IP 廠商想要抬高「天花板」

內人士對此判斷：Arm 的此次操作, 有望提高半導體 IP 企業在資本市場的定價權, 抬高盈利預期, 提高行業的天花板。作為全球第一的 IP 廠商，除去成功過會，Arm 還有兩大新聞一直備受矚目。

第一，Arm 與高通的官司。2022 年底，Arm 在美國特拉華州的地區法院起訴高通，指控高通公司未經許可使用 Arm 的知識產權。原因是高通曾在 2021 年收購一家名為 NUVIA，從事 Arm 架構 CPU 開發的初創公司。收購完成后，Arm 希望與高通針對 NUVIA 產品重新簽訂授權協議以增加收費。之后，高通反訴 Arm，主張自己并未違反 Arm 的許可合同，NUVIA 設計的 CPU 是收購案（高通收購 NUVIA）的一部分。

第二，傳言 Arm 要改變授權模式。今年 3 月，業內有消息稱，Arm 最近已通知了其幾家最大的客戶，稱其商業模式將發生根本性轉變。Arm 計劃不再根據芯片的價值向芯片制造商收取使用費，而是根據設備的平均售價（ASP）向設備制造商收取使用費。這消息一出，業內都非常擔心，因為這就使得使用 Arm 架構的大廠成本大增，付給 Arm 的 IP 授權費用將比原先高出數倍。

不過，在 Arm 成功 IPO 后，官方出來給了「定心丸」。Arm 資深副總裁暨車用事業部總經理 DiptiVachani 在與亞太地區媒體進行問答時，表示：「Arm 商業模式沒有改變，該公司會持續擴展，并降低客戶進入門檻?！?/span>

這兩大新聞背后，實際上都是由于 Arm 不賺錢。

IP 廠商盈利「低」

作為全球第一大 IP 廠商，如果 Arm 賺的不多，實際上就是由于 IP 廠商的盈利模式決定的。

根據分析機構 IPnest 發布的半導體 IP 報告，2022 年設計 IP 行業營收 66.7 億美元。要知道，使用 Arm IP 的廠商高通 2022 全年營收達到 442.00 億美元。一個行業打不過一家企業，如此看來，IP 廠商的盈利模式確實受限。

自 1990 年，Arm 探索出 IP 授權的商業模式，不以設計芯片而是以授權的方式將芯片設計方案轉讓其他公司，開啟了半導體 IP 授權的開端。當時，半導體的新晉設計公司，也都樂于采用這種方式。通過開放的 IP 授權模式，Arm 在移動端處理器市場獲取了 95% 的市占率。在前期，Arm 為了搶占市場和拓展生態，要的授權費并不高，是芯片最終售價的 1%～3%。

目前在半導體 IP 行業中，有兩種賺錢的模式：第一種，前期授權費。這種屬于一次性收入，IP 使用費發生在于其將 IP 交付給客戶進行芯片設計的環節。

第二種，版稅。版稅是在客戶利用該 IP 完成芯片設計并量產后，根據芯片的銷售情況，按照量產芯片銷售顆數收取。畢竟，芯片研發環節周期很長，能否進入量產環節是不確定的。所以，版稅占比越高，意味著下游芯片設計客戶較為成熟，能夠大規模量產。

按照芯原股份的說法，也就是說在客戶芯片設計階段，公司直接向客戶交付半導體 IP 或 IP 平臺及系統平臺，并獲取知識產權授權使用費收入。待客戶利用該 IP 或 IP 平臺及系統平臺完成芯片或系統設計并量產后，公司依照合同約定，根據客戶芯片及系統的銷售情況，按照量產芯片及系統銷售的單位數量獲取收入。

實際上，大多數半導體 IP 公司的主要盈利來源就是靠著版稅。據 Arm 招股書中顯示，版稅為 Arm 貢獻了超過一半的收入。

前文提到的 Arm 想要更改授權模式，其實就是想要更改版稅形式。也就是將從一顆芯片的售價抽成變為按整個終端的價格來提成，變相提價。

舉個例子，蘋果的 A16 處理器的供應鏈成本在 110 美元左右，Arm 從中芯片售價中抽成 3%，那么可以拿到 3.3 美元；但是搭載 A16 處理器的 iPhone14，其售價可以達到 1199 美元，從中抽 3% 則可以拿到 36 美元，這幾乎是十倍的差距。但是，這種提價方式效果并不理想，風聲剛起就引起下游公司的恐慌，如果真的實施，會迫使芯片公司逃離得來不易的生態。

這種「幫人做嫁衣」的商業模式，使得 IP 服務本身的產值不高。半導體 IP 行業到底怎么提高天花板？

IP 廠商新路線

其實關于天花板的問題，IP 廠商一直在探索。

依據 IPnest 發布 2022 年全球半導體設計 IP 市場排名前 10 的供應商依次為：Arm（英國）、Synopsys（美國）、Cadence（美國）、Imagination（美國）、Alphawave（加拿大）、Ceva（以色列）、Verisilicon（芯原微電子，中國大陸）、SST（美國）、eMemoryTechnology（力旺電子，中國臺灣）、Rambus（美國）。

前文所述，全球第一大 IP 公司 Arm 已經成功上市。今年三月至六月，報告期內 Arm 總營收達到 6.75 億美元，同比去年有 2% 的下滑。

目前 Arm 已經明確表明不會更改授權模式，那么在提高營收天花板方面，Arm 認為更多公司自研芯片是它的機會。其 CEO 雷內·哈斯 (ReneHaas）說：「開發一個與 Arm 不同或更好的 CPU，同時兼容 Arm，是非常困難的。這樣做的人并不多...... 一方面很難做到，另一方面是很難找到工程師來做這件事?！?/span>

不過，對于 Arm 來說挑戰也在逐步浮現，興起的 RISC-V 架構、部分廠商的自研架構都有可能在某一天圍困 Arm。比如谷歌最新推出的第五代 TPU，使用的就是自研架構；三星也宣布組建了自研 CPU 內核架構的團隊，準備于 2027 年在手機和筆記本電腦產品中將 Arm 芯片替換為自研的 GalaxyChip。這么來看，Arm 仍需要繼續加強對新 IP 的研發，提供競爭力更強的公版 IP 方案。

再來看排名第二、三的 Synopsys（美國）、Cadence（美國）。這兩大企業雖然在 IP 行業占據前三位置，但主營業還是 EDA 為主。因為自半導體正式進入 IP 核授權時代后，隨著集成電路復雜度的提升，EDA 軟件公司也逐漸進入 IP 核提供商的行列。

Synopsys 和 Cadence 的 IP 核業務就是自 2010 年開始進入高速發展期。相對于 Arm 的單一 IP 核的盈利方式，EDA 公司可以利用 EDA 業務綁定 IP 服務。目前這兩大公司的 EDA 工具都有一定的壟斷性，這時候 IP 的變現會更加容易。

2022 財年，Synopsys 收入為 50.82 億美元，首次突破了 50 億美元大關，同比增長約 20.9%。其董事長兼 CEOAartdeGeus 在財報發布會上說到：「如果我必須根據重要性對 Synopsys 的這些細分市場進行排名，我會將 IP 業務排在第一位。其他 EDA 公司就是不明白這一點，IP 就是一切?！筍ynopsys 今年第二季度財報成績也不錯，營收為 13.95 億美元，上年同期為 12.79 億美元，同比增長 9.07%，凈利潤為 2.73 億美元。

Synopsys 目前在強化接口 IP 領域的布局，通過不斷地收購和推陳出新，使自身在該領域的市場份額達到了 55.6%。2021 年，新思科技收購了 Morethan IP，使 DesignWare 以太網控制器 IP 產品組合得到了進一步擴充。

據 IPnest 發布的《2022 年設計 IP 報告》顯示，有線接口 IP 類別的市場份額在總的 IP 市場中的占比越來越大，市場份額已從 2017 年的 18% 上升到了 2022 年的 25%。

Cadence 在 2023 年第二季度取得了出色的業績，在截止 6 月 30 日的第二季度財報中，Cadence 實現營收為 9.77 億美元，而 2022 年同期收入為 8.58 億美元，凈利潤為 2.21 億美元。

Cadence 也在開啟收購模式，今年 7 月成功收購了 Rambus 公司的 SerDes 和存儲器接口 PHYIP 業務。這一戰略性收購涉及到對 AI、高性能計算、數據中心、超大規模集成電路和先進網絡設計中起到核心作用的 SerDes 和存儲器接口 PHYIP。

此外，從今年的營收增長中，Alphawav 也交出了比較出色的成績。AlphawaveIP 是一家在英國上市的 IP 授權商，能夠提供 5nm、4nm、3nm 制程的服務，并支持 Chiplet 交付。2020 年 Alphawave 在高端接口 IP 領域崛起，與 Synopsys「一站式服務」模式不同，采用「Stop-for-Top」戰略獲得成。

目前來看，Alphawave 在高端接口 IP 重點發力。IPnest 預測，如果由高性能計算 HPC 推動的高端接口 IP 細分市場大幅增長，那么到 2027 年，Alphawave 可能會在這個 30 億美元細分市場中占據 25% 份額，收入將為 6 億至 8 億美元。近兩年，Alphawave 也收購了不少 IP 廠商，如以色列光學數字信號處理（「DSP」）芯片開發商 BaniasLabs；SiFive 子業務 OpenFive。對于未來發展，Alphawave 首席執行官 TonyPialis 表示，重點是跨數據中心的連接，包括 serdes、控制器、DDR 和 HBM 等內存接口、Chiplet 接口。

對于 IP 廠商來說，最近大火的 Chiplet 也是一種新路線。就 Chiplet 和半導體 IP 的聯系而言，Chiplet 可以被看作是半導體 IP 經過設計和制程優化后的硬件化產品，其業務形成也從半導體 IP 的軟件形式轉向到 Chiplet 的硬件形式。

隨著芯片產業的不斷發展，以 Chiplet 為底層技術生產 IP 模塊的企業數量將會明顯增多。比如本身就具備芯片設計能力 EDA 公司繼續積攢自己的 IP 產品，并向 Chiplet 產品供應持續發力。一些設計能力較強的 IP 供應商有可能演變為 Chiplet 供應商。

另外，前文提到的營收低問題，Chiplet 也可使得產品利潤率大幅提升。根據 IBS 數據顯示，以 28nm 工藝節點為例，單顆芯片中已可集成的 IP 數量為 87 個。當工藝節點演進至 7nm 時，可集成的 IP 數量達到 178 個，5nm 制程下可集成數字 IP 數量與數?；旌?IP 數量分別為 126 和 92 個，總計 218 個。

因此向 Chiplet 產品轉型的 IP 企業可受益于先進制程的不斷迭代而大幅提高毛利率，整個市場的增幅不容小覷。