稀缺性賽道上的國產半導體IP

文 管浩

在幾年前，可能大家很難想到，2020 年“芯片”會成為一個全民熱議的話題，連同其細分領域的小巨頭，也在一夜之間成為大家關注的焦點。

今年6 月，蘋果在WWDC 2020 全球開發者大會上宣布，將開發基于ARM 架構的自研Mac 處理器后，引起了業界的軒然大波。蘋果宣布將采用自研ARM 芯片，無疑給原本就份額巨大的ARM 生態再帶來一重助推力，有機構稱，“ARM 席卷一切的時代已來”。

隨著集成電路技術的不斷升級，芯片設計復雜程度也逐步提升，行業分工趨于細化，IP 產業因此應運而生。半導體IP 是指集成電路設計中預先設計、驗證好的功能模塊，是實現系統芯片的基本構件，它在集成電路設計與開發工作中是不可或缺的要素。IP 的高技術密度、集中的知識產權以及昂貴的商業價值，使其一直處于產業鏈的頂端。因此，在半導體行業，IP 被視為處在上游關鍵位置的產業環節。

一般IP 公司采取的經營模式為SiPaaS（“芯片設計平臺即服務”），是一種輕資產類型。采用該模式的公司實際上并沒有自有品牌芯片產品，而是提供一站式芯片定制服務和半導體IP 授權服務。它們在資金回收方式上，前期受客戶委托進行設計時，獲取的收入就能夠覆蓋設計成本，且SiPaaS 只參與初期的生產管理環節，后續產品銷售、技術支持等都由芯片設計公司完成，因此在財務表現上，半導體IP 也顯示出良好的盈利能力。

全球的半導體IP 市場

IP 對于提高高級設計流程的設計生產率至關重要，因此在半導體市場上具有巨大的潛力。

目前，全球半導體IP 市場主要被英美企業壟斷，呈現出高度集中趨勢。2019 年全球前十大供應商合計占比78.1%，7 家為美國和英國企業，其中最大的IP 供應商為英國的ARM，占據了40%以上的全球市場份額，排名第二、第三的企業美國Synopsys、美國Cadence 分別占據超過18%和接近6%的全球市場份額。

從市場分析公司IPnest 發布的關于2019 年全球半導體IP 廠商的營收排名數據可以看出，2019 年全球半導體IP 市場總價值約為39.4 億美元，比2018 年的37.4億美元增長了5.2%。但考慮到半導體市場在2019 年下降了約15%，且IP 特許權使用費（royalties）通常與芯片銷售價格掛鉤，這說明IP 在半導體市場的滲透率進一步提高了。

ARM 在全球半導體IP 市場中處于技術領先地位，它設計了一系列相互關聯的IP，包括微處理器、物理IP 以及支持軟件和工具。

在IP 總收入方面，ARM 也一直保持著市場領先地位。ARM 曾經控制著IP 市場50%的份額，但是在市場競爭不斷加強的情況下，最近兩年市占率有所下降，從2018 年的44.7%下降到了2019年的40.8%。

不過，雖然全球半導體IP 市場由巨頭壟斷，但從縱向來看還是有些喜人的變化。2017 年，全球前十大供應商的份額合計達到84.6%，但2018 年降至80.1%。這也說明了市場參與者在增多，且競爭力也在逐步加強，新鮮血液的加入，也有利于整個產業的健康發展。

今年，ARM 提議將其兩個物聯網服務集團（ISG）業務（物聯網平臺和Treasure Data）轉讓給新實體。此外，ARM 方表示，在擬議的轉讓完成后，ARM 將加深對核心半導體IP 業務的關注。

國產半導體IP 如何破局？

實際上，先前國內對IP 的討論一直不多，直到去年ARM 斷供華為的消息爆出加劇了IP 國產化的急迫性，IP 也受到較大關注，發展IP 國產替代已成為不可逆轉的技術浪潮。

在中國，半導體IP 市場起步較晚。但令人驚喜的是，隨著如今國產替代的加速發展，創立于2001 年的芯原股份依靠30人團隊，以為中芯國際研發的標準單元庫為起點，開創了國內的IP 授權先河。

在國內，涉及半導體IP 業務的公司也有，例如今年剛剛登陸科創板的寒武紀、以EDA 為核心業務的華大九天等，但它們大多還處在細分領域，芯原股份則是布局較廣者。

國產廠商芯原股份是一家主營一站式芯片定制服務和半導體IP 授權服務的明星企業，位于半導體產業鏈的上游。其依托SiPaaS 的商業模式和強大的研發能力成為中國大陸排名第一、全球排名第七的半導體IP 授權服務提供商。其公司的客戶覆蓋了英特爾、博世、Facebook、谷歌、中興通訊、大華股份等眾多國內外知名企業。

據民生證券測算，2019 年主營IP授權的公司Arm（采用半年報數據）和CEVA 整體毛利率分別為93.56% 和88.40%。但相比之下，芯原股份的表現似乎更加亮眼，在2019 年其IP 授權業務的毛利率為94.78%。但在全球半導體IP 市場的份額中，芯原股份的占比尚不足2%，同時其所積累的IP 多是依靠并購而來，缺乏自主可控的IP。

據《上海證券報》報道，8 月6 日，在芯原股份科創板IPO 網上路演環節，有投資者向芯原股份的董事長、總裁戴偉民問及我國芯片產業發展的瓶頸。戴偉民表示，隨著工藝節點的演進，單一芯片上集成的IP 數量越來越多，單個IP 的開發成本也越來越高。

戴偉民介紹，為了解決這一瓶頸問題，芯原股份提出IP as a Chiplet（IaaC）理念，旨在以Chiplet（小芯片）實現特殊功能IP的“即插即用、模塊化組裝”，解決7nm 及以下先進工藝中的性能與成本平衡，降低較大規模芯片的設計時間和風險。

IP 技術壁壘較高，進入難度大，但研發并不是決定實力的唯一因素。IP 需要長期的技術積累，也需搭建完備的生態，需要持續的研發投入，同時也考驗企業的商業策略和能力。因此，IP 技術壁壘較高，進入難度大。

ARM 能夠成為移動時代王者的核心因素，除了它的CPU 和GPU 架構等核心IP，還在于聯合合作伙伴建立了IP 核-芯片-應用的一體化生態，從而形成了高壁壘。

但生態搭建需要時間，這離不開客戶的積累。

截至去年底，芯原股份累計向250 多家客戶進行IP 授權，去年授權次數僅有65 次。但ARM 僅去年簽署的授權許可協議就已經達到了1767 份，近五年的客戶累計超過450 個，其中包括了IBM、高通、英偉達、微軟、蘋果等全球知名公司。這為ARM 搭建完善的生態系統供應鏈提供了基礎。

因此，國產IP 要彎道超車，或者說打破ARM 壟斷，具備開源生態的指令集RISC-V 是目前最大的機會。

對此，芯原股份董事會秘書施文茜也表示，在物聯網的碎片化環境中，開源指令集的RISC-V 架構具有廣泛的發展前景。早在2018 年，芯原股份就牽頭建立中國RISC-V 產業聯盟(CRVIC)，作為首任理事長單位，公司已投資中國第一家專業RISC-V IP 公司。

如今，隨著物聯網、云計算、人工智能、大數據和5G 通信等新應用的興起，半導體產業也繼PC 和智能手機后進入了一個新的發展周期，這也將推動半導體IP 市場持續增長，為中國IP 市場帶來助力。半導體IP 是一個一旦建立了壁壘，就很難打破的行業。因此，對于本土的IP 從業者來說，這是一個壞時代，但同時，這也是一個好時代。