全球疫情下,美國對中國技術(shù)戰(zhàn)的絞殺依然在層層疊加,,讓國產(chǎn)替代成為不可逆轉(zhuǎn)的大潮,。
盡管在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的諸多環(huán)節(jié)中,,全面撒網(wǎng)難以承受,,但放眼國產(chǎn)替代的諸多發(fā)力點(diǎn),無疑IP,、EDA,、設(shè)備、材料等均將擔(dān)當(dāng)重任,。
IP位于金字塔頂端
在年均600多億美元的全球芯片研發(fā)開支中,,IP只占36億美元,雖然只有5%,,但其價值和影響力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出用金錢衡量的份額,。
過去10年來,IP細(xì)分市場的年復(fù)合增長率超過10%,,遠(yuǎn)高于EDA和整個半導(dǎo)體行業(yè)的增長,。如果將新興的芯粒也歸入IP類別的話,未來10年IP有望趕上EDA的市場規(guī)模,。
可以毫不夸張地說,,在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)這座金字塔上,IP處于價值鏈的最頂端,。
消費(fèi)電子行業(yè)為IP市場提供養(yǎng)分
處理器IP市場將占據(jù)最大的市場份額,,處理器IP在消費(fèi)類電子產(chǎn)品和汽車垂直設(shè)備中有多個用例,,它們的成本也很高,這些用于汽車領(lǐng)域的高級駕駛員輔助系統(tǒng)和信息娛樂系統(tǒng),。
這是由于借助先進(jìn)IP制作的高級組件和芯片的發(fā)展,,消費(fèi)電子行業(yè)為半導(dǎo)體行業(yè)和半導(dǎo)體IP市場參與者提供了巨大的增長機(jī)會。
IC和SoC廣泛用于這些消費(fèi)電子應(yīng)用中,并且對這些產(chǎn)品的需求增加正在加強(qiáng)半導(dǎo)體市場。
嵌入式DSP IP和可編程DSP IP領(lǐng)域的快速發(fā)展是半導(dǎo)體IP行業(yè)及其細(xì)分領(lǐng)域的最新熱點(diǎn)之一,。
在過去的5年中,對高級嵌入式DSP,,復(fù)雜的可編程DSP的偏愛以及對它們的不斷增長的需求已引起DSP行業(yè)及其母行業(yè)的主要參與者的廣泛關(guān)注。
據(jù)MarketsandMarkets預(yù)測,,到2024年半導(dǎo)體IP市場將從2017年的47億美元增長到65億美元,,在預(yù)測期間的復(fù)合年增長率為4.8%。
處理器IP授權(quán)模式呈現(xiàn)新趨勢
從目前來看,,處理器 IP 授權(quán)模式的新趨勢主要體現(xiàn)在四個方面:
首先,,在指令集架構(gòu) ISA 層面,已經(jīng)逐漸從私有向開放授權(quán),、再到開源轉(zhuǎn)變,;
其次,在微架構(gòu)層面,,呈現(xiàn)部分軟核開源的趨勢;
再次,,在授權(quán)費(fèi)層面,,呈現(xiàn)更低的使用門檻;
最后,,在授權(quán)周期方面,,呈現(xiàn)更短更便捷的趨勢。
實(shí)際上所有處理器 IP 授權(quán)模式的轉(zhuǎn)變,,都是為了吸引更多的企業(yè)加入到自己的架構(gòu)里面,,從而促進(jìn)生態(tài)的發(fā)展,未來這些架構(gòu)授權(quán)模式又會發(fā)生怎樣的變化,,值得期待,。
技術(shù)發(fā)展帶來新的約束
在每次飛躍中,新技術(shù)都會進(jìn)入市場并打破平衡,。同樣適用于工藝節(jié)點(diǎn)起著至關(guān)重要作用的IC行業(yè),。
半導(dǎo)體芯片節(jié)點(diǎn)的變化會改變設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,芯片的外形尺寸以及IP內(nèi)核設(shè)計(jì)架構(gòu),。限制高級SoC設(shè)計(jì)是這些芯片在高級技術(shù)中的有效實(shí)現(xiàn),。
向高級技術(shù)節(jié)點(diǎn)的遷移會增加IP供應(yīng)商的設(shè)計(jì)成本,,而按照新技術(shù)節(jié)點(diǎn)的IP許可費(fèi)用則可能與支出的增加不符。
SoC設(shè)計(jì)的總體成本增加了約40%,,而節(jié)點(diǎn)尺寸從32 nm變?yōu)?8 nm,,并且預(yù)計(jì)又將增加22%,而又增加了30%,。使用28 nm的節(jié)點(diǎn),,SoC硅IP設(shè)計(jì)的總體成本大約增加了36%。
由于上述芯片制造工藝節(jié)點(diǎn)的變化對IP行業(yè)和IP內(nèi)核的影響,,快速變化的工藝節(jié)點(diǎn)被證明是對全球半導(dǎo)體IP市場的制約,。
釋放新的活力和趨勢
據(jù)IPnest的2018年全球IP市場統(tǒng)計(jì)分析,Arm占據(jù)約45%,,而Others類別為7.166億美元,,約占20%,其中占比雖小但增長迅猛的當(dāng)數(shù)RISC-V IP,。
IP市場的一個變化趨勢是CPU/GPU等通用型IP在逐漸下降,,而專用芯片IP卻在快速增長。碎片化的IoT市場有著千差萬別的應(yīng)用需求,,這給簡潔而靈活的RISC-V內(nèi)核IP找到了用武之地,。
如果說PC和服務(wù)器是x86架構(gòu)的戰(zhàn)場、手機(jī)是Arm架構(gòu)的主戰(zhàn)場,,那么新興的IoT將成為RISC-V的主戰(zhàn)場,。
傳統(tǒng)IP市場格局分化
由于物聯(lián)網(wǎng)、5G,、人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展,,半導(dǎo)體產(chǎn)品生態(tài)將會更加豐富,同時設(shè)計(jì)規(guī)模和設(shè)計(jì)難度也將進(jìn)一步加大,,使得客戶對于IP的種類,、功能和性能都提出了更多更個性化的需求。
從縱向的應(yīng)用版圖來看,,向建軍舉例說,,以物聯(lián)網(wǎng)為例,其核心指標(biāo)要求超低功耗,,這就提出了超低功耗IP的一系列需求,。
而且,隨著城市,、樓宇,、家居的智能化和網(wǎng)絡(luò)化以及可穿戴市場的發(fā)展,亦催生了對藍(lán)牙、NB-IoT等一系列射頻類協(xié)議IP需求,。
此外,,IP在向更專業(yè)化的垂直細(xì)分領(lǐng)域發(fā)展例如存儲器IP面向不同的市場和應(yīng)用,客戶會選擇不同技術(shù)類型的存儲器,,如汽車電子應(yīng)用偏好高可靠性,,一些電源類產(chǎn)品偏好高耐壓,而一些消費(fèi)類產(chǎn)品傾向于低成本,,IP細(xì)分大有可為,。
國內(nèi)IP進(jìn)步和困難同行
而IP業(yè)的成長離不開設(shè)計(jì)業(yè)蓬勃發(fā)展的澆灌,去年中國IC設(shè)計(jì)業(yè)規(guī)模已突破3000億元,,在諸多應(yīng)用領(lǐng)域全面開花,。與之相輔相成的是顯著帶動了國內(nèi)芯原、銳成芯微,、芯來,、和芯微等眾多IP公司的發(fā)展。
國內(nèi)IP廠商這些年在技術(shù)上已經(jīng)有了長足的進(jìn)步,,在一些技術(shù)方向和細(xì)分領(lǐng)域,,甚至趕超了國外的廠商。
從IC設(shè)計(jì)的角度出度,,國內(nèi)IP廠商在低速低工藝IP領(lǐng)域已可比肩,。如果國內(nèi)IP成熟度高、性能好,,一般會選擇國內(nèi)IP,,因成本更合適。
而隨著各路英豪的進(jìn)入,,IP的業(yè)務(wù)模式也在分化,。
一類是像華為海思有多年開發(fā)芯片的經(jīng)驗(yàn),有自己的IP甚至指令集開發(fā)實(shí)力,,但不對外。
二是互聯(lián)網(wǎng)巨頭類似阿里,,通過收購打造IP平臺,,因?yàn)橘Y金雄厚,一方面可吸引頂尖人才,,另一方面沒有包袱可放手去做,。
三是國內(nèi)獨(dú)立的第三方IP廠商,立足于各類IP的積累,。
結(jié)尾:
IP作為最上游的環(huán)節(jié)不可或缺,,其研發(fā)屬于原創(chuàng),亦體現(xiàn)了國家IC業(yè)的自主創(chuàng)新能力。