國產(chǎn)IP如何突出重圍？

IP是芯片產(chǎn)業(yè)的根技術(shù)，但除了半導(dǎo)體領(lǐng)域的業(yè)內(nèi)人士，很少有人知道IP是什么、能做什么。如果把一顆芯片打開，就能從它的版圖上看到很多個(gè)IP組成了整個(gè)電路。這些集成電路IP核在芯片設(shè)計(jì)中，物理上能夠看得到摸得著，也能夠完成一定功能。更重要的是，IP是可以重復(fù)利用的，不光可以通過授權(quán)方式給到A客戶，也可以用到B客戶產(chǎn)品中。

如上圖中，在做芯片設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)為接口、模擬等各類IP留出位置，通過授權(quán)方式獲得這些IP以后，再把他們集成到芯片里，形成一個(gè)完整的芯片設(shè)計(jì)，最后交到晶圓代工廠生產(chǎn)。

“如果做一個(gè)比喻，那IP就是組成芯片設(shè)計(jì)的‘樂高’模塊?！? 在由臨港集團(tuán)主辦，ASPENCORE承辦的第二屆中國(上海)自貿(mào)區(qū)臨港新片區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇上，成都銳成芯微科技(Actt)股份有限公司CEO 沈莉講述了IP對(duì)于整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的重要性，以及對(duì)國產(chǎn)IP行業(yè)發(fā)展的見解。

成都銳成芯微科技股份有限公司CEO 沈莉

中國IP市場自給率不足10%

從去年全球的IP產(chǎn)值與芯片產(chǎn)值來看，50億美元的IP銷售額，帶動(dòng)了5000億美元的全球半導(dǎo)體銷售額，可見每1美元的IP支出將帶動(dòng)和支撐100倍價(jià)值的芯片市場。

當(dāng)下的中國，以新基建為引領(lǐng)，國內(nèi)各行業(yè)將逐步完成數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的升級(jí)。集成電路勢必成為這一宏偉大廈構(gòu)建的基礎(chǔ)，在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)分工下，沒有IP，就基本沒有芯片，IP成為基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。而在當(dāng)下國際市場局勢和后疫情時(shí)代背景下，中國本土IP已成為產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定的重要一環(huán)，更是“中國芯”的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

沈莉表示，在50億全球IP市場需求中，當(dāng)前大部分仍由全球較領(lǐng)先的公司提供。而這50億美元需求中，中國市場約15億美元，占比30%;15億美元的中國市場中，中國本土IP公司的自給率還不到10%。

當(dāng)前國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展迅速，大多數(shù)芯片設(shè)計(jì)公司向16納米，甚至7納米等先進(jìn)工藝邁進(jìn)，這個(gè)時(shí)候能用的中國本土高端IP越來越有限。因?yàn)榇蠖鄶?shù)國內(nèi)IP還停留在50/44納米等成熟工藝，少數(shù)能達(dá)到28/16/14納米。所以國產(chǎn)IP仍在起步階段，需要完成市場滲透、提高自給率的初級(jí)過程。

國產(chǎn)IP的優(yōu)勢、弱勢、機(jī)遇以及挑戰(zhàn)

沈莉還用SWOT分析法，指出了國產(chǎn)IP的競爭優(yōu)勢、弱勢、機(jī)遇以及挑戰(zhàn)：

優(yōu)勢

國內(nèi)設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量高速增長

新開IC項(xiàng)目數(shù)量高速增長

眾多應(yīng)用的IP需求

本土IP種類覆蓋逐漸齊全

在地技術(shù)支持

弱勢

起步晚、經(jīng)濟(jì)規(guī)模小

研發(fā)投入門檻高、人才供給失衡

技術(shù)和專利積累有限、先進(jìn)工藝IP少

IP品種缺少獨(dú)門亮點(diǎn)、仍有空白點(diǎn)

企業(yè)分散、整體競爭力弱

勇于“吃螃蟹”的本土設(shè)計(jì)公司較少

機(jī)遇

新基建帶來新機(jī)遇

國家政策對(duì)卡脖子技術(shù)的鼓勵(lì)支持

產(chǎn)業(yè)鏈集聚效應(yīng)明顯

中美摩擦加速國產(chǎn)化進(jìn)程

后疫情時(shí)代國外中小IP企業(yè)放緩進(jìn)入中國

資本市場為研發(fā)投入提供融資渠道

挑戰(zhàn)

龍頭設(shè)計(jì)企業(yè)開始自研IP

國際大廠壟斷格局持續(xù)

本土企業(yè)同質(zhì)化競爭出現(xiàn)

如何用好現(xiàn)有條件，高質(zhì)量發(fā)展國產(chǎn)IP?

上述分析也讓我們知道，目前在IP產(chǎn)業(yè)中正在發(fā)生什么，以及未來的趨勢會(huì)怎樣。在這樣的趨勢下，沈莉提出一個(gè)問題——集成電路IP在資金、技術(shù)、人才密集型產(chǎn)業(yè)里，怎樣發(fā)揮現(xiàn)有有限的政策、財(cái)力和空間，來高質(zhì)量發(fā)展國產(chǎn)IP?

“首先，國務(wù)院印發(fā)《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策》，為國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明方向和方針，表示我們?cè)陧攲右?guī)劃中，需要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈集群優(yōu)化，” 沈莉說道，“而細(xì)分市場需要特色產(chǎn)品，IP企業(yè)要找準(zhǔn)定位發(fā)揮自身優(yōu)勢，發(fā)展技術(shù)和服務(wù)的獨(dú)特性，建立自身生態(tài)。這是企業(yè)層面的錯(cuò)位發(fā)展和布局差異化?！?

從頂層規(guī)劃角度，沈莉表示，在以《中國(上海)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)臨港新片區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)規(guī)劃(2021-2025)》指導(dǎo)下，集成電路成為《中國(上海)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)臨港新片區(qū)總體方案》重點(diǎn)打造的前沿產(chǎn)業(yè)集群之一。上海市對(duì)新片區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求是建設(shè)綜合性產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地，打造“東方芯港”，并提出未來重大項(xiàng)目優(yōu)先在臨港落地。

“臨港集成電路產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的條件已經(jīng)具備，銳成芯微這樣的IP企業(yè)能夠借助產(chǎn)業(yè)高端引領(lǐng)工程，全產(chǎn)業(yè)類提升工程，核心技術(shù)創(chuàng)新卓越工程等一系列政策指引，利用IP在集成電路行業(yè)中上下銜接的特點(diǎn)，跟晶圓代工廠、IC設(shè)計(jì)公司多方面合作交流?！鄙蚶蛘f道，這種群聚效應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)IP公司來說非常重要。

從企業(yè)布局差異化角度，沈莉以銳成芯微自身為例強(qiáng)調(diào)錯(cuò)位發(fā)展?！靶∑髽I(yè)剛剛起步，不能跟全球寡頭或者壟斷地位的龍頭企業(yè)直接競爭，否則人才和資金消耗會(huì)是我們很大的短板?！?

國產(chǎn)IP行業(yè)起步晚，但近年受益于中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，IP核企業(yè)開始增多，但整體競爭力弱，營業(yè)規(guī)模、IP種類和市占都不占優(yōu)勢。由于高技術(shù)門檻，一直以來，半導(dǎo)體IP行業(yè)是一個(gè)集中度很高的領(lǐng)域。

數(shù)據(jù)顯示，2020年，全球前三大IP廠商占據(jù)了市場66.2%的份額。這些國外廠商IP種類齊全，并且在在移動(dòng)設(shè)備處理器領(lǐng)域，Arm占據(jù)第一，擁有超過四成市場份額，幾乎壟斷;Synopsys憑借EDA工具以及較全面的產(chǎn)品線占據(jù)第二，在接口芯片領(lǐng)域份額第一。其余如CEVA、Cadence等也長期位居前十。

國內(nèi)IP廠商雖然目前規(guī)模有限，不過就產(chǎn)品種類而言，國內(nèi)半導(dǎo)體IP已經(jīng)覆蓋處理器和微控制器、存儲(chǔ)器、外設(shè)及接口、模擬和混合電路、通信、圖像和媒體等各類IP。雖然國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)公司的增長加大了對(duì)IP的需求，但目前仍以購買國外IP為主，本土IP產(chǎn)業(yè)的規(guī)模并不大。

這就需要國產(chǎn)IP廠商思考，如何用好上面說到的優(yōu)勢，在IP功能差異化路線上和目標(biāo)市場差異化路線上想辦法突破。

在功能差異化方面，沈莉以銳成芯微為例表示，“當(dāng)前物理IP細(xì)分領(lǐng)域逐漸走向模擬和數(shù)?；旌项惖?，我們特點(diǎn)是低功耗、高集成度;存儲(chǔ)類IP，追求高可靠性和車規(guī);射頻類IP，追求高性能、低功耗，布局物聯(lián)網(wǎng)市場;有線接口IP，追求高速、高性能?！?

銳成芯微的差異化

除了在功能上對(duì)于四大類物理IP亮點(diǎn)的尋找，在IP的目標(biāo)市場，銳成芯微選擇市場賽道時(shí)一方面選擇高可靠性應(yīng)用市場，例如汽車、工控、新基建、信創(chuàng)、醫(yī)療等領(lǐng)域。另一方面則關(guān)注低功耗應(yīng)用市場，如物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴、傳感器、MCU等。

據(jù)IBS數(shù)據(jù)顯示，半導(dǎo)體IP市場將從2018年的46億美元增長至2027年的101億美元，年均復(fù)合增長率為9.13%。其中數(shù)?；旌?包括模擬和接口類)IP市場2018年為7.25億美元，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2018年為5.42億美元，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%。

“模擬、存儲(chǔ)、射頻、接口這一類IP，就是銳成芯微的著力點(diǎn)。預(yù)計(jì)7年左右，整個(gè)IP市場規(guī)模會(huì)翻倍，而Actt目標(biāo)也很明確，就是在這翻倍的市場里抓住差異化的特色點(diǎn)?！鄙蚶蛘f道。

據(jù)介紹，創(chuàng)立之初銳成芯微的定位是專注模擬電路，迄今為止已經(jīng)申請(qǐng)了212+個(gè)專利，有500多種不同類型，也跟20多個(gè)晶圓廠在超過50種工藝點(diǎn)上做過IP驗(yàn)證，擁有超過300多家IC設(shè)計(jì)合作伙伴。“在合作中我們發(fā)現(xiàn)，一些重要合作伙伴要求會(huì)越來越高，這也促使我們?cè)谄焚|(zhì)管理上追求精益求精，內(nèi)部也會(huì)設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)格的設(shè)計(jì)和測試流程。這同時(shí)也讓我們這樣的國內(nèi)IP企業(yè)快速成長。

上圖是銳成芯微低功耗物聯(lián)網(wǎng)IP解決方案。除處理器外，幾乎所有功能模塊都可以提供。

并且沈莉透露，在低功耗模擬IP的功耗方面，Actt能夠比同類競爭對(duì)手的功耗低60%，面積方面也會(huì)大大下降。

另外銳成芯微的產(chǎn)品線還包括高可靠性存儲(chǔ)類IP、射頻類IP、高速接口IP等。其中多次編程存儲(chǔ)類IP可以達(dá)到AEC-Q100車規(guī)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，一些車規(guī)類芯片已經(jīng)采用并進(jìn)入了量產(chǎn);射頻方面除了之前收購了一家藍(lán)牙IP公司外，銳成芯微還開始開發(fā)Wi-Fi 6射頻IP，跟物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴、智能家居強(qiáng)相關(guān)。沈莉認(rèn)為，“在這個(gè)領(lǐng)域，歐美的一些射頻類IP公司逐漸因?yàn)楸皇召徎蚱渌?，?shù)目減少，市場被空出來了，我們?nèi)绻掷m(xù)在這個(gè)領(lǐng)域加大研發(fā)投入，市場潛力會(huì)非常不錯(cuò)。”

有了IP，就可以很快做成一顆芯片，所以IP廠商往往也會(huì)提供授權(quán)給系統(tǒng)廠商，來定制IP。沈莉表示，基于銳成芯微系列化、平臺(tái)化的IP資源，可為客戶快速開發(fā)定制各類大規(guī)模SoC系統(tǒng)級(jí)芯片解決方案，同時(shí)通過整合集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源，為合作伙伴提供包括SoC定制、流片、封測等一站式設(shè)計(jì)服務(wù)，“這種流程在中國一些短平快的市場里還是非常受歡迎的?！?

據(jù)介紹，銳成芯微到今年成立已經(jīng)10年，“過去10年我們從默默無聞走到了今天，已經(jīng)達(dá)到能夠服務(wù)三四百家客戶的規(guī)模。所以我們十周年的主題就是‘十終如一，用芯而為’，一心一意把IP做好?！鄙蚶蛘f道。