集成电路设计产业技术创新战略联盟2012年工作总

   一、 联盟基本情况

  1. 联盟的基本情况

  集成电路设计产业技术创新战略联盟是在国家科技部指导下,由北京集成电路设计园有限责任公司(国家集成电路设计北京产业化基地)等现有八家国家集成电路产业化基地为主体,以科研院所和高校为依托,以国产自主知识产权核心技术为基础,联合29家集成电路设计领域的产、学、研核心机构形成的联合开发、优势互补、利益共享、风险共担的技术创新合作组织。

  2. 联盟的技术创新目标及主要任务

  1)以资源集聚、优势互补、开放服务、有偿共享的创新模式,建设国家集成电路设计产业技术创新公共服务平台,整合、巩固、完善各联盟成员单位的技术创新服务手段,创新服务模式,丰富服务手段,提高服务能力和水平,为集成电路设计业提供共性技术创新服务。

  2)促进以国产CPU、国产嵌入式CPU IP和国产EDA工具为代表的核心自主知识产权产品的应用和推广,由此为突破点带动国内集成电路设计业的产品自主创新。

  3)发挥联盟紧密联系产业的优势,开展多层次的技术合作,在集成电路设计业领域创新高科技技术转移模式,以搭建创业平台为载体,以服务整机企业为导向,集聚创新资源,培育创新环境,推进产学研用结合,强调软硬件结合,支持军民结合。

  4)以国际交流合作和人才培训/培养为载体,外引内联,聚集境内外高端人才和先进技术,依托联盟的资源优势,突出培养创新型人才和高技能人才,促进集成电路设计业的技术创新及产品创新,营造与国际接轨的知识产权保护氛围,保障产业的可持续发展。

  3. 联盟的成立背景及批复情况

  2010年4月27日,“集成电路设计产业技术创新战略联盟”成立筹备会和成立大会在北京丽亭华苑酒店召开。会议选举原科技部副部长马颂德任联盟理事长,北京集成电路设计园有限责任公司为联盟执行理事长单位和联盟秘书处依托单位。

  2012年4月28日,联盟获得科技部联盟试点批复(国科发体[2012]293号),试点期2年。

  二、 联盟2012年年度工作总结

  2012年,根据科技部《关于推动产业技术创新战略联盟构建的指导意见》(国科发政[2008]770号)、《关于印发<关于推动产业技术创新战略联盟构建与发展的实施办法(试行)>的通知》(国科发政[2009]648号)的文件精神,联盟紧紧围绕国家重大专项的实施,促进联盟成员技术创新,实现集成电路领域的核心关键技术突破,支撑领域内共性技术的研发与推广,共承担核高基重大专项50余个,推动以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的技术创新体系建设,促进科技资源的优化配置和联盟内成员间的相互合作,增强联盟成员单位在行业内的影响力,推动国家集成电路设计产业的发展,力争实现联盟在试点期内“创优”的目标。具体开展工作如下:

  1. 组织产业技术创新进展与成效

  2012年,根据联盟的技术创新目标及主要任务,联盟依托成员承担国家重大科技专项,积极开展具有自主知识产权核心关键技术的创新与研发、产品推广及应用等工作,初步实现了具有自主知识产权的国产EDA工具、国产CPU、国产嵌入式CPU IP的成果转化,有效地提升了我国集成电路设计产业的自主创新能力及产业化规模。

  1) 推进国内唯一成套国产集成电路设计工具--华大九天EDA工具的技术创新与研发,打破行业内国外供应商长期垄断的局面,研发产品赢得国内外用户的订单

  EDA工具是集成电路设计的基础。面对芯片设计越来越复杂,EDA工具作为集成电路设计的“武器”,直接决定了集成电路的设计水平和能力。由于EDA工具技术含量非常高、知识密集,目前,全球EDA工具市场被少数国家几大EDA公司垄断。国产EDA工具的研发是完善我国集成电路设计产业链、自主发展我国集成电路产业的重大举措。

  联盟成员华大九天公司是目前国产唯一一家有实力提供成套自主研发EDA工具的企业。2012年,华大九天在“十一五”重大专项成果整合基础上,通过补充完善欠缺功能和工具模块进一步开发支持模拟电路设计的EDA系统。通过技术创新,突破自适应的矩阵求解技术、层次网表提取技术等关键技术;与国内高端集成电路制造企业(HLMC、SMIC)及高端设计企业(海思、ZTE、龙芯、上海高性能)形成紧密的合作关系,提高了高端制造设计所需软件及技术创新能力,并将成果提供给国内产业;推动了高可靠性软硬件协同验证、高端及特殊工艺库自动化生成和验证平台、抗辐照分析工具等一批特色EDA工具研发,填补国内空白,解决军工铁路等行业集成电路应用中存在的重大问题。

  2012年申请发明专利7项,突破关键技术10余项,实现销售客户37家,其中企业客户26家,高校客户11家,实现经济效益4000余万元;与世界第二大电源管理芯片设计公司MPS公司在后端设计领域、数模混合领域达成全方位合作,该公司计划在未来5年的时间里采购华大九天工具共计225万美金,目前已成功支持了该公司数10款芯片的开发与流片。

  2) 依托国家重大科技专项,推进集成电路领域具有自主知识产权、核心关键芯片国产CPU、国产嵌入式CPU IP的技术创新与研发,掌握高性能CPU关键技术,实现产业化应用

  CPU芯片是信息产业的基础部件,是武器装备的核心器件,是国家战略产品。因为缺乏自主的CPU设计和实现技术,导致信息化成本高,信息产业利润低,信息安全也面临威胁。因此,研制有自主知识产权的CPU芯片、嵌入式CPU IP核,掌握其关键技术并实现规模产业化,将有效降低我国信息化成本、促进我国信息化普及提供解决方案,是我国实现科学发展,建设创新型国家,走新型信息化道路的战略需求。

  (1)联盟成员龙芯中科公司完成了核高基专项成果64位八核处理器3B的设计与流片,掌握了32nm工艺高性能CPU设计技术;完成了核高基专项成果复杂SOC芯片龙芯2H的设计与流片,2H片内集成64位处理器核、3D GPU、VGA和LCD显示接口、媒体加速以及芯片组功能,并可作为HT或者PCIE接口的全功能套片使用。专项成果提高了我国计算机产品的自主性、安全性和竞争力,为改变我国军用计算机核心芯片受制于人的局面打下坚实的基础。

  在产业化方面,龙芯CPU在通用领域销售芯片达10000套规模,联想、曙光、浪潮、长城等国内一线整机品牌企业研发了基于龙芯处理器的服务器与桌面整机产品,其中核高基专项成果64位八核处理器3B芯片被应用于曙光6000超算中心以及党政军办公等桌面应用领域,在曙光6000超算中心应用达1200台。

  (2)联盟成员杭州中天公司承担的核高基专项“自主知识产权高性能嵌入式CPU的研发及产业化”课题,研发了基于90nm -65nm CMOS工艺,面向多媒体、网络、通信和信息安全等嵌入式应用领域,高性能32位可配置、低功耗、低成本的纳米尺度嵌入式CKCORE CPU,CPU核的工作频率达到500MHz以上,功耗低于0.4mW/MHz,可覆盖超高性能和极低功耗的多种嵌入式应用。

  在产业化方面,核高基专项成果嵌入式CKCORE CPU目前在中芯国际(SMIC)、台积电(TSMC)等代工厂实现6款17种CPU核的硬化,实现面向音视频多媒体应用的SoC平台验证样片,并实现自主知识产权CKCORE系列嵌入式CPU的SoC芯片的批量生产1500万颗以上,累计应用达6000万颗以上,提高了国产嵌入式CPU 在国内高中端SoC市场中的占有率。

  (3)联盟成员苏州国芯承担的核高基专项“自主知识产权高性能嵌入式CPU的研发及产业化”课题,完成了的兼容PowerPC架构及指令系统的高性能嵌入式C*Core C9000开发,实现2.5 DMIPS/MHz,频率超过1GHz,达到国际一流水平;完成了兼容PowerPC架构及指令系统的高性能嵌入式C*Core C2002开发,内嵌内存保护单元、总线ECC纠错及快速中断处理模块。

  在产业化方面,围绕32位嵌入式C*Core CPU,建立了基于该系列CPU的SoC芯片软硬件开发平台,全年新授权客户10家,全年实现在触控SoC应用领域超过1000万颗,在数字电视机顶盒和信息安全应用领域分别达到数百万颗。

  (4)联盟成员北大众志公司联合联盟企业单位共同承担的国家科技专项 “安全适用计算机CPU研发与应用”课题,采用65纳米及以上先进工艺开发的面向安全适用计算机的自主指令系统高性能、低功耗、高集成度CPU产品系列,其专项研发成果“天道PKUnity-86 CPU系统芯片”集成了定点处理器、浮点处理器、流媒体处理和图形图像处理功能,以及南桥、北桥等配套芯片组功能,全芯片功耗低于5瓦,芯片Die成本不高于50元人民币,从根本上改变我国计算机产业“有机无芯”的历史。

  在产业化方面,重大专项研发成果的“天道PKUnity-86 CPU系统芯片”目前已累计实现百万台规模的采用自主CPU的安全适用计算机应用;十一五期间重大专项研发成果的PKUnity-3(65)CPU系统芯片研制北大众志“云电视”家庭娱乐电脑,已通过广电部门的品质认证并完成在用户实际环境的测试,预计未来2至3年,国内市场有望形成上千万台市场规模。

  2. 组织成果转化进展与成效

  联盟依托基地成员、科研院所、高校成员承担重大专项的研发成果,积极组织成员企业、行业企业的开展产学研用等推广活动,促进了国产EDA工具、无线通信核心芯片、导航芯片、RFID芯片等关键芯片的产学研合作和产业化,推动了具有自主知识产权成果的转化,促进了国产芯片产业的发展。

  1) 联盟9家成员单位在全国范围搭建自主知识产权的国产EDA工具的推广示范平台,推进国家重大专项研发成果的产业化应用

  由联盟内8家国家级集成电路设计产业化基地与中科院微电子研究所共同承担的核高基专项课题“EDA工具应用示范平台建设”的建设,通过开发、构建、支持和应用国内具有自主知识产权的IC设计和制造的EDA工具平台,使该平台成为一个既完善的国产EDA工具评估和验证平台,又是一个有效的国产EDA工具推广应用示范平台。累计推广全国范围内60%以上的集成电路设计企业,支持了80余家设计企业应用了国产EDA工具,解决了国产软件过于分散,缺乏规模效应的问题,完成了多个项目国产EDA工具的功能测试验证,通过网络化信息平台的建设解决集成电路技术地域发展不平衡的问题,大大降低国产中小EDA工具企业将产品市场化的技术壁垒,减小这些中小企业产品进入市场的技术风险和资金投入,通过使用树立用户信心和发掘潜在用户市场。形成国产EDA工具的集群优势,扩大国产EDA工具的市场份额,并带动国内芯片产业的发展。

  2) 促进高校与企业联合研发,推动高校重大专项成果及时向企业转化,实现市场应用与销售双赢

  (1)联盟成员清华大学基于国家863 项目“极低功耗消化道无线检测智能球囊SoC芯片设计及应用系统开发”子课题的研究成果,与北京华清益康科技有限责任公司、杭州华冲科技有限公司三家单位联合研制了用于双向可控式医用无线内窥镜系统的产品研发和产业化工作,并已取得中华人民共和国医疗器械注册证。预计2015年销售收入可望达到1.66亿元,累计实现销售收入4.0亿元。

  (2)联盟成员上海交大依托国家重大专项01、03专项的研发成果,推进了在3G/4G无线通信核心芯片、导航芯片等方面的自主技术研发和成果推广,完成了我国自主卫星电视机顶盒RF接收芯片研制,目前已经转移给上海高清等企业,实现了可观的经济和社会效益;完成了GPS/BD多模导航RF芯片研制,技术指标达到国内领先,功耗指标达到国际先进水平,并已经在北斗终端系统中开展推广应用。

  (3)由联盟成员电子科技大学牵头,联合东南大学、江苏东集公司,完成了国家科技重大专项“数字辅助功率集成技术研究”相关成果实现产业化;与四川长虹合作,开展国家科技重大专项“国产大尺寸平板显示驱动芯片开发与产业化”项目,已掌握核心技术,目前正在实现产业化。

  (4)联盟成员华中科技大学完成了高频RFID标签芯片的研制,目前与某企业合作将研究成果转化,实现经济收益270万元;开展的多频段射频芯片的研究与设计也成功的完成成果转化,成立的武汉芯泰微电子有限公司,获得一期风险投资1500万。

  3. 服务产业发展与成效

  2012年,联盟依托基地成员、科研院所等机构在共性服务资源的优势,开展EDA工具、IP评估验证与实体交易、样片试制、测试封装、人才培养、知识产权等方面的专业技术服务,为集成电路设计企业提供一站式产业链资源及技术服务,降低设计企业的研发成本和门槛,推动全国集成电路设计产业的整体发展。

  1) 汇聚8家国家级集成电路设计产业基地的资源优势,完善与提升集成电路产业链服务能力,以降低企业研发风险和成本为切入点促进企业产品和技术创新

  以联盟8家国家级集成电路设计产业基地为核心,为全国集成电路设计企业及科研院所提供EDA工具、IP评估验证与实体交易、样片试制、测试封装、人才培养等一站式产业链资源及技术服务。2012年公共服务平台累计投资超过1亿元,服务集成电路设计企业500余家次,组织企业联合研发或支持企业研发项目达20余个,为企业节省研发费用5亿元;开展专业技术培训及研讨会300多期,涉及企业800家次,培养人才8000余人次;推动产业2012年全行业销售额达到680.45亿元,比2011年的624.37亿元增长8.98%,占全球集成电路设计业的比重为13.61%(全球设计业的销售额预计为800亿美元),位居全球第三位。

  2) 提供知识产权评估推广服务,有效保护国产自主知识产权

  依托联盟成员SSIP,完成了知识产权管理工具与检索分析工具的研究开发、大容量SIM卡/智能移动存储控制芯片/功率集成等高端通用芯片的知识产权分析、CPU/DSP/IP/SoC等技术领域的知识产权策略研究,并为12家核高基01专项的承担单位提供了知识产权第三方评估服务,有效保护了国产自主知识产权。累计为近百家集成电路设计企业提供知识产权咨询、分析、交易、培训等服务,服务客户约占上海企业的60%,覆盖长三角地区约90%的企业,2011年至2012年公益性服务次数超过100次。

  3) 国产CPU IP标准体系的进一步完善,形成集成电路IP核评估接口规范等技术标准

  联盟成员CSIP开展了电子发展基金项目“集成电路公共服务平台”、“基于SOC参考平台的国产IP核推广应用示范”和“物联网公共服务平台”的项目建设,积累了一批优秀国产IP核资源和系统级解决方案,推动了国产芯片与整机联动,实现了国产CPU IP核在国产整机系统上的应用。根据产业需求,CSIP面向数字多媒体、工业控制、智能卡等应用领域,构建了以自主创新嵌入式CPU核等为核心的SoC设计参考平台,形成了集成电路IP核评估接口规范等技术标准,开发了基于IP核评估接口的FPGA原型评测系统,实现了原型系统在工业控制与多媒体等应用领域内的应用。

  4) 开展芯片测试标准化研究,规范指导并实施重大专项芯片测试工作,为行业企业提供公共测试验证服务

  中国电子技术标准化研究所承担了国家军用标准《军用CPU测试方法》和《DSP测试方法》的制定工作,两项标准于2013年1月正式批准发布;研究制定了能满足国家重大专项中CPU、DSP处理器测试需求用的基准软件库,建立了CPU、DSP处理器评测平台(含性能评测、基准测试、电参数测试等);组织专门的课题对FPGA、AD/DA等核心器件进行测试技术研究并完成实际测试工作。目前已经完成对总参五十六所申威处理器、中电十四所华睿处理器等多款专项处理器的评测工作,采用的CPU、DSP、FPGA等芯片进行性能测试的方法,得到了行业内众多设计厂商、研究院所等单位的认同。

  在测试服务方面,依托联盟成员香港科技园在测试服务的资源优势,建立测试业务合作机制,为各基地所在区域内集成电路设计企业提供混合信号、射频、模拟、数码、记忆体等自动化测试设备,服务内容包括:为设计企业提供测试设备介绍、自动测试设备咨询、测试程序开发、可靠性测试、工程样品测试、产品特性测试、晶圆片探针测试、产品及故障分析、商务流程服务等,实现了联盟之间优势资源的共享。

  4. 发挥高校人才培养优势,积极与产业链企业合作,培育集成电路设计高端实用人才

  联盟依托高校成员单位清华、北大、复旦大学、东南大学等8家国家集成电路设计人才培养基地的人才培养优势,集中力量为国家培养集成电路设计人才创新型人才和高技能人才。

  (1)北京大学联合中芯国际和华润上华在全国范围内开设工程硕士课程,包括无锡华润上华班,北京中芯国际班,上海中芯国际班,共同培养集成电路设计和工艺人才。

  (2)复旦大学的专用集成电路与系统国家重点实验室,持续为产业输送创新型的集成电路研究开发和管理人才,如海思半导体、杭州士兰微电子、华为无线、中星微、华大电子、复旦微电子、华虹集成电路设计、芯原微电子、兰奇科技等公司,实验室培养的优秀人才已成为中国集成电路产业发展的领军人物。

  (3)东南大学的先后成立“国家专用集成电路系统工程技术研究中心香港分中心”、“东南大学-江苏东光微电子股份有限公司功率器件联合研究中心”,并引进客座教授香港科技大学电子与计算机工程学院单建安教授,在市场需求和政府导向下,不断探索有效的产学研合作机制,在机制创新、模式创新和技术创新上下功夫,形成了工程中心产学研合作的团队发展特色。

  (4)华中科技大学年培养本科生260人,同时将集成电路的基础教育课程扩展到整个华中科技大学,年接受集成电路基础教育的信息学科学生达到2000人。在与区域企业合作的人才培养上,与武汉新芯、武汉天马、富士康(武汉)、台基半导体等大型企业结成联盟,成立联合实验室、开设在职工程硕士班、实行硕士双导师制,累计培养工程硕士100余人。

  5. 现有存在的问题

  1) 联盟成员单位多数为技术创新型企业、产业化基地、高校、科研院所成员为主,联盟优势主要以创新研发、支撑和服务产业的能力为主,对行业影响力需要进一步加强。联盟应创新组织工作机制,进一步加强区域合作,吸纳更多的优秀企业壮大联盟力量,整合产业链上下游资源,搭建一流的创新平台,进一步提升联盟的产业规模及影响力。

  2) 联盟成立以来每年均举办了行业交流及研讨活动,活动运行经费由成员独立承担,缺少政府的政策引导和资金支持。根据国家“十二五”集成电路产业的规划和布局,希望政府在公共平台建设、自主知识产权研发、关键技术突破、人才培养等方面给予联盟在政策上的引导和资金支持。

  3) 联盟技术创新或成果转化形成的国有自主知识产权产品面向市场应用,面临产品应用环境缺乏,市场推广困难等问题。建议通过联盟建立国内产业链上下游更加紧密的联动渠道,继续支持联盟国有自主知识产权产品推广平台的建设,解决国有自主知识产权产品市场化与产业化的问题。

  三、 2013年工作计划

  1) 联盟运行机制创新

  (1)完善联盟组织结构,成立联盟工作区域推进中心,促进地区产业链上下游合作,扩大联盟影响力,提升联盟服务能力

  根据全国集成电路设计业聚集情况,在三大聚集地区成立联盟工作推进中心:成立环渤海工作推进中心(依托国家集成电路设计北京产业化基地)、长三角工作推进中心(依托国家集成电路设计上海产业化基地)、珠三角工作推进中心(依托国家集成电路设计深圳产业化基地)三个集成电路设计产业技术创新战略联盟工作推进中心,负责全国三大集成电路设计产业聚集地区及周围地区的联盟相关工作。通过三大中心直接组织地区内的联盟企业及相关单位形成不同层次的合作与联动机制,加强区域内的联合技术创新与产品研发,针对重点应用领域提升公共服务平台建设,扩大联盟影响力,提升联盟服务能力。

  同时,可依托联盟基地成员在区域范围内的资源优势,通过整合上下游企业,成立地方性区域性联盟,搭建一流的创新平台,落实产学研的结合,对于地区内潜力企业进行专题研究与孵化,培育相关科技市场,进行产业对接,有效聚集和培养产业界高端创新科技人才,并推动区域集成电路产业整体协调发展。

  2) 加强国产EDA工具、国产CPU、国产嵌入式CPU IP的应用和产业化,促进技术创新和成果转化

  依托联盟成员承担重大专项,继续推进国产EDA工具的研发和推广,促进国产CPU、国产嵌入式CPU IP的应用和产业化。

  (1)推进国产EDA工具数模混合电路仿真工具研发,完成并行相对于串行的仿真有2-3倍的加速,得到初始客户的应用;完成原理图驱动的版图设计工具系统集成测试和产品发布;完成层次化LVS验证工具及DFM相关EDA技术系统集成测试和产品发布;开发3套PDK,建立相关PDK的参考设计流程;力争实现销售收入人民币5500万元。

  (2)完善从CPU及系统芯片到系统软件、应用软件、计算机产品终端和解决方案的产业生态。继续做好已有芯片的产品化工作,持续提高CPU的性能,加大软硬件平台的研发投入,完善国产CPU软硬件生态。在嵌入式领域,针对应用特点不断完善解决方案,采取灵活有效的商业模式,开拓行业市场,并在一些行业市场和龙头企业展开合作。在通用应用方面,继续开展党政军相关的试点,完善软硬件生态和产业链建设。

  (3)进一步加强与高校、研究所、企业进行产学研用合作,发挥我国集成电路设计业整体创新优势,促进高校与科研院所研究优秀成果转化,形成成果转化合作机制,加快企业研发速度,提高产业整体技术水平。

  3) 完善联盟公共服务体系,搭建联盟自主知识产权产品的应用环境,提升联盟多层次服务产业的能力

  (1)依托基地成员专业技术服务资源优势,提升平台服务能力和服务水平,为集成电路产业提供更强大的技术支持和服务支撑,形成理论、芯片、产品、系统、服务等完整的产业链,加强科技成果转化,促进自主知识产权的研发,推动设计企业的创新,降低企业的研发成本。

  (2)积极开展联盟自主知识产权产品:国产EDA工具、国产CPU、国产嵌入式CPU、国产IP核的应用和推广。依托联盟集成电路设计产业化基地地区资源优势,根据企业需求建设国产EDA工具、国产CPU、国产嵌入式CPU、国产IP核的应用环境,依托基地企业客户群资源优势,与国产EDA工具、国产CPU、国产嵌入式CPU、国产IP核提供商合作开展培训、研讨会,共同推广国有自主知识产权产品。

  (3)结合地方政策,开展招商引资,实施培育与引进战略,促进人才、技术的集聚,依托高校、企业、科员院所的师资资源,开展专业技术培训,培养集成电路设计及工艺人才。

  集成电路设计产业技术创新战略联盟

  (北京集成电路设计园有限责任公司代章)

  2013年2月22日