電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）半導(dǎo)體IP是指集成電路設(shè)計(jì)中預(yù)先設(shè)計(jì)、經(jīng)過重復(fù)驗(yàn)證的、可重復(fù)使用的功能模塊。在整個(gè)芯片設(shè)計(jì)過程中，結(jié)合使用EDA軟件與半導(dǎo)體IP能夠有效縮短設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)成本。換言之，IP要想發(fā)揮作用，需要配合EDA工具，最終作用于芯片設(shè)計(jì)中，有一定的依附性。

根據(jù)半導(dǎo)體IP研究機(jī)構(gòu)IPnest的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2022年全球設(shè)計(jì)IP同比增長(zhǎng)20.2%，達(dá)到了66.7億美元。其中，Arm公司獨(dú)占四成以上的市場(chǎng)份額。過去幾年，EDA公司新思科技和Cadence由于有EDA工具的帶動(dòng)，IP業(yè)務(wù)增速迅猛，其中，新思科技2016年-2022年期間的年復(fù)合增長(zhǎng)率為19.7%；Cadence在2016年-2022年期間的年復(fù)合年增長(zhǎng)率為20.3%。

圖源：IPnest

那么，在國(guó)產(chǎn)芯片和國(guó)產(chǎn)EDA都略顯競(jìng)爭(zhēng)力不夠的前提下，國(guó)產(chǎn)IP產(chǎn)業(yè)目前發(fā)展情況如何？

IP分類和增長(zhǎng)引擎

半導(dǎo)體IP核有很多種分類方式，比如按照交付方式，可以分為硬核、軟核和固核；按照產(chǎn)品類型來分，可以分為處理器IP、接口IP、物理IP、數(shù)字IP和安全I(xiàn)P等。IP核可應(yīng)用于芯片中多個(gè)組件，如處理器、外圍接口、模擬部件、RAM / ROM、安全模塊等。

當(dāng)前，芯片設(shè)計(jì)主要包含兩個(gè)方面，一個(gè)是自主設(shè)計(jì)部分，一個(gè)就是IP核，一般一款芯片會(huì)采用多個(gè)外購(gòu)的IP核。由于IP核不僅能夠顯著提升設(shè)計(jì)效率，且成本適中、技術(shù)密集度高、知識(shí)產(chǎn)權(quán)集中，因此，在芯片設(shè)計(jì)中IP核的價(jià)值量仍在繼續(xù)提升。

根據(jù)招商證券的研報(bào)數(shù)據(jù)，目前芯片設(shè)計(jì)中，處理器IP核在芯片設(shè)計(jì)中占比最高，采用外購(gòu)處理器IP核的設(shè)計(jì)企業(yè)，幾乎都是100%的使用率占比，除非是使用了基于RISC-V的自研協(xié)處理器IP核。另外，驗(yàn)證IP、嵌入式存儲(chǔ)IP以及有線接口IP的外購(gòu)率也都超過了60%，且都有進(jìn)一步提升的趨勢(shì)。

根據(jù)IPnest的統(tǒng)計(jì)報(bào)告，目前如果以增速來論，接口IP是IP內(nèi)核增速最強(qiáng)勁的引擎，2022年有線接口IP的增長(zhǎng)率高達(dá)26.8%，雖然2023年的數(shù)據(jù)還沒有出來，不過業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，大概率將繼續(xù)保持這種高增長(zhǎng)，因?yàn)橐陨墒?a href="http://www.cshb120.cn/tags/ai/" target="_blank">AI為代表的應(yīng)用，對(duì)接口IP的需求更加迫切，新思科技、Alphawave和Rambus等公司的業(yè)績(jī)也說明了這一點(diǎn)。IPnest預(yù)計(jì)，未來五年（包含2023年）PCIe、內(nèi)存控制器（DDR）、以太網(wǎng)&D2D的復(fù)合年增長(zhǎng)率分別為19.2%、18.8%和22.3%。

國(guó)產(chǎn)IP競(jìng)爭(zhēng)力如何？

從屬性來說，Imagination被中資凱橋資本收購(gòu)之后，應(yīng)該屬于國(guó)產(chǎn)IP公司。不過根據(jù)當(dāng)初的收購(gòu)協(xié)議，Imagination的研發(fā)和專家團(tuán)隊(duì)基本是在英國(guó)，所以其運(yùn)營(yíng)模式轉(zhuǎn)變并不大，因此我們不對(duì)Imagination進(jìn)行展開說明。

那么，目前國(guó)內(nèi)頭部的IP公司當(dāng)屬芯原股份，該公司已經(jīng)完成上市。根據(jù)芯原股份2023年第三季度的財(cái)報(bào)，2023 年前三季度，公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入 17.65 億元，同比下降 6.34%，其中境內(nèi)銷售收入 13.77 億元，占營(yíng)業(yè)收入比重為 78.03%，占比同比提升 18.75 個(gè)百分點(diǎn)；從客戶屬性來看，系統(tǒng)廠商、大型互聯(lián)網(wǎng)公司和云服務(wù)提供商等客戶群體在2023年前三季度為芯原創(chuàng)造了8.60 億元營(yíng)收，同比增長(zhǎng)11.21%，占營(yíng)業(yè)收入比重 48.76%。

在IP業(yè)務(wù)方面，目前芯原有GPU、NPU、VPU、DSP、ISP、Displayprocessor六大類處理器IP，還有超過1500種數(shù)?；旌虾?a target="_blank">射頻IP。根據(jù)IPnest的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2022年芯原在IP領(lǐng)域排名全球第7位。

除了芯原，國(guó)內(nèi)IP發(fā)展比較好的是接口IP和RISC-V內(nèi)核。其中，在接口IP方面，匯集了芯動(dòng)科技、芯耀輝、牛芯、燦芯、銳成芯微、井芯微、納能微、奎芯科技、芯思原等多家企業(yè)。其中，芯動(dòng)科技有不錯(cuò)的競(jìng)爭(zhēng)力，該公司擁有全球首款HBM3E/2E Combo IP、GDDR6X/6 Combo IP、UCIe & Hipi Chiplet，以及PCIe5.0 SerDes等系列硬核產(chǎn)品。在RISC-V內(nèi)核方面，國(guó)內(nèi)有平頭哥、芯來科技、賽昉科技等企業(yè)，這幾家都比較有競(jìng)爭(zhēng)力，其中平頭哥玄鐵處理器IP授權(quán)量已經(jīng)超過30億顆，芯來科技、賽昉科技不僅產(chǎn)品類型全，且在中高端RISC-V內(nèi)核方面很有競(jìng)爭(zhēng)力。RISC-V對(duì)國(guó)產(chǎn)芯片發(fā)展而言，確實(shí)是很重要的賽道。

當(dāng)然，我們上面也提到了，IP業(yè)務(wù)具有很強(qiáng)的依附性，需要大廠在芯片設(shè)計(jì)中使用，或者進(jìn)入到大型EDA公司的標(biāo)準(zhǔn)器件庫(kù)中，都會(huì)帶來很大的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)實(shí)際上也在布局IP，比如華大九天、概倫電子、合見工軟等公司都有自己的IP業(yè)務(wù)。不過，相較而言，和新思科技、Cadence這種已經(jīng)形成體系的EDA公司相比，還有很長(zhǎng)的路要走。

由于IP處于最上游，因此其創(chuàng)新難度是非常高的，且創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)也非常大，根據(jù)芯原2021年財(cái)報(bào)，該公司的研發(fā)投入大概是營(yíng)收的三分之一，這個(gè)比例是非常高的。不過，隨著IP核在芯片設(shè)計(jì)中占比越來越高，加上chiplet的創(chuàng)新模式，國(guó)產(chǎn)IP有更大的發(fā)展機(jī)會(huì)，也需要更堅(jiān)定的投入。

結(jié)語

半導(dǎo)體IP處于產(chǎn)業(yè)的最上游，是集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的核心要素和競(jìng)爭(zhēng)力體現(xiàn)。同時(shí)，IP業(yè)務(wù)發(fā)展需要大公司芯片設(shè)計(jì)和EDA公司的帶動(dòng)，這給國(guó)產(chǎn)IP發(fā)展帶來了更大的挑戰(zhàn)。不過，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有芯原這種進(jìn)入世界前十的IP公司，相信隨著RISC-V和chiplet的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)IP會(huì)有更大的機(jī)會(huì)。