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發(fā)布時間: 2024-10-22 行業(yè)新聞

在當今半導體行業(yè)迅猛發(fā)展的背景下，集成電路（IC）設計的復雜度持續(xù)攀升，這不僅對縮短產品上市周期提出了更高要求，也對提升設計性能構成了嚴峻挑戰(zhàn)。半導體知識產權（IP）管理作為優(yōu)化設計流程、加速創(chuàng)新步伐的關鍵環(huán)節(jié)，正日益成為推動技術革新與增強市場競爭力的核心要素。

通過高效管理和利用高質量的IP核資源，企業(yè)能夠顯著加快產品研發(fā)速度，同時確保產品的高性能與可靠性，從而在激烈的市場競爭中占據有利地位。

半導體IP：現(xiàn)代集成電路設計的核心

半導體知識產權（Semiconductor Intellectual Property）通常稱為“IP核”或“IP模塊”，是指已經通過驗證、可重復利用的、具有某種確定功能的集成電路模塊。在集成電路行業(yè)中，半導體IP處于產業(yè)鏈最上游，是芯片設計的關鍵組成部分及核心要素，對全產業(yè)鏈創(chuàng)新具有重要作用。

隨著芯片集成技術及制程技術的不斷進步，芯片設計復雜度顯著增加，產業(yè)分工呈現(xiàn)出專業(yè)化、精細化的趨勢，因此，專門提供半導體IP服務的獨立供應商應運而生。當前，大多數芯片制造商采用外購部分IP與自主設計部分IP相結合的方式，通過在設計過程中集成已驗證的IP，大大降低芯片設計難度、縮短開發(fā)周期并提升芯片性能。

根據交付方式的不同，半導體IP可以分為軟核、固核和硬核。軟核主要以寄存器傳輸級（RTL）源代碼的形式交付；固核則以門級網表的形式提供；硬核則以版圖形式存在。

半導體IP還可以按照關鍵功能進行分類，以便于有效地發(fā)現(xiàn)和選擇，這些類別包括處理器IP、接口IP、其他物理IP、其他數字IP。其中處理器IP是半導體IP中最大市場規(guī)模的子類，主要涵蓋CPU、GPU、NPU、VPU、DSP、ISP等6類產品；接口IP是SoC的基本功能模塊之一，品類較多，主要包括SerDes、USB、DDR、PCIe、MIPI、SATA等；其他物理IP則包含了通用模擬IP、數?；旌螴P、eNVM IP、內存編譯器IP、射頻IP等類別。

通過這種分類和管理方式，半導體IP不僅加速了設計流程，還推動了技術創(chuàng)新和市場競爭，成為現(xiàn)代集成電路設計不可或缺的一部分。

半導體IP：在現(xiàn)代芯片設計中的優(yōu)勢

1、加速上市時間：半導體IP模塊通過提供預先設計并經過驗證的功能單元，顯著縮短了開發(fā)周期。這種現(xiàn)成的解決方案免去了從零開始構建特定組件的需求，從而極大地加快了整體芯片的設計流程，并有助于企業(yè)更快地將產品推向市場，獲得寶貴的時間競爭優(yōu)勢。

2、成本效益：自主研發(fā)全新的集成電路不僅耗時而且成本高昂，涉及到復雜的技術挑戰(zhàn)與高昂的研發(fā)投入。相比之下，采用第三方提供的成熟IP核能夠有效降低項目開支，因為它允許公司直接復用或授權已有的高質量設計成果，而非重新發(fā)明，進而大幅減少了資金和人力資源的消耗。

3、性能優(yōu)化：優(yōu)質的半導體IP核心通常針對特定應用場景進行了深度優(yōu)化，在性能指標如速度、功耗等方面表現(xiàn)優(yōu)異。集成這些經過精細調校的模塊于自身架構之中，可以使最終產品的效能達到最優(yōu)狀態(tài)，同時也能更好地滿足目標市場的具體需求。

4、提升設計質量和可靠性：市面上流通的專業(yè)級IP已經歷過嚴格的測試驗證過程，確保其穩(wěn)定性和兼容性均達到了行業(yè)標準。因此，選擇使用這類可靠的IP資源進行開發(fā)，可以幫助工程師們規(guī)避潛在的設計缺陷，提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)健性，并且還能夠借鑒領先供應商積累下來的豐富經驗和最佳實踐。

5、接入前沿科技：頂尖的IP供應商往往處于技術革新的最前線，持續(xù)推出集成了最新研究成果和技術突破的新一代IP解決方案。通過緊密跟蹤并與之合作，芯片制造商不僅可以及時獲取到最新的功能特性，還能確保自己始終站在技術創(chuàng)新的潮頭浪尖上，不斷推動著整個行業(yè)的進步與發(fā)展。

半導體IP：競爭格局

IP行業(yè)于90年代開始快速發(fā)展，行業(yè)主要玩家?guī)捉浉?，現(xiàn)格局市場競爭格局漸穩(wěn)，行業(yè)高度集中，CR3與CR10分別高達66.2%和79.3%。但由于IP核的定制化特性，規(guī)模小的公司獲得部分細分市場的核心知識產權及應用后，快馬加鞭也能在市場占得一席之地，保證其正常的運營能力和持續(xù)的盈利能力。

自2020年來，前十大廠商均未發(fā)生變化，其中，ARM、Synopsys、Cadence、Imagination Technologies過去幾年始終位居行業(yè)前四，僅有Alphawave憑借接口IP的強勢表現(xiàn)從行業(yè)第8升至行業(yè)第5。

從企業(yè)所屬國家來看，IP行業(yè)市場份額高度集中于海外，前十大IP廠商里美國企業(yè)占據半數，中國代表企業(yè)較少，僅排名第7的芯原股份與排名第9的力旺電子為中國廠商，且市場份額相對較低，IP國產化需求十分迫切。

不過，隨著更多芯片設計公司及晶圓代工廠支持國產IP，國內半導體IP產業(yè)有望抓住窗口期，快速步入技術及生態(tài)的正向循環(huán)。

中國半導體IP：未來發(fā)展趨勢

展望未來，中國半導體IP市場呈現(xiàn)出三大趨勢，具體來看：

1、本土市場成為核心增量來源：半導體IP與下游芯片設計市場緊密相連。通常情況下，下游市場的成熟度越高，上游IP的集中趨勢越明顯，新興IP廠商在這些市場中的選擇會更加謹慎。因此，對于正在崛起的中國半導體IP企業(yè)而言，相較于海外市場，本土市場將成為其主要的增長來源。

2、產品品類的需求結構加速變遷：在處理器IP領域，隨著國產處理器廠商的崛起，本土市場對國產IP的需求正從端側的信息安全和邊緣側的汽車功能安全轉向高性能計算方向，市場對更高性能處理器IP的需求日益增長。在接口IP方面，在Chiplet架構、數據中心和人工智能的推動下，DDR IP、D2D IP以及高速SerDes接口IP的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，驅動了相關接口協(xié)議及IP產品的加速開發(fā)。面對這一趨勢，國內市場需要支持更高代際接口協(xié)議、覆蓋更先進工藝制程的IP產品。

3、產業(yè)增長動力趨向四大終端應用市場：以物聯(lián)網、數據中心、智能汽車和人工智能為代表的終端應用市場，在可預見的未來內發(fā)展前景明確，將成為半導體IP產業(yè)新的增長引擎，并對IP產品提出新的需求。

物聯(lián)網：到2026年，中國物聯(lián)網市場規(guī)模將達到2640億元，成為全球最大的物聯(lián)網市場，并為國內芯片帶來巨大的市場需求。由于物聯(lián)網應用場景的多樣化和需求碎片化特征，相關芯片的需求差異化趨勢愈發(fā)明顯，定制化需求占總需求的比例超過80%，成為IP廠商的重要收入來源。