根據(jù)IPnest在今年4月最新發(fā)布的“設(shè)計(jì)IP報(bào)告”，2022年全球設(shè)計(jì)IP市場(chǎng)收入達(dá)到了66.7億美元，高于2021年的55.6億美元，繼2021年和2020年分別增長(zhǎng)19.4%和16.7% 之后，再度實(shí)現(xiàn)20.2%的增長(zhǎng)。該機(jī)構(gòu)同時(shí)預(yù)測(cè)稱，設(shè)計(jì)IP市場(chǎng)規(guī)模到2025年將超過100億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率(2021年-2026年)為16.7%。gdiesmc

什么是半導(dǎo)體IP？

半導(dǎo)體IP(Intellectual Property)是指在集成電路設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)過驗(yàn)證的、可重復(fù)使用且具備特定功能的集成電路模塊，它能幫助降低芯片開發(fā)的難度、縮短芯片的開發(fā)周期并提升芯片性能，凝聚著設(shè)計(jì)者的智慧和擁有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上游的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。gdiesmc

一般說來，一顆復(fù)雜的芯片通常由芯片設(shè)計(jì)者自主設(shè)計(jì)的電路和多個(gè)外購(gòu)的IP核連接構(gòu)成。我們可以把這一過程與“拼圖”游戲進(jìn)行簡(jiǎn)單的類比，所不同的是，“拼圖”只要考慮圖塊的形狀即可，而“芯片設(shè)計(jì)”不但要考慮IP核的多項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，還要把各個(gè)IP核和自主設(shè)計(jì)部分正確連接，以確保整個(gè)芯片的功能和性能正確無誤。gdiesmc

之所以要選用這樣的模式，是因?yàn)楝F(xiàn)在芯片的設(shè)計(jì)規(guī)模和復(fù)雜性都呈指數(shù)級(jí)增加，中小型芯片公司要獨(dú)立完成一款復(fù)雜芯片設(shè)計(jì)幾乎變得不太可能，要想達(dá)到化繁為簡(jiǎn)、節(jié)省時(shí)間、提高效率的目的，就必須要能夠重復(fù)使用預(yù)先設(shè)計(jì)好的成熟構(gòu)件來搭建更復(fù)雜的系統(tǒng)，這也就是我們常聽到的“IP開發(fā)”、“IP復(fù)用”等概念的由來。gdiesmc

半導(dǎo)體IP市場(chǎng)，歐美遙遙領(lǐng)先

目前，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，半導(dǎo)體IP可分為處理器IP、接口IP、內(nèi)存IP、模擬和混合電路類IP、通信類IP、圖像和媒體類IP等多個(gè)類型；如果根據(jù)行為(Behavior)級(jí)、結(jié)構(gòu)(Structure)級(jí)和物理(Physical)級(jí)三個(gè)層次來分，則可分為IP軟核/IP固核/IP硬核三類；按收費(fèi)方式分類，許可(License)和版稅(Royalty)兩種模式最為常見。在許可模式下，設(shè)計(jì)商按IP授權(quán)次數(shù)付費(fèi)，是一次性產(chǎn)品授權(quán)費(fèi)；而在版稅模式下，設(shè)計(jì)商按制造的芯片數(shù)量付費(fèi)，是跟產(chǎn)品銷量掛鉤的授權(quán)費(fèi)。gdiesmc

數(shù)據(jù)顯示，前5名IP供應(yīng)商中的4家：Arm, Synopsys, Imagination和Alphawave的增長(zhǎng)分別為24.5%，22.1%，23.1%和94.7%，均超過市場(chǎng)平均水平。IPnest據(jù)此認(rèn)為，Synopsys、Alphawave在2022年的增長(zhǎng)再次證實(shí)了有線接口IP類別與以數(shù)據(jù)為中心的應(yīng)用程序、超大規(guī)模業(yè)者(hyperscaler)、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)或AI保持一致的重要性。而Arm和IMG的良好表現(xiàn)證明了智能手機(jī)行業(yè)的卷土重來，以及汽車作為設(shè)計(jì)IP新增長(zhǎng)點(diǎn)的出現(xiàn)。gdiesmc

從類別來看，如下圖所示，2017年-2022年間，接口(Interface) IP從18%增長(zhǎng)到24.9%；包括CPU、GPU和DSP在內(nèi)的處理器(Processor)IP的復(fù)合年增長(zhǎng)率從57.6%下降到49.5%；物理(Physical)和數(shù)字(Digital)這兩大類IP則基本保持穩(wěn)定。gdiesmc

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如果按許可收入對(duì)IP供應(yīng)商進(jìn)行排名，2022年，Synopsys以29.7%的市場(chǎng)份額名列第一，Arm以25.2%緊隨其后，Cadence和Alphawave則分別以6.7%和4.4%排名第三和第四；版稅收入方面，2022年，得益于客戶安裝基礎(chǔ)和在智能手機(jī)行業(yè)的強(qiáng)大地位，Arm以64%的市場(chǎng)份額占據(jù)主導(dǎo)地位，Synopsys、SST、IMG和Cadence分列二至五位。gdiesmc

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但需要正視的是，國(guó)內(nèi)IP企業(yè)雖然正在向國(guó)際領(lǐng)先IP廠商全面追趕，但行業(yè)整體底子還較為薄弱，整體市占率不到5%，要從成熟的IP標(biāo)準(zhǔn)上超越難度很大。更好的辦法是在新興技術(shù)上尋求突破，利用好國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和應(yīng)用企業(yè)數(shù)量眾多的優(yōu)勢(shì)，下游驅(qū)動(dòng)上游，加速迭代。目前，業(yè)界普遍認(rèn)為利好國(guó)產(chǎn)IP行業(yè)的新趨勢(shì)包括Chiplet、RISC-V以及一些定制化IP等。gdiesmc

2022年，發(fā)改委、工信部等部門發(fā)布了《關(guān)于做好享受稅收優(yōu)惠政策的集成電路企業(yè)或項(xiàng)目、軟件企業(yè)清單制定工作有關(guān)要求的通知》，其中重點(diǎn)集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域包括EDA、IP和設(shè)計(jì)服務(wù)。gdiesmc

與此同時(shí)，考慮到當(dāng)前國(guó)際半導(dǎo)體供應(yīng)鏈“逆全球化”的局勢(shì)，國(guó)內(nèi)IP企業(yè)也正在同步執(zhí)行“內(nèi)生增長(zhǎng)+外延并購(gòu)”策略與合規(guī)性要求，力爭(zhēng)在更開放、更充分競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境下做真正有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，打造更具包容性的生態(tài)體系。gdiesmc

接口IP市場(chǎng)異軍突起

如前文所述，接口IP市場(chǎng)近年來得到了高速發(fā)展。2010年初，接口IP一直以無線移動(dòng)為主；2020年則擁有了LPDDR5X、MIPI攝像頭/顯示接口、PCIe 3/4、UFS 3.1、eUSB和USB 3.1/DP等接口IP；近年來，隨著HPC、數(shù)據(jù)中心、人工智能的蓬勃發(fā)展，DDR內(nèi)存控制器(DDR5、LPDDR5、HBM)、PCIe、CXL和以太網(wǎng)/SerDes等協(xié)議開始大幅增長(zhǎng)。gdiesmc

據(jù)IPnest預(yù)測(cè)，前4大接口IP(PCIe、DDR、以太網(wǎng)和D2D)預(yù)計(jì)在2022年至2026年將以27%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。如果只考慮高端接口，2021年至2026年前4大接口的全球復(fù)合年增長(zhǎng)率將為75%。未來，接口IP市場(chǎng)增量將主要來自與數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)度較高的PCIe、DDR以及以太網(wǎng)、SerDes、D2D等。gdiesmc

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這其中，Synopsys的“一站式商店”模式和Alphawave的“一站式服務(wù)”知識(shí)產(chǎn)權(quán)模式非常有代表性。數(shù)據(jù)顯示，Synopsys在13億美元的有線接口IP市場(chǎng)占有55.6% 的份額，而Alphawave IP業(yè)績(jī)?cè)?020年增長(zhǎng)75%之后，2021年又同比增長(zhǎng)了102%，并且還是臺(tái)積電、三星和英特爾IFS等頂級(jí)晶圓代工廠7nm、5nm和3nm所需的PAM4 112G SerDes IP的重要供應(yīng)商。gdiesmc

推動(dòng)接口IP高速成長(zhǎng)的還有Chiplet技術(shù)。盡管該技術(shù)在芯片中的應(yīng)用時(shí)間還不長(zhǎng)，但自2020年開始其發(fā)展就非?？?，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到36.4%。預(yù)測(cè)到2031年，全球Chiplet行業(yè)市值有望達(dá)到470億美元。gdiesmc

考慮到Chiplet把芯片切分成不同的小芯片并互聯(lián)，所以相關(guān)接口IP市場(chǎng)也有新的需求。下圖中藍(lán)色方塊體現(xiàn)了小芯片互聯(lián)接口IP的趨勢(shì)，可以看到，雖然小芯片互聯(lián)接口IP的發(fā)展時(shí)間較短，但是其增長(zhǎng)速度最為迅猛，預(yù)計(jì)從2021年到2026年，年復(fù)合增長(zhǎng)率會(huì)高達(dá)50%。至2026年，全球產(chǎn)值將達(dá)3.2億美元。gdiesmc

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這對(duì)于IP供應(yīng)商而言，基于IP復(fù)用的模式，設(shè)計(jì)能力較強(qiáng)的IP供應(yīng)商有潛力演變?yōu)镃hiplet供應(yīng)商。而IP供應(yīng)商也需要具備高端芯片的設(shè)計(jì)能力，以及多品類的IP布局和平臺(tái)化的運(yùn)作能力，以上都對(duì)IP供應(yīng)商提出了更高的要求。gdiesmc

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在將于2023年11月2-3日舉辦的國(guó)際集成電路展覽會(huì)暨研討會(huì)( IIC Shenzhen)期間，主辦方還將同期舉辦EDA/IP IC設(shè)計(jì)論壇。屆時(shí)，來自國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的頭部大廠將與現(xiàn)場(chǎng)觀眾一起分享最新的技術(shù)發(fā)展成果，歡迎點(diǎn)擊報(bào)名參會(huì)。gdiesmc