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开元体育官方网站国内半导体IP产品布局一览!

发布日期:2024-09-12 22:11 浏览次数:

  开元体育官方网站国内半导体IP产品布局一览!2023年,为提升国内芯片企业在全球范围的影响力,促进和记录国内芯片的技术、市场应用进程,芯师爷特别策划

  在《2023年硬核芯产业专题报告》中,芯师爷对芯片IP、EDAMCU、智能芯片、存储芯片射频芯片功率器件、通讯芯片、电源管理芯片、信号链芯片、处理器芯片开元体育网址、传感器等12类芯片产品领域进行调研,通过分析各芯片领域技术概况、市场格局、发展趋势、代表企业、代表产品概述,以及应用方向等,力求展示现阶段国内半导体产业发展情况。

  行业定义及所处产业环节半导体IP(Semiconductor Intellectual Property),也称为“IP核”或“IP模块”,指已验证的、可重复利用的、具有某种确定功能的集成电路模块。在集成电路行业中,半导体IP处于产业链最上游,是芯片设计的关键组成部分及核心要素,对全产业链创新具有重要作用。

  固核和硬核。其中,软核主要提交RTL源代码文件,固核采用门级网表的提交形式,硬核则主要以版图形式存在。按产品类型分,半导体IP可分为处理器IP、接口IP、其他物理IP与其他数字IP

  。从市场规模上看,处理器IP是规模最大的品类(49.5%),主要涵盖CPU、GPU、NPU、VPU、DSPISP等6类产品;第二大的接口IP(24.9%)是增速最快的品类,其中95%为有线接口IP(如PCIe、DDR、D2D、SerDes、USB等)开元体育网址,剩余则是无线接口IP(如蓝牙Zigbee、Thread IP等);其他物理IP(16.8%)则包含了通用模拟IP、数模混合IP、eNVM IP、内存编译器IP、射频IP等类别;其他数字IP则占8.7%。[1]

  IP授权业务是IP厂商的毛利主要来源,又进一步分为:Licensing(许可,又称一次性授权)和Royalty(版税)。

  芯片定务是国内IP厂商的营收主要来源,可分为两类:基于IP的定制化服务,以及一站式芯片定务。

  其中,基于IP的定制化服务指根据客户需求对IP产品进行定制化修改,一般作为IP授权业务的附加服务或衍生业务,与海外厂商相比,这是国内特有的服务项目;一站式芯片定务,则是充分利用半导体IP资源和研发能力,向客户提供平台化的芯片定制方案,具体可分为芯片设计业务和芯片量产业务[2],准入门槛相对较高。

  国产企业图谱受限于产业发展阶段及市场规模的限制,相较于产业链其他细分赛道,半导体IP厂商数量较少。据芯师爷不完全统计,中国半导体IP厂商约有30家。

  行业竞争格局半导体IP行业竞争格局高度集中,2022年CR3占比66.1%,CR10占比80.3%,龙头企业地位稳固。

  产品布局及营收情况由于其他数字IP无专门厂商,本报告主要针对处理器IP、接口IP、其他物理IP三大品类,分析中国半导体IP厂商的产品布局及营收情况。

  中国厂商的版税收入在营收构成中占比较低,大多低于一成水平。展望2023年IP相关业务营收,国内企业大多持乐观态度,预计将保持稳健增长,平均预期增速达29.16%;其中,国内接口IP厂商普遍预计取得高速成长,最高增速预期超160%。

  资本市场现状在过去,由于产业规模较小、投资回报时间长,相较于集成电路产业链其他细分赛道,半导体IP产业在资本市场可谓是“从未火热”,受重视程度相对较低,投融资情绪相对保守

  ,上市企业数量少,融资渠道较为有限。据芯师爷统计,截至2023年10月,已上市的中国半导体IP厂商共5家,分别为:芯原股份、力旺电子、智原科技、円星科技、晶心科技;此外,翱捷科技、国芯科技、寒武纪等3家上市公司,半导体IP也是其业务的重要组成部分。

  行业发展阶段据芯师爷调研,从产业成熟度来看,业界普遍认为,中国半导体IP刚刚解决了生存问题,现已度过形成期,即在各类IP领域均有布局,基本能够提供一套完整的国产IP方案,目前处于发展前中期

  无法否认的是,现阶段,我国绝大部分芯片都建立在海外厂商的IP授权或架构授权的基础之上。无论是市场占比,还是产品成熟度及性能等级,亦或生态完备度,海外龙头都领先于国内厂商。

  市场趋势展望未来,中国半导体IP市场呈现出三大趋势:一是本土市场成为核心增量来源;二是产品品类的需求结构加速变迁;三是产业增长动力趋向四大终端应用市场。

  半导体IP与下游芯片设计市场紧密关联。一般来说,下游市场成熟度越高开元体育网址,上游IP的集中趋势愈加显著,对新兴IP厂商的选择会更趋谨慎。因此,对于方兴未艾的中国半导体IP厂商,相较于海外市场,中国本土市场将成为核心增量来源。

  自2016年以来,我国芯片设计公司数量大幅提升,2015年仅为736家,2022年快速增长到了3,243家[5]。在“自主、可控、安全”的趋势下,这些新增的初创芯企为国产IP提供了更为广阔的下游需求。

  接口IP方面,在Chiplet、数据中心人工智能的推动下,DDR IP、D2D IP、高速SerDes接口IP需求呈爆发式增长,并驱动相关接口协议及IP产品的加速开发。面对这一趋势,国内市场需要支持更高代际接口协议、覆盖更高工艺制程的IP产品

  IDC预测,到2026年,中国物联网市场规模会达到2640亿,成为全球第一大物联网市场,并为国内芯片带来海量的市场需求。

  技术趋势目前,半导体IP产业的技术变革,呈现出协议快速迭代、“IP 芯片化”等革新趋势,且不同品类呈现出差异化的创新趋势。

  随着制程的不断演进,芯片中的晶体管数量呈指数级增加,带动标准协议和工艺不断更新迭代,以满足更为复杂的功能应用。但由于摩尔定律的放缓,制造工艺迭代缓慢,产品性能提升减缓,逐渐跟不上应用迭代的迫切需求。

  “IP芯片化”是Chiplet所带来的重要趋势之一。Chiplet是指预先在工艺线上生产好的实现特定功能的芯片裸片,是半导体IP在硅级别的实现,其本质就是不同的IP芯片化。

  Chiplet技术将进一步提升IP的经济性、复用性和多样性,将成为驱动产业未来的重要技术之一。

  据芯师爷调研,处理器IP的发展突破点聚焦于异构计算、RISC-V方向,其中CPU的设计创新及架构切换

  业务趋势随着产业发展阶段的变迁及相关技术的革新,中国半导体IP的业务模式也在发生重构与升级。在可预见的未来,中国半导体IP呈现出六大业务趋势。

  业界认为,虽然国内厂商与海外龙头在技术、生态等方面仍存在着较大的差距,但在市场距离、响应意愿及服务方面,国内IP厂商存在着天然的竞争优势。

  相较于集成电路产业链其他赛道,半导体IP厂商的发展路径较为明确,即:聚焦细分领域做强,再通过推出新产品/外延并购,从单一品类的IP厂商向平台型IP厂商发展。

  相对于芯片定务,自研IP的风险相对较高,是否兼具IP授权和芯片定务,国内厂商在成本控制、研发投入和收益上各有考量。但从整体趋势上看,芯片定务正成为越来越多国内IP厂商的主要营收来源。

  其中,基于IP的定制化服务是国内特有的服务项目,与海外厂商相比,本土厂商更能契合市场需求,提供更快速周到的全流程在地服务、定制化个性服务,更加了解国内企业的指标需求。不过,该服务人力资源成本高,规模较小的公司更倾向于集中力量研发核心IP。

  Chiplet的发展演进为半导体IP厂商、尤其是具有芯片设计能力的IP厂商,拓展了商业灵活性和发展空间。业内人士认为,Chiplet的出现会给半导体IP带来商业模式上的变革

  此外,虽然纯Chiplet产品暂未出现,但国内已有部分厂商把Chiplet的IP划分出单独的统计口径,做好未来商业模式转型的准备。

  据芯师爷调研,对于处理器IP的商业模式发展,业界普遍认同万雪佼的观点,即处理器IP授权模式呈现出四大发展趋势:一是指令级架构ISA呈现从私有到开放授权,再到开源转变的趋势;二在微架构层面实现了部分软核开源;三是授权费更低,降低了使用门槛;第四是授权周期更短,以及开放云端授权,令授权更加便捷。

  在过去,接口IP的成功商业模式是One-Stop-Shop(一站式IP模式),为客户提供尽可能齐全的产品种类,力求一次性满足客户需求,同时最大限度地减少管理和法律任务。

  该模式最终目标是由IP厂商创建Chiplet产品组合,通过将现有的互联IP集成到Chiplet中构建,以支持行业对开放Chiplet生态系统的需求。为了支持这一战略,接口IP厂商将不得不依赖专门从事ASIC设计服务的专用资源池,并收购ASIC设计服务供应商。[7]

  挑战与难题客观上看,中国半导体IP厂商通过积极布局,在产品种类、技术创新、市场拓展等方面有了长足进步,但与海外龙头差距依旧明显,产业影响力相对较小。

  是国内半导体IP所面临的普遍难题。一方面,半导体IP行业技术门槛较高,需要具备高度专业知识和技能的人才,高端技术人才紧缺问题严峻;另一方面,相较于产业链其他环节,半导体IP产业规模较小、企业营收水平整体不高,人才吸引力相对缺乏;此外,国内IP产业发展阶段较低,客观上也增加了海外人才的引进难度。

  芯原微电子(上海)股份有限公司芯原是一家依托自主半导体IP,为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定务和半导体IP授权服务的企业。在芯原独有的芯片设计平台即服务(Silicon Platform as a Service, SiPaaS)经营模式下,通过基于公司自主半导体IP搭建的技术平台,芯原可在短时间内打造出从定义到测试封装完成的半导体产品,为客户提供高效经济的半导体产品替代解决方案。

  芯原的神经网络处理器IP(NPU)市占率全球第一(灼识咨询数据),已在10多个领域、近70家客户的120多款芯片中被采用。通过将NPU与芯原其他自有的处理器IP进行原生耦合,基于芯原创新的FLEXA低功耗低延迟同步接口通信技术,公司还推出了一系列创新的AI子系统方案,如AI-ISP、AI-GPU、AI-Display、AI-Video等IP子系统,为传统的处理器技术带来颠覆性的性能提升。

  成都锐成芯微科技股份有限公司成都锐成芯微科技股份有限公司(简称:Actt;锐成芯微)成立于2011年,专注于集成电路知识产权(IP)产品设计、授权,并提供芯片定务。通过多年的技术积累,锐成芯微已逐步发展和构建完成以超低功耗模拟及数模混合IP、高可靠性嵌入式存储IP、高性能无线射频通信IP及有线连接接口IP为主的产品格局。

  锐成芯微经过长期技术研发开发的LogicFlash Pro®完整的eFlash解决方案,在BCD工艺上只需增加三层光罩便可实现eFlash,不仅维持了原有高压器件的高性能,也增加了具有高可靠性的eFlash,能帮助芯片企业将模拟芯片控制芯片合二为一,有效控制整体的系统成本,广泛应用于消费类、通信类,以及工控和汽车电子等领域。

  成都旋极星源信息技术有限公司成都旋极星源信息技术有限公司(简称:旋极星源)始创于2014年6月,是国内领先的基于自主半导体IP的无线连接解决方案提供商,一直专注于低功耗物联网、卫星导航等领域,为客户提供平台化、一站式射频/模拟芯片定务和IP授权服务。

  旋极星源自主研发的AGP4103 GNSS Receiver IP采用22nmCMOS工艺,是一款高度集成的多模多频段五通道宽带GNSS射频接收机IP,完全满足1.1GHz~1.7GHz 频段的卫星导航信号接收。

  IP集成独立五通道接收机,每通道包括低噪声放大器(LNA)及正交混频器(MIXER)、低通滤波器(LPF)、自动增益控制(AGC)、模数转换器ADC)、全集成小数分频锁相环和时钟锁相环等电路,支持模拟和数字中频信号输出。GNSS接收机可配置为高线性模式和低功耗模式,以满足多种应用需求。现已授权国内多家龙头用户,可广泛应用于卫星导航定位、测量测绘、精准农业、驾照考试等领域。

  芯耀辉科技有限公司芯耀辉成立于2020年6月,作为中国领先的专注先进接口IP的企业,致力于国产先进接口IP的研发和服务,突破“卡脖子”技术,完善国产工艺IP生态链。凭借IP产品质量好、稳定性高、兼容性强、跨工艺、可移植等独特的价值和优势,以及强大的本地化支持服务,服务于包括高性能计算、数据中心、智能汽车、5G、物联网、人工智能、消费电子等数字社会的各个重要领域。

  芯耀辉PCIe5 PHY满足企业级应用及消费类应用中对更高带宽、更低功耗和多接口支持不断增长的需求。它具竞争力的性能/功耗/面积指标,优秀的易实现性和互操作性,可以解决日益增长的性能与功耗间权衡的挑战,并提供优异的可靠性、兼容性及稳定性,使设计人员能够在其SoC中轻松集成PCI Express、CXL、CCIX等行业标准协议。

  芯耀辉DDR5/4 PHY IP基于业界优异的DDR PHY架构,支持DDR5/DDR4协议。在相关工艺上超越了全行业最高速率,它有业界具竞争力的性能/功耗/面积指标,优异的易实现性和互操作性,可以应用于各类SoC设计,并可加速使用者的设计流程,提供优异的可靠性、兼容性及稳定性。

  上海奎芯集成电路设计有限公司奎芯科技(M SQUARE)于2021年在上海注册成立,是一家专业的集成电路IP和Chiplet产品供应商。我们致力于解决智慧经济时代,芯片互联和应用垂直整合问题。

  奎芯科技LPDDR5X/4X PHY是一款专为ASIC和SoC设计的IP接口解决方案,它与通用IP协议DFI 5.0兼容,并且每通道可支持高达8533Mbps的数据传输速率,数据宽度为16位。

  这款LPDDR5X/4X PHY具备高度的灵活性,可适用于各种移动应用,支持LPDDR5X、LPDDR5和LPDDR4XSDRAM。借助其混合模拟/数字架构,这款LPDDR5X IP产品在低功耗、占用空间小以及强大性能方面表现出色,因此非常适合用于LPDDR5X/4X PHY的应用场景。

  奎芯科技推出的ONFI 5.1 PHY是一款高性能且低功耗的PHY IP,旨在满足企业级和消费类应用的需求。该PHY IP完全符合OpenNAND FlashInterface(ONFI)5.1规范的各种模式,为连接外部NAND Flash芯片与内部NAND之间的接口提供了卓越的性能。ONFI接口广泛应用于固态硬盘(SSD)产品,是闪存存储解决方案的关键组成部分。

  芯来科技(北京)有限公司芯来科技成立于2018年,国内本土专业RISC-V处理器IP及整体解决方案提供商。公司从零开始,开发出全系列国产自主的RISC-V处理器IP产品,N200、N300、N/NX/UX600、N/U/NX/UX900等,覆盖从低功耗到高性能的各种应用场景。

  芯来NA900是全球首个获得ISO 26262ASIL-D功能安全产品认证的RISC-V CPU IP产品,具有九级流水线双发射高能效微架构设计。支持可配置单、双精度浮点运算和DSP扩展,可配置片上存储和缓存大小、64/128位系统总线,支持ECC纠错码。可配置软件追踪模块并支持RISC-V官方调试。在安全机制方面NA900也很完善,可用于高性能域控ECU、功能安全岛、激光雷达等应用领域。

  赛昉科技赛昉科技(StarFive)成立于2018年,是一家具有独立自主知识产权的本土高科技企业,是全球领先的高性能RISC-V IP及芯片系统解决方案提供商。

  隼瞻科技是一家提供专用处理器IP和EDA处理器设计平台的创新型高科技公司,为行业提供面向DSA的RISC-V专用处理器解决方案。公司总部位于南京,上海和深圳均设有分公司。公司凭借处理器核、EDA处理器设计平台、跨平台软件生态移植解决方案等优势,推出多种模式结合的IP定制开发解决方案,产品涵盖高中低端专用处理器门类,可广泛应用于AIOT、DSP、5G网络、汽车电子、人工智能、高算力运算等多种复杂芯片解决方案。RISC-V处理器核IP Wing-M130

  Wing-M130是基于RISC-V架构的32位、单发射、3级流水线,支持浮点应用的微。该处理器具备业界领先的同级别处理器性能,兼顾功耗和成本,并具备全面的可配置性和可扩展性,适用于工业控制、物联网、可穿戴设备、汽车功能安全等领域。同类型IP多是通用处理器,只能发挥其中一部分功能,无法“物尽其用”。隼瞻科技的面向应用的专用处理器(ASIP)可以为客户提供定制化设计和服务,可以大大减少处理器核的面积进而降低芯片成本。

  注:以上资料及数据截至2023年10月。因篇幅限制,本报告“代表企业及产品选型参考”中仅展示由所列举企业提供的官方资料。如有更多该领域未提及的企业和芯片产品可供市场选型,请将贵司简介及联系方式发至邮箱:

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