2022年半導(dǎo)體IP產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析

2022年半導(dǎo)體IP產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析一、半導(dǎo)體IP產(chǎn)業(yè)重要性及概述1、產(chǎn)業(yè)地位IP為芯片設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要基礎(chǔ)包括EDA和IP，其中EDA是產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)關(guān)鍵軟件，IP則是在芯片設(shè)計(jì)中那些通過(guò)驗(yàn)證的、可重復(fù)使用的、具有特定功能的宏模塊，可以移植到不同的半導(dǎo)體工藝中，從而減少因重復(fù)設(shè)計(jì)引起的額外成本。半導(dǎo)體IP位于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)地位2、分類狀況按照產(chǎn)品種類分，IP可劃分為處理器IP、有線接口IP、數(shù)字IP和其他物理IP四大類。處理器IP是應(yīng)用于程序控制、語(yǔ)音處理、圖形處理、圖像信號(hào)處理、視頻編解碼、計(jì)算機(jī)視覺和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等微處理器的IP。

半導(dǎo)體IP分類狀況二、半導(dǎo)體IP技術(shù)背景集成電路設(shè)計(jì)進(jìn)入SOC領(lǐng)域后，IP復(fù)用技術(shù)為SoC支撐技術(shù)之一，隨著SoC逐步成為主流，當(dāng)前國(guó)際上絕大部分SoC都是基于多種不同IP組合進(jìn)行設(shè)計(jì)的，半導(dǎo)體領(lǐng)域重要性持續(xù)提高。同時(shí)隨著摩爾定律下工藝制程不斷推進(jìn)（2022年已達(dá)到3nm量產(chǎn)），芯片中晶體管數(shù)量大幅提升帶動(dòng)單顆芯片中可集成IP數(shù)量大幅增加。1971-2022年全球集成電路制程發(fā)展歷史以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(gè)，演進(jìn)至5nm時(shí)，可集成的IP數(shù)量達(dá)到218個(gè)，單顆芯片可集成IP數(shù)量增多為更多IP在SoC中實(shí)現(xiàn)可復(fù)用提供新的空間，從而推動(dòng)半導(dǎo)體IP市場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展。不同工藝節(jié)點(diǎn)芯片集成IP數(shù)量走勢(shì)IBS，三、半導(dǎo)體IP產(chǎn)業(yè)鏈地位及影響分析1、產(chǎn)業(yè)鏈在芯片設(shè)計(jì)的上游供應(yīng)鏈中，IP是技術(shù)含量最高的的價(jià)值節(jié)點(diǎn)。根據(jù)lPnest數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，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，雖然占比只有5%，但其價(jià)和影響力卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出用金錢衡量的份額。從市場(chǎng)價(jià)值來(lái)看，IP的全球市場(chǎng)規(guī)模大約40億美元，卻帶領(lǐng)著5000億美元的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不斷向前發(fā)展。集成電路IP產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值分布2、需求結(jié)構(gòu)及概述就IP需求結(jié)構(gòu)而言，從中國(guó)半導(dǎo)體IP龍頭芯原股份授權(quán)結(jié)構(gòu)來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)IP主要用于消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)及周邊和汽車電子等。消費(fèi)電子和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域發(fā)展較早，目前仍是半導(dǎo)體主要需求領(lǐng)域，汽車電子隨著汽車智能化及電動(dòng)化趨勢(shì)持續(xù)推進(jìn)，有望持續(xù)提升需求占比，帶動(dòng)IP產(chǎn)業(yè)持續(xù)擴(kuò)張。消費(fèi)電子領(lǐng)域中，全球智能手機(jī)消費(fèi)漸趨飽和，PC端周期性波動(dòng)影響較大。2022年H1芯原股份半導(dǎo)體IP授權(quán)業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)芯原股份公報(bào)，汽車電動(dòng)化、智能化趨勢(shì)下，中國(guó)新能源汽車銷量和滲透率持續(xù)增長(zhǎng)，2022年1-7月銷量達(dá)319。4萬(wàn)輛，滲透率達(dá)22。06%。目前國(guó)內(nèi)受限于整體整體汽車芯片供給偏緊，整體新能源汽車銷量仍受到限制，隨著產(chǎn)業(yè)持續(xù)擴(kuò)張，下游需求將帶動(dòng)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)張，IP作為上游設(shè)計(jì)領(lǐng)域核心基礎(chǔ)，將受益需求增長(zhǎng)。2014-2022年7月中國(guó)新能源汽車銷量及滲透率中汽協(xié)，四、半導(dǎo)體IP產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀1、市場(chǎng)規(guī)模2020-2021年智能手機(jī)需求受益5G替換潮景氣度回暖，疊加汽車電子需求高漲，汽車芯片供不應(yīng)求，集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高景氣周期，帶動(dòng)上游IP授權(quán)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)顯示，2021年全球芯片設(shè)計(jì)IP銷售額達(dá)54。5億美元，同比2020年增長(zhǎng)19。4%。從2022年7月“砍單情況來(lái)看”，2022年整年集成電路需求擴(kuò)張程度有限。2019-2021年全球芯片設(shè)計(jì)IP銷售額及增長(zhǎng)率2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)從IP市場(chǎng)的產(chǎn)品來(lái)看，CPU是使用最多的產(chǎn)品，2020年市場(chǎng)占比達(dá)到35。4%；其次為Interface，市場(chǎng)占比為23。2%；第三為GPU，市場(chǎng)占比為10。5%。前三產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率接近70%，產(chǎn)品市場(chǎng)占有率高度集中。其中CPU和GPU屬于大型邏輯電路，是集成電路領(lǐng)域中技術(shù)水平最高且國(guó)產(chǎn)化率極低的領(lǐng)域，除開材料及設(shè)備差距，IP差距也是關(guān)鍵。2020年全球半導(dǎo)體IP產(chǎn)品結(jié)構(gòu)占比五、半導(dǎo)體IP競(jìng)爭(zhēng)格局1、市場(chǎng)集中度就半導(dǎo)體IP競(jìng)爭(zhēng)格局而言，英國(guó)ARM公司和美國(guó)新思科技2020年以40。4%、19。7%（2020年分別為41%和19。3%）的高市占率穩(wěn)居全球CR2位置，中國(guó)大陸僅有芯原股份和中國(guó)部分控股的Imagination（2017年中資背景的CanyonBridge作價(jià)5。5億英鎊收購(gòu)了Imagination。）和分別以3。3%和1。8%的全球市占率擠進(jìn)前十名。2021年全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)份額占比情況IPnest，2、國(guó)內(nèi)主要企業(yè)及現(xiàn)狀芯原股份作為國(guó)內(nèi)IP領(lǐng)域龍頭企業(yè)，在數(shù)字信號(hào)處理器、圖形處理器、圖像信號(hào)處理器、接口模塊、通用模擬IP、基礎(chǔ)庫(kù)、射頻IP、周邊IP等領(lǐng)域均有覆蓋，為半導(dǎo)體多領(lǐng)域IP的打下了扎實(shí)的技術(shù)基本盤。除此之外，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體IP企業(yè)還有寒武紀(jì)、芯動(dòng)科技和華夏芯，但整體相較國(guó)際水平仍有差距。國(guó)內(nèi)細(xì)分領(lǐng)域主要半導(dǎo)體IP企業(yè)2022年1-6月，芯原股份實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入12。12億元，同比增長(zhǎng)38。87%，其中半導(dǎo)體IP授權(quán)業(yè)務(wù)（包括知識(shí)產(chǎn)權(quán)授權(quán)使用費(fèi)收入、特許權(quán)使用費(fèi)收入）同比增長(zhǎng)70。61%，達(dá)4。467億元，IP授權(quán)次數(shù)達(dá)84相較21年H1下降46次，但單次知識(shí)產(chǎn)權(quán)授權(quán)收入有所提升。2017-2022年H1芯原股份半導(dǎo)體IP營(yíng)收及授權(quán)次數(shù)芯原股份招股書及公報(bào)，六、半導(dǎo)體IP發(fā)展趨勢(shì)1、單芯片IP需求增長(zhǎng)通過(guò)購(gòu)買成熟可靠的IP方案，實(shí)現(xiàn)某個(gè)特定功能。這種開發(fā)模式大大縮短了芯片的設(shè)計(jì)周期，顯著提升芯片設(shè)計(jì)的效率，節(jié)約設(shè)計(jì)成本，在降低芯片設(shè)計(jì)難度的同時(shí)提高了芯片的性能及可靠性。隨著半導(dǎo)體制程持續(xù)推進(jìn)，線寬已達(dá)到3nm量產(chǎn)水平，帶動(dòng)單芯片IP需求增長(zhǎng)。2、中美關(guān)系持續(xù)惡化加速國(guó)產(chǎn)化目前中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)受限于EDA和IP領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化水平較低影響，設(shè)計(jì)成本高昂的