在外部環(huán)境不斷加強和國內(nèi)市場急速膨脹下,，國產(chǎn)替代風潮來襲,，國內(nèi)涌現(xiàn)大量初創(chuàng)企業(yè)。一直以來,，國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上,，普遍較為關注應用層面SoC方面的開發(fā)，而在底層技術上投入有限,。尤其是在核心技術鏈和關鍵供應鏈上仍然存在不少斷點,，特別是以IP為代表的關鍵核心環(huán)節(jié)，將有可能成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的致命罩門,。
從集成電路產(chǎn)業(yè)構成來講,，IP屬于底層技術，非常關鍵,。值得一提的是,，通常留給設計者完成熱門IC設計的周期一般只有3個月，但IC的復雜度以每年55％的速率遞增,，設計能力每年僅提高21％,，因此，IP的復用可以大大節(jié)約時間,。
數(shù)據(jù)顯示,，去年全球50億美元的IP銷售額帶動了5000億美元的全球半導體銷售額，換言之每1美元的IP支出能夠帶動和支撐100倍價值的芯片市場,。從市場價值來看,，IP的全球市場規(guī)模約為50億美元，撬動著6000億美元的半導體產(chǎn)業(yè)不斷向前發(fā)展,。
來源：方正證券研究所
IP的增速是IC市場增速的2倍,，而接口IP市場增速又是整個IP市場增速的2倍。另據(jù)IPnest數(shù)據(jù)顯示,，接口IP過去5年到未來5年的全球年均復合增長率16％,，而中國市場增長率更遠超于此。但事實上,，雖然接口IP市場前景廣闊,、增長迅猛之勢遠超想象，但國內(nèi)市場自給率尚仍然不足10％,，接口IP作為芯片設計上游的核心關鍵技術,，實際已呈現(xiàn)“卡脖子”的態(tài)勢。
接口IP普遍是EDA與IP相配合的形式
半導體IP（Intellectual Property）是經(jīng)過驗證的可重用的芯片設計模塊,，和EDA一樣是芯片產(chǎn)業(yè)的上游核心技術,。IP開發(fā)和IP復用技術大大促進了芯片設計業(yè)的快速發(fā)展,。IP廠商一般采用收取前期IP許可費（IP License）＋后期按芯片出貨量計算的版權費（Royalty）的商業(yè)模式，以降低用戶的研發(fā)投入,。IP參數(shù)需求包括工藝節(jié)點、電源,、功耗,、性能等。
據(jù)IBS數(shù)據(jù)顯示,，半導體IP市場將從2018年的46億美元增長至2027年的101億美元,，年均復合增長率為9．13％。其中數(shù)?；旌希òM和接口類）IP市場2018年為7．25億美元,，預計在2027年達到13．32億美元，年均復合增長率為6．99％,；射頻IP市場2018年為5．42億美元,，預計在2027年達到11．24億美元，年均復合增長率為8．44％,。
過去十年間,，智能手機是推動IP行業(yè)前進的強大動力，其中處理器IP受益最大,，迅速成長為全球最大的IP種類,，同時LPDDR、USB和MIPI等接口協(xié)議也在蓬勃發(fā)展,。
下游數(shù)據(jù)爆發(fā)性增長需要更高的帶寬來滿足數(shù)據(jù)交換的需求,，更高速的接口協(xié)議應運而生，接口IP市場得到快速發(fā)展,。2019年有線接口IP約占全球IP市場22．1％,，為8．7億美元，占比相對于2018年提升2％,，是增速最快的IP市場,。
IPnest曾分析，從現(xiàn)在到 2025 年,，接口IP將保持極高的增長率,。根據(jù)IPnest提供的數(shù)據(jù)，接口IP 供應商在2020年的收入總額為10．68億美元,，而2019年這個數(shù)據(jù)為8．72億美元,，同比增長率為22．4％，并確認增長會是長期的跡象,。
接口IP的增長動力是來自以數(shù)據(jù)為中心的應用,、超多純量（hyperscalar）,、數(shù)據(jù)中心、存儲,、有線和無線網(wǎng)絡以及新興的人工智能的需求,。所有這些應用都需要越來越高的帶寬，從而推動 PCIe,、以太網(wǎng)和 SerDes 或內(nèi)存控制器 IP 等接口協(xié)議的增長,。從熱門細分市場也可以看出，5G,、汽車電子,、IoT、AI,、云計算等領域,，都需要多種不同協(xié)議的接口IP。
目前國際接口IP市場龍頭企業(yè)主要包括ARM,、Synopsys,、CEVA、Cadence,，細心的讀者不難發(fā)現(xiàn)其中大部分企業(yè)都擁有自主的EDA,。這是因為EDA和IP的商業(yè)模式很相似，而且有著共同客戶,，EDA與IP相配合可以提高用戶黏性,。
接口IP的重要性日益增長，整個IP市場的占比正在搶奪處理器IP的市場份額,，成為了最具發(fā)展?jié)摿Φ腎P品類,。在有線接口類別中，Synopsys是明顯的領導者,，2018年,，該公司擁有約45％的市場份額，在物理IP市場則占有約35％的市場份額,。而過去三年Synopsys 的IP收入占比來看,，這家公司的IP收入占比正在逐年提升，帶來毛利率提升,。
Cadence為EDA業(yè)界第二廠商,，IP行業(yè)第三廠商，在1988年由SDA與ECAD兩家公司兼并而成,，到1992年已占據(jù)EDA行業(yè)龍頭地位,，但到2008年被Synopsys超越。Cadence在IP中的定位則從2010年收購Denali開始，通過收購各自細分市場中的中小型供應商領導者來創(chuàng)建自己的IP產(chǎn)品,，接口IP和DSP IP是Cadence增長的巨大動力,。
國產(chǎn)接口IP以拿下EDA和生態(tài)作為主線
據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2020年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額為8848億元,，其中設計業(yè)銷售額為3778．4億元,，占比高達42．87％。我國集成電路設計業(yè)的蓬勃發(fā)展,，相應而來的是對IP的大量需求,，尤其是自主可控、掌握知識產(chǎn)權的優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)IP,。
很遺憾的是，在50億全球IP市場需求中,，當前大部分仍由全球較領先的公司提供,。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％,。
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)半導體IP已經(jīng)覆蓋處理器和微控制器,、存儲器,、外設及接口、模擬和混合電路,、通信,、圖像和媒體等各類IP。雖然國內(nèi)芯片設計公司的增長加大了對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。
不過,，國內(nèi)廠商一些先驅(qū)也早已意識到這種情況,，逐步布局接口IP領域，其中包括華大九天,、芯耀輝,、和芯微、芯原微,、吉崴微,、芯動科技、銳成芯微等。
●華大九天 —— 以自有EDA工具建立獨特接口IP優(yōu)勢
北京華大九天科技股份有限公司（簡稱“華大九天”）成立于2009年,，一直聚焦于EDA工具的開發(fā),、銷售及相關服務業(yè)務。
作為國內(nèi)知名的EDA設計工具,，華大九天基于自有的強大EDA工具,，形成了獨具優(yōu)勢的IC設計解決方案。華大九天目前在IP業(yè)務的布局主要聚焦在高速接口,，（超）低功耗數(shù)?；旌项惖腎P產(chǎn)品上，目前和國內(nèi)外的foundry和設計公司都有合作,，多款IP已經(jīng)成功量產(chǎn),。
此前，華大九天曾表示,，現(xiàn)在的IP產(chǎn)業(yè),，類似10至15年前EDA行業(yè)的發(fā)展狀況，諸候割據(jù),，每家在做一小塊業(yè)務,。IP行業(yè)的并購整合也將是大勢所趨。華大九天希望未來可以得到基金公司的支持,，希望在IP市場上能有更大的作為,。相信，這方面的效果會在未來幾年中逐漸顯現(xiàn)出來,。
●芯耀輝 —— 布局EDA＋IP＋AI協(xié)同自動設計平臺
芯耀輝科技有限公司是一家于2020年6月成立的國產(chǎn)IP企業(yè),，其自主研發(fā)先進工藝芯片IP產(chǎn)品擁有穩(wěn)定性高、兼容性強,、跨工藝,、可移植等獨特的價值和優(yōu)勢，服務于數(shù)字社會的各個重要領域,，包括數(shù)據(jù)中心,、智能汽車、高性能計算,、5G,、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能,、消費電子等,。
此前，芯耀輝科技有限公司聯(lián)席CEO,，IEEE Fellow余成斌曾經(jīng)說過,，“一群懷揣愛國情懷和使命感的行業(yè)專家,，在經(jīng)歷20多年的IP相關研發(fā)后，不僅看到了國產(chǎn)IP占據(jù)整個市場很少部分,，同時也看到了機遇,，由此便成立了芯耀輝?！?/p>
值得一提的是,，余成斌從事模擬集成電路設計與半導體IP產(chǎn)業(yè)研發(fā)工作已經(jīng)快30年，在澳門曾從無到有聯(lián)合創(chuàng)建和帶領集成電路國家重點實驗室之外,，也同時聯(lián)合創(chuàng)辦了Chipidea澳門微電子,，之后被新思科技并購，并擔任Synopsys IP研發(fā)總監(jiān),，一直長期專注于IP產(chǎn)業(yè)研發(fā)和管理,。
芯耀輝的整個核心團隊都是來自全球排名第一的EDA和IP供應商新思科技，還有頂尖的芯片公司里面做IP的團隊,，包括紫光展銳,、海思、英特爾,、AMD、高通等,。他們都在過去的公司里面有長達十幾二十年一直做這些頂尖IP的經(jīng)驗,。這一整個大型專業(yè)設計專家團隊，能夠做出支撐最先進工藝的IP設計,，特別是在國內(nèi),，芯耀輝具備了非常豐富的可以量產(chǎn)跨工藝、多產(chǎn)品,、多應用驗證的IP,，完整前后端服務，凸顯差異化特性的經(jīng)驗和能力,。
根據(jù)余成斌的介紹,，IP是經(jīng)過驗證的可重用的芯片設計模塊，和EDA一樣是芯片產(chǎn)業(yè)的上游核心技術,。目前市場上諸如DDR,、USB、PCle這些接口IP產(chǎn)品都是稀缺的,，目前公司已完成14nm／12nm接口的布局,，正在向下一代的產(chǎn)品研發(fā)，已陸續(xù)推出覆蓋DDR,、PCIe,、HDMI、USB、SATA,、MIPI等產(chǎn)品解決方案,。
他認為，國內(nèi)IP市場破局難點一方面在設計上極具挑戰(zhàn)性,，另一方面沒有機會去一直迭代,，因為迭代是需要很長時間積累的東西?！靶疽x擁有自己成功的模式,，我們會先把產(chǎn)業(yè)目前上游核心接口IP這塊做好，從延續(xù)摩爾定律到擴展摩爾定律,，我們都可以做得很好,。而未來我們所規(guī)劃的藍圖將是通過EDA＋IP＋AI協(xié)同自動設計平臺去打破常規(guī)，超越摩爾定律”,，余成斌如是說,。
●和芯微 —— 量產(chǎn)數(shù)量過億的硅驗證IP
四川和芯微電子股份有限公司（以下簡稱“和芯微”）成立于2004年，資產(chǎn)總額超過兩億元,，擁有自建研發(fā)中心,。目前，擁有中外發(fā)明專利400多項,，其中,，美國專利80余項，專利申請數(shù),、授權書,、國外專利申請量在成都市名列前茅。
根據(jù)其官方介紹,，和芯微是中國大陸第一家掌握USB 2．0和音頻編解碼核心技術并實現(xiàn)批量生產(chǎn)的企業(yè),；是國家863計劃IP硬化工程項目承擔單位、工信部認定的集成電路設計企業(yè),、四川省高新技術企業(yè),、四川省成長型中小企業(yè)和創(chuàng)新型試點企業(yè)；也是國內(nèi)為數(shù)不多的IP研發(fā)企業(yè)之一,，也是國內(nèi)規(guī)模最大的數(shù)?；旌螴P供應商。
從IP產(chǎn)品來講,，該公司擁有自主知識產(chǎn)權集成電路IP產(chǎn)品11類60余種,，主要包括USB 2．0 Device／OTG／Hub PHY、16～24bit Audio CODEC,、SATAII PHY,、DDR2 I／O ＆ Controller,、USB 3．0 PHY和一系列的I／O Pad。經(jīng)專家鑒定,，公司自主開發(fā)的USB 2．0 PHY IP技術已達到國內(nèi)領先,、國際先進水平，量產(chǎn)數(shù)量過億,。傳輸速率高達4．8Gbps的高速串行接口技術也已通過了階段性驗證,，擬投入量產(chǎn)。
官方強調(diào),，為客戶提供經(jīng)過批量生產(chǎn)驗證和硅驗證的IP產(chǎn)品,，并應客戶需求提供量身定制的個性化服務。憑借豐富的IC設計經(jīng)驗,、多年的技術積累以及與上游代工廠和封測廠的良好互信關系,，公司順應市場需求推出了集成電路設計服務，結(jié)合自有優(yōu)質(zhì)IP產(chǎn)品,，有效幫助客戶縮短產(chǎn)品上市時間,，降低產(chǎn)品開發(fā)風險，為客戶創(chuàng)造更大的價值,。
●芯原微 —— 自主可控IP搭建技術平臺
芯原微電子（上海）股份有限公司（芯原股份,，688521．SH）是一家依托自主半導體IP，為客戶提供平臺化,、全方位,、一站式芯片定制服務和半導體IP授權服務的企業(yè)。這家公司成立于2001年,，總部位于中國上海，在中國和美國設有6個設計研發(fā)中心,，全球共有11個銷售和客戶支持辦事處,，目前員工已超過1，300人,。
其官網(wǎng)上顯示,，在芯原微獨有的芯片設計平臺即服務（Silicon Platform as a Service， SiPaaS）經(jīng)營模式下,，通過基于公司自主半導體IP搭建的技術平臺,，芯原可在短時間內(nèi)打造出從定義到測試封裝完成的半導體產(chǎn)品，為包含芯片設計公司,、半導體垂直整合制造商（IDM）,、系統(tǒng)廠商和大型互聯(lián)網(wǎng)公司在內(nèi)的各種客戶提供高效經(jīng)濟的半導體產(chǎn)品替代解決方案。
芯原微的業(yè)務范圍覆蓋消費電子,、汽車電子,、計算機及周邊,、工業(yè)、數(shù)據(jù)處理,、物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)應用領域,。其IP產(chǎn)品包括高清視頻、高清音頻及語音,、車載娛樂系統(tǒng)處理器,、視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)連接,、數(shù)據(jù)中心等,；此外，芯原微還擁有6類自主可控的處理器IP,，分別為圖形處理器IP,、神經(jīng)網(wǎng)絡處理器IP、視頻處理器IP,、數(shù)字信號處理器IP,、圖像信號處理器IP和顯示處理器IP，以及1,，400多個數(shù)?；旌螴P和射頻IP。
●吉崴微電子 —— EDA,、IP和先進封裝一站式方案
昆山吉崴微電子科技有限公司成立于2020年3月,，是美國海歸半導體博士團隊創(chuàng)辦于昆山高新區(qū)的半導體設計暨仿真驗證服務等新創(chuàng)企業(yè)。其定位是國內(nèi)半導體領先的“EDA,、IP和先進封裝”一站式方案提供商,。
據(jù)了解，吉崴微電子擁有“芯片全系統(tǒng)AION仿真平臺”產(chǎn)品方案以解決我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的關鍵“卡脖子”難題,，并持續(xù)優(yōu)化在芯片高速IO接口和系統(tǒng)評估等技術與能力,，對SOC／封裝／PCB板進行全芯片系統(tǒng)的性能優(yōu)化為突破口，從而整合芯片設計／封裝／PCB板的技術整合,，并致力解決高速接口IP國產(chǎn)化問題,。
作為一個新創(chuàng)年輕的科技型企業(yè)，憑借著團隊的技術創(chuàng)新實力和企業(yè)先進經(jīng)驗,，獲得昆山市政府大力支持,，目前處在高速發(fā)展中。吉崴微電子在海外擁有合作伙伴企業(yè),，協(xié)同開發(fā)新一代半導體設計的解決方案和工具設備,。為客戶解決技術難題、為員工創(chuàng)造未來,、為投資者帶來回報是我們努力的方向,，為社會創(chuàng)造價值是我們的責任與擔當,。
“我們不會像一些公司那樣追隨市場而做EDA”，該公司曾表示,，吉崴微電子整個EDA的定位是全球不可替代的,，是唯一的，不會隨波逐流,。
●芯動科技 —— 通用標準和PPA定制優(yōu)化雙重IP方案
芯動科技（Innosilicon）是中國一站式IP和芯片定制服務及GPU領軍企業(yè),，提供全球各大工藝廠從55納米到5納米FinFET全套高性能IP核和ASIC定制解決方案。
據(jù)了解,，該公司所有IP和芯片全自主可控,，經(jīng)過數(shù)十億顆量產(chǎn)打磨，連續(xù)十年中國市場份額遙遙領先,，正在推出國內(nèi)首個數(shù)據(jù)中心高性能服務器GPU——“風華”,。
在高性能計算／多媒體＆汽車電子／IoT物聯(lián)網(wǎng)等領域，芯動解決方案具有國際先進水平,，涵蓋DDR5／4,、LPDDR5／4、GDDR6X／6,、HBM2e／3,、Chiplet、56G／32G SerDes（含PCIe5／4／USB3．2／SATA／RapidIO／GMII等）,、HDMI2．1,、ADC／DAC、智能圖像處理器GPU和多媒體處理內(nèi)核等多種技術,。芯動科技的ASIC定制,，跨工藝跨封裝，涉及從需求到產(chǎn)品,， 能端到端為客戶加速從規(guī)格,、設計到流片量產(chǎn)，及封裝成型全流程,。
根據(jù)該公司介紹，芯動科技IP能夠滿足國際通用標準,，還可根據(jù)客戶應用場景進行PPA優(yōu)化,，一步到位交鑰匙快速集成，全程為客戶產(chǎn)品成功保駕護航,，實現(xiàn)芯片差異化競爭優(yōu)勢,。特別是其Memory接口和Chiplet接口上的優(yōu)勢和布局尤為突出。
●銳成芯微 —— 從超低功耗到IP研發(fā)
銳成芯微（Actt）成立于2011年,，致力于集成電路知識產(chǎn)權（IP）產(chǎn)品設計,、授權,，并提供一站式服務。其官方介紹中顯示,，該公司專注于集成電路知識產(chǎn)權（IP）研發(fā),、授權業(yè)務及一站式設計服務，從超低功耗技術這一個“點”起步,，逐步構建成超低功耗模擬IP和高可靠性非易失性存儲器IP的兩點一“線”,，并進而形成模擬IP、存儲器IP,、接口IP和射頻IP的產(chǎn)品格局,。
IP包括超低功耗模擬IP、高可靠性存儲IP,、高性能射頻IP及高速接口IP為主的產(chǎn)品格局,。公司先后與20多家晶圓廠建立了合作伙伴關系，國內(nèi)外申請專利超200件,，累計開發(fā)IP 500多項,，服務全球數(shù)百家集成電路設計企業(yè)，產(chǎn)品廣泛應用于5G,、物聯(lián)網(wǎng),、智能家居、汽車電子,、智慧電源,、可穿戴、醫(yī)療電子,、工業(yè)控制等領域,。
國產(chǎn)接口IP挑戰(zhàn)和機遇并存
通過以上盤點不難發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)接口相關IP設計企業(yè)數(shù)量正在高速增長,，本土IP種類覆蓋逐漸齊全,。在新開IC項目數(shù)量高速增長之下，眾多應用對接口IP有著極大需求,，勇于“吃螃蟹”的本土設計公司逐漸增多,，但國產(chǎn)在接口IP上仍要面臨國際大廠壟斷格局以及本土企業(yè)同質(zhì)化競爭逐漸浮現(xiàn)的挑戰(zhàn)。
一位接口IP專家曾表示,，國內(nèi)在接口IP正在面臨的問題就是人才缺乏和設計經(jīng)驗不足,。設計接口的IP，這是一個多學科的綜合考量點,，而且需要有很強的經(jīng)營積累的過程,。除此之外，在高速接口上,，相關EDA工具上也較為貧乏,。
結(jié)合上文的企業(yè)可以看出,，相關經(jīng)驗人士正在帶隊進入接口IP領域，并圍繞EDA作為關鍵進行接口IP的研發(fā)設計,。其中最為典型的就是芯耀輝這家公司,，CEO余成斌不僅擁有30余年的IP研發(fā)經(jīng)驗，整體的戰(zhàn)略也著手在EDA和平臺生態(tài)建設上,。
“IP企業(yè)要找準定位發(fā)揮自身優(yōu)勢,，發(fā)展技術和服務的獨特性，更為重要的是能否建立起一種生態(tài)的能力,，建立的上下游生態(tài)體系,。這是企業(yè)層面的錯位發(fā)展和布局差異化?！?，一位接口IP專家這樣建議國產(chǎn)IP。
國產(chǎn)接口IP從擴展摩爾和超越摩爾上發(fā)展
那么國產(chǎn)接口IP的機會在哪里,？余成斌此前曾在一次對話中向記者表示,，后摩爾時代IP將沿著延續(xù)摩爾、擴展摩爾和超越摩爾的三個方向發(fā)展,。
Chiplet將是擴展摩爾IP的發(fā)展主要技術,，這背后實際是先進封裝技術＋接口IP技術?？梢钥吹?，SoC的成本是最高的，Chiplet將取得在性能,、die功耗和成本的平衡,。Chiplet需要接口IP也稱為高速D2D連接，串行模式如56G／112G SerDes,，并行的連接如HBI和HBM,。D2D設計更需要更優(yōu)化的SIPI設計和驗證，多晶片SIP ESD保護,，PVT檢測和自動調(diào)準等驗證量產(chǎn)解決方案,。
據(jù)Omdia數(shù)據(jù)顯示，2018年全球Chiplet市場規(guī)模為6．45億美元,，預計2024年市場規(guī)?？蛇_58億美元，年均復合增長率可達44％,，并且有望逐漸擴展到整個半導體市場。Chiplet正在為IP行業(yè)帶來更多想象力,。
新一代EDA＋IP＋AI協(xié)同自動設計的新時代將是IP發(fā)展超越摩爾打破常規(guī)的方向,。余成斌分析,，未來IP必須涵蓋更加復雜的功能子系統(tǒng)、擁有更高的適配性,、智能化自動化以及高抽象層次和高精度的系統(tǒng)級模型和自適應界面,，從而打破常規(guī)從頂層系統(tǒng)抽象到底層物理實現(xiàn)方法論的革新，來滿足未來復雜系統(tǒng)的智能化應用,、高度異構集成芯片高速實現(xiàn)的需求,；打破系統(tǒng)芯片的設計和驗證工作量巨大，復雜性高及周期耗時不斷增長的瓶頸,。
除此之外,，一款IP產(chǎn)品被認可，不僅需要設計上的優(yōu)勢,，還需要不斷積累的口碑,， “硅驗證”就是讓接口IP被認可的最直接的方式。
根據(jù)摩爾定律,，高性能芯片設計難度不斷加大,，且IP極高的技術壁壘導致獨立完成所有芯片IP設計需要大量資源和成本。對比之下使用經(jīng)過驗證的IP可以有效降低設計風險和成本,。而這種沉淀需要長期積累,、持續(xù)投入，考驗著企業(yè)的商業(yè)策略和能力,。
“在后摩爾時代,，IP將結(jié)合先進工藝、先進封裝,、智能協(xié)同自動設計作為撬動整個芯片產(chǎn)業(yè)需求的支點”,，余成斌這樣介紹道。
