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芯片行业的上下游生态极其复杂。从代工厂的角度，其需要考虑仪器设备供应商、晶圆、气体、材料供应商，甚至水、电等更上游的供应。而从设计公司的角度，则需要更多地考虑下游供应商，以满足产品设计和生产方面的需求。
Chip War 一书里列举了下面这样非常典型的上下游生态实例。
一颗典型的芯片可能由一家日本公司拥有（软银），以英国的公司ARM提供的处理器IP作为基础，由位于加州和以色列的工程师（英特尔），使用欧美公司提供的EDA软件（新思科技、楷登电子、西门子等）来设计芯片。设计文件被发送到中国台湾（台积电），使用日本提供的晶圆和特殊化学原料加工。加工设备主要来自一家荷兰公司（ASML）、一家日本公司（东京电子）和三家加州公司（应用材料、科磊和泛林）。加工好的晶圆被发送到位于越南或菲律宾的封测厂，最后所有芯片被发送到中国，完成智能手机或计算机的总装和测试，再发售到全球。
本节中对设计公司关心的各重要生态环节，除代工厂以外，做概括性的产业介绍，而在第2章和第4章中则就设计公司更关心的事项，如如何选择供应商，注意事项，合同示例等更详细的内容继续深入探讨。
当晶圆代工厂加工好晶圆，使一张晶圆上呈现数量不一的芯片之后，多数情况下不能直接交付给客户（也有特殊客户要求的是晶圆产品），而需要经过封装和最终测试程序，才能交付给客户并焊接到电路板上，最终与物理世界相接应。笼统来说，在晶圆厂的工序称为前道加工（Front End），而封装测试和其他工序称为后道加工（Back End）。
顾名思义，封装工序分为“封”和“装”两部分。封是指晶粒需要被包裹在某种包装之内，该包装提供对内的保护，而装是指晶粒需要被装在准确的部位上，按照设计好的连接方法与外界的引脚和散热盘连接起来。封装需要解决有关电气、机械、热传递和可靠性的大量问题，是IEEE电子工程师协会的重要技术分支，有其专业的国际期刊和会议。
图1.11 典型打线的QFN封装
注：图片来自长电科技官网。
图1.11显示了一种封装示例。这种封装称为打线的QFN，其中的晶粒由不同的胶合剂黏合到铜质的引线框架上（Copper Paddle或Copper Lead Frame），晶粒表面特制的焊盘（Solder Pad）由金线或铜线焊接（Wire Bond）而连到外部的引脚上去。最后用不同类型的环氧树脂（黑色常见）来塑封整个包装，并留下各引脚和散热盘暴露在外，方便与外部电路板焊接。仅QFN类型的封装，根据模具的变化，就可以形成不同的长宽、厚薄、引脚形状、引脚数量、打线、凸块、倒封或去掉个别引脚等，有很多可能性，而且常常可以定制。即使设计公司使用了两家封装厂生产的同一封装，往往在细节上也有一点区别（比如我见过两家厂的区别是所用丝印的字体不同），但不至于影响最后焊接。
标准的后道加工流程有如下的主要步骤：
（1）晶圆背面研磨和抛光（Back Grinding），便于降低热阻，使表面完整如镜因而便于封装。
（2）晶圆划片（Wafer Saw/Wafer Dicing），将一颗颗晶粒（Die）各自分离开来。
（3）裸片附着（Die Attach），将每颗晶粒贴到各自的引线框架上去。如果之前晶圆有探针测试的步骤，则这里根据晶圆图，仅使用合格的晶粒。
（4）打线（Wire Bond），将晶粒与各引脚连接起来，常见的线有金线、铜线和铝线。金线更容易通过后续环境测试，然而成本也高。
（5）如果需要使用倒封工艺（Flip Chip），则在晶圆划片前需要加一步培植焊料凸点的过程（Bumping），此步骤可以在晶圆代工厂或封装厂完成，切割后不需要打线，而是翻转晶粒，直接与封装上的基板贴合，融化焊球而使电气连接完成。
（6）用环氧树脂塑料填满封装（Molding）以与外界隔绝，防止水汽或杂质进入。
（7）对于引脚伸在外面的封装（如SOIC、MSOP、TSOT等），有时需要加一步引线成型的步骤（Lead Forming），使其引脚符合客户需求。
（8）最终测试（Final Testing），测试制造完毕的芯片的电气特性是否满足数据手册各种参数的最大、最小限制，将符合标准的芯片挑选出来。
这里的最终测试是出厂时每颗芯片必做的测试，与前述晶圆级别的探针测试，以及后文将要提到的只挑选一部分芯片做的可靠性测试不同。
此流程中也可能包括对封好芯片的编程工作，以及调整某些参数（Trimming）的步骤。
（9）在产品表面激光丝印产品型号、生产日期和批次号码（Lot Number），方便用户辨别。也可以在测试前进行。
（10）指定烘烤条件，将芯片做编带和卷盘（Tape & Reel）或其他类型的包装（Packing），方便客户自动化焊接处理。
此流程并未涉及如Chiplets等更复杂多样的先进封装类型，许多芯片和模块类产品需要更多工序并将不同器件封在同一封装内。
芯片IDM不会百分百利用内部工厂来处理封测的问题，特别是德州仪器这样有十几万种产品的IDM，其可能使用的常规封装至少就有几百种，而其中有些封装的日常使用量并不大，没有必要自己购置所有的封测仪器和工具。IDM们比较愿意独立开发先进封装以形成差异化，而把较简单、普适性的封装需求外包到亚洲专门的封测厂去。
封装测试领域与芯片制造领域一样，有几种不同类型的公司：如自己有厂的封测公司，无厂的特殊封测的咨询、方案和服务公司，以及提供封装厂部分组件、原材料，如引线框架、测试插座（Socket）、负载板（Load Board）和电路板的供应商。多数情况下，芯片设计公司只需要与有厂的封测公司对接，而后者再与其他服务公司及组件供应商接触以形成整体的解决方案。
一般来说，封装厂同时也提供测试的服务，一站式服务省去一步物流环节，较为便利。然而，很多芯片设计公司在达到一定规模以后，往往选择自建测试中心，这样公司掌握了出货的最后环节，可以更负责地监控产品质量并更快发现产品的问题。测试中心同时也是芯片行业建造代价最低的工厂，对环境和厂房的要求不高。虽然最小的芯片设计公司是几个人就可以开的皮包公司，但有一定自己的测试能力还是比较容易取信于大客户的。
后道的封测外包行业比起前道的芯片制造行业更加分散，是劳动密集型行业，全行业的具体工厂几乎在东亚或东南亚。2021年全球前十的封测厂家是日月光、安靠、江苏长电、矽品、力成、通富微电、天水华天、京元电、南茂和颀邦（台积电也做封测，但仅限于先进工艺所需，所以未列入独立的封测工厂表单）。封测厂家的统称是OSAT（Outsourced Semiconductor Assembly and Testing），OSAT的统一代称在国际交流中非常常见。
随着电子产品不断被要求实现更强大的功能并具有更小的尺寸，扇出晶圆级封装和3D堆叠封装等先进封装的成长速度在未来几年会非常快，而普通封装的盈利空间会被进一步压缩。
芯片封装是非常复杂的行业，仅常见的封装种类就可达到数百种之多，而各家所用的工艺、模具、步骤、材料和供应商又做法不一，远远超出本书所能覆盖的范围，读者可移步其他更专业的参考书。我曾经负责一些需要先进封装步骤如3D堆叠的芯片，这样的项目需要设计公司与封装厂形成互信的合作关系才可能成功。设计公司达到一定规模以后必须要有自己的封装管理团队，而产品线需要选择合适的封测合作方。
电子设计自动化软件（简称EDA）可比较狭义地定义为一系列纯粹用于芯片设计、仿真和验证的软件工具，而广义的EDA还要包括智慧产权授权行业（IP）和其他用于系统级电路设计仿真的软件工具，其甚至包括电磁场、有限元等工程软件（任何复杂电子产品的设计都要有电、磁、热、机械等多方面的设计），因此并没有非常严格的划分。EDA产品的用户包括IDM、芯片设计公司和广泛的电子工业，可用于设计应用于众多场合的电子产品。本书中谈到EDA时，涉及的只是芯片设计时所需的EDA软件。
EDA行业全球最强的三家公司分别是西门子（主要是其收购的前Mentor Graphics——明导国际）、新思科技（Synopsys，2021年销售额42亿美元）及楷登电子（Cadence，2021年销售额27亿美元）。这三家占据了全球市场的3/4以上，几近垄断的地位。近年来国产EDA也有一些可喜的公司出现，将来可能在世界舞台有一席之地。
全球EDA行业从20世纪80年代起步，至今的总体规模只有100亿美元（不算IP市场），不到所有芯片相关行业规模的1%，然而其像大象的心脏一样，虽然小，却是整个行业的关键拼板。EDA的发展，大致经历了以下几个阶段。
第一阶段：20世纪70年代中期之前，芯片工艺较为初级，芯片设计都是如工程制图一样的画法，没有自动化可言。20世纪70年代中，出现了如惠普等几家制造设备的公司，让工程师可以在屏幕上制图，再用磁带保存下来，用绘图仪打印出来以后再去按图制造芯片掩模。直到今日，磁带已经变成云存储，而绘图仪已经变成光刻机，但是芯片送去晶圆厂生产还是叫作“出带”（Tape Out）。这时的EDA公司销售的其实是硬件，软件只是附送产品，芯片公司都附带自己的CAD部门开发自用软件。但此时，行业即将发生变化，诱因是因为一本书。
第二阶段：1980年加州理工的Carver Mead和施乐公司的Lynnn Conway写了 Introduction to VLSI Systems 一书，将设计集成电路的细节第一次公之于众，引得无数大学、研究机构和电子公司来设计自己的芯片。随着工艺进步且器件密度变高以后，靠人工画图来连接它们变得更加困难，而且人力来验证和仿真这么多连接也变得不可能，这时就催生了更细分的EDA公司，如做前端电路连接和仿真及后端做版图的不同公司。Mentor Graphics在这时期于1981年成立。
第三阶段：20世纪80年代到20世纪90年代中期，芯片公司认为全靠内部开发设计软件的经济负担很重，而开始更多向外部EDA公司采购。这时Synopsys和Cadence正式成立，其中Cadence收购的一家公司Gateway Design发明了用于数字电路建模设计的Verilog语言，该语言至今仍在数字电路设计中发挥重要作用，被认为是EDA行业历史上数百次的收购中最为成功的案例。
第四阶段：用硬件描述语言做逻辑综合（Synthesis）使得数字芯片设计可以更加抽象化，因而得以飞快发展，到现在仍然是主流设计方法。在2000年左右，EDA工业大致划分成定制设计、电路连接、仿真、验证等几块业务。
第五阶段：在此之前设计公司需要用到多家EDA软件才能完成产品设计，因为没有一家公司拥有完整的业务解决方案，此阶段中EDA公司不断收购兼并，已经可以提供一站式、系统性的服务。Synopsys历史上收购了近百次，Cadence本身就是多家公司合并而成，收购超过70次，而Mentor Graphics收购了约50次，这时Synopsys的规模超过了Cadence并且保持至今，Semiwiki网站上有所有EDA收购案的历史记录。在EDA的历史上，大量小公司做出了创新贡献，大公司会等到它们的技术为市场所接受，然后就迅速收购它们以扩充自己的版图。至今在硅谷仍有相当不少的EDA和IP初创公司。
EDA的历史演化十分繁复庞杂。这是因为EDA可以改进的细节随着工艺和代工厂的演化而指数级上升，这些改进又带来实际的商业利益，许多工程细节会很快从讨论的话题到学术论文再到形成一两个初创公司并商业化，直到初创公司被更大的公司收购并整合到其自己的产品组合中去。芯片设计的EDA虽然只有电路制图、逻辑综合、仿真、验证等几个大方向，但是其带动的细分方向却成百上千，即使是EDA公司的资深工程师，终其职业生涯可能也只是一个大方向方面的专家。
如今来自上述EDA三强公司的产品组合已经非常丰富，几乎覆盖了芯片设计的所有方面，然而每家公司还是有相对更加着重的方面。比如新思科技在数字芯片设计和IP产品上较为专注，楷登电子则在模拟、数模混合和某些特殊IP较为知名，西门子在验证、逻辑综合、数字后端等领域比较领先。
今日EDA产业不再只是销售单一的EDA软件，而更多地将软件授权和拥有知识产权的电路设计整合为模块并将其以功能扩展包的形式出售，其同时还能够提供更多芯片产业整体的软件服务。比如西门子旨在发力数字工业的广泛解决方案，收购明导只是其数字工业大局下半导体方案其中的一环，此整体方案还包括智慧生产、封装设计、产品生命周期管理等。
作为EDA公司和广义上的工业软件公司，当西门子等类似的大型企业软件公司面对华为和苹果这样的大客户时，它们希望从微观上可以提供芯片设计方案，且范围逐渐扩大到机电一体化设计、热设计、磁设计、电路板设计、机械设计、产品设计，乃至更宏观的物料仓储管理、采购管理、工厂运营管理、供应商管理、物流管理等，有无限的深入合作和业务设想空间。
这里引用一段明导国际前CEO和主席Walden Rhines的讲话。
“EDA的增长历史是由全新的设计挑战而驱动的。早年间的电路设计和仿真软件迅速地增加了电路板设计、芯片排放布置和物理验证的功能。在近十年，EDA的进步是出于全新的需求：包括IP的销售、验证，为生产而设计，等等。当芯片设计进入14nm、7nm级别以后，我们面临全新的物理设计问题，如可靠性、电迁移、热效应等。汽车和宇航应用可能会面临更大的变化。我们还有多久可以仿真整台汽车或整架飞机的全部电子电路？肯定还要很久。但是能够用在汽车工程、生产和服务的诸多功能已经齐备：如设计和优化电气连接，验证可靠运作，验证安全功能，管理性能与成本的取舍，并且提供庞大的数据库。这些将会是未来十年EDA工业的主要驱动力”。
什么是知识产权（IP）？IP可以包括非常广泛的范围，包括专利、版权、商标、商业机密、著作权等，而在芯片行业，较狭义的IP特指的是某些集成起来，可以通过授权而整体迁移使用的芯片模块，其设计和制造本身有其科技含量而作为知识产权，简称IP模块。
曾经所有的芯片公司都通过大量的专利、商业机密和防火墙来保护自己的电路设计、工艺制程、封测经验等，仅在特殊场合才可能授权其他公司使用自己开发的技术。然而今日芯片工业的业务模式百花齐放，我们看到比较知名的电子公司即使毫无芯片研发的背景，也往往都能在较短时间内发布自己的复杂芯片产品，这样的盛况离不开知识产权模块这个特殊业务。
曾经电子产品中的所有元器件都是单独一颗颗的，比如处理器、内存、电源、传感器等，但是今天这些元器件往往可以集成到一颗大芯片上而称为片上系统（System on Chip, SoC）。集成度高了以后，往往带来更小的整体方案尺寸、更好的性能和更低的功耗等优点。SoC是和IP模块的业务模式相辅相成的。有这样一大类公司，其主营或兼营的业务就是研发和销售各种各样的IP模块，它们的客户通过授权和采购IP模块，可以避免重复研发，再加上自己一些独特的创新，就可以很快地形成有竞争力的产品。而IP模块厂商首先不需要厂房，其次不用管理具体芯片型号，与其说是芯片公司，不如说是软件公司更为接近。
IP模块的业务模式是建立在ASIC、EDA和代工厂的多重基础上的。首先，EDA公司提供了很多公司可以共享且标准的设计工具；其次，代工厂和其标准制造工艺的出现，使多家芯片公司的设计可以方便地迁移和共享而不需要重新调整工艺；最后，IP公司把研发内容包装成各种不同的器件库以供客户选择。
在代工行业兴起以前，芯片公司研发所有自用的IP，很少会去借助外力，然而对于许多属于业界通用的标准如USB、PCI接口等，即使研发出来也毫无差异性，反而需要人力来维持这些通用设计，在切换工厂和工艺的时候也许还得把这些标准单元再重新设计一遍。在20世纪90年代经济低谷时，许多公司裁撤了自己维护标准IP的研发团队。
如前所述，因为晶圆代工业的兴起，大量有特制芯片需求但没有设计经验的系统公司，专注于产品差异性的ASIC公司，以及需要标准设计IP的COT芯片设计公司也兴起了。这时又恰逢很多维护标准IP的团队出现在求职和创业市场上，所以在很短时间内市场上就形成了一种新的产业，那就是创造标准IP，但此时不是为了个别公司，而是通过代工厂和其他途径卖到各种所有可能的客户中去。
最早的晶圆代工厂只是纯制造，然而为了提供附加值，随制造而附加的高质量IP就显得很有竞争力。实际上直到今天，许多代工厂可能只是运行成熟工艺，使用类似的生产设备，加工一样的8英寸或12英寸晶圆，成本和运营是类似的，其差异化的部分，往往只是自己附加的IP的丰富和先进程度。比如今天某家初创公司有非常新颖的芯片定义，其需要在最短时间内推出产品，这时拥有最多IP选项的代工厂就成为首选。在20世纪90年代末，一家名为Artisan的IP公司与台积电合作，如果客户使用台积电代工，就可以使用Artisan的全部IP产品。Artisan从前的商业模式是一次性收取一大笔授权费用（License Fee），而这时改成按每张晶圆收取特许权使用费（Royalty Fee），意即客户支付台积电的每张晶圆的加工费用，如果使用其IP，就有一部分成为Artisan的收益，这样降低了使用授权的门槛，而使台积电的工艺更具吸引力，对于所有相关方都有益处。于是这样的模式迅速传播（至今很多芯片的商业计划中还要列出是否开发费用里包括了IP授权或特许权的费用）。如今很多代工厂都宣传自己具有非常丰富的IP选项，而且也确实做了很多优化和验证的工作，但是绝大多数IP仍然来自更专业的IP公司。
很多IP公司的产品是诸如通信协议的物理层、内存接口、收发器等标准化的产品，在20世纪90年代，有极多提供这样标准IP的小公司渴望在市场上有一席之地，而很多SoC的客户渴望有类似微处理器这样的核心芯片也能成为标准IP。20世纪90年代末，由苹果公司和英国Acorn公司合作又分拆出来的微处理器研发部门ARM正式在纳斯达克公开上市，到今天ARM是全世界商业上最为成功的IP公司，占据整体IP市场高达40%的份额，对从低端到高端的微处理器应用场合都有极大影响。ARM的历史不长，其技术路线和沿革却源远流长，读者如有兴趣可参阅更具体的资料。另外，微处理器IP非常知名的还有开源的RISC-V、英特尔和AMD授权的x86，老牌处理器厂家如瑞萨等近年也开放自己的微处理器内核给客户。广泛意义上的处理器范围还包括图形处理单元（GPU）、神经网络处理器（NPU）、数字信号处理器（DSP）、微处理器（MCU）等，读者可自行深入了解其中区别。
总之，当处理器内核、内存、标准器件库、通信、外设、接口等曾经独立的芯片都成为可买到的IP，由任何初创公司通过晶圆代工厂而设计制造非常复杂的大芯片就成为可能。而在20年以前，像小米和美的这样的系统公司要拥有自己的大芯片还是完全不可想象的事。
IP市场的从业者包括纯粹供应IP的公司和用IP来增强自身业务的公司，其生态关系见图1.12。
纯IP供应商：包括处理器IP、接口IP、内存IP、特种IP、通信IP、模拟IP、应用相关IP等。
用IP来增强自身的公司包括以下几种。
EDA公司：很显然如果没有庞大的器件库和IP库，EDA公司就很难销售自己的设计工具，很多小型IP公司都是被EDA公司所收购的。目前Synopsys和Cadence两家EDA公司，在IP市场的营业规模仅次于ARM。
芯片设计公司也对IP市场有兴趣，这是因为有些开发好的技术可以通过授权去实现除了销售芯片以外更多的商业价值。通过高定价和对客户、代工厂的掌握，也可避免客户直接在产品上竞争。比如Dialog半导体，虽然其主业是销售成品芯片，但也授权销售包括模拟前端、时钟、数据转换、电源、射频、传感器等在内的近500种IP。
图1.12 芯片IP业务的生态示意
ASIC或设计咨询公司：既可能是IP公司的客户，也可能开发自己的IP，还可能将第三方IP集成在自己的芯片里再转售。
晶圆代工厂：如前所述，多样化的IP可以提供标准工艺以外的附加值。
目前市场上的IP产品可大致分为以下几类：
（1）软IP。
软IP就像我们在计算机上用C或者汇编写的一段可以编译出来实现某种功能的语言，在芯片设计上软IP一般以RTL的形式来实现，也可能是网表（Netlist）。软IP可以比较容易地在不同代工厂的工艺之间迁移。传统的软件版权往往以同一个版本卖给千万家而不需要多少技术支持，而软IP卖出版权只是开始，其重点是如何集成在客户终端的芯片里，以及相应的技术服务。
（2）硬IP。
硬IP顾名思义，可以直接应用到物理芯片的设计生产中，经常以GDSII的形式出现，并且伴随着某种特定的EDA软件和特定的代工厂工艺。硬IP经常像单独的芯片一样有数据手册来列举其性能。硬IP一般较难在不同代工厂中迁移。为了取信客户，供应商可能提供FPGA版本以供客户做前期的性能验证。模拟IP如ADC、DAC、电源等几乎都是以硬IP的形式来提供。
（3）综合型。
很多IP必须以软IP加硬IP的综合体来实现。比如很多工业标准的IP，类似蓝牙、WiFi、USB等，都有其软件和硬件的部分，随标准的不断更新，可能软IP的部分也需要同步更新，而硬IP的部分则随芯片而固化。处理器也是很典型的综合型IP，虽然有很多的软IP部分，然而也会被特定的工艺固化，许多中低端的处理器IP可能从0.18μm~90nm的成熟工艺再到28nm的较先进工艺都能支持。
IP市场除了ARM一枝独秀以外，其余的公司和产品的前景只能说整体有增长，然而还是处于群雄混战，各有擅长的状态。很多小型IP公司不断被代工厂、EDA公司和芯片设计公司并购，而这些公司的雇员也完全可能随时独立出来自己开IP公司。目前的IP市场有以下特点：
（1）仅为满足工业标准的IP更难盈利。比如USB、PCI-e、PMBus和MTP/OTP，这些IP本身为了满足固定的工业标准，除了报价和质量以外，其功能不需要差异性。代工厂可能有多家IP供应商提供一样的产品而互相竞价，客户也很难稳定留存。此类IP供应商在历史上淘汰了很多，现在主要作为EDA或代工厂的附属IP提供。
（2）竞争者难以复现的IP才能稳定地保持高毛利，如高端处理器、存储、高速通信、高精度模拟等，一般需要在标准工艺以外附加谈判。
（3）多种商务销售渠道和形式。EDA公司或IP公司可能通过代工厂来收取授权费和特许使用费，也会直接与芯片公司营销和接触。具体在后边谈到与IP供应商谈判时会继续说明。
比如，最近我看到硅谷这里由几位资深华人开办的某小公司，其主营产品是基于DSP实现的高速SerDes互联IP产品，主要应用于5G、数据中心、网络设备等领域。今天假如某AI芯片公司需要设计大型的片上系统产品用于这些领域，而不想花多余人力，也未必能够从头开发必备的一些标准IP产品，那么就完全可以向这家公司采购。如果此AI芯片的销售数量已经非常大，希望提升毛利而不想继续花太多的IP授权使用费，那么可以干脆把这家小公司买下来，随后使其产品退出市场以使AI芯片更有竞争力，或向其他不构成威胁的厂商继续销售IP，选择多样。
今天当芯片IP有更多选择，而芯片内容变得更复杂时，寻找、评估和采购IP变得更耗时和更复杂。一颗芯片完全可以选择几种来自不同厂家的不同IP模块，这些IP模块之前的验证工作又可能基于不同代工厂的不同工艺和不同硬件平台，每家IP公司的商务条款和技术能力又不尽相同。其IP的技术成熟度，技术支持，能否在不同代工厂中迁移，多快能集成到最终产品中去，都会成为芯片设计公司需要关心的问题。因此，设计咨询业务就应运而生。
如1.3.2节所述，在ASIC运作模式下，需要芯片的公司先确定好自己的需求规格，并且完成一部分仿真、验证、设计等工作，再将规格和已经完成的部分交给ASIC公司，向后者购买制造完成的芯片，最后再完成自己收尾的验证测试工作，其每年都可能采购一定数量。
然而ASIC模式对很多客户公司仍然不算友好。首先ASIC公司知道自己是客户的唯一选择而可能对芯片标价很高，而客户可能还是偏向于自己拥有和营销最后的芯片产品，只需要ASIC公司提供一次性的设计服务，不希望向后者长期购买。为满足这样的市场需求，一大类设计咨询公司应运而生。
设计咨询公司与ASIC公司的宗旨有一点类似：给客户公司（芯片设计公司、IDM甚至电子系统公司）提供专业的芯片研发和生产服务，其主要的区别就是咨询公司本身一般不销售实体的芯片给公开市场或私下的客户。有时，咨询公司提供整体的芯片设计，称为交钥匙服务，更多时候，咨询公司会只被要求负责前端或后端，以及处理工艺和生产相关的问题。因为这样的咨询模式只需要工程师和极少数业务人员，其组织比起芯片设计公司更为精简，是一种非常小而美的业务模式。当然，代工厂、EDA公司和IP公司如果提供主营业务以外的设计咨询服务，在商业上也非常自洽。
向看到这里的读者提问：为什么芯片设计公司有可能销售自己的IP给其他芯片公司，却不会提供芯片设计咨询服务？可以思考一下，我的想法放在本章最后星号（***）处供参考。
图1.13显示了芯原公司的芯片定制服务的流程。在客户给出需求以后，芯原可以帮助客户规范定义，集成内部自研与来自第三方的IP，并提供验证、实现和定制服务。芯原还与全球多家晶圆厂合作，为客户提供最合适有效的解决方案。芯原还拥有高清视频、高清音频及语音、车载娱乐系统处理器、视频监控、物联网连接、数据中心等多种一站式芯片定制解决方案，面向消费电子、汽车电子、计算机及周边、工业、数据处理、物联网等应用领域。芯原创始人戴先生本人的家族有长年的海外的创业和高管经验，极具国际视野，作者经常在硅谷感受到芯原的影响。
我们可以假设这样一个案例：一家安防电子产品公司，对具体应用非常了解，有自有的产品设计方案，但是因为使用进口芯片较多所以有断供的风险。因此解决方法一是寻找国产替代；二是可以自己孵化芯片设计公司，总结出一些具体需求，使用芯原的设计服务形成产品，自己把控供应链、测试验证和质量管理。因为该孵化公司的第一家客户就是母公司，因此有足够耐心来迭代产品，如此则不难取得一些成绩，甚至此芯片子公司以后可能自己做强、做大并拆分上市。这条路径在商业上完全自洽而且人人得益。
图1.13 芯原公司的芯片定制服务
注：本图来自芯原公司官网。
今天设计咨询的市场大致是这样的：
（1）IDM公司可做主业之外的ASIC业务，我所了解的包括ADI、瑞萨和三星。
（2）设计咨询公司生态非常兴旺。
代工厂和EDA公司一直与设计咨询公司深度合作，包括收购、入股、孵化等（中芯国际在硅谷的销售办公室隔壁就有一家咨询公司）。我熟悉的一家咨询服务公司First Pass Engineering刚被EDA大厂Synopsys收购。作者在三星电子的代工论坛上更是看到有几十家设计咨询公司之多，可能大多都在三星流过片。
（3）基本没有非常纯粹的ASIC公司，它们多少都会兼做一些IP销售和其他业务。
（4）设计咨询未必只做设计，有时大型公司会使用咨询公司做仿真、验证、测试开发等工作，等于是合同工（当然这些合同工要价可不低）。
（5）有一些帮助小量芯片试产，提供多项目晶圆（MPW）和开源IP整合的服务公司。
设计咨询业的生态如图1.14所示。从基础的设计外包到IP供应商；到使用这些IP而提供的设计服务；到一站式定制的芯片；到集成度更高，包括不同IP、数模混合的ASIC或SoC定制芯片；最后到全方位的硬件加软件的设计和服务（包括架构、前端、后端、代工、OSAT、软件开发、系统验证等）。每上一个层次对于客户应用的理解就需要越深，提供的增值也越多，更加成为客户的合作伙伴而非可取代的供应商，当然代价也就越高。而对于客户来讲，即使没有芯片设计的能力，只要能够总结出自己的具体需求，有足够的钱，而且有真实终端客户的话，那么就不难拥有可以卖出去的芯片产品，当然具体量产仍然需要有自己的团队。但是如果客户完全不懂行，那么咨询公司也许就未必愿意接纳这样的客户，因此多数情况下，发起设计需求的客户本身即是颇具资质的电子公司或芯片公司。举例来说，前述安防电子公司想拥有自己品牌的芯片是完全合理的，但是如果哪家房地产老板心血来潮想进军芯片行业，那么我估计芯原可不太愿意配合，这不光是钱的问题（见2.4节）。
图1.14 芯片设计咨询的价值曲线
总之，晶圆代工也好，EDA也好，IP也好，设计服务也好，各家大型公司在做好自己核心业务的同时，也在不断横向越界，提供新的服务以更深度地绑定客户，给客户提供更多附加价值。小型IP或咨询公司如eMemory等则立足于自己最具经验的部分，在纵向做深做透。小而美的模式固然可以过得很好，但大公司收购兼并小公司以扩大自己的业务范围，也经常在发生。
晶圆代工厂、设计咨询和芯片设计公司三者的依存关系如图1.15所示。提供IP业务的厂商也可能提供设计咨询服务或培养第三方咨询公司。
图1.15 代工厂、设计咨询与设计公司
虽然大多数芯片公司都拥有自己内部的市场宣传和销售团队，然而站在产业的角度，又有很多公司具有市场或销售的功能，而服务于芯片设计公司。首先来看市场类公司，其相对较为简单，包括以下几类。
（1）市场情报公司。
今天我们如果希望投资于某类新产品，就需要有相关的市场信息来佐证我们的判断，此类公司可能会提供我们所需要的市场情报。
比如我手上有这样一份微处理器的全球市场报告，包括市场综述、市场动态、市场机会，细分的8位、16位和32位处理器市场分析；根据应用、客户类型、地理位置分类的市场解析；行业的趋势和挑战；各竞争对手的财务状况、主要产品、最近动态等。这样的报告虽然要价不菲，但是对于我们撰写新产品的商业计划，了解未来产品商业回报的前景，避免走上错误的投资道路很有帮助。
（2）市场咨询公司。
在前者的基础上，有一些咨询公司可以做更有针对性的服务，如深入了解细分市场，寻找和分析客户资源，竞争对手分析，供应链管理等。在欧美当然有麦肯锡、波士顿咨询等知名公司提供半导体方向的整体专业咨询服务；也有很多小型咨询公司，由个别半导体高管在职业过渡或将近退休时建立，其竞争优势是自己的人脉和经验。国内近年也有一些此类公司出现。
（3）市场网站和技术杂志。
我有一些订阅的专业网站、市场报告和技术杂志，可以使我了解最近的行业新闻，并且搜索供应商和其他需要的信息，有时我也向他们投稿。这些网站和杂志的主要盈利方式是以泛电子领域的公司投放广告为主。
（4）市场营销公司。
我们可以找到非常专业的高科技营销公司，甚至是半导体芯片方面的专业营销公司。这些公司可能的业务范围包括：
①公司市场战略咨询，品牌设计。
②正规的技术写作，如数据手册、选型手册、技术文章等。虽然芯片工程师往往也能自己写，但是有些真的写得惨不忍睹，很需要有人好好梳理润色一下。逻辑条理清楚的技术文章和手册，对于芯片的销售非常加分。
③展会的布展，制作宣传视频。
④专业广告宣传，如在线广告、印刷广告、网站设计、搜索引擎优化、社交媒体等。
⑤渠道和分销商的管理和宣传。
专业的工作还是需要交给专业人士。芯片设计公司需要专人来负责这些市场营销方面的工作，然而自己招人还需培养员工并承担福利、保险等额外花销，而且不一定随时都有工作可做，因此对于规模不大、财务较有压力的设计公司，不一定需要自己建立团队，可以向第三方来购买这些市场服务。
销售类公司更为复杂，主要的公司包括以下几类。其具体的介绍在7.5节“外部销售的渠道”中，这里暂且只列其名录：
（1）授权分销商。
（2）目录分销商。
（3）独立设计公司（IDH）。
（4）独立分销商。
（5）销售代表。
芯片的销售和运营不可避免地需要处理很多琐碎的事情，比如其供应链往往遍布全球，可能在客户拿到芯片时，该芯片已经在全世界不同工厂中周游了几圈，涉及大量运输和仓储的问题，因此芯片设计公司很有必要尽早与专精于芯片物流的公司合作。此类公司的职责可能包括：
（1） 运输 ：打包贴标、ESD保护、安排运输方式、收发管理、危险品物流等。
（2） 仓储 ：包括库存管理、仓库保管、物料清单（BOM）管理、退货换货管理等。
（3） 芯片后端 ：各类编带（Tape & Reel）的重新拆分、烘烤和真空包装、程序刻录、激光印标、晶圆储存及销毁管理。
（4） 其他服务 ：展会物流、实验室搬迁、化学品、金属和仪器回收、贸易合规服务、进出口报关清关及货物保险。
芯片设计公司的业务比较壮大后，可以考虑自己建立全球的仓储和物流管理团队，方便服务全球客户，但是增加了人员开支却总不如专业的物流公司那么高效，因此还是需要许多的外包工作。世界上有许多IT供应链的外包服务公司，其中某些公司规模极大，而半导体物流只是这些公司的众多业务之一，而在第7章会提到的大型授权分销商也提供此类服务。