芯原：为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定制和IP授权服务

半导体IP（Intellectual Property，知识产权）是芯片设计中预先设计、验证好的功能模块，对于推动技术创新、降低成本、缩短芯片设计周期等方面都具有重要的价值和意义。

芯原作为一家依托自主半导体IP，为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定制服务和半导体IP 授权服务的企业，在当前半导体IP 授权的竞争中，芯原的竞争优势和核心竞争力主要体现在以下几个方面。

●   两类主营业务的协同效应：芯原的主要业务为一站式芯片定制和半导体IP 授权两类业务，两者具有较强的协同效应，能够共同促进公司研发成果价值最大化。

●   技术实力和先进工艺节点经验：芯原在传统CMOS、先进FinFET 和FD-SOI 等全球主流半导体工艺节点上都具有优秀的设计能力。在先进半导体工艺节点方面，公司已拥有14nm/10nm/7nm/6nm/5nmFinFET和28nm/22nmFD-SOI 工艺节点芯片的成功流片经验。

●   丰富的IP 储备和广泛的客户基础：芯原拥有自主可控的图形处理器IP（GPU IP）、神经网络处理器IP（NPU IP）、视频处理器IP（VPU IP）、数字信号处理器IP（DSP IP）、图像信号处理器IP（ISP IP）和显示处理器IP（Display Processing IP）这六类处理器IP，以及1,600 多个数模混合IP 和射频IP。根据IPnest在2024 年5 月的统计，2023 年，芯原半导体IP 授权业务市场占有率位列中国第一，全球第八；2023 年，芯原的知识产权授权使用费收入排名全球第六。根据IPnest的IP 分类和各企业公开信息，芯原IP 种类在全球排名前十的IP 企业中排名前二。基于公司独有的芯片设计平台即服务（Silicon Platform as a Service, SiPaaS）经营模式，目前公司主营业务的应用领域广泛包括消费电子、汽车电子、计算机及周边、工业、数据处理、物联网等，主要客户包括芯片设计公司、IDM、系统厂商、大型互联网公司、云服务提供商等。

●   持续的研发投入和前瞻性的战略布局：近年来，芯原的研发投入占营业收入的比重一直保持在30% 以上；芯原在Chiplet 技术和在AIGC、汽车赛道等领域进行前瞻性布局。

●   坚持引进和储备优秀人才：公司基于战略考虑坚持引进和储备优秀人才。集成电路设计行业为典型的人才密集型行业，且人员具有一定的培养周期，公司也将在持续优化迭代现有核心技术的基础上，进一步就AIGC、汽车、数据中心、智慧可穿戴、智慧物联网这几个关键应用领域进行人才培养、储备和激励。2023年全行业面临严峻挑战，应届毕业生就业形式不容乐观，公司通过合理的薪酬吸纳优秀毕业生，为未来的技术研发储备人才。2023 年公司招聘的500 多名应届毕业生，均拥有硕士及以上学历，其中硕士985、211 院校占比94%，硕士985 院校占比 70%。2024 年招聘的200 多名应届毕业生中，硕士985、211 的占比为97%，其中本硕都是985、211 的占比85%，这批毕业生将会在未来三年成长为芯原的技术骨干。

芯原持续多年对半导体IP 技术及芯片定制技术进行布局和研发，近年来研发投入占营业收入的比重一直保持在30% 以上，且占比高达89.18% 的研发人员中，硕士及以上学历的研发人员占比达87.74%，这表明公司的研发团队主要由具有高学历的专业人才组成，研发团队具有高学历特点。中国大陆地区具有十年以上工龄的研发人员占比为28.82%，员工平均年龄为33.11 岁。

1   研发策略及研发方向

持续升级技术研发，提升核心竞争力，深化行业头部客户合作公司根据自身的技术、资源、客户积累，并结合市场发展趋势，已逐步在AIGC、汽车电子、数据中心和可穿戴设备这4 个领域形成了一系列优秀的IP、IP 子系统及平台化的IP 解决方案。

●   针对日益增长的支撑AIGC 应用的海量算力需求，公司推出了面向高性能计算的AI GPU IP、高性能、高性能GPU IP 和和GPGPU IP 等，极大地丰富了公司的AI 计算技术储备，以满足更广泛的人工智能计算需求。此外，针对AIGC 产业所面临的安全性和隐私性等问题，公司还将继续深化与谷歌合作的开源项目Open SeCura，针对安全、可扩展、透明和高效的安全、可扩展、透明和高效的人工智能系统的发展，人工智能系统的发展，公司提供了多款平台级解决方案，支持超低功耗空间计算，并提供优质、高效的AIGC 输入（Token），以推动该项目的商业化。

●   今年1 月，芯原推出了全新的VC9800 系列高性能视频处理器IP，面向视频转码服务器、AI 服务器、云桌面和云游戏等在内的下一代数据中心的先进需求以增强的视频处理性能，进一步提升公司在数据中心应用领域的市场地位。

●   针对高性能汽车应用，芯原的图像信号处理器IPISP8200-FS 和ISP8200L-FS 通过了 汽车功能安全标准ISO 26262 认证，达到随机故障安全等级ASIL B 级和系统性故障安全等级ASIL D 级。

●   在可穿戴领域，芯原正在通过与趣戴科技等生态系统伙伴的合作，积极拓展基于芯原GPU 的全球手表GUI 生态系统，从而扩大客户群，促进更多样化的智能手表应用的开发。针对芯片定制业务的开展，除持续升级和强化芯原现有设计平台方案外，公司还聚焦快速增长的汽车电子领域，积累了为汽车厂商设计高性能车规ADAS 芯片的相关经验，例如为某知名新能源汽车厂商提供基于5nm车规工艺制程的自动驾驶芯片的一站式定制服务，其中集成了芯原的多个半导体IP，并符合ISO 26262 功能安全标准，性能全球领先。目前芯原正在与一系列汽车领域的关键客户进行深入合作，以在智慧出行领域取得更好的发展机会。凭借延伸至软件及系统解决方案的平台化服务能力，以及长期服务世界一流客户群体的经验基础和口碑，芯原巩固其作为系统厂商、互联网公司和云服务提供商首选的芯片设计服务合作伙伴的地位。对于现有重要行业头部客户，芯原通过持续的客户产品迭代升级、为同一客户的不同部门/ 产品线提供多样化的服务等方式，巩固和深化合作；同时，公司积极开拓优质行业头部客户，通过双方的深度合作重点布局 AIGC、汽车、数据中心、智慧可穿戴、智慧物联网等行业应用领域，从而保持公司的市场敏锐度，以及业务与技术的领先性，成为头部客户重要的战略合作伙伴。

2   深度布局高性能计算和异构计算，推进Chiplet技术及产业化，实现竞争力升维

作为全球领先的一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务供应商，Chiplet 技术迭代研发及产业化落地是芯原发展的核心战略之一。芯原是中国首批加入UCIe产业联盟的企业之一，公司正在以“IP 芯片化（IP as a Chiplet）”、“芯片平台化（Chiplet as a Platform）”和“平台生态化（Platform as an Ecosystem）”理念为行动指导方针，从接口IP、Chiplet 芯片架构、先进封装技术、面向AIGC和智慧出行的解决方案等方面入手，持续推进公司Chiplet技术、项目的发展和产业化。上述举措将提高公司的IP 复用性，增强业务间协同，增加设计服务的附加值，拓宽业务市场空间；进一步降低客户的设计时间、成本和风险，提高芯原的服务质量和效率，更深度绑定客户；并进一步提高公司盈利能力，实现竞争力升维。此外，公司拟通过实施向特定对象发行股票中募投项目“AIGC 及智慧出行领域Chiplet 解决方案平台研发项目”，以加速推进公司Chiplet 技术迭代研发及产业化发展战略的落地。

芯原拥有用于集成电路设计的GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP IP、ISP IP、Display Processor IP 这六类处理器IP、智能像素处理平台、基于FLEXA 的IP 子系统，1,600 多个数模混合IP 以及多种物联网连接（含射频）IP 等，并在22nm FD-SOI 工艺上开发了59 个FD-SOI 模拟及数模混合IP，为国内外知名客户提供了近30 个FD-SOI 项目的一站式设计服务，其中25 个项目已经进入量产，且累计向40 个客户授权了260 多个/ 次FD-SOI IP 核。同时，利用现有设计平台和已有项目经验，芯原可根据客户需求对数模混合IP 进行定制，并针对具体应用场景进行架构和设计的深度优化，实现客户产品的差异化定制。根据IPnest 在2024 年5 月的统计，2023 年，芯原半导体IP 授权业务市场占有率位列中国第一，全球第八；芯原的知识产权授权使用费收入排名全球第六。根据IPnest 报告和各企业公开信息，芯原的IP 种类在排名前十的IP 企业中排名前二。拥有较为齐备的IP 组合和较多的IP 数量，使得芯原在产品功能和应用领域的多样性上具有了更多的扩展空间、亦给予客户较为全面的选择，体现了公司在技术上的实力、积累和可靠性。同时，由于各类IP 均来源于公司自主研发的核心技术，且在研发时考虑了各IP 间的内生关联和兼容性，使得其具有较强的耦合深度、可控性和可塑性。

芯原根据自身的技术、资源、客户积累，并结合市场发展趋势，已逐步在AIGC、汽车电子、可穿戴设备和数据中心这4 个领域形成了一系列优秀的IP、IP 子系统及平台化的IP 解决方案，并在上述应用领域取得了较好的先发优势或是市场地位。

① 在AIGC 领域，芯原用于人工智能的神经网络处理器IP（NPU）业界领先，已被72 家客户用于其128款人工智能芯片中，集成了芯原NPU IP 的人工智能类芯片已在全球范围内出货超过1 亿颗，这些内置芯原NPU 的芯片主要应用于物联网、可穿戴设备、智慧电视、智慧家居、安防监控、服务器、汽车电子、智能手机、平板电脑、智慧医疗这十个市场领域。在全球顶尖的苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）计算机视觉实验室（Computer Vision Lab）发布的《AI Benchmark IoT 性能榜单》中，位列前5 的处理器中就有3 款芯片内置了芯原的神经网络处理IP。此外，芯原的“神经网络处理器IP核的研发与应用”项目在2023 年5 月荣获上海市技术发明奖三等奖，芯原的神经网络处理器IP 在2022年“第十五届中国半导体创新产品和技术”评选中荣获“中国半导体创新产品和技术”奖。

根据目前市场的需求，芯原基于自身神经网络处理器IP可伸缩可扩展的特性，推出了超轻量实时在线终端平台解决方案；结合芯原多年来在多媒体处理领域的技术和IP积累，公司还推出了从摄像头输入到显示器输出的完整的智能像素处理平台。此外，芯原的神经网络处理器IP 与图形处理器IP、图像信号处理器IP、视频处理器IP 等有机结合，可创新性地大幅提高后者的处理性能。例如，公司基于自研的GPU IP 和NPU IP，推出了创新的AI GPU IP 子系统，以应对人工智能不断发展的应用需求。该IP 子系统通过将芯原自有的GPU和NPU 原生耦合，利用公司独有的FLEXA 低功耗低延迟同步接口通信技术，实现二者的高效协同计算和并行处理。在计算和处理过程中，芯原的AI GPU 还可根据不同的应用需求，选择用GPU 来加速神经网络计算，或是将神经网络引擎在OpenCL API 中作为“自定义设备”来部署，通过OpenCL 来加速部分GPU 的矩阵计算，从而实现灵活高效的AI 计算。因此，随着各行各业的智能化升级不断加速，芯原的处理器IP 系列产品可广泛适用于各种人工智能应用场景。

大算力是支撑AIGC 应用快速发展演进的根基。OpenAI 预估人工智能应用对算力的需求每3.5 个月翻一倍，每年增长近10 倍，这也极大地提升了GPGPU的市场应用空间，并对其性能提出了更高的要求。GPGPU利用图形处理器进行非图形渲染的高性能计算，具有很好的高强度并行运算能力，非常适用于处理人工智能、专业计算加速等应用。公司基于约20 年VivanteGPU 的研发经验，所推出的GPGPU IP 可提供从低功耗嵌入式设备到高性能服务器的计算能力，以高度可扩展的IP 核重新定义了计算市场，以满足广泛的人工智能计算需求。

针对AIGC 产业所面临的安全性和隐私性等问题，公司还与谷歌合作以支持其新推出的开源项目Open SeCura。该项目是一个由设计工具和IP 库组成的开源框架，旨在加速安全、可扩展、透明和高效的人工智能系统的发展。作为该项目基础设施的一部分，公司可提供多款平台级解决方案，支持超低功耗空间计算，并提供优质、高效的AIGC 输入（Token）。

② 在智能汽车领域，公司已耕耘多年，从智慧座舱到自动驾驶技术均有布局。芯原的图形处理器IP（GPU）已经在汽车上获得了广泛的应用，包括信息娱乐系统、仪表盘、车身环视、驾驶员状态监控系统、ADAS、自动驾驶汽车等。多家全球知名的汽车OEM 厂商都采用了芯原的GPU 用于车载信息娱乐系统或是仪表盘；芯原的神经网络处理器IP 也已经获得了多家客户用于其ADAS 产品。芯原的图像信号处理器IP 已获得ISO26262 汽车功能安全标准认证和IEC 61508 工业功能安全标准认证，将加速公司在汽车和工业领域的布局。公司其他IP 也正在逐一通过车规认证的进程中，并预计将在近期陆续通过各类车规认证。此外，芯原的芯片设计和软件开发流程也已通过车规ISO 26262 功能安全认证。

③ 在智慧可穿戴领域，芯原从数年前就开始与该领域领先的企业合作，利用自身低功耗技术方面的优势，积极布局蓝牙耳机、智能手表/ 手环和基于虚拟现实技术的智能眼镜，并已在芯片和终端产品中验证了芯原面向低功耗应用所打造的nano 和pico 系列低功耗IP 组合。芯原还拥有面向AR/VR 领域的极低功耗高性能芯片设计平台，可以打造适应不同功率模式的产品，满足超轻量实时在线、低功耗以及全性能的全场景应用。目前，已有超过12 家智能手表芯片客户采用了芯原nano 和pico 系列IP；除了已为某知名国际互联网企业提供AR眼镜的芯片一站式定制服务之外，还有数家全球领先的AR/VR 客户正在与芯原进行合作。目前芯原的低功耗且功能丰富的2.5D 图形处理器（GPU）IP 和与其配套的显示处理IP 已经被全球智能手表SoC 供应商广泛采用。这些技术专为提升智能手表的用户体验而设计，能够提供高性能、高质量的矢量图形，并在能效和芯片尺寸方面具有优异的表现。此外，芯原正在积极拓展全球手表图形用户界面（GUI）生态系统，通过与专注于提供GUI 软件服务的企业合作，公司将进一步扩大其客户群，促进更多样化的智能手表应用的开发。

芯原以自有的低功耗IP 为核心基础，结合自身的软件和系统平台设计能力，还推出了一系列从芯片设计到参考应用的一体化可穿戴式健康监测平台级解决方案，可为客户提供含BLE 协议栈、软件SDK、算法、智能硬件和应用程序等在内的不同层级的授权和定制设计服务，以期推动可穿戴设备在大健康领域的广泛应用。随着智慧穿戴市场的体量不断增大，芯原将基于以上成果，进一步优化相关解决方案，扩大与头部优质客户的合作深度，并拓展更广阔的市场空间。

④ 在数据中心/ 服务器领域，随着短视频、直播、短剧等产业的快速兴起，相关数据中心设备对视频转码的性能需求不断提升，给芯原的视频处理器IP（VPUIP）带来较大发展空间。芯原的视频转码加速解决方案已经获得中国前5 名互联网企业中的3 家，以及全球前20 名云服务提供商中的12 家的采用。目前，公司视频转码平台项目进展顺利，第一代平台已于2021 年第二季度完成研发工作，并以IP 授权、一站式芯片定制业务等方式获得了多家客户的采用，已完成适配并陆续出货。该平台的客户包括多家大型互联网公司和知名短视频服务提供商，这一客户群体的转变体现了公司在半导体IP、芯片定制服务和软件支持服务等方面可提供完整的系统解决方案，与这几类客户合作有助于提高公司业务的盈利能力。另外，基于芯原IP 的第二代视频转码平台一站式芯片定制项目（包括软硬件协同验证）已基本完成，该平台在原有的技术基础上将不同格式视频转码能力增强到8K，增加了对AV1 格式的支持，并新增了AI 处理能力，此外，还增加了高性能的多核RISC-V CPU 和硬件的加密引擎。数据中心也是Chiplet 的三个主要应用领域（自动驾驶、数据中心、平板电脑）之一，公司将结合自身Chiplet 相关项目持续深耕数据中心应用领域。

此外，针对视频转码服务器、AI 服务器、云桌面和云游戏等在内的下一代数据中心的先进需求，公司正在不断提升VPU IP 的性能指标，以增强的视频处理性能，进一步提升芯原在数据中心应用领域的市场地位。

（本文来源于《EEPW》202409）