SoC市場在擴(kuò)大，國內(nèi)外廠商采取了不同的方法爭奪市場，但依然存在一些亟需解決的問題。

　　當(dāng)前，無論在國內(nèi)國外，SoC設(shè)計(jì)領(lǐng)域都已展開激烈競爭。SoC按實(shí)現(xiàn)技術(shù)可分為三類:一類是CSoC，以學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)為主導(dǎo)，注重體系結(jié)構(gòu)探索性工作;另一類是SoPC，以FPGA廠商和科研機(jī)構(gòu)為主導(dǎo)，適合多品種少批量產(chǎn)品開發(fā);第三類是ASICSoC，以微處理器和芯片設(shè)計(jì)公司為主導(dǎo)，追求良好的性價(jià)比，適合大批量規(guī)模生產(chǎn);其他如PSoC等均可歸入SoPC類。

　　伴隨后PC時(shí)代的到來，信息家電的迅猛發(fā)展，這些對芯片提出了更高的要求，SoC的應(yīng)用市場也隨之?dāng)U大。SoC的主要應(yīng)用領(lǐng)域有計(jì)算機(jī)類、通信類、消費(fèi)類、工控類、交通運(yùn)輸類。計(jì)算機(jī)類如圖像、硬盤驅(qū)動(dòng)、打印機(jī)、個(gè)人助理等;通信類如有線網(wǎng)、無線網(wǎng)、手機(jī)、可視設(shè)備、通信基站等;工控類如控制/處理、測試儀器|儀表、醫(yī)療設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)等;交通運(yùn)輸類如引擎控制、儀表裝置、安全系統(tǒng)等。

　　據(jù)預(yù)測，SoC銷售額將從2002年的136億美元增長到2007年的347億美元，年增長率將超過20%。

　　國外注重聯(lián)盟

　　隨著SoC應(yīng)用的不斷普及，市場需要更加廣泛的SoC設(shè)計(jì)。SoC提供商不僅必須拓展系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)能力，而且要將直接開發(fā)的SoC設(shè)計(jì)套件和方法提供給客戶。因此，SoC設(shè)計(jì)逐漸從ASIC方向向可編程方向發(fā)展。

　　德州儀器（TI)首席戰(zhàn)略科學(xué)家GeneA.Frantz認(rèn)為理想的SoC發(fā)展策略應(yīng)該分幾步:許多器件→較少器件→更少器件→單個(gè)器件。TI在Bluetooth、DSL、手機(jī)、視頻等方面都成功地實(shí)現(xiàn)了這樣的發(fā)展過程。其BluetoothBRF6150在0.5cm2的芯片上全面集成了邏輯、內(nèi)存、模擬、電源|穩(wěn)壓器管理與RF功能，并且實(shí)現(xiàn)了低成本、低功耗和高性能。DSLAR7一顆芯片集成了大約150個(gè)分立組件。單芯片手機(jī)解決方案將數(shù)字基帶、內(nèi)存、邏輯、RF、電源管理、模擬基帶集于一身，是業(yè)界首款采用數(shù)字RF技術(shù)的GSM手機(jī)芯片。視頻DM642將10個(gè)IC集于一片，減少了材料清單，降低了制造成本，可大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間。

　　意法半導(dǎo)體、飛利浦與飛思卡爾合作開發(fā)和驗(yàn)證高級(jí)片上系統(tǒng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP），合作的目標(biāo)是縮短當(dāng)今系統(tǒng)所需要的日益復(fù)雜的芯片上市時(shí)間。三家聯(lián)盟合作伙伴計(jì)劃在多個(gè)地點(diǎn)建立設(shè)計(jì)庫和知識(shí)產(chǎn)權(quán)合作伙伴關(guān)系（LIPP）。知識(shí)產(chǎn)權(quán)合作伙伴關(guān)系將提供和支持高價(jià)值、可重復(fù)利用的SoCIP模塊，以供聯(lián)盟合作伙伴在其65nmCMOS節(jié)點(diǎn)以上的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用。共同開發(fā)這些需要大量設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)IP模塊意味著，每個(gè)Crolles2聯(lián)盟成員在為客戶提供高級(jí)SoC時(shí)可以專注于各自的系統(tǒng)級(jí)功能。利用Crolles2聯(lián)盟合作伙伴的SoC解決方案可以更早實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的多媒體和通信功能，因此消費(fèi)者能夠從中受益。在SoC架構(gòu)和IP重利用方面，知識(shí)產(chǎn)權(quán)合作伙伴關(guān)系聯(lián)盟還將協(xié)調(diào)聯(lián)盟合作伙伴參加業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，如基于五金|工具流的封裝結(jié)構(gòu)、集成和IP重用聯(lián)盟（SPIRIT）、開放式系統(tǒng)C計(jì)劃(OSCI)和通用的片上總線結(jié)構(gòu)——虛擬插座接口聯(lián)盟（VSIA）。

　　國內(nèi)市場擴(kuò)大

　　中國集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，在巨大的市場需求、較低的生產(chǎn)成本、豐富的人力資源，以及穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和優(yōu)越的政策扶持等眾多優(yōu)勢條件下取得了飛速發(fā)展。

　　由集成電路產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)的計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)類電子、數(shù)字化3C技術(shù)的融合以及計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用孕育了大量的新興產(chǎn)業(yè)，為我國國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、快速發(fā)展注入了新的活力。

　　國內(nèi)移動(dòng)通信類SoC的開發(fā)主要集中在華為、中興、大唐等通信公司，數(shù)字家電類SoC的開發(fā)主要集中在海爾、華大、華虹等公司。

　　中國在高新技術(shù)研究發(fā)展項(xiàng)目863計(jì)劃中，把SoC作為微電子重大專項(xiàng)列入了2000～2001年度信息技術(shù)領(lǐng)域的重大專項(xiàng)預(yù)啟動(dòng)項(xiàng)目，并在IP核的開發(fā)、軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)、IP復(fù)用、VDSM設(shè)計(jì)、新工藝新器件等方面布置了預(yù)研性課題，其中IP核的設(shè)計(jì)和制造是SoC技術(shù)中最為關(guān)鍵的部分。

　　國內(nèi)SoC研制開發(fā)者主要基于MIPS系列和類指令系列，如中科院計(jì)算所中科SoC(基于龍芯CPU核，兼容MIPSIII指令集)、北大眾志(定義少許特殊指令)、方舟2號(hào)(自定義指令集)、國芯C*Core(繼承M*Core)等，提供了面向不同應(yīng)用領(lǐng)域的解決方案。方舟與國芯走低功耗發(fā)展之路，北大眾志走嵌入式發(fā)展之路，中科院計(jì)算所走高性能系統(tǒng)集成發(fā)展之路。

　　面臨挑戰(zhàn)

　　近幾年來，世界各國雖然推出多種SoC，但是SoC產(chǎn)業(yè)還是處于起步發(fā)展階段，存在以下需要解決的問題。

　　制造商與用戶的關(guān)系:芯片制造商在構(gòu)思新品時(shí)就要讓用戶參與。在SoC設(shè)計(jì)時(shí)，要超前與用戶共同商量和研究，這就涉及一個(gè)高度信任的問題，為了做好用戶的保密工作，有的公司安排不同的設(shè)計(jì)組，并指定專人與用戶接觸，不得隨意擴(kuò)散。

　　缺乏復(fù)合型人才:SoC的設(shè)計(jì)實(shí)際上是一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)者具有寬廣和專業(yè)的知識(shí)，既要具有模擬電路專長，又要具有數(shù)字電路特長，還要具有豐富軟件知識(shí)。

　　EDA工具能力:目前EDA工具還不夠成熟，其處理能力已跟不上SoC工藝的發(fā)展，未能充分發(fā)揮SoC的性能。設(shè)計(jì)優(yōu)化和高效率的IP表達(dá)法將是EDA產(chǎn)業(yè)未來應(yīng)予解決的問題。

　　IP兼容性與多樣化:現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)能否兼容以前設(shè)計(jì)的IP，如何使用其他公司開發(fā)的IP，能否制訂出一個(gè)IP設(shè)計(jì)和再利用的國際標(biāo)準(zhǔn)等問題都有待于進(jìn)一步解決。

　　測試、封裝與散熱的要求:SoC芯片內(nèi)部非常復(fù)雜，研發(fā)制造的技術(shù)一直處于持續(xù)改進(jìn)的狀態(tài)，涉及數(shù)字和模擬電路的綜合測試，測試技術(shù)難度較大，使得系統(tǒng)芯片的測試成本幾乎占芯片成本的一半，因此未來集成電路測試面臨的最大挑戰(zhàn)是如何降低測試成本。

　　SoC芯片在測試上遇到的前所未有的難題有:（1）晶體管的數(shù)量越來越多;（2）為了符合顧客的需求，芯片所提供的功能越來越多;（3）各個(gè)不同功能模塊運(yùn)作的頻率往往不同;（4）各功能模塊所使用的電壓也可能不同;（5）各功能模塊的測試原理也不相同。

　　如何能有效進(jìn)行SoC芯片的測試工作，是學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界與各個(gè)研究單位都在努力解決的問題。目前有一種方法，叫做內(nèi)置自檢（BIST，Build-InSelfTest）。在芯片的設(shè)計(jì)階段，把自檢測試的原理考慮進(jìn)去，在制造芯片中加入一些額外的自檢測試電路。

　　另一種方法是傳統(tǒng)的測試技術(shù)。這對測試系統(tǒng)所具有的能力也要求較高，測試設(shè)備本身必須要具備測試各種不同功能模塊的能力。這兩種測試可大大縮短測試開發(fā)時(shí)間和降低測試費(fèi)用。還有一種降低成本的測試方式是采用基于故障的測試。

　　作為基于IP核的設(shè)計(jì)，SoC設(shè)計(jì)主要向兩個(gè)方向發(fā)展:一是以可重用IP核為基礎(chǔ)的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)，這主要關(guān)心IP核間的互連性;二是以設(shè)計(jì)可重用IP核為目的的IP核設(shè)計(jì)，這主要關(guān)心IP核的可重用性，同時(shí)也是SoC設(shè)計(jì)的又一個(gè)挑戰(zhàn)。

　　鏈接:虛擬插座接口聯(lián)盟（VirtualSoCketInterfaceAllianceVSIA）1996年9月成立于美國加州，是非盈利開放性的，主要是源于SoC的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，需要大量的人力、物力和來自消費(fèi)市場的巨大壓力，而且目前沒有良好、完善的產(chǎn)業(yè)平臺(tái)支持IP的交換。VSIA的目標(biāo)是“通過制訂混合和適配（Mix&Match）不同廠商提供的VC（VirtualComponent）的公開標(biāo)準(zhǔn)，加快SoC的開發(fā)。”

　　VSIA標(biāo)準(zhǔn)（VSIAStandard）是對設(shè)計(jì)電路或者項(xiàng)目的描述和定義，比如體系結(jié)構(gòu)、總線、算法、程序、語言、格式或是協(xié)議。VSIA標(biāo)準(zhǔn)是為了在產(chǎn)業(yè)界內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)化所有的VC自身設(shè)計(jì)及其相關(guān)輔助設(shè)計(jì)，以便于VC可以自由、無修改地進(jìn)行集成。