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          半導(dǎo)體IP授權(quán)市場(chǎng)分析:芯片產(chǎn)業(yè)的“黃金寶藏”

          作者:宗煜 時(shí)間:2024-09-27 來源:EEPW 收藏

          在集成電路行業(yè)中,知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)的地位舉足輕重,特別是對(duì)于芯片制造商而言,IP 核如同基石一般,是構(gòu)建復(fù)雜芯片的關(guān)鍵要素。舉例來說,ARM 公司提供的CPU、GPU 以及NPU 等核心設(shè)計(jì),都是所謂的IP 核,它們被授權(quán)給眾多的半導(dǎo)體公司,以便這些公司能夠在其產(chǎn)品中集成這些技術(shù)。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202409/463323.htm

          這些IP 核的存在,極大地簡化了芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。它們不僅降低了研發(fā)的門檻,使得芯片設(shè)計(jì)變得更加高效,而且還能夠顯著縮短產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到市場(chǎng)的時(shí)間。此外,通過使用這些經(jīng)過優(yōu)化的IP 核,芯片的性能和能效也得到了顯著的提升,這對(duì)于整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈來說,是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。以采用ARM 架構(gòu)的某家半導(dǎo)體公司為例,一旦獲得了ARM 的架構(gòu)授權(quán),以及CPU、GPU、NPU 等關(guān)鍵IP 核的授權(quán),該公司就能迅速地展開芯片的開發(fā)工作。

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          這意味著,它們可以在較短的時(shí)間內(nèi),打造出具有競(jìng)爭力的高性能芯片,滿足市場(chǎng)的需求。這樣的流程不僅加速了技術(shù)創(chuàng)新,也為芯片行業(yè)的發(fā)展注入了活力。

          毫無疑問,在如今這個(gè)芯片無處不在的時(shí)代,半導(dǎo)體IP 授權(quán)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之中的主要性舉足輕重,其市場(chǎng)規(guī)模不算大,但確實(shí)是技術(shù)含量最高的價(jià)值節(jié)點(diǎn)。根據(jù)IPnest 的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在全球每年超過600 億美元的芯片研發(fā)投入中,IP 的市場(chǎng)規(guī)模大約為36 億美元。盡管這一數(shù)字在總研發(fā)開支中所占的比例僅為5%,但I(xiàn)P 的價(jià)值和影響力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這一財(cái)務(wù)數(shù)字所能體現(xiàn)的范疇。

          IP 的核心價(jià)值在于其創(chuàng)新性和對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)作用。從市場(chǎng)價(jià)值的角度來看,IP 的全球市場(chǎng)規(guī)模約為50 億美元,但其所引領(lǐng)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)卻是一個(gè)價(jià)值高達(dá)5000 億美元的市場(chǎng)。這表明,半導(dǎo)體IP 授權(quán)作為技術(shù)創(chuàng)新的源頭,對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的驅(qū)動(dòng)作用是巨大的。

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          圖1 半導(dǎo)體對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的驅(qū)動(dòng)作用巨大

          在半導(dǎo)體IP 授權(quán)領(lǐng)域,按照產(chǎn)品種類分,IP 可劃分為處理器IP、有線接口IP、數(shù)字IP 和其他物理IP 四大類。處理器IP 是應(yīng)用于程序控制、語音處理、圖形處理、圖像信號(hào)處理、視頻編解碼、計(jì)算機(jī)視覺和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等微處理器的IP。在這之中,處理器 IP 在半導(dǎo)體IP 中占據(jù)最大市場(chǎng)份額,廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車等行業(yè)。在其細(xì)分子類中處理器IP 市場(chǎng)規(guī)模最大,同時(shí)也具有極高的技術(shù)壁壘與生態(tài)壁壘,其余處理器IP 為專用型處理器IP。

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          圖2 全球半導(dǎo)體IP細(xì)分產(chǎn)品占比

          在半導(dǎo)體IP 行業(yè)中,營收模式主要分為兩種:前期授權(quán)(License)和后期版稅(Royalty)。前期授權(quán)模式涉及將經(jīng)過嚴(yán)格驗(yàn)證、可重復(fù)使用且具有特定功能的集成電路設(shè)計(jì)模塊,也就是半導(dǎo)體IP,授權(quán)給客戶使用。這一過程通常包括提供配套的軟件和技術(shù)支持,以幫助客戶更好地集成和使用這些IP。這授權(quán)通常是一次性的,客戶需要支付一定的費(fèi)用來獲取IP 的使用權(quán)。

          另一方面,后期版稅模式則是在IP 交付給客戶后,客戶在其芯片量產(chǎn)和銷售過程中,根據(jù)實(shí)際銷售量按約定的費(fèi)率向IP 提供商支付費(fèi)用。這種版稅收入模式的特點(diǎn)是,其收入水平直接與客戶產(chǎn)品搭載IP 后的市場(chǎng)表現(xiàn)掛鉤,即產(chǎn)品的銷量越高,版稅收入也相應(yīng)增加。

          國際上領(lǐng)先的半導(dǎo)體IP 公司普遍采用這種收取授權(quán)費(fèi)與版稅相結(jié)合的營收模式。這種模式能夠?yàn)镮P 提供商帶來持續(xù)且穩(wěn)定的收入流,尤其是在產(chǎn)品銷量良好的情況下。

          在我國,半導(dǎo)體IP 公司除了借鑒這種國際通行的收入模式外,還往往結(jié)合自身的特點(diǎn),提供基于獨(dú)立設(shè)計(jì)IP 的芯片定制服務(wù)。這種服務(wù)模式允許客戶根據(jù)自己的特定需求,定制開發(fā)芯片,從而滿足市場(chǎng)的多樣化需求。通過這種方式,國內(nèi)IP 公司不僅能夠獲得授權(quán)和版稅收入,還能夠通過提供定制服務(wù)來增加額外的營收來源,同時(shí)也增強(qiáng)了與客戶的合作關(guān)系,提高了市場(chǎng)競(jìng)爭力。這種多元化的營收策略,有助于國內(nèi)半導(dǎo)體IP公司在全球市場(chǎng)中占據(jù)一席之地。

          在2023 年,全球半導(dǎo)體IP 授權(quán)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了70.4 億美元。據(jù)行業(yè)分析師預(yù)測(cè),到2027 年,這一市場(chǎng)的價(jià)值將實(shí)現(xiàn)顯著增長,達(dá)到101.2 億美元。這意味著在未來十年間,該市場(chǎng)的年均復(fù)合增長率(CAGR)將達(dá)到9.5%,顯示出持續(xù)而穩(wěn)健的增長動(dòng)力。

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          圖3 全球半導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)測(cè)(單位:10億美元)

          特別是處理器IP 市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展,這主要得益于其在多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。在過去十年里,智能手機(jī)和移動(dòng)手機(jī)的廣泛普及,帶動(dòng)了處理器IP 市場(chǎng)的飛速發(fā)展。這一趨勢(shì)使得處理器IP 在整體市場(chǎng)份額中占據(jù)了重要的地位。然而,展望未來,盡管處理器IP 預(yù)計(jì)仍將保持最大市場(chǎng)份額,但隨著汽車行業(yè)的智能化趨勢(shì)正日益明顯,隨著自動(dòng)駕駛和電動(dòng)汽車的興起,對(duì)處理器IP 的需求將持續(xù)增長。智能手機(jī)相對(duì)占比預(yù)計(jì)將逐漸降低。另一方面,隨著物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)接口IP 等其他類型IP 的需求也在不斷增長。這種增長不僅體現(xiàn)在傳統(tǒng)的處理器IP 市場(chǎng),還包括了如高速接口、存儲(chǔ)接口、網(wǎng)絡(luò)接口等多元化的IP 領(lǐng)域。這種多元化的需求導(dǎo)致市場(chǎng)集中度下降,處理器IP 的市場(chǎng)份額被其他類型的IP 所分散。

          此外,隨著市場(chǎng)對(duì)高、中、低端處理器IP 的需求結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,處理器IP 的增長曲線逐漸趨于平緩。在高端市場(chǎng),對(duì)高性能處理器的需求依然強(qiáng)勁,但在中低端市場(chǎng),由于競(jìng)爭加劇和產(chǎn)品差異化減少,處理器IP的增長速度可能會(huì)放緩。這種結(jié)構(gòu)性的變化,使得整個(gè)處理器IP 市場(chǎng)的發(fā)展更加均衡,不再是單一類型的IP獨(dú)大,而是多種IP 類型共同發(fā)展的局面。因此,盡管處理器IP 仍將是市場(chǎng)的重要組成部分,但其增長速度和市場(chǎng)份額都將面臨新的挑戰(zhàn)和調(diào)整。

          我們將視野放在整個(gè)處理器IP 授權(quán)市場(chǎng)之中,其市場(chǎng)增長的主要驅(qū)動(dòng)力總結(jié)包括幾個(gè)方面:首先,全球范圍內(nèi)消費(fèi)電子產(chǎn)品使用的增加,為半導(dǎo)體IP 提供了巨大的市場(chǎng)潛力。隨著消費(fèi)者對(duì)高性能、多功能電子設(shè)備的追求,半導(dǎo)體IP 成為了提升產(chǎn)品競(jìng)爭力的關(guān)鍵;其次,系統(tǒng)級(jí)芯片(SOC)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性日益增加,使得芯片制造商更加依賴于成熟的IP 核來加快設(shè)計(jì)周期,降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn);最后,隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和智能設(shè)備的普及,對(duì)于連接設(shè)備的需求不斷增長,這也為半導(dǎo)體IP 市場(chǎng)帶來了新的增長機(jī)遇。

          我國在這方面相對(duì)薄弱,份額卻不到5%,基本上都是國外廠商壟斷:前10 大IP 廠商中,美國占了4 家,分別是第2、3、8、10 名。而英國有2 家,分別是第1、4名。另外加拿大、以色列各一家。中國則上榜了兩家,分別是排名第7 的芯原科技,以及第9 名的力旺科技。兩家廠商合計(jì)份額僅為3.6%。在區(qū)域市場(chǎng)之中2023 年,英國在全球半導(dǎo)體IP 市場(chǎng)中占據(jù)領(lǐng)先地位,憑借Arm一家企業(yè)就豪取41.1% 的市場(chǎng)份額。而美國則緊隨其后,憑借新思科技、Cadence 等企業(yè),占據(jù)了25.1% 的市場(chǎng)份額。

          表1 2022-2023年全球半導(dǎo)體IP設(shè)計(jì)企業(yè)營收排名(百萬美元)

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          目前,我國在半導(dǎo)體IP 授權(quán)領(lǐng)域的產(chǎn)品上,在品類多樣性和分布均勻性方面存在一定的局限性,這導(dǎo)致其競(jìng)爭格局尚未完全清晰,從而使得對(duì)其性能和市場(chǎng)份額的細(xì)化指標(biāo)評(píng)估變得較為困難。從整體情況來看,國產(chǎn)IP 在多個(gè)方面與國際知名廠商相比仍存在一定的差距。

          首先,在自主可控方面,國產(chǎn)IP 雖然在國內(nèi)市場(chǎng)有一定的立足點(diǎn),但在全球范圍內(nèi)的影響力和技術(shù)自主性仍有待提高;其次,在技術(shù)水平上,國產(chǎn)IP 雖然在某些領(lǐng)域取得了突破,但與國際先進(jìn)水平相比,仍需進(jìn)一步提升技術(shù)創(chuàng)新能力和研發(fā)投入;再者,國產(chǎn)IP 在工藝節(jié)點(diǎn)覆蓋能力上可能不如國際廠商全面,這限制了其在高端芯片設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。此外,國產(chǎn)IP 在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定方面的話語權(quán)相對(duì)較弱,這影響了其在全球市場(chǎng)中的競(jìng)爭地位。

          就如今的國內(nèi)半導(dǎo)體IP 授權(quán)市場(chǎng),其在接口IP 發(fā)展最為繁茂,眾多企業(yè)參與其中,產(chǎn)品類型也相對(duì)多樣化。值得注意的是,一些國產(chǎn)接口IP 企業(yè)已經(jīng)在全球市場(chǎng)上取得了顯著成就,其市場(chǎng)占有率甚至能夠進(jìn)入全球前三的位置。然而,國產(chǎn)接口IP 的發(fā)展之路并非一帆風(fēng)順。由于起步較晚、面臨技術(shù)壁壘、生態(tài)鏈尚不成熟等因素,國產(chǎn)接口IP 在發(fā)展過程中遭遇了不少挑戰(zhàn)。

          這些挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的制定、工藝制程的移植能力,以及產(chǎn)品的驗(yàn)證和量產(chǎn)落地等方面。這些問題的存在,限制了國產(chǎn)接口IP 的進(jìn)一步發(fā)展和市場(chǎng)擴(kuò)張。盡管如此,在產(chǎn)品需求高速增長和龐大本土市場(chǎng)的雙重支撐下,國產(chǎn)接口IP 的發(fā)展前景已經(jīng)顯現(xiàn)出希望的曙光。國內(nèi)企業(yè)正全力追趕國際廠商,并在某些細(xì)分領(lǐng)域?qū)で笸黄啤?/p>

          表2

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          接口IP 授權(quán)作為在處理器IP 授權(quán)之后的第二大IP市場(chǎng),根據(jù)IPnest 的預(yù)測(cè),到2025 年,接口IP 的市場(chǎng)占有率有望超過CPU,成為增速最快的IP 品類。這一增長的主要?jiǎng)恿碜杂谂c數(shù)據(jù)中心緊密相關(guān)的PCIeIP、DDR IP 以及以太網(wǎng)/D2D 等接口技術(shù)。

          在該領(lǐng)域中,特別是我國在DDR IP 的產(chǎn)業(yè),已經(jīng)成為了國產(chǎn)接口IP 有潛力成為突破口。國內(nèi)企業(yè)可以充分利用技術(shù)支持和定制化服務(wù)的優(yōu)勢(shì),滿足市場(chǎng)對(duì)高性能、高可靠性存儲(chǔ)接口的需求。此外,隨著Chiplet(芯片小模塊)技術(shù)和開源指令集等新興趨勢(shì)的出現(xiàn),國內(nèi)企業(yè)可以抓住這些新的發(fā)展機(jī)遇。Chiplet 技術(shù)的興起,為國產(chǎn)接口IP 提供了新的應(yīng)用場(chǎng)景和設(shè)計(jì)思路,有助于提升產(chǎn)品的集成度和性能。而開源指令集的推廣,則為國內(nèi)企業(yè)提供了一個(gè)公平競(jìng)爭的平臺(tái),使得它們能夠在新的技術(shù)浪潮中找到自己的定位和發(fā)展路徑。

          展望整個(gè)國內(nèi)半導(dǎo)體IP 授權(quán)市場(chǎng),隨著國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)國產(chǎn)化的需求日益增強(qiáng),當(dāng)前的國產(chǎn)IP 得到了政策和市場(chǎng)的雙重支持。背靠龐大的本土市場(chǎng),國產(chǎn)IP 有了更多的應(yīng)用場(chǎng)景和成長空間。同時(shí),隨著國內(nèi)人才水平的提升和技術(shù)進(jìn)步,國產(chǎn)IP 在技術(shù)研發(fā)上有了更多的可能性和動(dòng)力。筆者相信,國產(chǎn)IP 的發(fā)展前景依然不錯(cuò),有著廣闊的成長空間。

          (本文來源于《EEPW》



          關(guān)鍵詞: 202409 IP授權(quán)

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