系统级芯片开发：FPGA与模式自行定义

1984年，赛灵思发明了第一块FPGA。FPGA可以自行定义模式，这改变了传统集成电路的开发和验证的模式，为无晶圆厂的设计公司发展奠定了基础。与此同时，晶圆代工厂模式正在中国台湾探索。1987年，台积电建立的那一年，大智、硅统、扬智等大批芯片设计公司成立，“Fabless+Foundry”模式得以确立。在垂直分工的要求下，无晶圆厂设计公司专门从事集成电路设计，大批没有制造能力的芯片设计公司不断涌现，台积电等企业得到了发展。此时，微处理器和专用集成电路逐渐取代了通用集成硬件大规模集成电路，提高了系统的可靠性与通用性。ASIC更快速、灵活的开发特性，使其得到越来越多的用户青睐，而晶圆制造厂的发展则助推了其模式的确立。后来，总的来说，基于掩膜方法和现场可编程方法的ASIC制作快速发展，可编程逻辑器件―PLD尤其是现场可编程逻辑器件―FPGA被大量地应用在ASIC的制作当中，电子设计自动化EDA技术应运而生。

20世纪90年代，随着计算机和互联网的发展，美国民用集成电路的市场比重才得以迅速扩展，而英特尔、德州仪器等企业也借此契机巩固了其全球市场地位。在此之前的1989年底，美国在与日本的动态存储器竞争中落败后，组建了“国家半导体咨询委员会”，力求发展高附加值、创新性强的集成电路产品，加上美国半导体制造技术科研联合体（Sematech）的组建，以及美国企业果断的战略转型，美国的集成电路行业再次腾飞。在此次转型中，美国的集成电路企业放弃了竞争激烈的动态存储器芯片领域，以各种门电路、组合电路、触发器、计数器等组成的数字集成电路等高附加价值为重点，其源头创新优势再次得到了发挥。其间，以20世纪90年代美国克林顿政府实施的“信息高速公路”计划为代表，美国政府在下游市场激励等方面的措施，对美国集成电路的发展起到了推波助澜的作用。

20世纪90年代中期，在集成电路向集成系统转变的大方向下，系统级芯片研发成功，数字集成电路设计者将采集、转换、存储、处理和输入/输出（I/O）等多种功能集成到单个硅片上，而这些功能单元则由可重复使用的知识产权模块组成。系统芯片能够提高半导体器件的电性能，改善系统的可靠性，降低大多数应用所需的印制电路板（PCB）面积，成为业界的共同选择。

在系统级芯片的开发中，实现手段可分为软核实现（在数字集成电路中采用下载IP核的方式嵌入软核处理器）和硬核实现（在数字集成电路中嵌入硬核处理器）。SoC内部单元在设计时都是以知识产权模块的形式集成在一起，大量复杂的IP需要投入大量的时间和精力才能开发，因而一批专业提供集成电路知识产权模块服务的企业应运而生。在这些企业中，典型的如ARM公司，其发展加快了产品设计的速度，缩短了产品的面市时间。(www.xing528.com)

21世纪以来，英特尔提出的“钟摆战略”（Tick-tock）模式、光刻机的发展等延续了摩尔定律的发展路径。与此同时，在半导体行业增速趋缓、先进工艺研发费用提升与大规模晶圆厂投入加大的背景下，一批垂直化企业投入了不以加工为主业的“轻晶圆厂”模式，其间的合作也日渐增多。其中，德州仪器、瑞萨、意法半导体等逐渐剥离其生产部门，选择了以“不以加工为主业”模式运营来减少投入、提高利润。2014年，格罗方德收购IBM的微电子业务，更是这一趋势的延续。可以说，在28纳米以下，尤其是10纳米以下，“轻晶圆厂”模式将得到更多的青睐。

2010年以来，全球的移动通信和智能终端快速发展，集成电路行业迎来了新一轮的发展高潮。此时，尽管不少企业已经涉猎“轻晶圆厂”模式，但是英特尔和三星则始终保有其自有生产线，虽然也涉及代工业务。

由此可见，在集成电路这个飞速发展的行业，产品迭代的过程日趋激烈。如果无法准确找到痛点和解决痛点并最终实现商业目标，就必然错失发展机遇；错失发展机遇，不仅仅意味着竞争力的下降，更意味着技术差距的不断扩大。对于一个国家、一个区域、一个企业来说，这或许意味着时不再来。