（Source：www.digitalistmag.com）
就算跨界 仍不影響伙伴關係
【撰文／姚嘉洋】
隨著ARM在半導體IP授權市場取得巨大成功後，EDA（電子設計自動化）業者們，如新思科技與Cadence（益華電腦）等兩大領導業者，在近年來不斷在該市場亦有不少動作，像是推出新的處理器核心或是採取併購策略等，使得這兩年來的市場有著不少的變化。
談到EDA與IP業者之間的合作關係，Imagination行銷執行副總裁Tony King-Smith表示，Imagination與主要的EDA及居於領導地位的晶圓代工業者都有相當密切的合作，在考量到PPA（性能、功耗與面積）最佳化的前提下，以協助共同客戶群的設計流程能執行的更加順暢，所以Imagination會提供「參考設計流程」供客戶們參考之用。隨著時間推移，Imagination與EDA業者的合作範圍也愈趨於廣泛，在函式庫方面，像是新思科技也會提供不少幫助，若再配合前面所提到的參考設計流程，這就有助於Imagination能提供更為完整的解決方案（函式庫加上參考設計流程），Tony King-Smith稱為：DOK（Design Optimization Kit；設計最佳化工具套件）。當然，Imagination與EDA業者的合作領域並不止於此，像是仿真（Emulation）與虛擬原型建造（Virtual Prototyping）等，都有密切的配合。
Tony King-Smith進一步談到，除了設計流程，與EDA業者的合作範圍也擴大到系統層級，但這邊所提的系統層級是指驗證系統，EDA業者在這方面的硬體能力其實相當優異，而在軟體方面則是相對創新，這一點對汽車產業尤其重要。不過，每家業者的強項還是有所不同，但在大家都願意跟Imagination合作的情況下，自然就能形成完整的生態系統。他舉例指出，像是在歐洲市場，Imagination與Cadence的大型仿真硬體工具：Palladium，有其合作。
圖1 Imagination行銷執行副總裁Tony King-Smith（攝影：姚嘉洋）
在IP市場，Tony King-Smith也笑著說，他本人跟新思科技與Cadence的IP團隊相當熟，所以在IP方案上本來就有密切合作。
Imagination：繪圖處理器核心已進入10奈米階段
至於與晶圓代工龍頭台積電的合作狀況，Tony King-Smith則是談到，目前最新的合作進度已經到10奈米製程。早在80至90年代，技術難度最高是記憶體，而90年代到現在，則是處理器核心，但這幾年來，繪圖處理器核心的技術難度有在處理器之上的趨勢出現。理由在於系統單晶片中，繪圖處理器核心的面積佔比高於出處理器核心相當多。
對於Imagination來說，其實非常樂見這樣的情況出現，因為這意味著Imagination與台積電在先進製程開發初期，就要有相當密切的合作，台積電在初期會充份使用Imagination的IP產品線，在客戶發現問題前，就將問題解決。與此同時，對於客戶而言，在實務上也有極大的機會會使用到其他IP供應商的IP，所以Imagination也會與其他IP供應商合作，以確保導入台積電的製程時不會有任何問題，而只有這麼做，才有辦法盡可能為處理器核心留下最多的空間。
圖2 就近代的應用處理器發展來看，繪圖處理器核心所佔的面積，已經遠高於處理器核心了，如何讓PPA最佳化，繪圖處理器核心的角色就變得相當重要。（Source：www.anandtech.com）
Tony King-Smith繼續談到，Imagination會持續與台積電及EDA業者保持合作，針對前一代的使用效率持續改進，像是現階段所推出的7XT產品線，就受到許多客戶的良好回饋，而這也是憑藉完善的生態系統才能有這樣的結果。
在視訊與影音系統的設計上，有的業者會採用專用的視訊或是繪圖處理器來加以因應，但值得注意的是，也有業者會採用數位訊號處理器（DSP）來處理這方面的工作，如TI（德州儀器）便是相當明顯的例子。面對這種模糊地帶，這類應用，需要即時、低延遲的系統效能，某些演算法的確適用於繪圖處理器核心，但也有些適用於數位訊號處理器，所以還是端看整體系統的設計為何。Tony King-Smith說，在合作案例中，就有DSP業者採用Imagination的處理器與繪圖處理器核心，來設計智慧裝置。
IP授權市場發展至今，某程度上已經
從所謂的「涇渭分明」到「互踩地盤」的階段，
不過，對於深耕已久的業者來說，
合作的重要性，似乎高於競爭許多。
EDA與IP授權的合作情形
Cadence（益華電腦）在大舉投資EDA工具之餘，近年來也將目光放在半導體IP授權市場上，並且與處理器核心IP大廠ARM有相當密切的合作關係。這一點，從近期在先進製程上，雙方偕台積電都有公開消息發布，便能略知一二。
Cadence執行副總裁暨系統與驗證事業群總經理黃小立博士表示，談到與ARM在IP的合作狀況，Cadence所提供的IP方案約略可以分成Tensilica與週邊介面IP兩大類別，在週邊介面IP方面，Cadence擁有HDMI、USB、MIPI、PCIe與記憶體等方案，所以，雙方的共同客戶可以從ARM與Cadence的身上，取得完整的IP方案，但即便雙方在IP方案上沒有衝突，也不代表雙方的IP方案便能整合在單一晶片上，因此雙方便開始緊密合作。
圖3 Cadence執行副總裁暨系統與驗證事業群總經理黃小立博士（資料圖片）
舉例來說，為了確定本身的IP與ARM的處理器IP之間的互通性是否有效，Cadence整合ARM的處理器IP後，開出測試晶片，以確認整體晶片的運作是否有效。另一個例子，則是在行動運算或是在物聯網應用，ARM也會取得Cadence的介面IP，來進行測試。雙方也會分享彼此的產品藍圖，提先思考優化的作法，像是ARM的AMBA與Cadence的PCIe、ARM的記憶體控制器與Cadence的記憶體實體IP等，就黃小立的了解，目前沒有一家業者能與ARM有如此全面性的合作。而在今年年初，雙方也發布公開訊息，雙方可以使用彼此的IP方案，雖然過去早有類似的合作案例，這次的公開訊息發布，亦可說重大的合作里程碑。
然而，黃小立博士也坦言，雖然說是全面性的合作，但在ARM的Cortex-R系列處理器核心上還是相當有限。
不過，在Cortex-M與Cortex-A的合作就相當密切。以Cortex-M為例，這類處理器核心偏重在物聯網系統的開發，這類的設計需要考量到低功耗的問題，所以除了介面IP的提供外，Cadence亦會提供類比、混合訊號與實體IP方案，來滿足客戶需求。
大體上，全球IP授權市場除了新思科技與Cadence兩大EDA業者大舉投入，另一家主要供應商明導國際則在IP授權市場完全按兵不動，但明導國際在嵌入式軟體方案，則與ARM、Imagination有相當密切的合作關係。
明導國際大中華暨南亞區嵌入式系統通路區經理徐志亮談到，明導投入嵌入式軟體已經有十年以上的時間，在這段時間內也併購了不少公司。在過去，硬體方案的設計複雜度高於軟體，但隨著時間推移，許多嵌入式應用的設計難度愈來愈高，像是軍事、航空與醫療等應用，此時就需要借重嵌入式軟體業者的專長。
而在市場上最熱門的話題：物聯網，徐志亮也坦言，一般的智慧手環根本算不上物聯網的一環，主因是設計過於簡單，明導國際思考的是，再加上使用者介面功能且電池不充電的前提下，仍然讓穿戴式裝置使用達三天以上，這必須要透過動態的電源管理方式，在不同的使用情境下，啟動不同的核心，這若沒有嵌入式軟體在背後協助，是無法辦到的。
而系統單晶片在開發初期，有導入嵌入式軟體的需求，晶片業者也會詢問明導國際有沒有相關的解決方案，徐志亮舉例，明導在ARM三大處理器系列皆有支援對應的嵌入式軟體，Imagination方面，也有提供如電信層級的解決方案。徐志亮進一步表示，硬體絕對需要軟體的協助，才能進一步發揮效用，像ARM的Cortex-M處理器核心，它本身沒有加解密的功能，所以就需要如明導這類的業者加以協助，像ARM的TrustZone就是一例，搭載安全防護的作業系統，可以清楚看到整個系統的狀態。
IP與EDA業者的競爭關係
投入軟體方案 IP業者看法兩樣情
從IP授權或是晶圓代工業者的策略，其實不難看出生態系統已然成為大家共同的市場策略，唯有合作，各自補其不足之處，才能將整體市場擴大。未來要如何發展生態系統，Tony King-Smith認為，一個完善的生態系統會同時具備好幾個不同領域的社群，像是繪圖處理器、EDA就分屬不同的社群，社群所涵蓋的公司數量也不一而足。但其中一個方向會是朝向與終端系統業者合作，另一方面，他觀察到隨著處理器核心的不斷發展，帶動了許多中介軟體業者陸續出現，這也為Imagination帶來許多合作機會。
但Tony King-Smith不諱言，就他觀察，就Imagination目前在市場的主要競爭對手，除了提供授權IP方案之外，也提供了類似於作業系統的產品，如mbed OS，這種作法某程度上會影響到在生態系統中的軟體合作伙伴的合作關係。而Imagination現階段則是會持續提供IP方案，並不會跨足軟體方案的供應，以產生衝突關係。畢竟這些軟體供應商本身已經擁有許多專業知識，再加上在特定社群或是區域市場可能已經擁有一定的知名度或是市場基礎，透過與這些軟體業者的合作，才有辦法把市場作大。
不過，ARM台灣區總經理謝弘輝則稍有不同的看法，ARM的確有提供mbed OS的解決方案，其出發點是希望能滿足工程師在軟硬整合上的需求，但細看軟體架構，軟體領域還是可以細分成不同類別，在這當中，ARM有不少合作伙伴是專精於單一領域，所以並不會產生直接的衝突。 
圖4 ARM提供了mbed
OS方案，目標是希望協助客戶能快速建置物聯網系統，但是否真會影響與其他軟體伙伴的關係，也許還有待觀察。（Source：www.anandtech.com）
EDA業者IP方案進入物聯網市場 現有對手策略各異
另一方面，部份的EDA業者雖然跨足IP授權市場，但在產品線上的確與Imagination出現了競爭關係。再加上其他合作伙伴的市場策略又是以發展生態系統為主軸的情況下，IP授權業者又該如何面對？
Tony King-Smith說，就EDA、IP授權乃至於整個生態系統，的確有部份業者的成長動能愈來愈強，產生競合關係，是無可避免的事，Imagination的作法就是持續採取更為密切的合作策略，唯有如此，才能避免產生更多的競爭情況，雙方也能找到合適的伙伴關係，讓彼此的業務皆能有所成長。
謝弘輝則認為，為了追求公司成長，EDA業者採取這種作法，是屬於正常的情形，產生一定的競合關係，的確不可避免。但是ARM的處理器IP在全球物聯網市場擁有一定的市場基礎，因此ARM並不會畏懼這種競合關係，反倒可以樂觀以對。
結論：IP授權的未來發展
至於IP授權市場的未來發展，Tony King-Smith認為，大致上會有幾個方向：
- 提供完善的IP平台：
客戶不會只是購買處理器或是繪圖處理器核，像是視訊或是物聯網也將是客戶所需要的解決方案。所以，Imagination會持續投資開發新的IP方案，以協助客戶建構完整的次系統。
- 持續與軟體領域與協會組織保持密切合作
- 提供開發板給客戶群
同時也擁有ODM與OEM的能力，進一步了解系統整合端在產品開發上的困難，自身也可以累積系統層級經驗，可以供客戶群參考。
- 與ODM、OEM合作
協助客戶創造更多自有IP，再整合Imagination，來為產品提供更多的創新，目前Imagination已經與數個合作伙伴擁有這樣的關係。
ARM全球執行副總裁暨大中華區總裁吳雄昂則是認為，ARM未來在生態系統的發展還是有不少努力的空間，像是物聯網與企業應用就是發展方向。
Tony King-Smith進一步談到，現階段行動裝置市場已經進入高度標準化的階段，能夠差異化的部份相當有限，很難產生獨特性。但在物聯網應用上，能夠差異化的領域相當多，即便高度競爭還是有機會可以脫穎而出。
【全文刊載於《CTIMES雜誌》2015年10月號】-- CTIMES粉絲團】
