泛应用，使得芯片设计行业门槛大幅降低，有效缩短了芯片设计周期，有利于芯片设计公司专注于通讯、多媒体等特殊功能模块的设计，专注于性能、面积、功耗的优化和平衡，专注于满足客户多样化需求的软硬件整体解决方案的创新和设计。

CPU和GPU IP核是应用处理器芯片的必要模块，全球供应商呈现寡头态势，由ARM、英特尔和Imagination等少数几家巨头企业主导，不同的CPU和GPU IP核供应商提供不同架构的IP核，目前CPU主流架构包括英特尔推出的X86架构、ARM推出的ARM架构、MIPS公司推出的MIPS架构等。其中，ARM推出的一系列CPU IP核被包括苹果、三星、美国高通公司、联发科、海思半导体、全志科技在内的诸多集成电路设计企业采用，并应用于大部分的智能手机、平板电脑等智能移动终端产品。

四、制程工艺

制程工艺是指芯片内电路与电路之间的距离、金属线的宽度。更先进的制程工艺，意味着更高的电路密度，在同样大小面积的芯片中，可以容纳密度更高、功能更复杂的电子元器件。微电子技术的发展与进步，主要是靠工艺技术的不断改进，使得元器件的尺寸不断缩小，功耗不断降低，集成度不断提高，性能持续提高。在摩尔定律的作用下，工艺制程不断提升，从0.35μm、

0.18μm、0.13μm、65nm、40nm、28nm、22nm、14nm一直发展到当今前沿的7nm。

近几年，在国家产业政策扶持下，中国大陆的晶圆产能增长较快，其中28nm工艺的晶圆产能增速最快，28nm产能占比将从2016年约3%左右快速增长到2020年约20%。

五、分类：

集成电路按应用领域大致分为标准通用集成电路和专用集成电路。其中，标准通用集成电路是指应用领域比较广泛、标准型的通用电路，如存储器(DRAM)、 微处理器(MPU)及微控制器(MCU)等;专用集成电路是指为某一领域或某一专门用途而设计的电路。例如，智能终端芯片、金融IC卡/RFID芯片、智能传感器芯片、网络通讯芯片等， 系统集成电路(SoC)属于专用集成电路。

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