半導(dǎo)體IP授權(quán)市場分析：芯片產(chǎn)業(yè)的“黃金寶藏”

在集成電路行業(yè)中，知識產(chǎn)權(quán)（IP）的地位舉足輕重，特別是對于芯片制造商而言，IP 核如同基石一般，是構(gòu)建復(fù)雜芯片的關(guān)鍵要素。舉例來說，ARM 公司提供的CPU、GPU 以及NPU 等核心設(shè)計，都是所謂的IP 核，它們被授權(quán)給眾多的半導(dǎo)體公司，以便這些公司能夠在其產(chǎn)品中集成這些技術(shù)。

這些IP 核的存在，極大地簡化了芯片設(shè)計的復(fù)雜度。它們不僅降低了研發(fā)的門檻，使得芯片設(shè)計變得更加高效，而且還能夠顯著縮短產(chǎn)品從設(shè)計到市場的時間。此外，通過使用這些經(jīng)過優(yōu)化的IP 核，芯片的性能和能效也得到了顯著的提升，這對于整個集成電路產(chǎn)業(yè)鏈來說，是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。以采用ARM 架構(gòu)的某家半導(dǎo)體公司為例，一旦獲得了ARM 的架構(gòu)授權(quán)，以及CPU、GPU、NPU 等關(guān)鍵IP 核的授權(quán)，該公司就能迅速地展開芯片的開發(fā)工作。

這意味著，它們可以在較短的時間內(nèi)，打造出具有競爭力的高性能芯片，滿足市場的需求。這樣的流程不僅加速了技術(shù)創(chuàng)新，也為芯片行業(yè)的發(fā)展注入了活力。

毫無疑問，在如今這個芯片無處不在的時代，半導(dǎo)體IP 授權(quán)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之中的主要性舉足輕重，其市場規(guī)模不算大，但確實是技術(shù)含量最高的價值節(jié)點。根據(jù)IPnest 的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在全球每年超過600 億美元的芯片研發(fā)投入中，IP 的市場規(guī)模大約為36 億美元。盡管這一數(shù)字在總研發(fā)開支中所占的比例僅為5%，但IP 的價值和影響力卻遠遠超出了這一財務(wù)數(shù)字所能體現(xiàn)的范疇。

IP 的核心價值在于其創(chuàng)新性和對整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的推動作用。從市場價值的角度來看，IP 的全球市場規(guī)模約為50 億美元，但其所引領(lǐng)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)卻是一個價值高達5000 億美元的市場。這表明，半導(dǎo)體IP 授權(quán)作為技術(shù)創(chuàng)新的源頭，對于整個產(chǎn)業(yè)鏈的驅(qū)動作用是巨大的。

圖1 半導(dǎo)體IP授權(quán)對于整個產(chǎn)業(yè)鏈的驅(qū)動作用巨大

在半導(dǎo)體IP 授權(quán)領(lǐng)域，按照產(chǎn)品種類分，IP 可劃分為處理器IP、有線接口IP、數(shù)字IP 和其他物理IP 四大類。處理器IP 是應(yīng)用于程序控制、語音處理、圖形處理、圖像信號處理、視頻編解碼、計算機視覺和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等微處理器的IP。在這之中，處理器 IP 在半導(dǎo)體IP 中占據(jù)最大市場份額，廣泛應(yīng)用于消費電子、汽車等行業(yè)。在其細(xì)分子類中處理器IP 市場規(guī)模最大，同時也具有極高的技術(shù)壁壘與生態(tài)壁壘，其余處理器IP 為專用型處理器IP。

圖2 全球半導(dǎo)體IP細(xì)分產(chǎn)品占比

在半導(dǎo)體IP 行業(yè)中，營收模式主要分為兩種：前期授權(quán)（License）和后期版稅（Royalty）。前期授權(quán)模式涉及將經(jīng)過嚴(yán)格驗證、可重復(fù)使用且具有特定功能的集成電路設(shè)計模塊，也就是半導(dǎo)體IP，授權(quán)給客戶使用。這一過程通常包括提供配套的軟件和技術(shù)支持，以幫助客戶更好地集成和使用這些IP。這授權(quán)通常是一次性的，客戶需要支付一定的費用來獲取IP 的使用權(quán)。

另一方面，后期版稅模式則是在IP 交付給客戶后，客戶在其芯片量產(chǎn)和銷售過程中，根據(jù)實際銷售量按約定的費率向IP 提供商支付費用。這種版稅收入模式的特點是，其收入水平直接與客戶產(chǎn)品搭載IP 后的市場表現(xiàn)掛鉤，即產(chǎn)品的銷量越高，版稅收入也相應(yīng)增加。

國際上領(lǐng)先的半導(dǎo)體IP 公司普遍采用這種收取授權(quán)費與版稅相結(jié)合的營收模式。這種模式能夠為IP 提供商帶來持續(xù)且穩(wěn)定的收入流，尤其是在產(chǎn)品銷量良好的情況下。

在我國，半導(dǎo)體IP 公司除了借鑒這種國際通行的收入模式外，還往往結(jié)合自身的特點，提供基于獨立設(shè)計IP 的芯片定制服務(wù)。這種服務(wù)模式允許客戶根據(jù)自己的特定需求，定制開發(fā)芯片，從而滿足市場的多樣化需求。通過這種方式，國內(nèi)IP 公司不僅能夠獲得授權(quán)和版稅收入，還能夠通過提供定制服務(wù)來增加額外的營收來源，同時也增強了與客戶的合作關(guān)系，提高了市場競爭力。這種多元化的營收策略，有助于國內(nèi)半導(dǎo)體IP公司在全球市場中占據(jù)一席之地。

在2023 年，全球半導(dǎo)體IP 授權(quán)市場規(guī)模達到了70.4 億美元。據(jù)行業(yè)分析師預(yù)測，到2027 年，這一市場的價值將實現(xiàn)顯著增長，達到101.2 億美元。這意味著在未來十年間，該市場的年均復(fù)合增長率（CAGR）將達到9.5%，顯示出持續(xù)而穩(wěn)健的增長動力。

圖3 全球半導(dǎo)體IP授權(quán)市場預(yù)測（單位：10億美元）

特別是處理器IP 市場的蓬勃發(fā)展，這主要得益于其在多個關(guān)鍵領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。在過去十年里，智能手機和移動手機的廣泛普及，帶動了處理器IP 市場的飛速發(fā)展。這一趨勢使得處理器IP 在整體市場份額中占據(jù)了重要的地位。然而，展望未來，盡管處理器IP 預(yù)計仍將保持最大市場份額，但隨著汽車行業(yè)的智能化趨勢正日益明顯，隨著自動駕駛和電動汽車的興起，對處理器IP 的需求將持續(xù)增長。智能手機相對占比預(yù)計將逐漸降低。另一方面，隨著物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心技術(shù)的快速發(fā)展，對接口IP 等其他類型IP 的需求也在不斷增長。這種增長不僅體現(xiàn)在傳統(tǒng)的處理器IP 市場，還包括了如高速接口、存儲接口、網(wǎng)絡(luò)接口等多元化的IP 領(lǐng)域。這種多元化的需求導(dǎo)致市場集中度下降，處理器IP 的市場份額被其他類型的IP 所分散。

此外，隨著市場對高、中、低端處理器IP 的需求結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，處理器IP 的增長曲線逐漸趨于平緩。在高端市場，對高性能處理器的需求依然強勁，但在中低端市場，由于競爭加劇和產(chǎn)品差異化減少，處理器IP的增長速度可能會放緩。這種結(jié)構(gòu)性的變化，使得整個處理器IP 市場的發(fā)展更加均衡，不再是單一類型的IP獨大，而是多種IP 類型共同發(fā)展的局面。因此，盡管處理器IP 仍將是市場的重要組成部分，但其增長速度和市場份額都將面臨新的挑戰(zhàn)和調(diào)整。

我們將視野放在整個處理器IP 授權(quán)市場之中，其市場增長的主要驅(qū)動力總結(jié)包括幾個方面：首先，全球范圍內(nèi)消費電子產(chǎn)品使用的增加，為半導(dǎo)體IP 提供了巨大的市場潛力。隨著消費者對高性能、多功能電子設(shè)備的追求，半導(dǎo)體IP 成為了提升產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵；其次，系統(tǒng)級芯片（SOC）設(shè)計的復(fù)雜性日益增加，使得芯片制造商更加依賴于成熟的IP 核來加快設(shè)計周期，降低研發(fā)風(fēng)險；最后，隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和智能設(shè)備的普及，對于連接設(shè)備的需求不斷增長，這也為半導(dǎo)體IP 市場帶來了新的增長機遇。

我國在這方面相對薄弱，份額卻不到5%，基本上都是國外廠商壟斷：前10 大IP 廠商中，美國占了4 家，分別是第2、3、8、10 名。而英國有2 家，分別是第1、4名。另外加拿大、以色列各一家。中國則上榜了兩家，分別是排名第7 的芯原科技，以及第9 名的力旺科技。兩家廠商合計份額僅為3.6%。在區(qū)域市場之中2023 年，英國在全球半導(dǎo)體IP 市場中占據(jù)領(lǐng)先地位，憑借Arm一家企業(yè)就豪取41.1% 的市場份額。而美國則緊隨其后，憑借新思科技、Cadence 等企業(yè)，占據(jù)了25.1% 的市場份額。

表1 2022-2023年全球半導(dǎo)體IP設(shè)計企業(yè)營收排名（百萬美元）

目前，我國在半導(dǎo)體IP 授權(quán)領(lǐng)域的產(chǎn)品上，在品類多樣性和分布均勻性方面存在一定的局限性，這導(dǎo)致其競爭格局尚未完全清晰，從而使得對其性能和市場份額的細(xì)化指標(biāo)評估變得較為困難。從整體情況來看，國產(chǎn)IP 在多個方面與國際知名廠商相比仍存在一定的差距。

首先，在自主可控方面，國產(chǎn)IP 雖然在國內(nèi)市場有一定的立足點，但在全球范圍內(nèi)的影響力和技術(shù)自主性仍有待提高；其次，在技術(shù)水平上，國產(chǎn)IP 雖然在某些領(lǐng)域取得了突破，但與國際先進水平相比，仍需進一步提升技術(shù)創(chuàng)新能力和研發(fā)投入；再者，國產(chǎn)IP 在工藝節(jié)點覆蓋能力上可能不如國際廠商全面，這限制了其在高端芯片設(shè)計中的應(yīng)用。此外，國產(chǎn)IP 在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定方面的話語權(quán)相對較弱，這影響了其在全球市場中的競爭地位。

就如今的國內(nèi)半導(dǎo)體IP 授權(quán)市場，其在接口IP 發(fā)展最為繁茂，眾多企業(yè)參與其中，產(chǎn)品類型也相對多樣化。值得注意的是，一些國產(chǎn)接口IP 企業(yè)已經(jīng)在全球市場上取得了顯著成就，其市場占有率甚至能夠進入全球前三的位置。然而，國產(chǎn)接口IP 的發(fā)展之路并非一帆風(fēng)順。由于起步較晚、面臨技術(shù)壁壘、生態(tài)鏈尚不成熟等因素，國產(chǎn)接口IP 在發(fā)展過程中遭遇了不少挑戰(zhàn)。

這些挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議的制定、工藝制程的移植能力，以及產(chǎn)品的驗證和量產(chǎn)落地等方面。這些問題的存在，限制了國產(chǎn)接口IP 的進一步發(fā)展和市場擴張。盡管如此，在產(chǎn)品需求高速增長和龐大本土市場的雙重支撐下，國產(chǎn)接口IP 的發(fā)展前景已經(jīng)顯現(xiàn)出希望的曙光。國內(nèi)企業(yè)正全力追趕國際廠商，并在某些細(xì)分領(lǐng)域?qū)で笸黄啤?/p>

表2

接口IP 授權(quán)作為在處理器IP 授權(quán)之后的第二大IP市場，根據(jù)IPnest 的預(yù)測，到2025 年，接口IP 的市場占有率有望超過CPU，成為增速最快的IP 品類。這一增長的主要動力來自于與數(shù)據(jù)中心緊密相關(guān)的PCIeIP、DDR IP 以及以太網(wǎng)/D2D 等接口技術(shù)。

在該領(lǐng)域中，特別是我國在DDR IP 的產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為了國產(chǎn)接口IP 有潛力成為突破口。國內(nèi)企業(yè)可以充分利用技術(shù)支持和定制化服務(wù)的優(yōu)勢，滿足市場對高性能、高可靠性存儲接口的需求。此外，隨著Chiplet（芯片小模塊）技術(shù)和開源指令集等新興趨勢的出現(xiàn)，國內(nèi)企業(yè)可以抓住這些新的發(fā)展機遇。Chiplet 技術(shù)的興起，為國產(chǎn)接口IP 提供了新的應(yīng)用場景和設(shè)計思路，有助于提升產(chǎn)品的集成度和性能。而開源指令集的推廣，則為國內(nèi)企業(yè)提供了一個公平競爭的平臺，使得它們能夠在新的技術(shù)浪潮中找到自己的定位和發(fā)展路徑。

展望整個國內(nèi)半導(dǎo)體IP 授權(quán)市場，隨著國內(nèi)市場對國產(chǎn)化的需求日益增強，當(dāng)前的國產(chǎn)IP 得到了政策和市場的雙重支持。背靠龐大的本土市場，國產(chǎn)IP 有了更多的應(yīng)用場景和成長空間。同時，隨著國內(nèi)人才水平的提升和技術(shù)進步，國產(chǎn)IP 在技術(shù)研發(fā)上有了更多的可能性和動力。筆者相信，國產(chǎn)IP 的發(fā)展前景依然不錯，有著廣闊的成長空間。

（本文來源于《EEPW》202409）