半导体IP授权市场分析:芯片产业的“黄金宝藏”
在集成电路行业中,知识产权(IP)的地位举足轻重,特别是对于芯片制造商而言,IP 核如同基石一般,是构建复杂芯片的关键要素。举例来说,ARM 公司提供的CPU、GPU 以及NPU 等核心设计,都是所谓的IP 核,它们被授权给众多的半导体公司,以便这些公司能够在其产品中集成这些技术。
本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/202409/463323.htm这些IP 核的存在,极大地简化了芯片设计的复杂度。它们不仅降低了研发的门槛,使得芯片设计变得更加高效,而且还能够显著缩短产品从设计到市场的时间。此外,通过使用这些经过优化的IP 核,芯片的性能和能效也得到了显著的提升,这对于整个集成电路产业链来说,是一个至关重要的环节。以采用ARM 架构的某家半导体公司为例,一旦获得了ARM 的架构授权,以及CPU、GPU、NPU 等关键IP 核的授权,该公司就能迅速地展开芯片的开发工作。
这意味着,它们可以在较短的时间内,打造出具有竞争力的高性能芯片,满足市场的需求。这样的流程不仅加速了技术创新,也为芯片行业的发展注入了活力。
毫无疑问,在如今这个芯片无处不在的时代,半导体IP 授权在半导体产业之中的主要性举足轻重,其市场规模不算大,但确实是技术含量最高的价值节点。根据IPnest 的数据统计,在全球每年超过600 亿美元的芯片研发投入中,IP 的市场规模大约为36 亿美元。尽管这一数字在总研发开支中所占的比例仅为5%,但IP 的价值和影响力却远远超出了这一财务数字所能体现的范畴。
IP 的核心价值在于其创新性和对整个半导体产业的推动作用。从市场价值的角度来看,IP 的全球市场规模约为50 亿美元,但其所引领的半导体产业却是一个价值高达5000 亿美元的市场。这表明,半导体IP 授权作为技术创新的源头,对于整个产业链的驱动作用是巨大的。
图1 半导体IP授权对于整个产业链的驱动作用巨大
在半导体IP 授权领域,按照产品种类分,IP 可划分为处理器IP、有线接口IP、数字IP 和其他物理IP 四大类。处理器IP 是应用于程序控制、语音处理、图形处理、图像信号处理、视频编解码、计算机视觉和神经网络等微处理器的IP。在这之中,处理器 IP 在半导体IP 中占据最大市场份额,广泛应用于消费电子、汽车等行业。在其细分子类中处理器IP 市场规模最大,同时也具有极高的技术壁垒与生态壁垒,其余处理器IP 为专用型处理器IP。
图2 全球半导体IP细分产品占比
在半导体IP 行业中,营收模式主要分为两种:前期授权(License)和后期版税(Royalty)。前期授权模式涉及将经过严格验证、可重复使用且具有特定功能的集成电路设计模块,也就是半导体IP,授权给客户使用。这一过程通常包括提供配套的软件和技术支持,以帮助客户更好地集成和使用这些IP。这授权通常是一次性的,客户需要支付一定的费用来获取IP 的使用权。
另一方面,后期版税模式则是在IP 交付给客户后,客户在其芯片量产和销售过程中,根据实际销售量按约定的费率向IP 提供商支付费用。这种版税收入模式的特点是,其收入水平直接与客户产品搭载IP 后的市场表现挂钩,即产品的销量越高,版税收入也相应增加。
国际上领先的半导体IP 公司普遍采用这种收取授权费与版税相结合的营收模式。这种模式能够为IP 提供商带来持续且稳定的收入流,尤其是在产品销量良好的情况下。
在我国,半导体IP 公司除了借鉴这种国际通行的收入模式外,还往往结合自身的特点,提供基于独立设计IP 的芯片定制服务。这种服务模式允许客户根据自己的特定需求,定制开发芯片,从而满足市场的多样化需求。通过这种方式,国内IP 公司不仅能够获得授权和版税收入,还能够通过提供定制服务来增加额外的营收来源,同时也增强了与客户的合作关系,提高了市场竞争力。这种多元化的营收策略,有助于国内半导体IP公司在全球市场中占据一席之地。
在2023 年,全球半导体IP 授权市场规模达到了70.4 亿美元。据行业分析师预测,到2027 年,这一市场的价值将实现显著增长,达到101.2 亿美元。这意味着在未来十年间,该市场的年均复合增长率(CAGR)将达到9.5%,显示出持续而稳健的增长动力。
图3 全球半导体IP授权市场预测(单位:10亿美元)
特别是处理器IP 市场的蓬勃发展,这主要得益于其在多个关键领域的广泛应用。在过去十年里,智能手机和移动手机的广泛普及,带动了处理器IP 市场的飞速发展。这一趋势使得处理器IP 在整体市场份额中占据了重要的地位。然而,展望未来,尽管处理器IP 预计仍将保持最大市场份额,但随着汽车行业的智能化趋势正日益明显,随着自动驾驶和电动汽车的兴起,对处理器IP 的需求将持续增长。智能手机相对占比预计将逐渐降低。另一方面,随着物联网和数据中心技术的快速发展,对接口IP 等其他类型IP 的需求也在不断增长。这种增长不仅体现在传统的处理器IP 市场,还包括了如高速接口、存储接口、网络接口等多元化的IP 领域。这种多元化的需求导致市场集中度下降,处理器IP 的市场份额被其他类型的IP 所分散。
此外,随着市场对高、中、低端处理器IP 的需求结构发生变化,处理器IP 的增长曲线逐渐趋于平缓。在高端市场,对高性能处理器的需求依然强劲,但在中低端市场,由于竞争加剧和产品差异化减少,处理器IP的增长速度可能会放缓。这种结构性的变化,使得整个处理器IP 市场的发展更加均衡,不再是单一类型的IP独大,而是多种IP 类型共同发展的局面。因此,尽管处理器IP 仍将是市场的重要组成部分,但其增长速度和市场份额都将面临新的挑战和调整。
我们将视野放在整个处理器IP 授权市场之中,其市场增长的主要驱动力总结包括几个方面:首先,全球范围内消费电子产品使用的增加,为半导体IP 提供了巨大的市场潜力。随着消费者对高性能、多功能电子设备的追求,半导体IP 成为了提升产品竞争力的关键;其次,系统级芯片(SOC)设计的复杂性日益增加,使得芯片制造商更加依赖于成熟的IP 核来加快设计周期,降低研发风险;最后,随着物联网(IoT)和智能设备的普及,对于连接设备的需求不断增长,这也为半导体IP 市场带来了新的增长机遇。
我国在这方面相对薄弱,份额却不到5%,基本上都是国外厂商垄断:前10 大IP 厂商中,美国占了4 家,分别是第2、3、8、10 名。而英国有2 家,分别是第1、4名。另外加拿大、以色列各一家。中国则上榜了两家,分别是排名第7 的芯原科技,以及第9 名的力旺科技。两家厂商合计份额仅为3.6%。在区域市场之中2023 年,英国在全球半导体IP 市场中占据领先地位,凭借Arm一家企业就豪取41.1% 的市场份额。而美国则紧随其后,凭借新思科技、Cadence 等企业,占据了25.1% 的市场份额。
表1 2022-2023年全球半导体IP设计企业营收排名(百万美元)
目前,我国在半导体IP 授权领域的产品上,在品类多样性和分布均匀性方面存在一定的局限性,这导致其竞争格局尚未完全清晰,从而使得对其性能和市场份额的细化指标评估变得较为困难。从整体情况来看,国产IP 在多个方面与国际知名厂商相比仍存在一定的差距。
首先,在自主可控方面,国产IP 虽然在国内市场有一定的立足点,但在全球范围内的影响力和技术自主性仍有待提高;其次,在技术水平上,国产IP 虽然在某些领域取得了突破,但与国际先进水平相比,仍需进一步提升技术创新能力和研发投入;再者,国产IP 在工艺节点覆盖能力上可能不如国际厂商全面,这限制了其在高端芯片设计中的应用。此外,国产IP 在行业标准制定方面的话语权相对较弱,这影响了其在全球市场中的竞争地位。
就如今的国内半导体IP 授权市场,其在接口IP 发展最为繁茂,众多企业参与其中,产品类型也相对多样化。值得注意的是,一些国产接口IP 企业已经在全球市场上取得了显著成就,其市场占有率甚至能够进入全球前三的位置。然而,国产接口IP 的发展之路并非一帆风顺。由于起步较晚、面临技术壁垒、生态链尚不成熟等因素,国产接口IP 在发展过程中遭遇了不少挑战。
这些挑战主要体现在标准化协议的制定、工艺制程的移植能力,以及产品的验证和量产落地等方面。这些问题的存在,限制了国产接口IP 的进一步发展和市场扩张。尽管如此,在产品需求高速增长和庞大本土市场的双重支撑下,国产接口IP 的发展前景已经显现出希望的曙光。国内企业正全力追赶国际厂商,并在某些细分领域寻求突破。
表2
接口IP 授权作为在处理器IP 授权之后的第二大IP市场,根据IPnest 的预测,到2025 年,接口IP 的市场占有率有望超过CPU,成为增速最快的IP 品类。这一增长的主要动力来自于与数据中心紧密相关的PCIeIP、DDR IP 以及以太网/D2D 等接口技术。
在该领域中,特别是我国在DDR IP 的产业,已经成为了国产接口IP 有潜力成为突破口。国内企业可以充分利用技术支持和定制化服务的优势,满足市场对高性能、高可靠性存储接口的需求。此外,随着Chiplet(芯片小模块)技术和开源指令集等新兴趋势的出现,国内企业可以抓住这些新的发展机遇。Chiplet 技术的兴起,为国产接口IP 提供了新的应用场景和设计思路,有助于提升产品的集成度和性能。而开源指令集的推广,则为国内企业提供了一个公平竞争的平台,使得它们能够在新的技术浪潮中找到自己的定位和发展路径。
展望整个国内半导体IP 授权市场,随着国内市场对国产化的需求日益增强,当前的国产IP 得到了政策和市场的双重支持。背靠庞大的本土市场,国产IP 有了更多的应用场景和成长空间。同时,随着国内人才水平的提升和技术进步,国产IP 在技术研发上有了更多的可能性和动力。笔者相信,国产IP 的发展前景依然不错,有着广阔的成长空间。
(本文来源于《EEPW》202409)
评论