IP 厂商想要抬高「天花板」

内人士对此判断：Arm 的此次操作, 有望提高半导体 IP 企业在资本市场的定价权, 抬高盈利预期, 提高行业的天花板。作为全球第一的 IP 厂商，除去成功过会，Arm 还有两大新闻一直备受瞩目。

第一，Arm 与高通的官司。2022 年底，Arm 在美国特拉华州的地区法院起诉高通，指控高通公司未经许可使用 Arm 的知识产权。原因是高通曾在 2021 年收购一家名为 NUVIA，从事 Arm 架构 CPU 开发的初创公司。收购完成后，Arm 希望与高通针对 NUVIA 产品重新签订授权协议以增加收费。之后，高通反诉 Arm，主张自己并未违反 Arm 的许可合同，NUVIA 设计的 CPU 是收购案（高通收购 NUVIA）的一部分。

第二，传言 Arm 要改变授权模式。今年 3 月，业内有消息称，Arm 最近已通知了其几家最大的客户，称其商业模式将发生根本性转变。Arm 计划不再根据芯片的价值向芯片制造商收取使用费，而是根据设备的平均售价（ASP）向设备制造商收取使用费。这消息一出，业内都非常担心，因为这就使得使用 Arm 架构的大厂成本大增，付给 Arm 的 IP 授权费用将比原先高出数倍。

不过，在 Arm 成功 IPO 后，官方出来给了「定心丸」。Arm 资深副总裁暨车用事业部总经理 DiptiVachani 在与亚太地区媒体进行问答时，表示：「Arm 商业模式没有改变，该公司会持续扩展，并降低客户进入门槛。」

这两大新闻背后，实际上都是由于 Arm 不赚钱。

IP 厂商盈利「低」

作为全球第一大 IP 厂商，如果 Arm 赚的不多，实际上就是由于 IP 厂商的盈利模式决定的。

根据分析机构 IPnest 发布的半导体 IP 报告，2022 年设计 IP 行业营收 66.7 亿美元。要知道，使用 Arm IP 的厂商高通 2022 全年营收达到 442.00 亿美元。一个行业打不过一家企业，如此看来，IP 厂商的盈利模式确实受限。

自 1990 年，Arm 探索出 IP 授权的商业模式，不以设计芯片而是以授权的方式将芯片设计方案转让其他公司，开启了半导体 IP 授权的开端。当时，半导体的新晋设计公司，也都乐于采用这种方式。通过开放的 IP 授权模式，Arm 在移动端处理器市场获取了 95% 的市占率。在前期，Arm 为了抢占市场和拓展生态，要的授权费并不高，是芯片最终售价的 1%～3%。

目前在半导体 IP 行业中，有两种赚钱的模式：第一种，前期授权费。这种属于一次性收入，IP 使用费发生在于其将 IP 交付给客户进行芯片设计的环节。

第二种，版税。版税是在客户利用该 IP 完成芯片设计并量产后，根据芯片的销售情况，按照量产芯片销售颗数收取。毕竟，芯片研发环节周期很长，能否进入量产环节是不确定的。所以，版税占比越高，意味着下游芯片设计客户较为成熟，能够大规模量产。

按照芯原股份的说法，也就是说在客户芯片设计阶段，公司直接向客户交付半导体 IP 或 IP 平台及系统平台，并获取知识产权授权使用费收入。待客户利用该 IP 或 IP 平台及系统平台完成芯片或系统设计并量产后，公司依照合同约定，根据客户芯片及系统的销售情况，按照量产芯片及系统销售的单位数量获取收入。

实际上，大多数半导体 IP 公司的主要盈利来源就是靠着版税。据 Arm 招股书中显示，版税为 Arm 贡献了超过一半的收入。

前文提到的 Arm 想要更改授权模式，其实就是想要更改版税形式。也就是将从一颗芯片的售价抽成变为按整个终端的价格来提成，变相提价。

举个例子，苹果的 A16 处理器的供应链成本在 110 美元左右，Arm 从中芯片售价中抽成 3%，那么可以拿到 3.3 美元；但是搭载 A16 处理器的 iPhone14，其售价可以达到 1199 美元，从中抽 3% 则可以拿到 36 美元，这几乎是十倍的差距。但是，这种提价方式效果并不理想，风声刚起就引起下游公司的恐慌，如果真的实施，会迫使芯片公司逃离得来不易的生态。

这种「帮人做嫁衣」的商业模式，使得 IP 服务本身的产值不高。半导体 IP 行业到底怎么提高天花板？

IP 厂商新路线

其实关于天花板的问题，IP 厂商一直在探索。

依据 IPnest 发布 2022 年全球半导体设计 IP 市场排名前 10 的供应商依次为：Arm（英国）、Synopsys（美国）、Cadence（美国）、Imagination（美国）、Alphawave（加拿大）、Ceva（以色列）、Verisilicon（芯原微电子，中国大陆）、SST（美国）、eMemoryTechnology（力旺电子，中国台湾）、Rambus（美国）。

前文所述，全球第一大 IP 公司 Arm 已经成功上市。今年三月至六月，报告期内 Arm 总营收达到 6.75 亿美元，同比去年有 2% 的下滑。

目前 Arm 已经明确表明不会更改授权模式，那么在提高营收天花板方面，Arm 认为更多公司自研芯片是它的机会。其 CEO 雷内·哈斯 (ReneHaas）说：「开发一个与 Arm 不同或更好的 CPU，同时兼容 Arm，是非常困难的。这样做的人并不多...... 一方面很难做到，另一方面是很难找到工程师来做这件事。」

不过，对于 Arm 来说挑战也在逐步浮现，兴起的 RISC-V 架构、部分厂商的自研架构都有可能在某一天围困 Arm。比如谷歌最新推出的第五代 TPU，使用的就是自研架构；三星也宣布组建了自研 CPU 内核架构的团队，准备于 2027 年在手机和笔记本电脑产品中将 Arm 芯片替换为自研的 GalaxyChip。这么来看，Arm 仍需要继续加强对新 IP 的研发，提供竞争力更强的公版 IP 方案。

再来看排名第二、三的 Synopsys（美国）、Cadence（美国）。这两大企业虽然在 IP 行业占据前三位置，但主营业还是 EDA 为主。因为自半导体正式进入 IP 核授权时代后，随着集成电路复杂度的提升，EDA 软件公司也逐渐进入 IP 核提供商的行列。

Synopsys 和 Cadence 的 IP 核业务就是自 2010 年开始进入高速发展期。相对于 Arm 的单一 IP 核的盈利方式，EDA 公司可以利用 EDA 业务绑定 IP 服务。目前这两大公司的 EDA 工具都有一定的垄断性，这时候 IP 的变现会更加容易。

2022 财年，Synopsys 收入为 50.82 亿美元，首次突破了 50 亿美元大关，同比增长约 20.9%。其董事长兼 CEOAartdeGeus 在财报发布会上说到：「如果我必须根据重要性对 Synopsys 的这些细分市场进行排名，我会将 IP 业务排在第一位。其他 EDA 公司就是不明白这一点，IP 就是一切。」Synopsys 今年第二季度财报成绩也不错，营收为 13.95 亿美元，上年同期为 12.79 亿美元，同比增长 9.07%，净利润为 2.73 亿美元。

Synopsys 目前在强化接口 IP 领域的布局，通过不断地收购和推陈出新，使自身在该领域的市场份额达到了 55.6%。2021 年，新思科技收购了 Morethan IP，使 DesignWare 以太网控制器 IP 产品组合得到了进一步扩充。

据 IPnest 发布的《2022 年设计 IP 报告》显示，有线接口 IP 类别的市场份额在总的 IP 市场中的占比越来越大，市场份额已从 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业绩，在截止 6 月 30 日的第二季度财报中，Cadence 实现营收为 9.77 亿美元，而 2022 年同期收入为 8.58 亿美元，净利润为 2.21 亿美元。

Cadence 也在开启收购模式，今年 7 月成功收购了 Rambus 公司的 SerDes 和存储器接口 PHYIP 业务。这一战略性收购涉及到对 AI、高性能计算、数据中心、超大规模集成电路和先进网络设计中起到核心作用的 SerDes 和存储器接口 PHYIP。

此外，从今年的营收增长中，Alphawav 也交出了比较出色的成绩。AlphawaveIP 是一家在英国上市的 IP 授权商，能够提供 5nm、4nm、3nm 制程的服务，并支持 Chiplet 交付。2020 年 Alphawave 在高端接口 IP 领域崛起，与 Synopsys「一站式服务」模式不同，采用「Stop-for-Top」战略获得成。

目前来看，Alphawave 在高端接口 IP 重点发力。IPnest 预测，如果由高性能计算 HPC 推动的高端接口 IP 细分市场大幅增长，那么到 2027 年，Alphawave 可能会在这个 30 亿美元细分市场中占据 25% 份额，收入将为 6 亿至 8 亿美元。近两年，Alphawave 也收购了不少 IP 厂商，如以色列光学数字信号处理（「DSP」）芯片开发商 BaniasLabs；SiFive 子业务 OpenFive。对于未来发展，Alphawave 首席执行官 TonyPialis 表示，重点是跨数据中心的连接，包括 serdes、控制器、DDR 和 HBM 等内存接口、Chiplet 接口。

对于 IP 厂商来说，最近大火的 Chiplet 也是一种新路线。就 Chiplet 和半导体 IP 的联系而言，Chiplet 可以被看作是半导体 IP 经过设计和制程优化后的硬件化产品，其业务形成也从半导体 IP 的软件形式转向到 Chiplet 的硬件形式。

随着芯片产业的不断发展，以 Chiplet 为底层技术生产 IP 模块的企业数量将会明显增多。比如本身就具备芯片设计能力 EDA 公司继续积攒自己的 IP 产品，并向 Chiplet 产品供应持续发力。一些设计能力较强的 IP 供应商有可能演变为 Chiplet 供应商。

另外，前文提到的营收低问题，Chiplet 也可使得产品利润率大幅提升。根据 IBS 数据显示，以 28nm 工艺节点为例，单颗芯片中已可集成的 IP 数量为 87 个。当工艺节点演进至 7nm 时，可集成的 IP 数量达到 178 个，5nm 制程下可集成数字 IP 数量与数模混合 IP 数量分别为 126 和 92 个，总计 218 个。

因此向 Chiplet 产品转型的 IP 企业可受益于先进制程的不断迭代而大幅提高毛利率，整个市场的增幅不容小觑。