芯片設計公司Arm開除其中國合資企業安謀中國CEO吳雄昂，因發現該名高管成立競爭性基金“Alphatecture”，該基金旨在投資使用Arm技術的公司。隨後，當事雙方發表多份聲明，事件也產生多次反轉，上演了一場科技行業的“宮鬥”大戲。

自2016年被軟銀收購後，Arm公司的名氣可謂是蒸蒸日上，一舉一動都吸引著整個芯片行業的眼球。今天，我們並不想討論Arm這場宮斗大戲的是是非非，而是來看看Arm公司背後的大產業——IP核。

IP（Intellectual Property）核是芯片設計環節中逐步分離出來的、經過驗證的、可重複使用的設計模塊，其作用就是在芯片設計環節中降低冗餘設計成本，降低錯誤發生的風險，提高芯片設計效率。IP 核本身是產業鏈不斷專業化的產物，是芯片設計知識產權的重要體現，也是半導體產業鏈下一步升級的重要方向。產業每一輪專業化升級都有其內在的供需原因，且往往是追求規模成本效應的結果，IP 核行業的產生和發展也是如此。

當前全球核心IP 主要由ARM、Synopsys、Cadence 提供，合計佔比近65%，以ARM Cortex、Synopsys ARC、Cadence Tensilica 為首的IP 核生態覆蓋全球芯片設計行業。一方面ARM 份額遠超其餘玩家，另一方面後進競爭玩家也在奮力追趕。未來，IP 核的技術、生態、平台化建設將是企業護城河的核心構成。

作者： 莫文宇

一、 半導體知識產權的集中體現——IP 核

IP 核，是具有知識產權核的集成電路芯核的總稱，是經過反複驗證過的、具有特定功能的、可以重複使用的、包含特定核心元素的（指令集、功能描述、代碼等）集成電路設計宏模塊（邏輯或功能單元），如AHB、 APB、 以太網、SPI、USB、UART 內核等，主要應用於專用集成電路（ASIC）或者可編輯邏輯器件（FPGA）。採用IP 授權方式設計和開發芯片有如下優點：

1、 經過驗證的優質IP 模塊，具有高性能、功耗低、可複用、可規模化、成本適中的特點，可作為獨立設計成果被交換、轉讓和銷售；

2、 使用IP 模塊可以讓芯片設計廠商基於“模塊”開發，避免了重複勞動，有利於芯片設計廠商將精力聚焦到提升核心競爭力的研發中。

3、 在智能終端創新升級加速的階段，快速的芯片設計並推出產品是搶占市場的重要手段，IP 核心讓研發團隊僅須整合預先製作的功能區塊，不須進行任何設計或檢驗作業，即能迅速開發大型的系統單芯片設計。

▲IP 核的特徵與優勢

目前，IP 核已經變成系統設計的基本單元，如Intel 的CPU 技術、Nvidia 的GPU 技術、TI 的DSP 技術、Motorola 的嵌入式MCU 技術、Trident 的Graphics 技術等。

▲以ARM 的IP 應用設計為例，芯片可視作多個IP 模塊搭建而成的

IP核模塊有行為（Behavior）、結構（Structure）和物理（Physical）三級不同程度的設計，對應描述功能行為的不同分為三類，即軟核（Soft IP Core）、完成結構描述的固核（Firm IP Core）和基於物理描述並經過工藝驗證的硬核（Hard IP Core） 。

▲軟/固/硬核的內容區別

▲ 軟/固/硬核的範例示意圖

軟核：軟核是IP 核應用最廣泛的形式。IP 軟核是獨立於製造工藝的寄存器傳輸級（RTL）代碼，經過行為級（behavioral）的功能驗證（functional verification）和優化，一般指的是用語言描述的功能塊，包括邏輯描述、網表和幫助文檔等，並不涉及具體電路元件以及任何的具體的物理信息。

硬核：IP 硬核是通過系統設計驗證、物理版圖設計驗證和工藝製造獲得的半成品或者產品。其優點是確保電路性能達到設計目標，提交形式是芯片製造掩模版結構的全部版圖和詳細系統的全套工藝相關文件。由於與成套工藝的綁定，硬核沒有應用靈活度。工藝升級後相應的硬核需要重新驗證、重新進行物理設計。

固核：在軟核與硬核之間的是IP 固核是軟核和硬核的一個折中，它只對描述功能中一些比較關鍵的路徑進行預先的佈局佈線，而其他部分仍然可以任由編譯器進行相關優化處理。固核通常以邏輯門級網表（gate-level netlist）的形式提交。由於固核多由設計客戶完成最終佈線設計，因此核的端口位置、核的形狀和大小都可以調整，比硬核更具有靈活度。目前，固核也是IP 核的主流形式之一。

▲軟固硬核的區別

IP 產業的發展主要分為兩個階段，一個是20 世紀80 年代中後期至2010 年前後，PC興盛、移動終端逐步發展，這個時候IP 核已逐步開始從芯片設計環節中單獨出來，最典型的就是ARM 公司的發展；另一個階段則是2010 年開始的、以智能終端為驅動力的高速發展階段，此時Synopsys、Cadence 的IP 業務也進入了高速發展期。縱觀IP產業發展，我們從市場需求和供給兩個角度研判，未來IP 行業將在5G+物聯網對芯片用量和品類需求的持續增長+IP 供應商研發實力持續增強的驅動下，迎來第三次騰飛。

從需求的角度來看，一方面是半導體市場整體容量擴大，大量的芯片設計需求推動了IP的誕生。在上個世紀80年代中後期以歐美為主的半導體市場在個人PC的引領下進入快速發展期，大量的市場需求推動了半導體產業鏈的專業化分工，Fabless、設計服務公司、晶圓代工、封裝測測各司其職的模式逐步得到確立。在這個過程中，ARM公司利用其在RISC指令集的優勢與Intel錯位競爭，並在蘋果的支持下改變其產品策略，不再生產芯片，轉而以授權的方式開啟了IP商業模式，通過收取一次性授權費用和版稅提成獲取利潤，同時降低了直接生產產品所需要承擔的生產風險。隨後，在個人PC、移動終端的快速發展下，以ARM為代表的IP行業也在不斷發展。

▲全球半導體市場（單位：億美元）

▲ ARM 經營的三個階段（單位：百萬美金）

未來，繼個人PC 、智能手機後半導體產業將在物聯網、雲計算、人工智能和大數據等新應用的興起下逐步進入下一個發展機遇期。根據IBS報告，這些應用驅動著半導體市場將在2030年達到10,527.20億美元，2019~2030年均複合增長率為9.17％，市場容量不斷擴大，芯片的品類、數量和更迭速度要求持續提升，IP行業將得到進一步的發展。據ICInsight，預計2020年全球芯片出貨量將達10,363億顆，同比增長達7.13%。

▲全球半導體市場（單位：億美元）

▲ 芯片出貨量（單位：十億片）

另一方面是隨著摩爾定律的演繹，製程和工藝持續改進，高性能芯片設計難度不斷在加大。當前隨著摩爾定律的不斷深入下探，20nm 以及小於20nm 先進節點的高性能IC 設計與16nm/14nm FinFET、3D IC 相關的先進技術涉及到從系統設計驗證、芯片實現到三維封裝設計已經非常複雜，高集成度與IC 測試/驗證難度不斷加大。

單顆芯片可容納晶體管數量增加。隨著先進工藝節點不斷演進，芯片的線寬不斷縮小，單顆芯片上可容納的晶體管數量也快速增加，單位面積性能得以相應提升。根據IBS 報告，以80mm²面積的芯片裸片為例，在16nm 工藝節點下，單裸片可容納的晶體管數量為21.12 億個；在7nm 工藝節點下，晶體管數量為69.68 億個。

採用先進工藝節點的芯片設計成本逐漸提高。先進工藝節點使用晶體管數量持續增長，使設計的複雜度不斷增加，從而提高了設計成本。根據IBS 報告，以先進工藝節點處於主流應用時期的設計成本為例，工藝節點為28nm 時，單顆芯片設計成本約為0.41 億美元，而工藝節點為7nm 時，設計成本則快速升至約2.22億美元。即使工藝節點達到成熟應用時期，設計成本大幅度下降的前提下，相較同一應用時期的上一代先進工藝節點，仍存在顯著提升。

▲芯片設計成本（單位：百萬美元）

高成本、高風險的設計投入使芯片設計公司在研發先進工藝節點的芯片產品時，需要有大規模的產銷量支撐來平攤設計成本，為降低設計風險和成本，芯片設計公司越來越多地尋求使用經過驗證的半導體IP。未來，集成電路設計產業中基於平台的設計，即以應用為導向，預先集成各種相關IP，從而形成可伸縮和擴展的功能性平台，是一種可升級的IP 復用性解決方案，可以快速實現產品升級迭代，同時降低設計風險與設計成本。隨著個人計算機產業向手機產業邁進，終端產品更加複雜多樣，芯片設計難度快速提升，研發資源和成本持續增加，促使全球半導體產業分工繼續細化，芯片設計產業進一步拆分出半導體IP 產業，而芯片設計服務產業的服務範圍也將進一步擴大。

▲IP 核行業的發展符合半導體產業發展的趨勢

從共給視角下看， 半導體產業鏈進一步精細化，傳統IDM 或Fabless 公司在多年的芯片設計中確立了設計重用以降低重複設計、冗餘研發的原則，而其中一些成功的芯片設計成果的可重用部分經多次驗證和完善就形成了IP 核。隨著運用IP 核進行設計的芯片越來越多，ARM公司獨闢蹊徑開創了IP 核授權的商業模式。ARM 的IP 核授權商業模式是基本授權費(LicenseFee)和基於版稅(Royalty)模式的結合。設計公司首先通過支付IP 技術授權費來獲得在設計中集成該IP 並在芯片設計完成後銷售含有該​​IP 的芯片的權利，而一旦芯片設計完成並銷售後，設計公司還需根據芯片銷售平均價格(ASP)按一定比例(通常在1%~3%之間)支付版稅給ARM。

▲ARM 的商業模式

▲ARM 的主要收費標準

ARM 的授權模式主要為：

使用層級授權：作為最低的授權等級，擁有使用授權的用戶只能購買已經封裝好的ARM 處理器核心，不可更改原有設計。而如果想要實現更多功能和特性，則只能通過增加封裝之外的DSP 核心的形式來實現。由於擔心對知識產權保護不力，ARM 對很多中國背景的企業均採取這一級別的授權。

內核層級授權（POP，Processor Optimization Pack）：指可以以一個內核為基礎然後再加上自己的外設，比如USART、GPIO、SPI、ADC等，形成新的MCU，代錶廠商包括三星、德州儀器( TI)、博通、飛思卡爾、富士通以及Calxeda等。

架構/指令集層級授權：可以對ARM架構進行大幅度改造，甚至可以對ARM指令集進行擴展或縮減，代錶廠商主要是蘋果（2013年開始使用基於ARM架構自研的Cyclone架構，後續開發出Swift 、Typhoon、Twister等架構）、高通（基於ARM架構自研Scorpion、Krait、Kryo等架構）、Marvell以及華為（ARMV8，自研達芬奇架構）。

▲ARM 各級授權級別

此外，根據不同用途還可分為：

單用途授權：在某一個特定領域使用ARM 技術。如Cortex-A 系列的單用途授權費前期約為100 萬美元，每顆芯片版稅約2％。這種授權非常適合創業公司，或者目標明確的特定設計項目。

多用途授權：適合大型企業，可用於多種產品。授權費相對較高，但在一定時間內，授權技術可以盡可能地設計更多芯片、隨需求用在任何產品中，但是期限過後則需續費方可繼續使用。

終身多用途授權：多用途授權中的終身使用版本，但由於技術更新換代較快，一般而言使用期約為10~20 年。

訂購授權：大企業可以據此購買ARM 一整套產品的技術，同時時間較長，內部研發風險和成本相對較低，但門檻較高，往往需要數千萬美元。

此外還有學術授權、設計入門等特殊授權，價格較低但不可用於銷售。

ARM 的各類授權層級為不同需求的客戶提供了針對性的可定制化的IP 授權服務，通過已驗證的IP 核和架構大大縮減了芯片設計公司的芯片設計難度、驗證時間、設計成本，不僅為大型公司提供設計便利，也為許多缺乏深厚技術基礎的初創公司降低了芯片設計門檻，大大促進了全球芯片設計產業尤其是IP 產業的發展。除了類似ARM 這樣的專業的IP 供應商外，IP 核還可來自EDA、Foundry 和芯片設計服務公司，他們以提供IP核來提升用戶的黏性，IP 收入佔比一般較小。

另外， 供需共振打開IP 行業快速上行通道。首先， IP 應用數量持續增加。隨著超大規模集成電路設計、製造技術的發展，集成電路設計步入SoC 時代，設計變得日益複雜。當前國際上絕大部分SoC 都是基於多種不同IP 組合進行設計的，同時，隨著先進製程的演進，線寬的縮小使得芯片中晶體管數量大幅提升，使得單顆芯片中可集成的IP 數量也大幅增加。根據IBS 報告，以28nm 工藝節點為例，單顆芯片中已可集成的IP 數量為87 個。當工藝節點演進至7nm 時，可集成的IP 數量達到178 個。單顆芯片可集成IP 數量增多為更多IP 在SoC 中實現可複用提供新的空間，從而推動半導體IP 市場進一步發展。

▲數字、數模混合IP 數量（單位：個）

非CPU 的多種IP 不斷發展。隨著全球產業發展，處理器IP 仍將佔據最大市場份額，但隨著各種接口、GPU、數模、存儲IP 技術的不斷成熟，未來非CPU 的多種IP 份額將會持續提升，如新一代高速接口IP：PCIe（PCI express）4.0（2017；5.0，2019）、USB 3.2（2017）、DDR/LPDDR 5（2017）、HBM 2（高帶寬存儲器high bandwidthmemory，HBM；V2/V3，2016） 、SATA rev3、HDMI 2.1、MIPI DSI/DPI、Bluetooth 5（2016）和Ethernet（400 Gbps，2018）等接口標準的新版本IP 正在不斷湧現。

▲全球IP 應用結構

▲2018 年IP 核品類結構

AI 算法推動IP 核研發加速，進一步提升IP 核在芯片設計中的使用佔比。人工智能（AI）技術的發展帶來了計算模型的變革，一方面使得各大IP 供應商紛紛推出為AI 定製或與AI 結合的IP，如Synopsys 公司於日前推出了高性能嵌入式視覺處理器IP——DesignWare EV 系列；另一方面人工智能算法也被用在IP 相關的EDA 工具當中，如華大九天推出的Empyrean Mcfly 就是用人工智能算法實現IP 驗證加速。

二、 從行業主要玩家探尋IP核未來發展趨勢

IP 核行業格局的總體格局是高度集中，後進追趕。整體市場保持成長，產品需求增長較快，同時由於IP 核技術壁壘較高，進入難度大，主要玩家為ARM、Synopsys、Cadence，同時後進新發競爭者較多；同時，競爭者提供不大相同的產品或服務，用戶轉換成本較高。

全球IP 核龍頭企業ARM 從2007 年33%的市場佔有率增加到2017 年的46.2%，但2018~2019 份額分別為43.02%、40.8%，表明IP 行業一方面具有高度集中的特徵，另一方面集中度在後來者的逐步跟進下呈現下降的趨勢。

▲全球IP 核市場格局

▲ 全球IP 集中度呈現下降趨勢

▲全球IP 核行業競爭格局（百萬美元）

從授權和版權收費來看，Synopsys 收費模式主要為授權，ARM 則在版權收費上一騎絕塵，同時授權收費亦處於第一梯隊。ARM 的授權+版稅模式是支撐其保持全球龍頭地位的重要支柱。

▲全球IP 授權市場格局

▲ 全球IP 版權收費格局

1、 ARM：全球IP 絕對龍頭，生態化深築護城河

ARM 是全球最大的芯片架構（IP）供應商，成立於1978 年，1990 年代向RISC 指令集發展，隨後迅速成長為全球低功耗、高性能芯片架構龍頭，市佔率長期高於40%。ARM 目前全球芯片客戶超過500 家，生態合作夥伴遍布全球半導體產業鏈，已形成以Arm 為核心的全球最大的技術生態體系。

ARM 的處理器架構具有性能高、成本優和能耗低的優勢，從21 世紀開始在手機、平板電腦、嵌入控制、多媒體數字等處理器領域迅速獲得主導地位。1991 年至2017 年全球已出貨超1,000 億顆使用ARMIP 核的芯片，而ARM 預計下一個千億出貨量將在2021年實現。截至2020 年，全球已出貨超1,600 億顆使用ARMIP 核的芯片。在中國市場上，目前ARM 的中國合作夥伴超過200 家，國產SoC 中有95%是基於Arm 處理器技術，使用Arm 處理器技術的中國客戶的出貨量超過160 億。

▲ARM 預計2021 年實現公司第二個千億出貨量計劃

ARM 處理器市場覆蓋率最高、發展趨勢廣闊，基於ARM 技術的32 位微處理器，市場的佔有率目前已達到80%。我國的中興集成電路、大唐電訊、華為海思，以及國外的一些公司如德州儀器、意法半導體、Philips、Intel、Samsung 等都推出了自己設計的基於ARM 核的處理器。ARM 在多個領域具備優勢地位：

▲ARM 架構芯片應用領域

▲ARM 主要產品

▲ ARM 應用領域

隨著2010 年以來智能手機在全球市場的高速發展，低成本、高性能、低功耗的ARM架構受到各大廠商的歡迎，自2011 年直到2016 年底被Softbank 收購前，ARM 營收實現了年複合增長17.28%（未計算2016 年中數據），在2015 年達到14.34 億美元；淨利潤實現年復合增長30.39%，達5.03 億美元，淨利率超30%。

▲ARM 的營收及利潤增速（單位：億美金）

IP 核授權業務是ARM 最主要的營收來源，佔比在2012H~2016H 持續提升，從94.78%不斷增長到96.45%，顯示IP 核授權業務在ARM 自身技術和生態優勢下盈利能力不斷增長。在IP 核授權類收入中，版權費和授權費收入分別約佔總收入的50%/40%，隨著全球芯片出貨量的快速增長+ARM 商業策略的調整（Arm Flexible Access for Startups，初創企業可實現0 費用開發ARM 芯片），版權費收入佔比呈現逐步提高的趨勢。

▲ARM 業務結構

▲ARM 的IP 授權類業務收入佔比超90%

ARM 核心業務為IP 架構研發和銷售，不從事芯片實際的生產與製造，因此毛利率較高，2011~2016H 年間毛利率維持超90%；淨利率同樣維持較高水平，截至2016H 淨利率達33.36 %；ROE 基本維持在10%~20%之間。研發投入上ARM 的研發支出/營業收入佔比約為30%。

▲ARM 的毛利率長期高於90%，淨利率也在逐步提升至超30%

▲ ARM 的研發費用比例約為30%

“技術+生態”打造強大護城河。技術以外，ARM 的優勢在於其打造了基於ARMIP 核的全球技術生態，從芯片設計、製造到銷售提供了各類支持，以創新實力+深度合作打造客戶的黏性，形成了ARM 獨步全球的“技術+生態”護城河。通過ARM 在驗證、IP授權、架構、軟件支持、物理設計、芯片原型開發等環節上的服務支持，芯片設計公司可大幅降低芯片設計成本，以中等複雜程度的28nmSoC 芯片為例，通過ARM 生態設計的芯片設計成本約為2,000 萬美元，大幅低於在無生態支持下的約4,200 萬美元。龐大的IP 核生態圈疊加未來物聯網趨勢中將進一步擴大的芯片用量，ARM 的增長潛力將得到進一步的釋放。

▲ARM 打造了IP 核生態系統

▲ 芯片設計環節中的成本構成

2、 Synopsys：EDA 龍頭加速併購，IP ​​業務地位持續提升

Synopsys 成立於1986 年，總部位於美國矽谷，是全球排名第一的電子設計自動化(EDA)解決方案提供商，全球排名第二的芯片IP 核供應商，同時還提供用於驗證包含芯片的電子系統和在其上運行的軟件和硬件，另外還是全球領先的軟件安全供應商。Synopsys的2019 年營業額逾33 億美元，擁有3,200 多項已批准專利。Synopsys 目前擁有14,000多名員工，分佈在全球116 個分支機構。

與ARM 專注於IP 核架構不同，Synopsys 主體業務為EDA，IP 和系統集成業務約佔營收的30%，近年來IP 核業務佔比穩定提升。

▲SynopsysIP 業務佔比近年來持續提升

▲Synopsys 圍繞EDA 構建芯片設計綜合服務能力

▲ SynopsysIP 品類覆蓋面廣

Synopsys 的DesignWare IP 系列包括邏輯庫、嵌入式存儲器、嵌入式測試單元、模擬IP、接口IP、安全IP 和嵌入式處理器等產品，整體覆蓋面較廣。Synopsys 的IPAccelerated 通過IP 原型開發套件和定制的IP 子系統擴展其廣泛建立的、經過矽驗證的DesignWare IP 產品組合，從而可以幫助芯片設計公司加速原型開發、軟件開發以及IP 與SoC 的集成。Synopsys 的Verification IP 產品組合（屬於Verification Continuum平台）也屬於IP 產品類別。

▲Synopsys 的主要IP 類別

隨著2010 年以來智能手機滲透率持續提升，可穿戴設備、IoT 等領域不斷發展，全球芯片出貨量穩定增加，對IP 核的需求也不斷提升。自2010 年以來SynopsysIP 核及系統集成的營收佔比持續提升，從2010 Q3 的12.91%提升至2019 Q4 的31.86%。

▲Synopsys 自2010 年來IP 業務佔比持續提升，已成為EDA 軟件以外的重要業務支柱

伴隨著IP 業務佔比提升的是持續的營收增長。Synopsys2010~2019 年營收復合增速達10.39%，其中IP 業務營收復合增速高達20.32%，遠高於EDA 業務的8.29%；總體淨利潤也實現了9.40%的複合增長。

▲Synopsys 營收持續提升（單位：億美金）

▲Synopsys 淨利潤在2018、2019 大幅提升（單位：億美金）

EDA 與IP 核業務均不涉及芯片的實際生產製造，整體毛利率較高，2006 年以來毛利率長期高於75%；由於研發投入長期維持在30%左右，同時每年預計為併購技術公司預留20%左右收入，Synopsys 淨利率長期維持在10%上下。截至2020H，Synopsys 的毛利率、淨利率、ROE 分別為77.76%、12.62%、5.12%。

▲Synopsys 毛利率長期高於75%

▲Synopsys 研發費用比例約為30%

與ARM 不同，SynopsysIP 授權業務發展相對較晚，早期主要是作為其EDA 軟件的配套服務，近年來隨著芯片用量和品類的不斷擴大，IP 授權業務營收增長持續提速，公司也在不斷加大對IP 業務的投入，2014 年以來進行了多宗IP 企業併購，覆蓋ASIP、IoT、存儲器到SerDes 等多個領域。Synopsys 的IP 業務發展方式主要是自研+併購。

▲Synopsys2014 年以來併購案

3、 Cadence：全球前三IP 供應商，平台化打造競爭力

Cadence 是專門從事EDA 軟件服務的公司，是全球最大的EDA、程序方案服務和設計服務供應商之一，也是全球第三的IP 核供應商。公司產品涵蓋了電子設計的整個流程，包括系統級設計，功能驗證，IC 綜合及佈局佈線，模擬、混合信號及射頻IC 設計，全定制集成電路設計，IC 物理驗證，PCB 設計和硬件仿真建模等。

Cadence IP 產品組合包括經過矽驗證的Tensilica IP 內核，模擬PHY 接口，基於標準的IP 內核，驗證IP 和其他解決方案，以及針對當前和新興行業標準的定制服務。IP 核產品覆蓋DDR/LPDDR、OSPI、SD/SDIO、NAND/ONFIToggle、SerDes、PCIe、CCIX等。

▲Cadence 除Tensilica 以外的主要IP 核能力

Cadence 的IP 產品佔比較低但整體增速較高，2012 營收佔比約為7%，2019 提升到13%，7 年間營收復合增長率達18.45%，遠高於整體營收的8.42% ，從2012 年不到1億美元收入增長至3.04 億美元（2019 FY） 。

▲Cadence 多種業務並行，平台型服務打造較強競爭力

Cadence 自2009 年以來營收長期實現較為穩定的增長，2009~2019 年復合增長率為8.42%，2020H 全球疫情下游終端需求疲軟的影響下亦保持了7.15%的同比增長率。

▲Cadence 近十年維持穩健增長（單位：億美金）

與ARM、Synopsys 類似，Cadence 毛利率較高，2006 年以來長期維持在80%~90%之間，淨利率波動較大，2019 年實現淨利率42.33%，ROE 實現58.32%。研發支出佔營收比重則較前兩家大，2016 年以來均約為40%。

▲Cadence 2013 年以來ROE 逐漸走高，2019 年達58.32%

▲ Cadence 研發支出約為30%（單位：億美金）

三、 國產替代浪潮

總結前文，IP核行業有以下三大特點：

1、高度集中，Synopsys、Cadence 等老牌EDA 廠商在積極擴張IP 核業務，新興玩家也在持續加入；

2、不涉及實際製造環節，毛利率較高，研發費用+併購費用高；

3、競爭核心力：

對於一家IP核公司，其核心競爭力體現在以下三個方面：

IP 種類豐富度。需要技術自研能力，也需要以併購方式更快地獲取技術，打造自身的技術護城河；

對製程和工藝的持續探索。隨著摩爾定律演進，FinFET、FD-SOI等新技術持續發展，SoC、Chiplet技術也在不斷完善，對於IP行業來說對先進技術的不斷探索將會是競爭的重要環節。

生態+ 平台化建設。由於IP模塊和芯片設計企業客戶的研發體係是深度耦合的，IC設計企業的技術積累，全都基於所採用的IP，因此遷移成本較高。建立上下游生態網絡可增強客戶粘性，打造護城河；同時拓展多種客戶群體也可增強經營韌性，尋求新的增長機遇。平台化建設則是在豐富、可靠的IP核基礎上提供多樣化的協同服務，如軟件、IC設計平台、IC定制等設計服務，一方面提高了對設計能力較弱的初創型公司、系統廠商的服務能力，另一方面可通過業務之間的協同性增強用戶粘性。

半導體國產化將為IP 產業發展提供增長動能。目前我國絕大部分的芯片都建立在國外公司的IP 授權或架構授權基礎上，一方面國外企業具有的優勢地位使得授權費用較高，增加了我國芯片設計企業的設計成本；另一方面半導體核心技術和知識產權如果受制於人對於我國的國產芯片的自主和安全而言是一個潛在的風險，因此推進IP 和芯片底層架構國產化是市場的選擇也是國家戰略的需求。

本土初創公司快速發展帶來IP用量新市場。隨著中國芯片製造及相關產業的快速發展，本土產業鏈逐步完善，晶圓代工、封測等廠商實力日益提升，為我國初創型芯片設計公司提供了強大的下游支持，我國芯片設計公司數量快速增加。同時，由於初創芯片設計公司技術基礎相對薄弱，而快速變化的市場需求對芯片設計的效率和成本有了更高的要求，IP 核可大幅提高芯片設計效率的特性將吸引大量初創芯片設計公司。ICCAD 公佈的數據顯示，自2016 年以來，我國芯片設計公司數量大幅提升， 2015 年僅為736家， 2019 年則增長至1,780 家，年均複合增長率為24.71%。

▲國內初創芯片設計企業數量（單位：家）

▲IP 核研發成本高昂，初創企業較難承擔研發耗費

系統廠商和互聯網公司芯片定制需求推動IP行業進一步發展。隨著市場競爭的加劇，終端電子產品如手機、相機及平板電腦等生產廠商開始面對功能多樣化挑戰及成本壓力，進而需要定制符合其特定應用環境下的高性能及低功耗的芯片，因此越來越多的系統廠商和互聯網公司加入了定制芯片的行業，以應對產業升級、競爭加劇及核心技術國產化的挑戰。例如華為、小米、蘋果等系統廠商都擁有了自己的芯片設計團隊或者希望依托集成電路設計服務企業幫助自己開發專用芯片，Facebook、谷歌、亞馬遜、阿里巴巴等互聯網公司紛紛著手開發與其業務相關的自有芯片，這種趨勢為集成電路設計產業中半導體IP和設計服務模式的發展擴展了市場空間。國內大部分IP公司為初創型企業，芯原股份具備全球競爭力。

智東西認為， IP核產業自誕生以來就不斷演進。最開始主要由各半導體公司內部的IP核部門來開發維護，伴隨設計複雜度上升與上市時間要求縮短，第三方商業IP核開始出現，他們在成本、性能與規模效應上優勢明顯，很多半導體公司開始採用第三方IP核，並逐漸減少在自研IP核上的投入，IP核產業日益興盛。經過多年發展，IP核已形成了幾家巨頭壟斷的格局。但是，由於物聯網、5G、人工智能等新興技術的發展，半導體產品生態將會更加豐富，同時設計規模和設計難度也將進一步加大，使得客戶對於IP核的種類、功能和性能都提出了更多個性化的需求。這些需求對於國內的新玩家來說是一次難得的機會，隨著中國芯片產業飛速發展，國內IP核行業相信也即將迎來其黃金發展期。