數萬美元即可定製晶元，成本不到MCU+模擬十分之一

在這個物聯網的時代，萬事萬物都被賦予智能，即使是最簡單的產品也不例外。隨著量的增加，廠商們更希望採用定製化的SoC來設計產品，其原因是定製化的SoC可有效降低系統BoM和功耗，並增加功能和可靠性。

根據IMEC IC-link統計，定製化SoC的年複合增長率為15%。那麼問題來了，定製化SoC是在哪些領域實現了增長？定製自己的SoC成本和優勢又如何？

驅動這波定製化SoC增長的主要有三股力量：感測器和混合信號公司，推出集成化的IoT解決方案；初創公司推出創新的解決方案；以及OEM廠商，以期通過SoC定製降低成本和功耗並實現差異化。

有數據顯示，相比MCU+模擬器件的分立式解決方案，定製化SoC可以降低90%的BoM，降低85%的PCB面積並實現差異化。通過將分立器件集成到單個SoC當中，還可以降低器件停產的風險。此外，採用SoC的產品還可以更容易地通過性能試驗。

從成本上看，與我們經常聽到的28nm、14nm等先進工藝動輒幾百萬上千萬美元的流片成本不同，混合信號晶元採用180nm、90nm和65nm的成熟工藝製造，成本僅需數萬美元。同時，IP模塊、軟體和工具可以重用，子系統也可以通用。

圖1：SoC降成本的優勢

此外，據S3集團的數據顯示，相比分立式解決方案的BoM成本，設計定製化SoC雖然前期的一次性工程費用較高，但是在12到18個月後，成本即可收回，後期則會實現更多利潤。

圖2：以250萬美元投入為例，設計定製化SoC雖然前期的一次性工程費用較高，但是在12到18個月後，成本即可收回，後期盈利更高

在討論了定製化SoC的優勢後，再來看看物聯網廠商如何實現。我們知道，SoC當中通常包含有一個處理器和許多的模擬功能。Cortex-M0是適合物聯網開發的一款主流MCU內核產品。然而，在以前，一個公司想要開發一款基於Cortex-M0內核的SoC，不管晶元有沒有生產、銷售，ARM都要先收取一筆授權費。

為了因應物聯網的碎片化背景和滿足初創公司所需，ARM於2015年底推出了DesignStart Cortex-M0計劃。它為SoC設計人員提供了免費的ARM Cortex-M0處理器IP，用於設計、模擬和原型建模。

這樣，ARM通過將該項服務免費開放給用戶進行研發測試，用戶在需要正式製造晶元銷售時，才需要向ARM支付授權費。這對初創公司開發SoC來說，無疑是一大利好。此外，ARM推出的快速授權服務（售價4萬美元）也簡化了授權流程，這為創業公司提供了一個綠色快速通道。

設計人員可以通過ARM的DesignStart門戶網站獲取這一打包服務，具體包括：

· Cortex-M0處理器及系統設計工具包（SDK），其中包括系統IP、外設、測試平台以及相關軟體；

· 一份關於完整的ARM Keil MDK開發工具的90天免費授權許可。

這一打包服務為設計人員免除了在採用預配置的Cortex-M0處理器進行新的SoC設計、模擬和測試時通常所需的前期授權所帶來的成本壓力。此外，這一打包服務還提供價格為995美元的Versatile Express FPGA開發板，可供設計人員將其設計推進到原型建模階段。

圖3：ARM Cortex-M0 DesignStart設計包實現框圖簡化

開發者如果希望對其設計進行商業化量產，可以以4萬美元的價格購買簡化的、標準化的快速授權，從而將ARM Cortex-M0處理器相關IP、SDK和Keli MDK開發工具用於商業目的，同時還能得到來自ARM的技術支持。

無論是初創公司還是已有一定規模的廠商，升級後的DesignStart門戶網站為更多的SoC開發人員打開了通往ARM技術的大門，並使其設計的商業化量產更加迅速便捷。

此外，DesignStart平台新增的Cadence和Mentor Graphics EDA工具可以加速嵌入式和IoT領域定製化SoC的研發。當測試晶元可以低至1.6萬美元的成本進行製造時（不包括EDA工具和IP授權費用），開發定製化SoC的道路將變得愈發平坦。

總之，ARM DesignStart這一創新的商業模式，滿足了物聯網時代定製化SoC設計所需。初創公司設計低成本的定製化SoC產品已不再是難事。