黃金機(jī)遇當(dāng)前 國產(chǎn)半導(dǎo)體IP能否乘勢而起

隨著越來越多的國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)公司的崛起和終端廠商加入造芯大軍，國內(nèi)IP產(chǎn)業(yè)正迎來一個難得的機(jī)遇。但是，擁有巨大的市場只能算一個起點(diǎn)，只有長期的積累和穩(wěn)定的輸出才能真正迎來最終的突破。

IP市場的盛世

隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的景氣度不斷提升，整個IC設(shè)計(jì)市場也持續(xù)快速增長，根據(jù)SIA公布的數(shù)據(jù)，2020年全球IC銷售額為4390億美元，同比增長6.5%。作為IC設(shè)計(jì)的上游環(huán)節(jié)，半導(dǎo)體IP因其性能高、功耗優(yōu)、成本適中、可縮短設(shè)計(jì)周期等特點(diǎn)，也迎來了蓬勃的大發(fā)展。

IPnest對2020年全球半導(dǎo)體IP市場進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示，全球設(shè)計(jì)IP銷售額在2020年增長16.7％，達(dá)到46億美元，這是自2000年以來最好的增長，也是整個IP市場在去年最大的亮點(diǎn)之一。并且，IP市場的增速在過去10年中一直超過半導(dǎo)體行業(yè)本身，呈現(xiàn)高速增長的趨勢。

按照產(chǎn)品類別進(jìn)行劃分，處理器IP市場預(yù)計(jì)在2027年達(dá)到62.55億美元，年均復(fù)合增長率為10.15%；數(shù)模混合IP市場預(yù)計(jì)在2027年達(dá)到13.32億美元，年均復(fù)合增長率為6.99%；射頻IP市場預(yù)計(jì)在2027年達(dá)到11.24億美元，年均復(fù)合增長率為8.44%。

增長最快的將是接口IP。IPnest的數(shù)據(jù)顯示，接口IP供應(yīng)商在2020年的收入總額為10.68億美元，而2019年這個數(shù)據(jù)為872美元，同比增長率為22.4%。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，接口IP的重心也經(jīng)歷從手機(jī)向數(shù)據(jù)中心的轉(zhuǎn)變。2010年，智能手機(jī)SoC集成了USB，存儲控制器，HDMI，DP，SATA和MIPI等協(xié)議，但沒有PCIe或以太網(wǎng)。當(dāng)前，以數(shù)據(jù)為中心的應(yīng)用占據(jù)了接口IP業(yè)務(wù)的最大份額，在數(shù)據(jù)中心，服務(wù)器，有線網(wǎng)絡(luò)和4G /5G基站中，都可以找到需要高速SerDes的高級存儲器控制器（DDR4，HBM2，GDDR6），PCIe和以太網(wǎng)，以及新興的芯片對芯片（D2D）解決方案。

IP為什么越來越重要？最主要的原因就是能加快產(chǎn)品上市時間。IP復(fù)用、軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)已經(jīng)是當(dāng)前芯片設(shè)計(jì)的主流，絕大部分SoC都是基于多種不同IP組合進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

另一個原因則是IC應(yīng)用的持續(xù)多樣化。Cadence電子IP技術(shù)支持總監(jiān)李志勇認(rèn)為：“IP發(fā)展的驅(qū)動來源有AI、機(jī)器學(xué)習(xí)，大數(shù)據(jù)分析，先進(jìn)的模型和仿真，包括新冠藥物開發(fā)測試，自動駕駛、氣候的分析等。”

先進(jìn)工藝帶來的設(shè)計(jì)成本增加也是IP興起的重要原因。先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)使設(shè)計(jì)的復(fù)雜度不斷增加，從而提高了設(shè)計(jì)成本。根據(jù)IBS報(bào)告，以先工藝節(jié)點(diǎn)處于主流應(yīng)用時期的設(shè)計(jì)成本為例，工藝節(jié)點(diǎn)為28nm時，單顆芯片設(shè)計(jì)成本約為0.41億美元，而工藝節(jié)點(diǎn)為7nm時，設(shè)計(jì)成本則快速升至約2.22億美元。如果增加IP的使用，則可以相應(yīng)降低芯片設(shè)計(jì)成本。并且，隨著制程的演進(jìn)，芯片中晶體管數(shù)量大幅提升，單顆芯片中可集成的IP數(shù)量也大幅增加。以28nm工藝節(jié)點(diǎn)為例，單顆芯片中已可集成的IP數(shù)量為87個。當(dāng)工藝節(jié)點(diǎn)演進(jìn)至7nm時，可集成的IP數(shù)量達(dá)到178個。

“那些曾經(jīng)自己擁有 IP 部門的公司都開始采用第三方IP了。”業(yè)內(nèi)人士觀察到這個趨勢正在加速，這種研發(fā)還是購買的總體擁有成本的比較最終讓芯片公司更多地支持第三方商業(yè)IP。

芯耀科技有限公司聯(lián)席CEO余成斌認(rèn)為：“我們能夠越早提供IP給IC設(shè)計(jì)公司，他們的銷售額、利潤就可以更多的增加，開發(fā)成本可以顯著降低，產(chǎn)品生命周期也可以延長。這就是為什么IP一直能夠加速半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原因。”

在近期，封裝中的新貴Chiplet也為IP的興起帶來巨大想象空間。根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)，全球Chiplet市場預(yù)計(jì)2024年規(guī)模可達(dá)58億美元，年均復(fù)合增長率可達(dá)44%，并且有望逐漸擴(kuò)展到整個半導(dǎo)體市場。

以前設(shè)計(jì)一個SoC，需要從不同的IP供應(yīng)商購買多個IP集成在一起。有了Chiplet之后，用戶只需要買做好的小硅片，然后封裝成一個SiP（System-in-Package），就可以實(shí)現(xiàn)一個SoC。所以，Chiplet也可以看成一種硬核形式的IP，以芯片的形式提供。這個也就是IP的芯片化，未來將成為行業(yè)發(fā)展的一個大方向。

做好IP并不易

從全球市場區(qū)域看，目前亞太地區(qū)占據(jù)全球最大的半導(dǎo)體IP市場，并且有望成為全球增長最快的地區(qū)。其中，中國的IP市場又具有最大的潛力。

中國大陸地區(qū)新設(shè)立的芯片設(shè)計(jì)公司五年復(fù)合增長率達(dá)到24.7%，規(guī)劃中的芯片設(shè)計(jì)項(xiàng)目大幅增加，綜合增速遠(yuǎn)超全球，給國內(nèi)半導(dǎo)體IP行業(yè)帶來了增長空間。

“國內(nèi)整個消費(fèi)電子、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展得非常蓬勃，很多系統(tǒng)廠商都需要做自己的芯片，像阿里巴巴、騰訊、字節(jié)跳動，都要做自己的芯片，自然造成了IP的需求旺盛。”余成斌表示：“處理器或是AI引擎方面，廠商們都要自己做芯片，在這多百花齊放的情況下，更需要IP。”

不過，國內(nèi)IP市場大不意味著國產(chǎn)IP強(qiáng)。Arm、新思等IP巨頭還是占據(jù)市場的絕對領(lǐng)先位置，國產(chǎn)IP只占有很小的份額。

有人總結(jié)了國產(chǎn)IP發(fā)展主要面臨三個困境：首先是快速升級的各種接口IP標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，這決定了IP研發(fā)需要長期的投入；其次是IP研發(fā)需要持續(xù)跟蹤各芯片制造公司的工藝演進(jìn)，必須具備工藝制程的快速移植能力；最后，把協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)集成到IP，并針對各家工藝制程做定制化后，還必須與下游芯片設(shè)計(jì)公司共同進(jìn)行芯片驗(yàn)證并大規(guī)模量產(chǎn)才能保證IP產(chǎn)品的市場化落地。

這其中的兩條都與工藝相關(guān)，說明了工藝與IP之間的緊密聯(lián)系。“只有經(jīng)過了工藝驗(yàn)證的IP，才是能被市場接受的。”一位行業(yè)專家告訴。

上海芯聯(lián)芯智能科技有限公司總裁余可以一個形象的比喻指出了IP驗(yàn)證的重要性，“有些IP在模擬的時候沒有問題，但是真跑起來就不一定了，因?yàn)樾酒锖苤匾木褪菚r序問題，不是A+B=C那么簡答，如果A到了B卻沒有到，芯片就跑不起來。”

余成斌也持同樣的觀點(diǎn)：“坦率說，做IP門檻很低，但是其互通性、可靠性都是要經(jīng)過長期的迭代、驗(yàn)證的，只有真正進(jìn)行過量產(chǎn)的IP才能被市場所接受。”

“而且，越來越先進(jìn)的工藝對IP的需求也越來越多。對驅(qū)動的規(guī)格、功能、成本上也有很多的需求，很關(guān)心開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和產(chǎn)品周期的降低。”余成斌補(bǔ)充道。

市場呼喚先進(jìn)工藝IP技術(shù)和完整的IP解決方案以支持更多和更快的芯片創(chuàng)新。但因受限于各種高技術(shù)壁壘，國內(nèi)IP技術(shù)的發(fā)展一直在成熟工藝徘徊，未能深入至先進(jìn)工藝領(lǐng)域。因此，發(fā)展IP也不單是IP公司自己的事，還要依靠整個產(chǎn)業(yè)鏈來給予更多的支持。

而且，由于絕大部分IP是以授權(quán)方式銷售，很難像終端產(chǎn)品那樣獲得規(guī)模收益。因此IP雖然重要，但卻是一條艱辛的路。業(yè)內(nèi)人士就指出，節(jié)點(diǎn)數(shù)量增長減速、行業(yè)整合、IP 標(biāo)準(zhǔn)化都會增加IP企業(yè)的利潤壓力。

所以，做好IP不單是技術(shù)的比拼，更是對市場的理解，商務(wù)模式等方面的比拼。芯耀輝董事長兼聯(lián)席CEO曾克強(qiáng)就認(rèn)為國產(chǎn)IP要取得市場的認(rèn)可，有兩個關(guān)鍵的因素：一是需要公司能堅(jiān)定的長期投入，專注技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品打磨，這需要公司在戰(zhàn)略和資金投入上都給予充分的保障；二是人才團(tuán)隊(duì)，能做成功的IP團(tuán)隊(duì)必須有十幾年的量產(chǎn)、磨合、迭代和產(chǎn)業(yè)化的經(jīng)驗(yàn)。

這一切都是建立在長時間磨礪的基礎(chǔ)上，所以國產(chǎn)IP沒有捷徑可走，只能依靠不斷的積累，多結(jié)交“盟友”，才能真正實(shí)現(xiàn)突破。（校對|Andrew）

,猥瑣の逃出房間,楊思梅金瓶敏第1一5集,四房電影網(wǎng) http://www.cityruyi.com/lm-2/lm-3/16379.html