隨著越來越多的國內芯片設計公司的崛起和終端廠商加入造芯大軍，國內IP產業正迎來一個難得的機遇。但是，擁有巨大的市場只能算一個起點，只有長期的積累和穩定的輸出才能真正迎來最終的突破。

IP市場的盛世

隨著全球半導體產業的景氣度不斷提升，整個IC設計市場也持續快速增長，根據SIA公布的數據，2020年全球IC銷售額為4390億美元，同比增長6.5%。作為IC設計的上游環節，半導體IP因其性能高、功耗優、成本適中、可縮短設計周期等特點，也迎來了蓬勃的大發展。

IPnest對2020年全球半導體IP市場進行了統計，結果顯示，全球設計IP銷售額在2020年增長16.7％，達到46億美元，這是自2000年以來最好的增長，也是整個IP市場在去年最大的亮點之一。并且，IP市場的增速在過去10年中一直超過半導體行業本身，呈現高速增長的趨勢。

按照產品類別進行劃分，處理器IP市場預計在2027年達到62.55億美元，年均復合增長率為10.15%；數模混合IP市場預計在2027年達到13.32億美元，年均復合增長率為6.99%；射頻IP市場預計在2027年達到11.24億美元，年均復合增長率為8.44%。

增長最快的將是接口IP。IPnest的數據顯示，接口IP供應商在2020年的收入總額為10.68億美元，而2019年這個數據為872美元，同比增長率為22.4%。

業內人士認為，接口IP的重心也經歷從手機向數據中心的轉變。2010年，智能手機SoC集成了USB，存儲控制器，HDMI，DP，SATA和MIPI等協議，但沒有PCIe或以太網。當前，以數據為中心的應用占據了接口IP業務的最大份額，在數據中心，服務器，有線網絡和4G /5G基站中，都可以找到需要高速SerDes的高級存儲器控制器（DDR4，HBM2，GDDR6），PCIe和以太網，以及新興的芯片對芯片（D2D）解決方案。

IP為什么越來越重要？最主要的原因就是能加快產品上市時間。IP復用、軟硬件協同設計已經是當前芯片設計的主流，絕大部分SoC都是基于多種不同IP組合進行設計的。

另一個原因則是IC應用的持續多樣化。Cadence電子IP技術支持總監李志勇認為：“IP發展的驅動來源有AI、機器學習，大數據分析，先進的模型和仿真，包括新冠藥物開發測試，自動駕駛、氣候的分析等。”

先進工藝帶來的設計成本增加也是IP興起的重要原因。先進工藝節點使設計的復雜度不斷增加，從而提高了設計成本。根據IBS報告，以先工藝節點處于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。如果增加IP的使用，則可以相應降低芯片設計成本。并且，隨著制程的演進，芯片中晶體管數量大幅提升，單顆芯片中可集成的IP數量也大幅增加。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。

“那些曾經自己擁有 IP 部門的公司都開始采用第三方IP了。”業內人士觀察到這個趨勢正在加速，這種研發還是購買的總體擁有成本的比較最終讓芯片公司更多地支持第三方商業IP。

芯耀科技有限公司聯席CEO余成斌認為：“我們能夠越早提供IP給IC設計公司，他們的銷售額、利潤就可以更多的增加，開發成本可以顯著降低，產品生命周期也可以延長。這就是為什么IP一直能夠加速半導體產業發展的原因。”

在近期，封裝中的新貴Chiplet也為IP的興起帶來巨大想象空間。根據Omdia數據，全球Chiplet市場預計2024年規模可達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。

以前設計一個SoC，需要從不同的IP供應商購買多個IP集成在一起。有了Chiplet之后，用戶只需要買做好的小硅片，然后封裝成一個SiP（System-in-Package），就可以實現一個SoC。所以，Chiplet也可以看成一種硬核形式的IP，以芯片的形式提供。這個也就是IP的芯片化，未來將成為行業發展的一個大方向。

做好IP并不易

從全球市場區域看，目前亞太地區占據全球最大的半導體IP市場，并且有望成為全球增長最快的地區。其中，中國的IP市場又具有最大的潛力。

中國大陸地區新設立的芯片設計公司五年復合增長率達到24.7%，規劃中的芯片設計項目大幅增加，綜合增速遠超全球，給國內半導體IP行業帶來了增長空間。

“國內整個消費電子、互聯網應用發展得非常蓬勃，很多系統廠商都需要做自己的芯片，像阿里巴巴、騰訊、字節跳動，都要做自己的芯片，自然造成了IP的需求旺盛。”余成斌表示：“處理器或是AI引擎方面，廠商們都要自己做芯片，在這多百花齊放的情況下，更需要IP。”

不過，國內IP市場大不意味著國產IP強。Arm、新思等IP巨頭還是占據市場的絕對領先位置，國產IP只占有很小的份額。

有人總結了國產IP發展主要面臨三個困境：首先是快速升級的各種接口IP標準化協議，這決定了IP研發需要長期的投入；其次是IP研發需要持續跟蹤各芯片制造公司的工藝演進，必須具備工藝制程的快速移植能力；最后，把協議標準集成到IP，并針對各家工藝制程做定制化后，還必須與下游芯片設計公司共同進行芯片驗證并大規模量產才能保證IP產品的市場化落地。

這其中的兩條都與工藝相關，說明了工藝與IP之間的緊密聯系。“只有經過了工藝驗證的IP，才是能被市場接受的。”一位行業專家告訴。

上海芯聯芯智能科技有限公司總裁余可以一個形象的比喻指出了IP驗證的重要性，“有些IP在模擬的時候沒有問題，但是真跑起來就不一定了，因為芯片里很重要的就是時序問題，不是A+B=C那么簡答，如果A到了B卻沒有到，芯片就跑不起來。”

余成斌也持同樣的觀點：“坦率說，做IP門檻很低，但是其互通性、可靠性都是要經過長期的迭代、驗證的，只有真正進行過量產的IP才能被市場所接受。”

“而且，越來越先進的工藝對IP的需求也越來越多。對驅動的規格、功能、成本上也有很多的需求，很關心開發風險和產品周期的降低。”余成斌補充道。

市場呼喚先進工藝IP技術和完整的IP解決方案以支持更多和更快的芯片創新。但因受限于各種高技術壁壘，國內IP技術的發展一直在成熟工藝徘徊，未能深入至先進工藝領域。因此，發展IP也不單是IP公司自己的事，還要依靠整個產業鏈來給予更多的支持。

而且，由于絕大部分IP是以授權方式銷售，很難像終端產品那樣獲得規模收益。因此IP雖然重要，但卻是一條艱辛的路。業內人士就指出，節點數量增長減速、行業整合、IP 標準化都會增加IP企業的利潤壓力。

所以，做好IP不單是技術的比拼，更是對市場的理解，商務模式等方面的比拼。芯耀輝董事長兼聯席CEO曾克強就認為國產IP要取得市場的認可，有兩個關鍵的因素：一是需要公司能堅定的長期投入，專注技術研發和產品打磨，這需要公司在戰略和資金投入上都給予充分的保障；二是人才團隊，能做成功的IP團隊必須有十幾年的量產、磨合、迭代和產業化的經驗。

這一切都是建立在長時間磨礪的基礎上，所以國產IP沒有捷徑可走，只能依靠不斷的積累，多結交“盟友”，才能真正實現突破。（校對|Andrew）

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