【國內(nèi)IP產(chǎn)業(yè)尚欠氣候，中國芯的IP困局怎么解？】中興事件爆發(fā)以后，國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)掀起了一股反思潮。無論是行業(yè)親歷者、資深專家甚至情感博主，都針對“中國缺芯”現(xiàn)狀發(fā)表了洋洋灑灑的評論。辜勿論文章立論的對錯，這種“全民談芯”的境況，讓很多業(yè)內(nèi)人士高呼，中國半導(dǎo)體的時代終于要來臨了。

但據(jù)記者觀察得知，大家討論的熱點基本都是圍繞著芯片、設(shè)備、制造和封測等多個方面，對于芯片上游非常重要的IP產(chǎn)業(yè)，反而關(guān)注不多。但其實這方面才是國內(nèi)最需重視的一部分。因為沒有IP，基本就沒有芯片。但國內(nèi)在這方面的積累卻非常薄弱。

IP市場雖小，但非常重要

所謂IP（IntellectualProperty），是指在半導(dǎo)體集成電路設(shè)計中那些可以重復(fù)使用的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)功能的設(shè)計模塊，隨著芯片集成技術(shù)的進(jìn)步和市場需求特點的變化，IP在集成電路設(shè)計中的重要性日益得到凸現(xiàn)，越來越多的集成電路設(shè)計以半導(dǎo)體設(shè)計IP為基礎(chǔ)進(jìn)行展開。

根據(jù)IPnest的定義，全球的設(shè)計IP可分為11個類別，其中處理器IP的市占率高達(dá)42.3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先排名第二的有線接口IP，這些IP是構(gòu)成現(xiàn)代芯片的關(guān)鍵。

設(shè)計IP的類別

從產(chǎn)品特性上看，設(shè)計IP的主要應(yīng)用產(chǎn)品分為三大類別：處理器IP（(CPU+DSP+GPU&ISP)都屬于處理器IP）、有線接口IP、物理IP（PhysicalIP）和其他數(shù)字IP，處理器IP主要用于微處理器；有線接口IP顧名思義，就是類似SATA/以太網(wǎng)之類的IP；物理IP主要用于模擬及混合信號、物理接口、存儲單元和其他的數(shù)字IP，IP-Nest的數(shù)據(jù)顯示，處理器IP是全球最大的IP族群，市占率高達(dá)56.4%，雖然較之去年的58.3%有所下降，但不影響它的主導(dǎo)地位；緊隨其后的是有線接口IP，市占率也有20.5%，總值7.25億美元，較之去年有20%的增長；至于物理IP，市占率也有16.3%。

不同類別IP的市占率

過去幾年，得益于IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，設(shè)計IP的銷售額也水漲船高。IPnest的數(shù)據(jù)顯示，全球IP產(chǎn)業(yè)2017年貢獻(xiàn)了35.96億美元的營收，較之2016年上漲了12.4%。作為對比，10年前的IP銷售額約為19億美元。雖然較之整個芯片4000億的銷售額，這個數(shù)字有點寒酸，但如果少了這些IP，現(xiàn)在的大部分芯片不能運行。

例如我們熟悉的Arm就是一個IP供應(yīng)商，他們提供的Coterx系列和Mali系列IP，就是現(xiàn)在做MCU和移動處理器的關(guān)鍵組成?？梢园阉麄兛醋鲂酒\行的骨架?？梢哉f沒有這些IP供應(yīng)商，就沒有現(xiàn)在的芯片產(chǎn)業(yè)。

十大國外供應(yīng)商貢獻(xiàn)84.6%份額

和很多半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一樣，設(shè)計IP同樣是一個被高度壟斷的市場。據(jù)IPnest的數(shù)據(jù)顯示，Arm已經(jīng)連續(xù)多年霸占全球最大的設(shè)計IP供應(yīng)商，且IP供應(yīng)逐漸向前十聚攏。Gartner數(shù)據(jù)顯示，2007年，全球前十IP供應(yīng)商的市場總份額只有70%，Arm的份額也只有33%。

2007年全球前十的設(shè)計IP供應(yīng)商

但到了2017年，Arm的市占率已經(jīng)高達(dá)46.2%，排名第二的Synopsy份額也高達(dá)14.7%，另外很多之前存在的公司已經(jīng)逐漸跌出了名單（或被收購或者直接消失了），全球前十IP供應(yīng)商則占領(lǐng)了高達(dá)84.6%的市場份額，市場高度壟斷。

2017年全球設(shè)計IP供應(yīng)商排名

在這些廠商中，Arm是CPU、GPU、VPU和DPU等產(chǎn)品的供應(yīng)商，尤其是其CPU和GPU，在移動市場和嵌入式市場有很強(qiáng)大的影響力；排名第二的Synopsy是一家EDA廠商，他們同時也是有線接口IP的主要供應(yīng)商。IPnest的數(shù)據(jù)顯示，他們的市占率高達(dá)45%，在物理IP方面他們也有35%的份額。

排名第三的博通通過并購LSI和Avago，也獲得了不少的IP，且在今年的排名中超過Imagination，成為全球第三的IP供應(yīng)商；Imagination則不用說，在幾年前收購了MIPS之后，他們建立了GPU和CPU產(chǎn)品線的巨大影響力。但在去年，他們選擇將GPU和CPU業(yè)務(wù)拆分，這次拆分勢必會影響明年的設(shè)計IP供應(yīng)商格局。

位列榜單第五的Cadence和Synopsy同樣，都是EDA供應(yīng)商。在產(chǎn)品方面，他們除了提供DSPIPTensilica之外，還提供模擬物理IP、接口IP和驗證IP等產(chǎn)品。Ceva則是一個專業(yè)的DSP供應(yīng)商。另外還有5GNRIP和NB-IoTIP等一系列產(chǎn)品，現(xiàn)在甚至還提供了AI處理器IPNeuPro，進(jìn)一步增強(qiáng)了他們的市場影響力。

verisilicon則提供了視頻、通信和數(shù)字處理等IP，另外在收購圖芯之后，還提供了GPU的IP選擇，搭配他們的設(shè)計服務(wù)模式，這讓他們在現(xiàn)在的芯片時代能夠獲得更多的優(yōu)勢。被很多企業(yè)痛恨的Rambus排名第八，他們是一個專業(yè)的DRAMIP設(shè)計廠商，他們的DRAM設(shè)計尤有其獨到的優(yōu)勢所在。。

排名第九的eMemory是全球最大的邏輯制程非揮發(fā)性記憶體硅智財廠商。而最一名的Kilopass則是車用、移動、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域反熔絲OTPNVMIP的主要提供商。且在今年一月被Synopsy收購，這又是另外一個故事。

由此可見，前十的廠商已經(jīng)挖好了一條非常深的IP供應(yīng)護(hù)城河，一般的企業(yè)難以跨越。

國產(chǎn)IP尚且不成氣候

據(jù)記者了解得知，國產(chǎn)IP的產(chǎn)業(yè)影響力甚微。知情人士告訴記者，現(xiàn)在國內(nèi)有華大九天、橙科微、IPGoal和Actt等廠商。其中華大九天提供提供高速接口；橙科微則是SerdesIP供應(yīng)商；IPGoal則提供包括USB1.1/2.0/3.0/codec/還有其他IO在內(nèi)的數(shù)?；旌项怚P；ACTT的產(chǎn)品包括了Serdes、物聯(lián)網(wǎng)、指紋和傳感器等方面的低功耗IP。

可以看到，在傳統(tǒng)的IP方面，這些本土廠商基本上能提供的都是一些接口IP，其他例如CPU和GPUIP，幾乎是零產(chǎn)出。而在國產(chǎn)資本早前收購了Imagination之后，國產(chǎn)從某個程度上算是補(bǔ)上了GPU的IP。

但東方不亮西方亮，國產(chǎn)廠商最近兩年在火熱的人工智能方面開拓占領(lǐng)了一席之地。以寒武紀(jì)為代表的國內(nèi)廠商在NPUIP方面擁有了不錯的影響力；地平線的BPUIP也打響了名頭。但是總體來說，國內(nèi)的IP產(chǎn)業(yè)依然是基礎(chǔ)薄弱，尤其是CPU方面，更應(yīng)突破。據(jù)記者觀察得知，近來海內(nèi)外開發(fā)者歡迎的RISC-V會是中國廠商的一個機(jī)會。

中國科學(xué)院微電子研究所辛衛(wèi)華主任在今年三月份舉辦的TechShanghaiIC設(shè)計論壇上表示，開源IP為IP供應(yīng)商帶來挑戰(zhàn)也帶來機(jī)遇。以RISC-V為例，越來越多的新興企業(yè)和芯片企業(yè)加入RISC-V的設(shè)計和實現(xiàn)中，必然會對市場上處于壟斷地位的MCUIP企業(yè)帶來挑戰(zhàn)。但一個成熟的IP首先要被充分的驗證，避免給芯片廠商帶來巨大風(fēng)險；同時還要擁有相對完備的生態(tài)系統(tǒng)，降低芯片和系統(tǒng)后期開發(fā)的難度和額外成本。

IPnest也在報告中指出，RISC-V正在對Arm的產(chǎn)品構(gòu)成威脅，至于具體的影響結(jié)果，會在今年見到一點。對于高度依賴于Arm的中國芯片廠商來說，這也真的是一個自主CPUIP的機(jī)會。但正如前面所說，需要面臨的挑戰(zhàn)不小。

IPnest根據(jù)各種協(xié)議進(jìn)行了非常全面的分析，包括該細(xì)分市場上活躍的IP供應(yīng)商、IP供應(yīng)商的排名和競爭力分析。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一家IP供應(yīng)商總是可以找到一個利基市場，它不一定成為該市場上的領(lǐng)導(dǎo)者，也能很好地發(fā)展業(yè)務(wù)，對國產(chǎn)IP從業(yè)者來說，這算是一個不錯的消息。IPnest還分析了各個細(xì)分市場的趨勢，以預(yù)測未來會在哪些新應(yīng)用中采用某個特定協(xié)議，這會是IP供應(yīng)商尋找未來機(jī)會的參考。在他們看來，汽車方向會有很大的機(jī)會。

對于如何發(fā)展IP，半導(dǎo)體IP平臺與設(shè)計服務(wù)業(yè)者M(jìn)obiveil首席執(zhí)行官RaviThummarukudy也有他的看法。他表示，要將IP提供給市場需要成本，而且該成本是一旦客戶取得授權(quán)并開始將之整合到SoC，為了替該IP提供支持的經(jīng)常性支出。將RTL設(shè)計放進(jìn)SoC中，所遭遇的挑戰(zhàn)比將封裝好的IC放進(jìn)電路板設(shè)計還要復(fù)雜好幾倍，因此IP供應(yīng)商若不能提供完善的支持與設(shè)計服務(wù)，很難擴(kuò)大其授權(quán)業(yè)務(wù)規(guī)模。

另外，典型的SoC設(shè)計也都包含數(shù)個IP功能區(qū)塊，可能會從多個供應(yīng)商取得這些功能區(qū)塊的授權(quán)，要整合并進(jìn)行驗證是一大挑戰(zhàn)；那就意味著整合數(shù)個IP功能區(qū)塊的次系統(tǒng)(subsystem)IP平臺成為必備，能大幅簡化SoC整合─。