東芝166維修t調(diào)整代碼(東芝181維修代碼)

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前沿拓展：

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（報告出品方/作者：招商證券，鄢凡、盧志奇）

一、半導(dǎo)體 IP 是用于提升芯片設(shè)計效率的功能模塊

1、半導(dǎo)體 IP 是預(yù)先設(shè)計、經(jīng)過驗證、可重復(fù)使用的功能模塊，處于產(chǎn)業(yè)鏈最上游

半導(dǎo)體 IP 是指集成電路設(shè)計中預(yù)先設(shè)計、經(jīng)過重復(fù)驗證的、可重復(fù)使用的功能模塊。半導(dǎo)體 IP 服務(wù)于芯片設(shè)計，因 部分通用功能模塊在芯片中被反復(fù)使用，半導(dǎo)體 IP 即為此類預(yù)先設(shè)計好的功能模塊，從而在芯片設(shè)計中結(jié)合使用 EDA 軟件與半導(dǎo)體 IP 來縮短芯片設(shè)計周期、降低開發(fā)成本。IP 由于性能高、功耗優(yōu)、成本適中、技術(shù)密集度高、知識產(chǎn) 權(quán)集中、商業(yè)價值昂貴，是集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)業(yè)要素和競爭力體現(xiàn)。

半導(dǎo)體 IP 核可應(yīng)用于芯片中多個功能部件。IP 核可應(yīng)用于芯片中多個組件，當(dāng)前的 IP 供應(yīng)商可提供芯片中絕大部分 部件的 IP，如處理器、外圍接口、模擬部件、RAM / ROM、安全模塊等，不同組件對應(yīng)于不同的 IP 需求。通過將不 同組件的 IP 組合起來構(gòu)成一塊完整的芯片設(shè)計版圖。

芯片設(shè)計由自主設(shè)計部分與外購 IP 組合而成，外購 IP 占比有提高趨勢。芯片由芯片設(shè)計公司自主設(shè)計的電路部分和 多個外購的 IP 核連接構(gòu)成。而經(jīng)過多次驗證且可重復(fù)使用的外購 IP 核可減少設(shè)計工作量，縮短設(shè)計周期，提高芯片 設(shè)計的成功率。當(dāng)前芯片設(shè)計中驗證 IP、嵌入式存儲 IP 以及有線接口 IP 中的外購 IP 部分已超過 50%，CPU 等處理 器 IP 外購占比更高，且外購 IP 使用占比有提高的趨勢。

半導(dǎo)體 IP 行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈最上游，為芯片設(shè)計提供基本模塊。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈可大體分為芯片設(shè)計、制造與封測三環(huán) 節(jié)，而其中芯片設(shè)計環(huán)節(jié)是根據(jù)芯片規(guī)格要求，通過系統(tǒng)設(shè)計、邏輯設(shè)計、電路設(shè)計和物理設(shè)計，最終形成設(shè)計版圖。 該環(huán)節(jié)上游的 EDA 等工具供應(yīng)商和半導(dǎo)體 IP 供應(yīng)商分別提供芯片設(shè)計所需的自動化軟件工具和搭建 SoC 所需的核 心功能模塊；設(shè)計服務(wù)供應(yīng)商提供各個研發(fā)環(huán)節(jié)部分或全部的研發(fā)服務(wù)及后續(xù)晶圓制造、封裝及測試的委外管理。目 前芯片廠商大多采用外購部分 IP+自主設(shè)計部分 IP，結(jié)合外購 EDA 工具進(jìn)行獨立芯片設(shè)計的模式，F(xiàn)abless 與 IDM 企業(yè)為 IP 核廠商的主要下游客戶。

2、半導(dǎo)體 IP 產(chǎn)品類型豐富，處理器 IP 和接口 IP 占據(jù)較大市場規(guī)模

半導(dǎo)體 IP 可按照交付方式、產(chǎn)品類型以及功能進(jìn)行分類。 按照交付方式分，可以將 IP 內(nèi)核分為硬核、固核和軟核：

硬核：硬核是較為成熟的板塊 IP，硬核主要以偏后期的版圖形式存在，硬核提供設(shè)計的最終階段產(chǎn)品即掩膜，掩 膜是指經(jīng)過完全布局布線，經(jīng)過前端和后端驗證的設(shè)計版圖，可預(yù)見性好，同時可以針對特定工藝或下游客戶進(jìn) 行功耗和尺寸上的優(yōu)化，靈活性和可移植性差。但也因為硬核不需要提供 RTL 文件，從而更容易實現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán) 保護(hù)。

固核：對于一些對時序要求嚴(yán)格的內(nèi)核，可預(yù)布線特定信號或分配特定的布線資源，以滿足時序要求，這一類內(nèi) 核可歸類為固核。固核是軟核和硬核的折衷，采用門級網(wǎng)表的 IP 提交形式，與芯片實現(xiàn)工藝仍具有一定的相關(guān) 性，從而靈活性與可靠性上均為軟核與硬核的折衷，由于內(nèi)核的建立、保持時間和握手信號都可能是固定的，因 此其他電路設(shè)計時都必須考慮與該內(nèi)核進(jìn)行正確地接口。如果內(nèi)核具有固定布局或部分固定的布局，那么這還將 影響其他電路的布局。

軟核：軟核是最原始的 IP，主要以 HDL 等硬件描述語言存在，軟核 IP 的設(shè)計周期相對較短，設(shè)計投入相對較少， 由于不涉及物理實現(xiàn)，故軟核具有一定靈活性和適應(yīng)性，其主要缺點是在一定程度上使后續(xù)工序無法適應(yīng)整體設(shè) 計，從而需要一定程度的軟核修正，在性能上也無法獲得全面的優(yōu)化，此外，因為軟核需要提交 RTL 源代碼文 件，故較易涉及知識產(chǎn)權(quán)的問題。

按產(chǎn)品類型分，半導(dǎo)體 IP 常見分類為處理器 IP、接口 IP、物理 IP 與數(shù)字 IP，往下細(xì)分又可分為處理器、接口、模 擬、基礎(chǔ)、安全 IP 以及 SoC 架構(gòu)和 IP 加速。

接口 IP。接口是 SoC 的基本功能之一，是實現(xiàn) SoC 中嵌入式 CPU 訪問外設(shè)或與外部設(shè)備進(jìn)行通信、傳輸數(shù)據(jù) 的必備功能。接口 IP 品類較多，主要包括 SerDes、USB、DDR、PCIe、MIPI、SATA 等，接口 IP 市場中 Synopsys 覆蓋品類較廣，占有較高份額。

模擬 IP。模擬 IP 即服務(wù)于模擬 IC 的 IP，模擬芯片主要可分為電源管理類芯片與信號鏈芯片，分別需求對應(yīng)的 IP 核產(chǎn)品，電源管理 IP 包括 LDO、DC/DC、AC/DC IP 等，信號鏈 IP 包括如 AD/DA IP 等。模擬芯片相較而言 更多采用定制化設(shè)計或芯片廠自主設(shè)計，故模擬類 IP 用量相對較少，主要有 Synopsys、MIPS（后被 Imagination 收購）等廠商布局。

基礎(chǔ) IP。基礎(chǔ) IP 包括部分存儲 IP、邏輯單元庫與 IO 等。存儲 IP 種類較多，基礎(chǔ) IP 類別主要包含嵌入式存儲 器類，其中又可分為 RAM、ROM 等類別，不同存儲器產(chǎn)生不同的存儲 IP 需求。邏輯單元庫包括反相器、與門、 寄存器、選擇器、全加器等完成基本邏輯運算的基礎(chǔ)單元庫。IO 單元也屬于基礎(chǔ) IP 的類別，IO 單元用于芯片信 號輸入、輸出和電源供給。

安全 IP。安全 IP 解決方案主要包括信任根、內(nèi)容保護(hù)、加密，以及可集成到 SoC 的安全協(xié)議加速器，安全 IP 集成解決方案主要用于實現(xiàn)多種安全標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容，支持機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性、用戶/系統(tǒng)認(rèn)證、不可否認(rèn)性 以及肯定授權(quán)。

SoC 架構(gòu) IP。SoC 架構(gòu) IP 用于 SoC 集成，適用于多種場景，包括寬帶通信、多媒體和嵌入式數(shù)據(jù)采集，包括 數(shù)據(jù)路徑 IP、AMBA 片上總線架構(gòu)以及適用于標(biāo)準(zhǔn)總線接口的微控制器等。

處理器 IP 是半導(dǎo)體 IP 中最大市場規(guī)模的子類。主要處理器 IP 可分為 CPU IP、GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP IP 以及 ISP IP 六類，其中 CPU IP 市場規(guī)模最大，同時也具有極高的技術(shù)壁壘與生態(tài)壁壘，當(dāng)前 CPU IP 市場基本由 ARM 壟斷，目前國內(nèi)國芯科技專注于嵌入式 CPU IP 研發(fā)。其余處理器 IP 為專用型處理器 IP，GPU IP 市場中 Imagination 具有較高市場份額，其余海外主要玩家仍為 ARM、Cadence 與 Synopsys 三家，國內(nèi)如芯原股份、寒武 紀(jì)等公司對 NPU IP、ISP IP、DSP IP 等有所覆蓋。

接口 IP 包括有線接口 IP 與無線接口 IP，為增速最快子類。接口 IP 中主要為有線接口 IP，有線接口 IP 包括 USB IP、 PCIe IP、DDR IP、SATA IP、D2D IP 等，其中應(yīng)用較多的為 USB、DDR、PCIe、MIPI 與以太網(wǎng) IP。無線接口 IP 主要包括藍(lán)牙、Zigbee、Thread IP 等。接口 IP 中主要均為有線接口 IP，據(jù) IPnest 數(shù)據(jù)，有線接口 IP 占接口 IP 市 場的 95%。

物理 IP 可分為射頻 IP 與數(shù)模混合 IP。其中物理接口類 IP 如 DDR 控制器 IP 等也可歸為接口類 IP，在 IPnest 的行業(yè) 統(tǒng)計口徑中并入到接口 IP 類別中。物理 IP 當(dāng)中數(shù)模混合 IP 種類較多，包括 SoC 子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接口、存儲、單元庫 以及模擬 IP 等，目前一些龍頭公司如 ARM、Synopsys 與 Cadence 等均有布局。

物理 IP 中存儲 IP 包含多種類別，應(yīng)用于半導(dǎo)體類存儲。存儲器按存儲介質(zhì)分為半導(dǎo)體存儲、光學(xué)存儲以及磁性存儲， 存儲 IP 應(yīng)用于半導(dǎo)體類存儲。半導(dǎo)體類存儲又可分為易失性存儲與非易失性存儲（NonVolatile Memory，NVM）， 易失性存儲類 IP 主要包括 SRAM 與 TCAM 等其他 IP，NVM 主要可按可編程次數(shù)分為 OTP（一次性可編程）與 MTP （多次可編程），各類存儲器又具有多種實現(xiàn)方式，而不同存儲器在讀寫方式、可編程性、存儲方式上等都具有不同 特性，從而需要不同的半導(dǎo)體 IP，適用不同場景的存儲器支撐了多種存儲 IP 的產(chǎn)生。存儲 IP 市場中除三大龍頭 IP 廠商外，SST 在 FLASH IP 市場中技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先地位。

按 IPnest 口徑分，設(shè)計 IP 可分為處理器 IP、接口 IP、其他物理 IP 和其他數(shù)字 IP。其中處理器 IP 主要包括 CPU、 GPU、DSP、ISP 等，接口 IP 屬于物理 IP 中的一類，又可細(xì)分為有線接口 IP 與無線接口 IP。除接口 IP 外的物理 IP 主要包括 SRAM 存儲器編譯器、OTP/MTP 及 FLASH 等其他存儲器編譯器、物理庫和通用模擬與混合信號 IP，而其 他數(shù)字 IP 則主要為基礎(chǔ)設(shè)施 IP 和其他 IP。根據(jù) IPnest 發(fā)布的 2020 年各種 IP 市場份額數(shù)據(jù)，CPU 的 IP 市占率高 達(dá) 35.4%，處于主導(dǎo)地位，但相比 2017 年下降了 6.8%；DSP 和 GPU 的市占率分別為 5.2%和 10.5%，合計相比 2017 年提升 6.4%；接口市占率為 23.2%，相比 2017 年提升 2.7%，根據(jù) IPnest 最新 2021 年數(shù)據(jù)，接口 IP 進(jìn)一步提升。

3、半導(dǎo)體 IP 的創(chuàng)收模式主要來源于授權(quán)收入和版稅收入

IP 創(chuàng)收模式為前期授權(quán)與后期版稅。半導(dǎo)體 IP 授權(quán)業(yè)務(wù)主要是將集成電路設(shè)計時所需用到的經(jīng)過驗證、可重復(fù)使用 且具備特定功能的模塊（即半導(dǎo)體 IP）授權(quán)給客戶使用，并提供相應(yīng)的配套軟件與技術(shù)支持。知識產(chǎn)權(quán)授權(quán)模式為向 客戶交付 IP 時進(jìn)行一次性收費，特許權(quán)授權(quán)即版稅的付費模式為客戶完成芯片量產(chǎn)和銷售后按費率產(chǎn)生收入，版稅 收入將依賴于客戶搭載 IP 產(chǎn)品的銷量。

海外龍頭公司均采用收取 IP 授權(quán)費與版稅的創(chuàng)收模式。主要的三家龍頭公司 ARM、Synopsys 以及 Cadence 均對其 IP 產(chǎn)品同時收取前期授權(quán)費用和后期版稅費用。以 ARM 為例，ARM IP 核通過前期一次性的授權(quán)費以及后期芯片量 產(chǎn)后按銷量提成收取版稅的方式創(chuàng)收，另外兩家龍頭 Synopsys 與 Cadence 也采用類似的商業(yè)模式，國內(nèi)半導(dǎo)體 IP 公司也采取類似的收入模式，而不少國內(nèi) IP 公司在 IP 授權(quán)與版稅收入之外，還基于獨立設(shè)計 IP 提供芯片定制服務(wù)， 如芯原股份、芯動科技及燦芯半導(dǎo)體等。

海外廠商主要收入為版稅，國內(nèi)公司主要貢獻(xiàn)在授權(quán)費。IP 主要玩家中，海外龍頭如 ARM 與 Synopsys 以及較為成 熟的公司如力旺等廠商 IP 業(yè)務(wù)主要來源于版稅，依靠長生命周期使用廣泛的 IP 產(chǎn)品獲取長期穩(wěn)定成長的現(xiàn)金流，而 國內(nèi) IP 廠商如芯原股份與國芯科技，當(dāng)前 IP 業(yè)務(wù)主要收入仍在授權(quán)費方面。

二、半導(dǎo)體 IP 受益于產(chǎn)業(yè)垂直分工、設(shè)計效率提升、Chiplets 等產(chǎn)業(yè)趨勢

1、半導(dǎo)體 IP 是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)垂直分工進(jìn)一步細(xì)化的產(chǎn)物

在產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期，由于芯片的種類有限，當(dāng)時的半導(dǎo)體芯片設(shè)計難度較低，大部分芯片設(shè)計公司自身可以獨立完成芯 片的設(shè)計全流程，所以當(dāng)時幾乎沒有獨立的 IP 廠商。隨著集成電路的發(fā)展，大規(guī)模集成電路（VLSI）逐漸占據(jù)行業(yè) 主流，半導(dǎo)體行業(yè)遵循摩爾定律的發(fā)展，單個芯片上集成的晶體管數(shù)量已達(dá)上億個，半導(dǎo)體芯片的流程分工愈發(fā)明細(xì)， 全球 IDM 廠商數(shù)量極少，芯片行業(yè)發(fā)展更趨向于分工協(xié)作。 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分工進(jìn)一步細(xì)化，誕生 IP 廠商。20 世紀(jì) 70 年代起，美國將半導(dǎo)體系統(tǒng)裝配、封裝測試等利潤含量較低 的環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到日本等其他地區(qū)，擁有芯片設(shè)計和生產(chǎn)能力的 IDM 得到快速發(fā)展。20 世紀(jì) 80 年代至 90 年代，芯片設(shè) 計公司和晶圓廠之間的技術(shù)銜接與匹配的需求催生了芯片設(shè)計服務(wù)行業(yè)的誕生。21 世紀(jì)終端產(chǎn)品逐漸變得更加復(fù)雜 多樣，芯片設(shè)計難度顯著提升，研發(fā)資源和成本持續(xù)增加，促使全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分工繼續(xù)細(xì)化，芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步 拆分出半導(dǎo)體 IP 產(chǎn)業(yè)。

新的產(chǎn)品協(xié)議、更多的功能集成以及制程迭代不斷催生新的 IP 需求。芯片中元器件協(xié)議正不斷演進(jìn)，不同的協(xié)議將 適配不同的 IP，例如接口 IP 中 USB 接口已從 2.0 衍生出 3.0、3.1 以及 USB 4.0，PCIe 2 也已發(fā)展至 PCIe 6，不同 協(xié)議版本均將產(chǎn)生不同的 IP 需求，同時芯片中集成功能也在增加，例如 AI 芯片在芯片中集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算單元等， 新的集成功能將產(chǎn)生新的 IP 需求，同時制程也在不斷迭代，當(dāng)前已發(fā)展至 3nm，制程的演進(jìn)也將推動可集成晶體管 數(shù)量增加，芯片復(fù)雜度的提升將不斷催生新的 IP 需求。

2、半導(dǎo)體 IP 核心在于提升芯片設(shè)計效率，降低開發(fā)成本

在芯片設(shè)計環(huán)節(jié)，超大規(guī)模集成電路所涉及的流程愈發(fā)復(fù)雜，研發(fā)費用逐步升高，同時伴隨著芯片種類的愈加豐富， 以及先進(jìn)制程的不斷涌現(xiàn)，半導(dǎo)體 IP 為簡化 IC 設(shè)計流程提供了極大便利，半導(dǎo)體 IP 以及應(yīng)運而生的 IP 企業(yè)是半導(dǎo) 體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然產(chǎn)物，配合先進(jìn)的 EDA 工具，芯片設(shè)計借助各種 IP 達(dá)到了極大的便捷。

先進(jìn)制程下芯片設(shè)計成本顯著增加。隨制程的不斷迭代，芯片設(shè)計軟硬件成本均增長明顯，從 65nm 制程到 5nm 制 程設(shè)計開發(fā)成本呈指數(shù)級增長，Synopsys 數(shù)據(jù)估計在 5nm 制程下芯片設(shè)計成本可達(dá) 5 億美元以上，其中軟件成本與 硬件成本占比基本持平，軟件成本主要包括驗證、原型與相關(guān)軟件，而外購 IP 核可快速完成芯片設(shè)計中通用模塊的 開發(fā)，縮減芯片設(shè)計成本，提升研發(fā)效率。

隨著先進(jìn)制程演進(jìn)，集成 IP 核數(shù)迅速增加。先進(jìn)制程的演進(jìn)，線寬的縮小使得芯片中晶體管數(shù)量大幅提升，使得單 顆芯片中可集成的 IP 數(shù)量也大幅增加。根據(jù) IBS 報告，以 28nm 工藝節(jié)點為例，單顆芯片中已可集成的 IP 數(shù)量為 87 個。當(dāng)工藝節(jié)點演進(jìn)至 7nm 時，可集成的 IP 數(shù)量達(dá)到 178 個，5nm 制程下可集成數(shù)字 IP 數(shù)量與數(shù)模混合 IP 數(shù) 量分別為 126 和 92 個，總計 218 個。可集成 IP 核數(shù)的增加將為芯片設(shè)計中的半導(dǎo)體 IP 核提供需求空間，IP 核市場 可受益于先進(jìn)制程的不斷迭代。

IP 核及供應(yīng)商生態(tài)圈可降低芯片開發(fā)成本，提升開發(fā)效率。SoC 開發(fā)成本可拆解為 IP 資格、SoC 設(shè)計、驗證、物理 設(shè)計、軟件、原型、確認(rèn)與測試幾部分，其中成本主要來源于驗證、軟件、SoC 設(shè)計與物理設(shè)計，四類成本占比總計 91%，而半導(dǎo)體 IP 將應(yīng)用于驗證、芯片設(shè)計、物理設(shè)計以及 IP 驗證等多個環(huán)節(jié)，是芯片開發(fā)成本中的重要一環(huán)。好 的 IP 核生態(tài)可幫助降低芯片開發(fā)成本，以 ARM 生態(tài)為例，ARM 生態(tài)圈較廣，各類 IP 核與開發(fā)工具適配性較強，據(jù) ARM 估計其所提供的 IP 生態(tài)可將 28nm 芯片開發(fā)成本降低合計 50%以上，其中主要在 IP 資格、芯片設(shè)計、硬件驗 證以及軟件開發(fā)與測試方面降本顯著。

縮短上市時間是半導(dǎo)體 IP 首要需求來源。在芯片設(shè)計廠商選擇 IP 自研和外購 IP 中幾個關(guān)鍵因素為上市時間、相關(guān) 設(shè)計師的可獲取性、開發(fā)成本、相關(guān)開發(fā)風(fēng)險以及產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)，外購 IP 主要有可縮短芯片上市時間、降低開發(fā)成 本以及使用 IP 供應(yīng)商生態(tài)等好處，但具備一定的商業(yè)風(fēng)險等問題，其中通過外購 IP 以大大縮短上市時間為芯片設(shè)計 廠商的首要考量因素。

3、芯片的模塊化設(shè)計是未來重要趨勢，將不斷催生新的 IP 需求

驅(qū)動模塊化的主要是兩大原因，第一，摩爾定律往前推進(jìn)放緩，需要更多異構(gòu)集成的方式實現(xiàn)系統(tǒng)級芯片，SoC 和 Chiplets 都需要半導(dǎo)體 IP 的支持；第二是 DSA（Domain Specific Architecture，特定領(lǐng)域架構(gòu)）的興起。 More Moore 與 More than Moore 趨勢催生 SoC 與 SiP 技術(shù)，均需新的半導(dǎo)體 IP 的支持。后摩爾時代的集成電路 技術(shù)演進(jìn)路線可分為延續(xù)摩爾定律（More Moore）、擴(kuò)展摩爾定律（More than Moore）以及超越摩爾定律（Beyond Moore）三類， Beyond Moore 為推出量子器件、單電子器件等完全創(chuàng)新的電子系統(tǒng)，而在另外的 More Moore 與 More than moore 方向，小型化和多樣化的趨勢分別催生了 SoC 和 SiP 技術(shù)，SoC、Chiplets 以及 3DPackage 等技 術(shù)均需要新的半導(dǎo)體 IP 支持。

后摩爾時代依靠增加晶體管密度來提升計算性能乏力，DSA（Domain Specific Architecture）興起。摩爾定律已經(jīng) 持續(xù)了幾十年，但在 2000 年左右開始放緩，到 2018 年，根據(jù)摩爾定律得出的預(yù)測與實際能力已相差 15 倍。登納德 縮放定律（Dennard scaling）指出隨著晶體管密度的增加，每個晶體管的能耗將降低，因此硅芯片上每平方毫米上的 能耗幾乎保持恒定。而登納德定律也于 2012 年左右失效，計算機(jī)性能的每年改進(jìn)出現(xiàn)明顯限制。獲得更高的性能提 升需要新的架構(gòu)方法。從而 DSA 開始興起。 DSA（domain specific architecture，特定領(lǐng)域架構(gòu)）是一種針對特定領(lǐng)域定制的可編程處理器，能夠用于加速某 些應(yīng)用程序，實現(xiàn)更好的性能，其實 GPU 就是一個基于 DSA 思路設(shè)計的產(chǎn)品，其他芯片如 NPU、DPU 以及新興的 AI 芯片等多種芯片均為 DSA 的產(chǎn)物，目前產(chǎn)業(yè)內(nèi)的谷歌、Tesla、Cerebras、Oppo 等廠商也針對其特定應(yīng)用推行他 們的 DSA 芯片。

DSA 擁有更高效率與更低能耗的原因主要來源于四個方面：

DSA 可在特定利用利用更高效的并行形式。例如在許多特定領(lǐng)域當(dāng)中，相較于 MIMD（多指令多數(shù)據(jù)流）更不 靈活的 SIMD（單指令多數(shù)據(jù)流）是可接受的，而 SIMD 在一個時鐘步長內(nèi)只需處理單一指令，從而可以獲得更 高的效率。

DSA 可更高效地利用內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)。內(nèi)存訪問成本要遠(yuǎn)高于算數(shù)運算，例如訪問 32kbyte 緩存需要能耗相當(dāng)于做 32 位加法的大約 200 倍。而 DSA 通常使用由軟件明確控制運動的存儲器層次，對于合適的應(yīng)用，用戶控制 的存儲器可以比高速緩存使用更少的能量。

DSA 可在特定領(lǐng)域降低使用的數(shù)據(jù)精度。用于做通用計算的 CPU 數(shù)據(jù)位數(shù)當(dāng)前大多為 64 位，而在很多機(jī)器學(xué) 習(xí)和圖形計算的特定領(lǐng)域中，64 位是高于所需數(shù)據(jù)精度的。

DSA 受益于以 DSL（DomainSpecific Language，特定領(lǐng)域語言）編寫的程序。DSL 編寫的應(yīng)用程序可實現(xiàn) 更高程度的并行、更好的內(nèi)存結(jié)構(gòu)與表示，并使應(yīng)用程序更有效地映射到特定域的處理器。

以 Google TPU 為例，其 TPU 即為一種 DSA 應(yīng)用。區(qū)別于一般的 CPU，TPU 的核心計算單元為矩陣單元，數(shù)據(jù)精 度為 8 位，使用更高效的脈動陣列（Systolic Array）形式以及 SIMD 控制，從而使得 TPU 在單個時鐘周期內(nèi)所能執(zhí) 行的乘加數(shù)是通用單核 CPU 的 100 倍。 DSA 的興起將形成相應(yīng) IP 的需求。DSA 概念的興起將在多個特定領(lǐng)域催生出專用芯片，而此類芯片的誕生也將形成 對應(yīng)的 IP 需求。例如當(dāng)前的 GPU IP、NPU IP、VPU IP 等本質(zhì)上均為 DSA 概念下的產(chǎn)物。在未來 DSA 應(yīng)用進(jìn)一步 廣泛的趨勢下，所需的 IP 支持也將保持增長。

4、Chiplet 行業(yè)趨勢為 IP 行業(yè)帶來新增量，有望驅(qū)動 IP 實現(xiàn)產(chǎn)品化

Chiplet（芯粒）是一種可平衡計算性能與成本，提高設(shè)計靈活度，且提升 IP 模塊經(jīng)濟(jì)性和復(fù)用性的新技術(shù)之一。 Chiplet 實現(xiàn)原理與搭積木相仿，把一些預(yù)先在工藝線上生產(chǎn)好的實現(xiàn)特定功能的芯片裸片，通過先進(jìn)的集成技術(shù)（如 3D 集成等）集成封裝在一起，從而形成一個系統(tǒng)芯片。

Chiplet 為 IP 供應(yīng)商提供發(fā)展新機(jī)。Chiplet 繼承了 SoC 的 IP 可復(fù)用特點的同時，進(jìn)一步開啟了半導(dǎo)體 IP 的新型復(fù) 用模式，即硅片級別的 IP 復(fù)用。不同功能的 IP，如 CPU、存儲器、模擬接口等，可靈活選擇不同的工藝分別進(jìn)行 生產(chǎn)，從而可以靈活平衡計算性能與成本，實現(xiàn)功能模塊的最優(yōu)配置而不必受限于晶圓廠工藝。Chiplet 模式具備開 發(fā)周期短、設(shè)計靈活性強、設(shè)計成本低等特點；可將不同工藝節(jié)點、材質(zhì)、功能、供應(yīng)商的具有特定功能的商業(yè)化裸 片集中封裝，以解決 7nm、5nm 及以下工藝節(jié)點中性能與成本的平衡，并有效縮短芯片的設(shè)計時間并降低風(fēng)險。 Chiplet 的發(fā)展演進(jìn)為 IP 供應(yīng)商，尤其是具有芯片設(shè)計能力的 IP 供應(yīng)商，拓展了商業(yè)靈活性和發(fā)展空間。

UCIe聯(lián)盟成立，構(gòu)建Chiplet互聯(lián)規(guī)范。2022年3月，Chiplet互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express） 正式成立，發(fā)起人為 AMD、arm、日月光、谷歌、英特爾、Meta、微軟、高通、三星與臺積電，九家覆蓋芯片設(shè)計、 軟件系統(tǒng)、代工與封測的行業(yè)巨頭。UCIe 聯(lián)盟致力于推行 Chiplet 互聯(lián)規(guī)范，當(dāng)前聯(lián)盟成員包括 Synopsys、Cadence、 ADI、博通等國際龍頭，國內(nèi)企業(yè)中也有芯原股份、芯耀輝、阿里巴巴、奇異摩爾等企業(yè)加入當(dāng)中，成為國內(nèi)首批加 入 UCIe 聯(lián)盟的企業(yè)。

5、全球 IP 市場規(guī)模穩(wěn)健增長，處理器 IP 市場規(guī)模最大，接口 IP 成長性最佳

從市場總體來看，IP 市場規(guī)模穩(wěn)步提升，市場增速上行。半導(dǎo)體 IP 市場受行業(yè)整體周期性影響較弱，市場規(guī)模 2015 年來保持逐年上升趨勢，且 2018 年后增速逐步提高，IPnest 數(shù)據(jù)，2021 年全球半導(dǎo)體 IP 核市場規(guī)模為 54.5 億美元， 同比增速從 2018 年的 6.0%上升至 2021 年的 19.4%。預(yù)計未來幾年市場規(guī)模將持續(xù)穩(wěn)步擴(kuò)張，IBS 數(shù)據(jù)，全球半導(dǎo) 體 IP 核市場規(guī)模有望在 2027 年達(dá)到 101 億美元，IBS 口徑下 2018~2027 年 CAGR 達(dá) 9%，其中處理器 IP 市場增 長較快，增速達(dá) 10%。

處理器 IP：規(guī)模最大子類，處理器 IP 為半導(dǎo)體 IP 市場中份額最大的品類，2020 年 IPnest 數(shù)據(jù)，處理器 IP 市場占 市場總額的 51%，市場主要集中于價值量高且用量大的 CPU、GPU。處理器 IP 市場規(guī)模波動增長，2021 年全球處 理器 IP 市場為 27.4 億美元，同比增長 16.6%。

接口 IP：未來增速最快品類，接口 IP 市場最大的五類接口 IP 為 USB、PCIe、DDR、以太網(wǎng)與 D2D、MIPI，五類接 口 IP 市場均有較快增長，2021 年接口 IP 市場合計 13.77 億美元，同比增長 22.83%。IPnest 預(yù)計接口 IP 市場到 2025 年將達(dá)到 25 億美元，20202025 年 CAGR 為 19%。

其他物理 IP 與其他數(shù)字 IP：接口 IP 中包含部分如 DDR 等物理 IP 與數(shù)字 IP，其他物理 IP 部門主要包括數(shù)模混合 IP、 存儲編譯器 IP、射頻 IP、OTP/MTP/Flash 等 IP 種類，IPnest 數(shù)據(jù)，2021 年其他物理 IP 市場規(guī)模 8.93 億美元，同 比增長 24.17%。其他數(shù)字 IP 包括基礎(chǔ) IP 等非接口類數(shù)字 IP，2021 年市場規(guī)模為 4.38 億美元，同比增長 17.70%。

三、全球 IP 行業(yè)競爭格局高度集中，EDA 公司深度布局 IP

1、全球 IP 行業(yè)競爭格局已高度集中，業(yè)內(nèi)并購頻發(fā)

全球半導(dǎo)體 IP 行業(yè)高度集中，CR3 達(dá)到 66.2%。IP 行業(yè)市占率第一為 ARM，ARM 在處理器 IP 方面具有絕對優(yōu)勢， 并且在版稅收入上也保持大幅領(lǐng)先地位，2021 年市占率 40.4%，第二第三分別為 Synopsys 和 Cadence，行業(yè)整體 高度集中于前三位玩家，CR3 達(dá)到 66.2%，CR10 為 79.3%。國內(nèi)廠商芯原股份 2020 年占據(jù) 2%的份額，排名第七。 2021 年大部分 IP 廠商營收均保持較高增速，行業(yè)整體增長 19.7%至 54.5 億美元。

IP 行業(yè)于 90 年代開始快速發(fā)展，行業(yè)并購不斷，ARM 以內(nèi)生研發(fā)為重，Synopsys 大量并購打造最全產(chǎn)品線。行 業(yè)發(fā)展歷程當(dāng)前主要可分為兩階段：行業(yè)醞釀期與行業(yè)爆發(fā)期。

行業(yè)醞釀期（1980~1990）。IP 行業(yè)主要的三家龍頭為 ARM、Synopsys 以及 Cadence，Synopsys 與 Cadence 均成立于 80s，在行業(yè)發(fā)展早期占據(jù)領(lǐng)先地位的 Mentor Graphics 也同樣成立于 80s，該公司后被西門子收購。 ARM 前身 Acorn 成立于 1978 年，并于 1985 便推出了第一顆 ARM CPU，到 1990s IP 行業(yè)整體仍以技術(shù)積累 與醞釀為主，相關(guān)收購案例與代表產(chǎn)品推出較少。

行業(yè)爆發(fā)期（1990~至今）。行業(yè)爆發(fā)期主要為 1990s 至今，1990 年開始 Synopsys 逐步開始進(jìn)行 IP 行業(yè)的大 規(guī)模收購，并通過大量收購的方式獲取了寬廣的產(chǎn)品線，當(dāng)前在以接口 IP 為代表的多個 IP 子類市場均占據(jù)行業(yè) 領(lǐng)先地位。ARM 以內(nèi)生研發(fā)為重，ARM 30 余年發(fā)展過程中收購頻率較低，通過其在處理器 IP 領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢 占據(jù)最大市場份額。Cadence 到 2010 年收購 Denali Software 才開始進(jìn)入到 IP 領(lǐng)域當(dāng)中，并同樣通過并購的方 式快速突破，但其起步較晚產(chǎn)品線相對較少市占率較低。

行業(yè)主要玩家頻繁更迭，格局逐步趨穩(wěn)，少數(shù)供應(yīng)商占據(jù)零散利基市場。行業(yè)較早期主要玩家為 ARM、Synopsys、 Rambus、TTPCom 以及 Ceva 等，Gartner 數(shù)據(jù)，2002 年行業(yè) CR3 與 CR5 分別為 38%與 49.7%，市場競爭格局 仍相對分散。經(jīng)過 20 年的收購與淘汰后，當(dāng)前行業(yè)玩家已高度集中于龍頭，CR3 與 CR5 分別上升至 66.2%與 71.1%， 三家龍頭已占據(jù)大部分份額，其余玩家如 Imagination、SST、Ceva 以及 eMemory 等通過在 GPU、存儲 IP 等專一 市場的領(lǐng)先優(yōu)勢獲取一定份額，國內(nèi)廠商如寒武紀(jì)、芯動科技等也在專一市場具有一定領(lǐng)先優(yōu)勢。 國內(nèi) IP 廠商快速發(fā)展與 AI、汽車智能化、Chiplet 等新技術(shù)趨勢為 IP 行業(yè)帶來一定新變量。國內(nèi) IP 廠商如芯原股 份等快速發(fā)展，2020 年市占率提升至第七位，2021 年繼續(xù)維持較為領(lǐng)先的水平，全球市占率為 1.8%。IP 行業(yè)當(dāng)前 受益于 AI 應(yīng)用泛化以及汽車智能化等來自下游領(lǐng)域的推動，而中國為新技術(shù)領(lǐng)域中的全球大市場，國內(nèi) IP 廠商將有望在構(gòu)建新興市場國產(chǎn)供應(yīng)鏈中充分受益。同時 Chiplet 等 IP 領(lǐng)域的新技術(shù)趨勢也將為半導(dǎo)體 IP 行業(yè)競爭格局帶來 一定的新變量。

IP 龍頭廠商產(chǎn)品覆蓋較廣，其余廠商多專注于少數(shù)品類。主要的三家龍頭 IP 供應(yīng)商經(jīng)過多年發(fā)展后積累了覆蓋較為 廣泛的產(chǎn)品組合，ARM、Synopsys 與 Cadence 產(chǎn)品基本涵蓋大部分品類的 IP，而其他廠商如 SST、Imagination 與 CEVA 等均較專注于某一品類的 IP，如 SST 主要在存儲 IP 上具有領(lǐng)先地位，Imagination 為 GPU IP 龍頭，而 CEVA 為 DSP IP 龍頭。國內(nèi)企業(yè)中，芯原股份也正逐漸拓寬產(chǎn)品寬度，向平臺型 IP 廠商發(fā)展，而其他廠商如寒武紀(jì)、國芯 科技、銳成芯微等產(chǎn)品分布上仍相對集中。

2、作為工具提供商的 EDA 公司切入 IP 具有天然優(yōu)勢，龍頭 EDA 公司深度布局 IP

半導(dǎo)體 IP 是集成電路進(jìn)步發(fā)展的產(chǎn)物，與 EDA 共同構(gòu)成芯片設(shè)計的強大支柱。半導(dǎo)體 IP 是指已驗證的、可重復(fù)利 用的、具有某種特定功能的集成電路模塊，通常由第三方開發(fā)。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期，由于芯片的種類有限，當(dāng)時的半導(dǎo) 體芯片設(shè)計難度較低，大部分芯片設(shè)計公司自身可以獨立完成芯片的設(shè)計全流程，所以當(dāng)時幾乎沒有獨立的 IP 廠商。 隨著集成電路的發(fā)展，大規(guī)模集成電路（VLSI）逐漸占據(jù)行業(yè)主流，半導(dǎo)體行業(yè)遵循摩爾定律的發(fā)展，單個芯片上集 成的晶體管數(shù)量已達(dá)上億個，半導(dǎo)體芯片的流程分工愈發(fā)明細(xì)，全球 IDM 廠商數(shù)量極少，芯片行業(yè)發(fā)展更趨向于分 工協(xié)作。在芯片設(shè)計環(huán)節(jié)，超大規(guī)模集成電路所涉及的流程愈發(fā)復(fù)雜，研發(fā)費用逐步升高，同時伴隨著芯片種類的愈 加豐富，以及先進(jìn)制程的不斷涌現(xiàn)，半導(dǎo)體 IP 為簡化 IC 設(shè)計流程提供了極大便利，半導(dǎo)體 IP 以及應(yīng)運而生的 IP 企 業(yè)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然產(chǎn)物，配合先進(jìn)的 EDA 工具，芯片設(shè)計借助各種 IP 達(dá)到了極大的便捷。 EDA 與 IP 具備業(yè)務(wù)協(xié)同效應(yīng)。EDA 產(chǎn)品與 IP 核商業(yè)模式相似，并且 EDA 廠商與 IP 廠商面臨相同客戶，為客戶同 時提供 EDA 產(chǎn)品與 IP 產(chǎn)品將帶來更大價值。EDA 龍頭公司 Synopsys 與 Cadence 均在 IP 領(lǐng)域有深度布局，市占率 分別在第二與第三的位置，而另一 EDA 龍頭 Simense EDA 前身為 Mentor graphics，在其創(chuàng)立早期階段也曾涉足 IP 領(lǐng)域。國內(nèi) EDA 企業(yè)如華大九天、芯愿景等在 IP 領(lǐng)域也具備一些產(chǎn)品線。

國際龍頭 EDA 公司在 IP 領(lǐng)域均有所布局。國際主要的三家 EDA 公司分別為 Synopsys、Cadence 與 Mentor Graphics （現(xiàn)為 Siemense EDA），其中 Synopsys 在 IP 領(lǐng)域布局較早，1992 年推出其 DesignWare 系列后正式進(jìn)入 IP 領(lǐng)域， 隨后主要依靠大量收購的方式拓展 IP 產(chǎn)線。Cadence 同樣以 EDA 業(yè)務(wù)起家，2010 年通過收購 Denali 進(jìn)入 IP 行業(yè)， 之后收購了Tensilica等幾家公司布局處理器IP領(lǐng)域，收購Nusemi收獲SerDes IP，產(chǎn)品線逐步拓寬。Mentor Graphics 同樣在成立較早期便進(jìn)入 IP 行業(yè)，Mentor 主要發(fā)展重心在 EDA 領(lǐng)域，IP 業(yè)務(wù)的發(fā)展主要依靠內(nèi)生研發(fā)，產(chǎn)品線同 樣相對稀疏，在行業(yè)較早期處于領(lǐng)先地位，后續(xù) IP 市場份額下降逐步淡出 IP 市場，2016 年被西門子收購，之后改 名為 Siemense EDA。

3、ARM：處理器 IP 的核心玩家，全球最大的 IP 公司

產(chǎn)品集中于處理器，IP 存量豐富。ARM 在 IP 領(lǐng)域具有多年研發(fā)積累，IP 產(chǎn)品池極為豐富，處理器 IP、物理 IP 以及 系統(tǒng) IP 共計 3000 余種，其處理器主打產(chǎn)品 CortexA、CortexR 以及 CortexM 系列產(chǎn)品也已有多代迭代產(chǎn)品，豐富 的 IP 儲蓄將持續(xù)貢獻(xiàn)收入。

ARM 成立于 1990，借力蘋果，依靠生態(tài)高筑處理器 IP 壁壘。ARM前身為 Acorn 公司，其于 1985 年推出第一顆芯 片 Acorn RISC machine，隨后在 1990 年 ARM 研發(fā)部獨立出來成立 ARM 公司，并獲得蘋果公司參股。蘋果公司的 全球首款 PDA 產(chǎn)品便采用了 ARM 處理器，隨后 ARM 憑借其對開發(fā)者的開放態(tài)度迅速擴(kuò)大市占率，建立其獨有的 IP 生態(tài)圈。2016 年 ARM 被軟銀收購，目前仍為軟銀子公司。

IP 產(chǎn)品具有較長生命周期，授權(quán)數(shù)持續(xù)增長助推收入穩(wěn)步提升。由于 ARM 對授權(quán)的芯片持續(xù)收取版稅，故收入來源 當(dāng)中較多部分均來源于 IP 存量產(chǎn)品，IP 產(chǎn)品生命周期較長，在 ARM 版稅收入構(gòu)成當(dāng)中，19942010 期間的授權(quán)貢 獻(xiàn)收入超過 15%。同時 ARM 授權(quán)梳理保持增長，2020 年新產(chǎn)生處理器授權(quán) 141 份，持續(xù)增長的授權(quán)數(shù)將為業(yè)績提 升提供支撐。

下游市場穩(wěn)定增長，ARM 憑借領(lǐng)先市占率有望充分受益。ARM IP 核下游市場中市場規(guī)模最大以及市占率最高的移 動市場相對飽和，增長相對較穩(wěn)定，ARM 預(yù)計 2029 年移動應(yīng)用處理器 IP 市場規(guī)模將達(dá)到 430 億美元，預(yù)計總體市 場可達(dá) 2320 億美元，十年 CAGR 為 5.3%。ARM 作為 IP 市場市占率龍頭，有望充分受益行業(yè)增長。

基于 ARM 芯片出貨量增長迅速，累計授權(quán)數(shù)達(dá) 1931 份。2020 年基于 ARM 的芯片出貨量明顯提升，突破 250 億顆， 持續(xù)增長的芯片出貨量將為版稅收入提供支撐，ARM 排除一些已未盈利的 IP 授權(quán)后，2020 財年累計的授權(quán)份數(shù)達(dá) 到 1931 份。

受益行業(yè)景氣度上行，21 年收入明顯增長，毛利率總體穩(wěn)定。21 年芯片行業(yè)景氣度上行，IP 各下游應(yīng)用市場普遍具 有較高增速，抬升 ARM 收入增長，ARM 預(yù)計 21 年收入可達(dá) 25 億美元，同比增速 26.3%。同時 ARM 商業(yè)模式以及 產(chǎn)品成本構(gòu)成較為固定，毛利率基本長期保持穩(wěn)定，據(jù)已披露時段數(shù)據(jù)，毛利率穩(wěn)定在 93%左右。

ARM 版稅為收入主要來源，處理器產(chǎn)品中 CortexM 系列貢獻(xiàn)主要版稅收入。ARM 為在 IP 版稅市場以及處理器 IP 市場中的龍頭，版稅收入也占 ARM 收入來源的主要部分，F(xiàn)Y2020Q3（CY2020Q4）中版稅收入占 61.2%，其次為 授權(quán)費，占 27.2%。而在主打的處理器 IP 產(chǎn)品上，ARM CortexM 系列 IP 為處理器版稅收入主要貢獻(xiàn)，F(xiàn)Y2020Q3 中，CortexM 系列貢獻(xiàn)處理器版稅收入的 69%。

4、Synopsys：強大 EDA 工具粘性帶來 IP 快速成長

Synopsys 成立于 1986 年，在其三大業(yè)務(wù)領(lǐng)域 EDA、IP 以及軟件完整性產(chǎn)品均處于行業(yè)領(lǐng)先地位。Synopsys 再 EDA 領(lǐng)域有 35 年的研發(fā)與經(jīng)驗積累，當(dāng)前在 EDA 市場中市占率第一，在 IP 與軟件完整性產(chǎn)品領(lǐng)域同樣具有多年積 累，半導(dǎo)體 IP 市占率第 2。

三大業(yè)務(wù)板塊：EDA、IP 與系統(tǒng)集成以及軟件完整性產(chǎn)品。Synopsys EDA 業(yè)務(wù)主要提供數(shù)字與 IC 定制設(shè)計軟件、 FPGA 設(shè)計、驗證與制造 EDA 軟件。IP 與系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)提供涵蓋廣泛的 IP 產(chǎn)品以及系統(tǒng)集成解決方案，軟件完整性 板塊提供軟件質(zhì)量與安全相關(guān)軟件。Synopsys 作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游制造商，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于消費、汽車、工業(yè)等 多個領(lǐng)域。

IP 產(chǎn)品池覆蓋廣泛。Synopsys IP 產(chǎn)品主要可分為接口 IP、模擬 IP、基礎(chǔ) IP、安全 IP、處理器 IP 以及子系統(tǒng) IP， 接口 IP 種類豐富，Synopsys 在接口、模擬、嵌入式存儲器和物理 IP 領(lǐng)域市占率排名第一。

大量并購鑄就行業(yè)龍頭地位。Synopsys 成立至今進(jìn)行了約 80 余起并購，標(biāo)的覆蓋 IP、軟件安全與質(zhì)量、驗證與原 型、硅工程以及芯片設(shè)計公司，Synopsys 在 IP 領(lǐng)域同樣并購不斷，主要的兩次并購為 2002 年收購 inSilicon 和 2010 年收購 Virage Logic，分別收獲嵌入式存儲器 IP 組合、接口 IP 組合以及嵌入式存儲、NVM 等 IP。

收入穩(wěn)步增長，利率穩(wěn)定。Synopsys 營業(yè)收入增長較為穩(wěn)定，公司預(yù)計 2022 財年收入可達(dá) 47.4748.25 億美元，同 比增長 14%15%。毛利率與凈利率基本穩(wěn)定，毛利率維持在 77%上下，凈利率 2020 年/2021 年為 18%。

EDA 貢獻(xiàn)主要收入，IP 業(yè)務(wù)份額擴(kuò)大。Synopsys 收入主要來源為 EDA 和 IP 與系統(tǒng)集成板塊，EDA 板塊收入增速 相對較低，2021 年 EDA 收入 23.54 億美元，同比增長 12.1%，占比從 2017 年的 66%下降至 2021 年的 56%，IP 與系統(tǒng)集成 2021 年收入 14.17 億美元，同比增長 21%，份額從 28%上升至 35%。

5、Cadence：IP 業(yè)務(wù)起步相對較晚，產(chǎn)品線覆蓋處理器和接口 IP

以 EDA 與 IP 為核，建立三層業(yè)務(wù)模型。Cadence 業(yè)務(wù)模型中第一層為 EDA 軟件與 IP，提供數(shù)字設(shè)計與簽核、定制 IC、驗證、IP 以及 IC 封裝設(shè)計與分析工具及服務(wù)；第二層為系統(tǒng)創(chuàng)新板塊，包括用于封裝 IC 和 PCB 的封裝系統(tǒng)設(shè) 計的工具和服務(wù)；第三層為萬物智能板塊，提供解決方案和服務(wù)來開發(fā)人工智能增強型系統(tǒng)，并將機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué) 習(xí)功能添加到 Cadence 技術(shù)組合中，以使 IP 和工具更加自動化，更快地產(chǎn)生優(yōu)化結(jié)果。

IP 儲備相對較少，分為設(shè)計 IP 與處理器 IP 兩類。Cadence 將其 IP 產(chǎn)品分為設(shè)計 IP 與 Tensilica 處理器 IP 兩類，設(shè) 計 IP 主要包括接口 IP、112G/56G SerDes、PCIe 與 CXL、存儲 IP 以及 Chiplet，處理器 IP 包括 AI IP、Xtensa 控 制器及一些 DSP IP。

成立于 1982 年，EDA 起家，大量并購擴(kuò)張業(yè)務(wù)線。Cadence 來源于分別成立于 1982 年和 1983 的 ECAD 和 SDA 公司合并而成，早期專注于后端設(shè)計工具，自成立以來，通過大量并購逐步擴(kuò)寬了 IP、系統(tǒng)設(shè)計等業(yè)務(wù)線，當(dāng)前在 EDA 與 IP 領(lǐng)域均處于領(lǐng)先地位。

收入與凈利潤穩(wěn)步提升。Cadence 營業(yè)收入持續(xù)穩(wěn)步增長，2016~2021 年 CAGR 為 10.5%，2021 年達(dá)到 29.9 億美 元，凈利潤同樣保持穩(wěn)步增長，2019 年凈利潤的異動來源于所得稅補償，2021 年公司實現(xiàn)凈利潤 6.96 億美元，同 比增長 17.8%。

收入主要來源于 EDA 軟件，IP 所占份額較小。Cadence 五大產(chǎn)品線收入貢獻(xiàn)較為平衡，主要收入來源為 EDA 軟件， IP 收入貢獻(xiàn)占比總體較小，2021 年 IP 產(chǎn)品實現(xiàn)收入 3.9 億美元，占總收入份額為 13%，同比增長 3.4%，IP 收入增 速有所放緩。

6、Imagination：從 GPU IP 向多類型處理器 IP 拓展

Imaginaiton 為 GPU IP 龍頭。Imagination 核心技術(shù)與主打產(chǎn)品為 GPU IP，當(dāng)前 Imagination 產(chǎn)品組合從 GPU 品類 逐漸拓展到 CPU、AI 芯片 IP 中。GPU IP 方面，Imagination 當(dāng)前主打 IMG CXT 系列產(chǎn)品、IMGB 與 IMGA 系列 產(chǎn)品，2021 年推出 Catapult CPU 系列拓展 CPU 市場。此外在 AI 芯片領(lǐng)域，Imagination 也推出了 IMG 4NXMC4、 IMG 4NXMC8 等 8 款系列產(chǎn)品，應(yīng)用于 ADAS、數(shù)據(jù)中心、移動設(shè)備等多個領(lǐng)域。

Imagination 和生態(tài)合作伙伴，包括引擎、工具和應(yīng)用開發(fā)者保持深度合作，同時 Imagination 也是 Khronos 等標(biāo)準(zhǔn) 組織會員，參與 OpenGL/OpenGL ES/Vulkan/OpenCL 等 API 規(guī)范，其 PowerVR GPU 產(chǎn)品與之高效兼容。當(dāng)前 Imagination 合作伙伴覆蓋如谷歌、騰訊、TSMC、LINUX 等產(chǎn)業(yè)鏈上下游多家廠商。

7、Ceva：專注于信號處理 IP 的供應(yīng)商，受益于 AI 和數(shù)字智能化趨勢

CEVA 專注信號處理 IP，產(chǎn)品組合主要包括 DSP IP、AI IP、無線平臺、傳感融合等 IP。CEVA 成立于 2002 年，在 DSP IP 市場占據(jù)龍頭地位，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域包括手機(jī)等消費電子、汽車、工業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)等，主要在手機(jī)領(lǐng)域 DSP IP 有較高份額。

當(dāng)前 CEVA 授權(quán)合約已超過 400 余份，合作客戶包括世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體與消費電子廠商，如英特爾、聯(lián)發(fā)科、諾基 亞、博通、三星、意法、東芝等。廣泛的合作客戶圈為 CEVA 持續(xù)提供產(chǎn)品版稅收入的同時也建立了 CEVA IP 的生 態(tài)圈。

CEVA IP 簽約數(shù)與授權(quán)設(shè)備均呈增長趨勢。2021 年全年 CEVA IP 新授權(quán)數(shù)量為 73 份，全年授權(quán)設(shè)備實現(xiàn)出貨量 16 億臺，均呈逐年增長趨勢，授權(quán)數(shù)量與其出貨量的增加將為 CEVA 未來版稅收入提供支撐。從授權(quán)客戶領(lǐng)域分布情況 來看，大部分為藍(lán)牙與 WiFi IP 授權(quán)，在 2021 年達(dá)到 41 份，授權(quán)設(shè)備出貨 IP 同樣主要來源于手機(jī)設(shè)備中的藍(lán)牙、 WiFi，2021 年分別達(dá)到 8.3 億與 1.8 億臺。

營收增長較為穩(wěn)健，大力投入研發(fā)致凈利潤表現(xiàn)萎靡。CEVA 自 2008 年以來營收總體保持上行趨勢，2021 年實現(xiàn) 營業(yè)收入 1.2 億美元，同比增長 22.7%，全年實現(xiàn)凈利潤 40 萬美元，主要原因為 2018 年以來 CEVA 研發(fā)投入力度 較大，凈利潤維持在較低水平。

CEVA 報告收入板塊分為版稅、授權(quán)與 NRE 兩大板塊。其中 NRE (Non Recurring Engineering)板塊主要為承接包括 SoC、FPGA、射頻、模擬等芯片設(shè)計項目收入，2017 年以來授權(quán)與 NRE 板塊收入份額有擴(kuò)大趨勢，2021 年占比已 達(dá)到 59%，版稅收入板塊與授權(quán)設(shè)備出貨數(shù)量相關(guān)性較強，保持小幅增長趨勢。

8、SST：專注于存儲 IP，技術(shù)能力行業(yè)領(lǐng)先

SST 專注存儲 IP，并推出獨立存儲器產(chǎn)品。SuperFlash 為 SST 的核心技術(shù)，已用于多數(shù)晶圓廠與 IDM 的 500nm 到 28nm 的工藝平臺上，同時 SST 的包括 EEPROM、NOR Flash、EERAM 與穿行 SRAM 在內(nèi)的存儲器產(chǎn)品也在 Microchip中單獨作為一條產(chǎn)線銷售。memBrain技術(shù)于 2017 年推出，幾家公司已采用該解決方案進(jìn)行人工智能計算。 除此之外，SST 還提供有關(guān) Flash 宏設(shè)計、鑒定和測試的設(shè)計服務(wù)。

SST 成立于 1989 年，成立以來依靠在 NOR Flash 領(lǐng)域的領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢營收實現(xiàn)快速增長，從 1993 年的 2400 萬美 元增長至 2009 年被 Microchip 收購前的 17.2 億美元，CAGR 達(dá) 31%。2010 年 SST 被 Microchip 收購，隨后 SST 專注于 SuperFlash 存儲 IP 技術(shù)研究，基于 SuperFlash 的 SST 存儲產(chǎn)品被 Microchip 吸收為一條獨立產(chǎn)線進(jìn)行銷售， 2017 年推出 memBrain 布局拓展到 AI 芯片領(lǐng)域。

SuperFlash 技術(shù)主要優(yōu)勢為擦除時間低，業(yè)內(nèi)顯著領(lǐng)先。SST 的核心技術(shù) SuperFlash 在擦除時間上具備顯著優(yōu)勢， 據(jù) Microchip 數(shù)據(jù)，在 Sector Erase、Block Erase 以及 Full Chip Erase 上 SuperFlash 可分別實現(xiàn) 2 倍、20 倍以及 1000 倍的性能優(yōu)勢，在功耗方面優(yōu)化效果同樣顯著。擦除時間的降低可直接帶來成本節(jié)省上的收益，Microchip 計算 在 SuperFlash 技術(shù)下，每單元產(chǎn)品可節(jié)省 0.192 美元的成本。

9、eMemory：專注 Logic NVM IP

力旺成立于 2000 年，成立至今專注于 Logic NVM IP。當(dāng)前力旺業(yè)務(wù)板塊分為 OTP、MTP、PUF 與其他特殊品類 IP 四大板塊，力旺客戶資源豐富，主要客戶包括等 25 家 Foundry、全球 10 家主要 IDM 以及多家 Fabless 廠商，其中 包括臺積電、瑞薩、東芝、聯(lián)電、格芯等實力雄厚的客戶。力旺憑借領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢已實現(xiàn) 4300 萬搭載其 IP 的芯片出 貨，客戶數(shù)量超過 1950 家，超過 5950 份授權(quán)。

力旺依靠授權(quán)費與版稅創(chuàng)收，主要客戶為 IC 設(shè)計企業(yè)與 Foundry。力旺商業(yè)模式上與 Foundry 和設(shè)計公司合作，在 Foundry 方面，向代工廠授權(quán)公司 IP 模塊并提供技術(shù)支持，幫助代工廠構(gòu)建開放的芯片設(shè)計平臺，代工廠向 IC 設(shè)計 企業(yè)提供代工服務(wù)，設(shè)計公司可在代工廠平臺上完成開發(fā)，力旺同時收取授權(quán)費與版稅，同樣對芯片設(shè)計企業(yè)也通過 IP 授權(quán)的方式收取授權(quán)費與版稅。

營收與凈利增長穩(wěn)健。力旺 2018~2020 分別實現(xiàn)營業(yè)收入 3.30/3.28/4.12 億元，同比增速+9.0%/0.5%/+25.7%，實 現(xiàn)凈利潤 1.37/1.26/1.64 億元，同比增速+4.0%/7.9%/+30.3%。營收與凈利潤基本保持穩(wěn)步增長，2020 年受益半導(dǎo) 體行業(yè)景氣度上行增速較高。

力旺營業(yè)收入主要來源于版稅。力旺營收結(jié)構(gòu)中版稅占大部分，2015 年以來版稅收入占比大致穩(wěn)定在約 70%，授權(quán) 費與版稅收入整體均穩(wěn)定增長。

四、國內(nèi) IP 產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)替代空間大，重在構(gòu)建 IP 生態(tài)

1、半導(dǎo)體 IP 國產(chǎn)化率低，核心 IP 亟待突破

從國內(nèi) IC 市場整體來看，國內(nèi)自給率較低。據(jù) IC insights 數(shù)據(jù)，2020 年全球與中國 IC 市場規(guī)模分別為 3957 億美 元與 1434 億美元，而其中位于中國的 IC 公司生產(chǎn)額為 227 億美元，占中國 IC 市場的 15.9%，預(yù)計在 2025 年提升 至 19.4%，中國自主 IC 公司 2020 年實現(xiàn)銷售額 83 億美元，在國內(nèi)所有 IC 公司生產(chǎn)額中占比 36.6%，而在國內(nèi) IC 整體市場中僅占 5.8%，自給率較低，離實現(xiàn)國產(chǎn) IC 供應(yīng)鏈自主可控仍有較長距離。

IP 核市場國內(nèi)相關(guān)企業(yè)較少，市場份額較低。半導(dǎo)體 IP 核行業(yè)具有較高的技術(shù)壁壘與生態(tài)壁壘，市場份額高度集中 于海外龍頭公司，國內(nèi)代表企業(yè)較少，主要僅芯原股份、寒武紀(jì)等，且市場份額較低，2020 年芯原股份市占率僅為 1.8%，自主可控的 IP 核有待突破，國產(chǎn)替代空間較大。

2、國內(nèi)代工廠崛起，有望帶動構(gòu)建國產(chǎn) IP 生態(tài)鏈

國內(nèi)代工廠逐步具備國際競爭水平，助力國產(chǎn)生態(tài)鏈構(gòu)建。國內(nèi)代工廠處于逐步開始崛起，涌現(xiàn)出如中芯國際、華虹 集團(tuán)等逐步具備國際競爭水平的企業(yè)，IC insights 數(shù)據(jù)，國內(nèi)代工廠全球市場份額從 2011 年的 7.2%提升至 2021 年 的 8.5%，并預(yù)計在 2026 年有望提升至 8.8%。DITITIMES 數(shù)據(jù)，國內(nèi)代表企業(yè)中芯國際與華虹集團(tuán)進(jìn)入市場份額前 十的行列，市占率分別達(dá)到 5.7%與 3.1%。國內(nèi)代工廠的快速發(fā)展將對上游半導(dǎo)體 IP 產(chǎn)業(yè)形成推力，帶動國產(chǎn)行業(yè)生態(tài)鏈的構(gòu)建。

代工廠與 IP 供應(yīng)商合作關(guān)系緊密，為客戶搭建開放設(shè)計平臺。晶圓廠直接對接芯片設(shè)計廠商，開放易用的芯片設(shè)計 平臺是代工廠的核心競爭力之一，為減少設(shè)計障礙、提高首次成功率，縮短設(shè)計、量產(chǎn)與上市時間，代工廠與 EDA / IP 等上游廠商緊密合作，在工藝平臺上提供了全面的 IP 與設(shè)計工具支持。以臺積電為例，臺積電 OIP（Open Innovation Platform）平臺是一個涵蓋全面的 IC 設(shè)計平臺，包含由臺積電自研或第三方的 IP 組合，以及合作伙伴所提供的 EDA、 VCA 與 DCA 工具。IP 支持方面，已有多家龍頭 IP 廠商加入到臺積電 IP 聯(lián)盟中，2021 年臺積電自研及其 IP 同盟所 能支持的 IP 種類已超過 40000 種。代工廠的發(fā)展與競爭力構(gòu)建將離不開與 IP 供應(yīng)商的緊密合作，當(dāng)前國內(nèi)代工廠的 迅速發(fā)展也將為國產(chǎn) IP 供應(yīng)商提供機(jī)會。

中芯國際 IP 支持廣泛，提供多個開發(fā)平臺。中芯國際作為國內(nèi)代工廠龍頭，在 IP 支持方面，具有 1000 余種內(nèi)部自 研 IP，合作 IP 供應(yīng)商 50 余家，合作伙伴提供 IP 共 800 余種，IP 種類涵蓋單元庫、模擬/混合信號 IP、高速接口 IP、 嵌入式處理器與 DSP IP、嵌入式存儲 IP 與射頻 IP 幾類，并基于這些 IP 品類，提供 IP 應(yīng)用開發(fā)平臺包括數(shù)字家庭 IP 平臺、移動存儲 IP 平臺、數(shù)據(jù)中心 IP 平臺、移動計算 IP 平臺與物聯(lián)網(wǎng) IP 平臺等，為客戶設(shè)計多領(lǐng)域解決方案提 供了充足的 IP 庫支持。

IP 生態(tài)聯(lián)盟壯大，包含多家國內(nèi) IP 廠商。中芯國際合作 IP 廠商種包含 ARM、Synopsys、Cadence、Imagination、 西門子、CEVA、SST 等多家國際 IP 龍頭廠商，同時在對國產(chǎn)供應(yīng)鏈的支持方面，中芯國際合作 IP 廠商也包括如芯 原股份、芯動科技、橙科等多家國產(chǎn)廠商。

3、AI 和汽車智能化為國產(chǎn) IP 帶來發(fā)展良機(jī)，從單品類拓展到 IP 平臺化

中國為汽車智能化最主要市場之一，國產(chǎn)智能車產(chǎn)業(yè)鏈借力迅速發(fā)展。汽車為半導(dǎo)體 IP 下游主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，汽 車智能化趨勢為汽車領(lǐng)域當(dāng)前的主要增量，汽車智能化主要體現(xiàn)在汽車新增的自動駕駛與智能座艙功能方面，自動駕 駛方面來看，IHS 數(shù)據(jù)，2020 年全球自動駕駛規(guī)模為 500 億美元，預(yù)計在 2035 年可達(dá)到 5600 億美元，CAGR 為 17.5%。其中國內(nèi)自動駕駛市場在全球范圍內(nèi)為最主要的市場之一，2020 年市場規(guī)模為 1376 億元，預(yù)計未來幾年仍 將保持高速增長，在智能駕駛級別逐步提高的同時，智能座艙功能也日益豐富，多種艙內(nèi)需求對芯片性能要求也逐步 增加。國內(nèi)汽車智能化趨勢將為包括半導(dǎo)體 IP 行業(yè)在內(nèi)的汽車產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)帶來增量。

AI 應(yīng)用不斷拓展，AI 芯片發(fā)展需要新的半導(dǎo)體 IP 核支持。AI 技術(shù)可廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域，AI 應(yīng)用逐漸拓展的同時 對 AI 芯片的需求也逐步增加，市場規(guī)模快速擴(kuò)張，全球與國內(nèi) AI 芯片市場 2019 年分別為 110 億美元與 122 億元， 預(yù)計 2024 年將可分別達(dá)到 630 億美元與 785 億元，5 年 CAGR 分別為 42%與 45%。AI 芯片市場的快速發(fā)展將需要 新的相關(guān) AI IP 核支撐，當(dāng)前國內(nèi)外多家 IP 核廠商已在積極布局 AI IP 核領(lǐng)域，包括 Cadence、CEVA、SST、芯原 股份、寒武紀(jì)等。

目前國內(nèi)外多家 IP 廠商積極布局 AI 領(lǐng)域。ARM、Synopsys 與 Cadence 均推出了 NPU IP，其中 Synopsys 于 2022 年推出的 ARC NPX6 所提供的 AI 算力為當(dāng)前業(yè)內(nèi)領(lǐng)先，在 5nm 1.3GHz 主頻下可達(dá)到 250TOPS 以上。其余廠商如 SST、CEVA 及 Imagination 也相繼推出了 NPU IP、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編譯器或 AI 處理器 IP 等，其中 SST 仍專注于存儲 IP 領(lǐng)域，其推出的 memBrain 為神經(jīng)形態(tài)模擬存儲 IP，可用于增強邊緣端推理能力。國內(nèi) AI IP 布局廠商主要為芯原股 份與寒武紀(jì)，主要產(chǎn)品為 NPU IP 等。

4、設(shè)計服務(wù)業(yè)務(wù)驅(qū)動國產(chǎn) IP 需求，有望實現(xiàn)設(shè)計服務(wù)與半導(dǎo)體 IP 協(xié)同發(fā)展

國內(nèi)芯片設(shè)計行業(yè)高速發(fā)展，推動 IP 需求增長。芯片設(shè)計公司為半導(dǎo)體 IP 廠商的直接客戶，中國的芯片設(shè)計公司數(shù) 量快速增加。ICCAD 公布的數(shù)據(jù)顯示，自 2016 年以來，我國芯片設(shè)計公司數(shù)量大幅提升，2015 年僅為 736 家，2019 年則增長至 1,780 家，年均復(fù)合增長率為 24.71%。設(shè)計行業(yè)銷售規(guī)模從 2013 年的 809 億元增長至 2018 年的 2,519 億元，年均復(fù)合增長率約為 25.50%。國內(nèi)快速發(fā)展的芯片設(shè)計行業(yè)將直接推動 IP 需求增長。

IP 廠商同時布局芯片設(shè)計服務(wù)和量產(chǎn)業(yè)務(wù)。國內(nèi)芯片設(shè)計行業(yè)高速發(fā)展對 IP 行業(yè)形成推力的同時，不少國內(nèi)半導(dǎo)體 IP 廠商也在向下游業(yè)務(wù)延伸，基于自身自研 IP 或部分外購 IP，向客戶提供芯片定制服務(wù)。以芯原股份為例，芯原股 份在授權(quán)自身 IP 產(chǎn)品之外，還提供芯片定制服務(wù)，芯片定制服務(wù)包括芯片設(shè)計服務(wù)與芯片量產(chǎn)服務(wù)，芯片設(shè)計業(yè)務(wù) 主要指根據(jù)客戶要求提供芯片設(shè)計流程中，即從芯片定義到樣片生產(chǎn)流程的部分或全部服務(wù)。芯片量產(chǎn)業(yè)務(wù)主要指按 客戶要求提供委托晶圓廠進(jìn)行晶圓制造、委托封測廠進(jìn)行封測，并提供以上過程中的生產(chǎn)管理服務(wù)。

五、重點公司分析

芯原股份：國內(nèi) IP 龍頭企業(yè)，一站式芯片定制服務(wù)與 IP 業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)展

芯原股份成立于 2001 年，其獨有的經(jīng)營模式稱為 SiPaaS（Silicon Platform as a Service）模式，即以自研半導(dǎo)體 IP 為核心，提供一站式芯片定制服務(wù)和半導(dǎo)體 IP 授權(quán)服務(wù)，其業(yè)務(wù)范圍覆蓋消費電子、汽車電子、計算機(jī)及周邊、工 業(yè)、數(shù)據(jù)處理、物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。 SiPaaS 服務(wù)模式。公司業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)分為一站式芯片定制服務(wù)與半導(dǎo)體 IP 授權(quán)服務(wù)，除類似于海外公司的 IP 授權(quán)服務(wù) 之外，芯原股份還提供一站式芯片定制服務(wù)，按服務(wù)的不同環(huán)節(jié)可分為芯片設(shè)計服務(wù)和芯片量產(chǎn)服務(wù)。 IP 儲備豐富，筑牢業(yè)務(wù)核心。公司盈利模式核心在于其自研 IP 種類，公司目前具有圖形處理器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器、 顯示處理器、視頻處理器、數(shù)字信號處理器以及圖像信號處理器六大處理器 IP，1400 多個數(shù)模混合 IP 和射頻 IP， 以及多個 SoC 設(shè)計基礎(chǔ) IP。根據(jù) IPnest 統(tǒng)計，芯原是 2019 年中國大陸排名第一、全球排名第七的半導(dǎo)體 IP 授權(quán)服 務(wù)提供商，其中公司的圖形處理器（GPU，含圖像信號處理器 ISP）IP、數(shù)字信號處理器（DSP）IP 分別排名全球前 三；公司的視頻處理器（VPU）IP 同樣全球領(lǐng)先，服務(wù)于眾多國際行業(yè)巨頭的多種產(chǎn)品。

凈利潤虧損持續(xù)收窄，2021 全年實現(xiàn)扭虧。從公司營收來看，除 2018 年受終端客戶銷量影響有小幅下滑為，其余 年份均保持較快增長，2020 年度達(dá)到 15.1 億元，同時歸母凈利潤虧損額度逐步減小，2020 年度虧損縮小至 25.6 億 元。根據(jù)公司 2021 年公告，2021 全年公司營收 21.4 億元，歸母凈利潤為 1329 萬元，首次實現(xiàn)扭虧。

IP 授權(quán)收入占比逐步擴(kuò)大，貢獻(xiàn)主要毛利。公司 IP 授權(quán)業(yè)務(wù)自 2016 年以來收入占比逐步擴(kuò)大，從 2016 年的 28% 提高至 2021 年的 33%，增長主要來自知識授權(quán)的服務(wù)模式。從毛利上看，芯片設(shè)計與芯片量產(chǎn)服務(wù)毛利率維持在 20%以下，毛利主要由 IP 授權(quán)貢獻(xiàn)，由于業(yè)務(wù)模式的差異，IP 授權(quán)業(yè)務(wù)具有高毛利率的特征，其成本主要僅為項目 技術(shù)支持人工成本，整體毛利率維持在 90%以上，2021 年度 IP 授權(quán)在公司毛利中占比為 78%。

費率總體穩(wěn)定，毛利率上行趨勢。公司 20162021 費率總體保持穩(wěn)定，2020 年研發(fā)費率的上漲來源于公司擴(kuò)充研發(fā) 團(tuán)隊導(dǎo)致 168 人的研發(fā)人員增加，21 年伴隨公司營收的迅速增長費率有所回落。公司整體毛利率保持上行趨勢，2020 年公司毛利率為 45%，2021 年的小幅下滑原因為毛利率較低的芯片定制業(yè)務(wù)占比有所上升。

寒武紀(jì)：深耕終端智能處理器 IP，商業(yè)化落地逐步推進(jìn)

聚焦云邊端智能芯片，擁有三條業(yè)務(wù)線。寒武紀(jì)主營業(yè)務(wù)是應(yīng)用于各類云服務(wù)器、邊緣計算設(shè)備、終端設(shè)備中人工 智能核心芯片的研發(fā)、設(shè)計和銷售，以及為客戶提供豐富的芯片產(chǎn)品與系統(tǒng)軟件解決方案。目前，公司的主要產(chǎn)品線 包括云端產(chǎn)品線、邊緣產(chǎn)品線、IP 授權(quán)及軟件。 三大業(yè)務(wù)線構(gòu)筑全流程軟件開發(fā)平臺。開發(fā)者可通過寒武紀(jì)軟件開發(fā)平臺實現(xiàn)從模型訓(xùn)練到模型推理的全流程，更為 便捷高效，加快端到端業(yè)務(wù)落地的速度，減少模型訓(xùn)練到模型部署之間的繁瑣流程，降低學(xué)習(xí)成本、開發(fā)成本和運營 成本。

寒武紀(jì)的終端智能處理器 IP 產(chǎn)品主要有 1A、1H 和 1M 系列，分別于 2016、2017、2018 年推出，IP 覆蓋從 0.5TOPS 到 8TOPS 的區(qū)間內(nèi)不同檔位的人工智能計算能力需求，其片上緩存的尺寸亦可按照需求進(jìn)行配置，公司智能處理器 IP 可集成于手機(jī) SoC 芯片以及各類 IoT SoC。

業(yè)務(wù)持續(xù)拓展拉動營收高增速。寒武紀(jì)在 2018 年以來收入增長迅速，公司 2019 年~2021 年分別實現(xiàn)營收 4.4 億元、 4.6 億元與 7.2 億元，同比增長 280%、3.4%與 57.1%，寒武紀(jì)在 2018 年、2019 年與 2021 年的收入高增長分別來 自于 IP 業(yè)務(wù)拓展新客戶華為海思、智能計算集群系統(tǒng)規(guī)模放量與邊緣端智能芯片和加速卡收入高增長，不斷拓展的 客戶與業(yè)務(wù)推動營收保持高增速。同時寒武紀(jì)研發(fā)費用持續(xù)保持較高水平，導(dǎo)致 2017 年以來凈利潤處于虧損，2021 年歸母凈利潤為8.25 億元。

IP 業(yè)務(wù)逐年下滑，公司業(yè)務(wù)初期 IP 營收占比較大，2017 年貢獻(xiàn)收入的 98%，2018 年公司智能芯片與加速卡等產(chǎn)品 逐步開始放量，2018 年 IP 收入相對較高的原因為實現(xiàn)了向華為海思的授權(quán)，授權(quán)收入與版稅收入均較高，隨后 2019~2021 年客戶拓展有限，授權(quán)費用均較少，IP 營收主要來源于版稅收入，并呈逐年下滑趨勢，2021 年 IP 業(yè)務(wù) 實現(xiàn)收入 687 萬元。

研發(fā)費率高致凈利率為負(fù)。寒武紀(jì)毛利率處于逐年下滑趨勢，主要原因為相對較低毛利產(chǎn)品的份額擴(kuò)張，2021 年寒 武紀(jì)毛利率為 62%，2017 年與 2019 年管理費率較高主要來自于大額股份支付，2020 年與 2021 年總體趨于穩(wěn)定， 同時公司研發(fā)費率較高，持續(xù)維持在 150%以上的水平，導(dǎo)致凈利率為負(fù)，2021 年凈利率為115%。

國芯科技：自主可控的嵌入式 CPU 核提供商

國芯科技主要產(chǎn)品與服務(wù)包括 IP 授權(quán)、芯片定制服務(wù)和自主芯片及模組產(chǎn)品等三大類業(yè)務(wù)，公司核心技術(shù)即為自主 IP 庫，并基于自主 IP 提供芯片定制服務(wù)，芯片定制服務(wù)包括定制芯片設(shè)計服務(wù)和定制芯片量產(chǎn)服務(wù)，同時國芯科技 還提供自主芯片與模組產(chǎn)品，產(chǎn)品主要應(yīng)用于信息安全、汽車電子和工業(yè)控制、邊緣計算和網(wǎng)絡(luò)通信三大關(guān)鍵領(lǐng)域。

IP 業(yè)務(wù)提供嵌入式 CPU 內(nèi)核產(chǎn)品及 SoC 設(shè)計平臺。國芯科技基于 MCore、PowerPC 和 RISCV 三大指令集，設(shè) 計了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的 8 大系列 40 余款 CPU 核，除 IP 核授權(quán)以外，公司基于自主可控的嵌入式 CPU 核、自主 研發(fā)的外圍應(yīng)用 IP 模塊并結(jié)合外部采購的部分外圍 IP 模塊，建立了面向信息安全、汽車電子和工業(yè)控制、邊緣計算 和網(wǎng)絡(luò)通信三大 SoC 芯片設(shè)計平臺。

公司成立于 2001 年，基于三大指令集完成 40 余款 CPU 內(nèi)核研發(fā)。公司成立至今持續(xù)保持研發(fā)創(chuàng)新，分別從 2001 年、2010 年以及 2017 年開始摩托羅拉 MCore、IBM PowerPC 以及 RISCV 指令集的嵌入式 CPU 研發(fā)，并基于對 應(yīng) IP 推出了 SoC 設(shè)計平臺。

收入與利潤增長穩(wěn)健，21 年表現(xiàn)亮眼。國芯科技業(yè)務(wù)運營情況良好，公司歷年各業(yè)務(wù)板塊均保持較穩(wěn)定增長，2021 年實現(xiàn)總收入 4.1 億元，同比增長 57%，實現(xiàn)凈利潤 7020 萬元，同比增長 53.5%，增速較高。

自主芯片與模組產(chǎn)品快速放量，主要下游領(lǐng)域為信息安全，IP 收入持續(xù)增長。國芯科技自主芯片產(chǎn)品自 2019 年以來 保持較快放量，2020 年的小幅下滑來源于受政策影響的金融安全芯片銷量下降，2021 年持續(xù)升勢，自主芯片與模組 產(chǎn)品貢獻(xiàn)收入占比已達(dá) 54.2%。其中自主芯片與模組產(chǎn)品主要用于信息安全領(lǐng)域，而 IP 產(chǎn)品方面主要服務(wù)于汽車電 子和工業(yè)控制領(lǐng)域客戶。

自主芯片與模組放量致毛利率下降，費率情況改善。2021 年全年公司毛利率的下降來源于毛利率較低的自主芯片與 模組的快速放量，全年實現(xiàn)毛利率為 53%，凈利率為 17.2%，凈利率基本持平。三費上國芯科技費用支出保持增長， 而收入持續(xù)擴(kuò)張帶動費率下降。

銳成芯微：半導(dǎo)體物理 IP 和芯片定制服務(wù)提供商

銳成芯微是一家具有創(chuàng)新能力的物理 IP 提供商，公司致力在萬物互聯(lián)時代實現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的全面 連接，為促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展、建設(shè)數(shù)字中國提供領(lǐng)先的物理 IP 解決方案。公司主營業(yè)務(wù)為提供集成電路產(chǎn)品所需的 半導(dǎo)體 IP 設(shè)計、授權(quán)及相關(guān)服務(wù)，主要產(chǎn)品及服務(wù)包括模擬及數(shù)模混合 IP、嵌入式存儲 IP、無線射頻通信 IP 與 有線連接接口 IP 等半導(dǎo)體 IP 授權(quán)服務(wù)業(yè)務(wù)和以物理 IP 技術(shù)為核心競爭力的芯片定制服務(wù)等。 公司針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景特點，不斷突破芯片功耗、面積和成本等方面的技術(shù)瓶頸，持續(xù)進(jìn)行低功耗、小面積和高可 靠性的半導(dǎo)體 IP 技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新。經(jīng)過多年發(fā)展，公司已擁有覆蓋全球 20 多家晶圓廠、14nm~180nm 等多個工 藝節(jié)點的 500 多項物理 IP，積累并搭建了智慧城市、智慧家居、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備等多種物聯(lián)網(wǎng)芯片 IP 解 決方案，助力合作伙伴高效、安全地完成芯片設(shè)計，縮短芯片產(chǎn)品的驗證及上市時間，提高量產(chǎn)良率，降低開發(fā)成本， 加強物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品生態(tài)的個性化、豐富度和市場競爭力。根據(jù) IPnest 報告，銳成芯微是中國大陸排名第二、全球排名 第二十一的半導(dǎo)體 IP 供應(yīng)商。銳成芯微作為中國主要的物理 IP 供應(yīng)商之一，在模擬及數(shù)模混合 IP、無線射頻通 信 IP 等物理 IP 細(xì)分領(lǐng)域具有顯著的競爭優(yōu)勢。其中，公司的模擬及數(shù)模混合 IP 排名中國第一、全球第三，2021 年全球市場占有率為 6.6%；公司的無線射頻通信 IP 排名中國第一、全球第三，2021 年全球市場占有率為 4.5%。

銳成芯微成立于 2011 年，致力于集成電路知識產(chǎn)權(quán)（IP）產(chǎn)品設(shè)計、授權(quán)，并提供芯片定制服務(wù)。公司立足低功耗 技術(shù)，已逐步發(fā)展和構(gòu)建完成以超低功耗模擬及數(shù)模混合 IP、高可靠性存儲 IP、高性能射頻 IP 及高速接口 IP 為主 的產(chǎn)品格局，擁有國內(nèi)外專利超 100 件，先后與全球 20 多家晶圓廠建立了合作伙伴關(guān)系，累計開發(fā) IP 500 多項，服 務(wù)全球數(shù)百家集成電路設(shè)計企業(yè)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于 5G、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、汽車電子、智慧電源、可穿戴、醫(yī)療電 子、工業(yè)控制等領(lǐng)域。

牛芯半導(dǎo)體：國內(nèi)接口 IP 供應(yīng)商

公司專注接口 IP，覆蓋 SerDes 與 DDR 等產(chǎn)品線。牛芯半導(dǎo)體在主流先進(jìn)工藝布局 SerDes、DDR 等中高端接口 IP， 除 SerDes 與 DDR IP 外，牛芯還具備 7nm 及以上后端設(shè)計服務(wù)能力，提供從 Spec 導(dǎo)入到量產(chǎn)的一站式定制化芯片 解決方案。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于 5G 通信、AI 運算、智慧終端、網(wǎng)絡(luò)交換、基站芯片、云計算、服務(wù)器、存儲等領(lǐng)域，累 計服務(wù)客戶超過 100 家。牛芯半導(dǎo)體與 SMIC、UMC、TSMC、Samsung、HLMC 五大 Foundry 廠合作，擁有自主 可控的核心技術(shù)，已申請多項專利。

SerDes IP 具備國內(nèi)領(lǐng)先水平。28G/32G SerDes IP 為牛芯代表產(chǎn)品之一，28G SerDes 技術(shù)是有線與無線通信應(yīng)用 中的關(guān)鍵互聯(lián)技術(shù)，牛芯半導(dǎo)體基于國產(chǎn) SMIC14nm 工藝的 28G SerDes IP 一次流片即成功硅驗證，成為行業(yè)內(nèi)唯 一一款國產(chǎn)長距 28G SerDes IP。

牛芯已加入 UCIe 聯(lián)盟，共建 Chiplet 生態(tài)。2022 年 3 月，英特爾、AMD、ARM、高通、三星、臺積電、日月光、 Google、Meta、微軟等十余家行業(yè)巨頭聯(lián)合成立了 UCIe 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，該聯(lián)盟旨在建立統(tǒng)一的 dietodie 互連標(biāo)準(zhǔn)，打 造一個兼具開放性、可互操作性的 Chiplet 生態(tài)系統(tǒng)。2022 年 4 月牛芯半導(dǎo)體加入 UCIe，成為首批加入的國產(chǎn) IP 企 業(yè)，共同參與 Chiplet 接口規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化研究與應(yīng)用。

芯動科技：高速混合電路 IP、芯片定制服務(wù)和 GPU 產(chǎn)品提供商

提供高速混合電路 IP、芯片定制服務(wù)與 GPU 三類產(chǎn)品。芯動科技聚焦計算、存儲和連接等三大賽道，提供主流工藝 廠（臺積電/三星/格芯/中芯國際/聯(lián)華電子/英特爾/華力）從 55 納米到 5 納米的 IP 和芯片定制解決方案。公司成立于 2007 年，已授權(quán)支持全球逾 60 億顆高端 SoC 芯片進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)，歷史客戶涵蓋瑞芯微、全志、君正，以及 AMD、 微軟、亞馬遜、高通、安森美等多個知名企業(yè)。

公司推出第一代 GPU 產(chǎn)品。公司風(fēng)華 1 號單芯片 A 卡渲染能力達(dá)到 160GPixel/秒，F(xiàn)P32 浮點性能達(dá)到 5T FLOPS， 支持Linux/龍芯/Windows/安卓操作系統(tǒng)圖形框架，同時支持 4路 4K@60、16路1080P@60fps或 32路 720P@30fps， AI 性能為 25TOPS。

公司已推出自主 Chiplet 解決方案。UCIe 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，芯動科技便推出自主研發(fā)的與 UCIe 標(biāo)準(zhǔn)兼容的 Chiplet 解決 方案 Innolink，當(dāng)前已在先進(jìn)工藝上量產(chǎn)驗證成功。芯動綜合考慮 SerDes 和 DDR 的技術(shù)特點，在 InnolinkB/C 采 用了 DDR 的方式實現(xiàn)，提供基于 GDDR6/LPDDR5 技術(shù)的高速、高密度、高帶寬連接方案，而針對長距離 PCB、線 纜的 Chiplet 連接，InnolinkA 提供基于 SerDes 差分信號的連接方案，以補償長路徑的信號衰減。芯動科技前瞻性布 局 DDR 的技術(shù)路徑，使得公司在 Chiplet 產(chǎn)品上具備先發(fā)優(yōu)勢，當(dāng)前處于業(yè)界領(lǐng)先水平。

燦芯半導(dǎo)體：IP 授權(quán)與芯片定制服務(wù)提供商

燦芯半導(dǎo)體提供 IP 授權(quán)與芯片定制服務(wù)。燦芯半導(dǎo)體的 YOU 系列 IP 和 YouSiP（SiliconPlatform）解決方案，經(jīng)過 完整的流片測試驗證，可廣泛應(yīng)用于 5G、AI、高性能計算、云端及邊緣計算、網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及消費類 電子等領(lǐng)域。YOU 系列 IP 包括 DDR、SerDes、RF、USB、MIPI 等，燦芯還基于 ARM、Synopsys、Cadence 等 主流廠商 IP 以及自研 IP 研發(fā) YouSiP 平臺解決方案，并提供相關(guān)設(shè)計服務(wù)。

燦芯成立于 2008 年，創(chuàng)立之初主要業(yè)務(wù)為芯片設(shè)計，2016 年正式推出自有 IP 品牌 YouIP，之后通過不斷地內(nèi)生研 發(fā)拓展自主 IP，獲得賽迪顧問技術(shù)百新企業(yè)、EE Times 最具潛力半導(dǎo)體新秀等多項獎項，獲得上海市以及工信部專 精特新企業(yè)認(rèn)定等資質(zhì)，一定程度上體現(xiàn)了公司的技術(shù)優(yōu)勢。

燦芯 IP 產(chǎn)品以及芯片設(shè)計合作代工廠為中芯國際，2010 年公司獲得中芯國際投資，與中芯國際為深度戰(zhàn)略合作關(guān)系。 IP 核產(chǎn)品均在中芯國際工藝上完成。同時公司芯片設(shè)計服務(wù)合作伙伴包括國際主流 IP 廠商 ARM、Synopsys 與 Cadence，以及 Amkor、日月光等封測廠。

芯耀輝：專注于接口 IP，提供 IP 升級服務(wù)

專注于接口 IP，同時提供 IP 升級服務(wù)。芯耀輝當(dāng)前 IP 組合集中于接口 IP，包括 DDR、PCIe、HDMI、USB、SATA、 MIPI 與 SerDes IP，除相關(guān) IP 授權(quán)服務(wù)外，芯耀輝還提供 IP 升級服務(wù)，主要為芯片調(diào)試、IP 子系統(tǒng)、系統(tǒng)設(shè)計與性 能分析以及 IP 硬化四類服務(wù)。

與 Synopsys 達(dá)成合作，獲得 DesignWare 授權(quán)。2021 年芯耀輝與 Synopsys 建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，Synopsys 授權(quán) 芯耀輝運用其 1228nm 工藝技術(shù)、適配國內(nèi)芯片制造工藝的 DesignWare USB、DDR、MIPI、HDMI 和 PCI Express 的系列 IP 核。芯耀輝在獲得此次新思科技的授權(quán)后，將利用這些經(jīng)過 Synopsys 硅驗證的接口 IP 核為國內(nèi)芯片制造 公司的工藝提供針對性的定制、優(yōu)化 IP 以增強芯片設(shè)計的自動化水平，并提升客戶系統(tǒng)的驗證水平，為客戶產(chǎn)品的 集成和部署提供加速度。

和芯微：專注于高速高精度數(shù)模混合信號集成電路 IP

和芯微成立于 2004 年，專注于高速高精度數(shù)模混合信號集成電路 IP 核的研發(fā)、推廣和授權(quán)。當(dāng)前公司業(yè)務(wù)主要為 定制 IP 授權(quán)、SoC 設(shè)計服務(wù)與芯片測試服務(wù)，IP 組合包括高速接口、高速 I/O、ADC 等 IP，基于自身 IP，向客戶提 供 SoC 設(shè)計服務(wù)，同時也提供 IC 封測解決方安，服務(wù)的海內(nèi)外客戶數(shù)量已超過 100 家，申報專利 400 多項，其中 包括 85 項美國專利。 公司的核心技術(shù)是高速串行接口技術(shù)、音頻編解碼（Audio Codec）技術(shù)和高速 ADDA 轉(zhuǎn)換技術(shù)。高速串行接口技 術(shù)提供高達(dá) 12.5Gbps 的速度，涵蓋 USB3.0、SATA、PCIe 和 Rapid IO 等技術(shù)，音頻編解碼可提供 16 位至 24 位 精 度 音頻 轉(zhuǎn)換 ， 高速 AD 提 供位寬 10bit/12bit， 采 樣 速率 可達(dá) 200MHz 。公 司與 主要 的 晶圓 代 工廠 在 22nm/28nm/40nm/55nm/65nm/90nm/0.13μm/0.18μm 等工藝開展合作，提供經(jīng)過批量生產(chǎn)驗證或硅驗證的 IP 產(chǎn)品， 同時也可根據(jù)需求定制 IP 產(chǎn)品。

和芯微 80%以上為研發(fā)人員。公司目前員工數(shù)超過 200 人，研發(fā)人員為 166 人，占比超過 80%，其中有 68 人為具 有 10 年以上開發(fā)經(jīng)驗的熟練工程師，曾參與上百個 IP 定制/SoC 設(shè)計項目。人員分布上模擬電路、IP 數(shù)字電路與 SoC 數(shù)字電路人員占比較高。

華夏芯：多處理器 IP 提供商

華夏芯擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的 CPU、DSP、GPU 和 AI 處理器 IP，基于創(chuàng)新的統(tǒng)一指令集架構(gòu)、微架構(gòu)和工具 鏈，面向物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算和云計算應(yīng)用，提供高性能和高能效等不同系列的定制化芯片產(chǎn)品。當(dāng)前華夏芯的 IP 組 合主要包括 CPU、AI 加速器與 ISP IP，一款 GPU IP、32 位低功耗 CPU 以及一款低功耗音頻 DSP IP 在研中。除 IP 授權(quán)外，華夏芯還提供 SoC 平臺，當(dāng)前為 GP 3600 與 GP8300 兩款產(chǎn)品，基于 GP3600 的人工智能芯片解決方案可 覆蓋智能駕駛、智能安防、智能家居、機(jī)器人、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等多個領(lǐng)域。FPGA 板卡方面，華夏芯提供可編程 AI 加 速卡、編解碼加速卡與智能網(wǎng)卡。

華夏芯 GPTX1 CPU IP 為公司代表產(chǎn)品之一，GPTX1 CPU 是華夏芯自主架構(gòu)的面向嵌入式的 CPU 核，GPTX1 CPU 是華夏芯統(tǒng)一處理器平臺（Unity Platform）的第一代產(chǎn)品，依托 Unity 指令集，針對先進(jìn)半導(dǎo)體工藝對微架構(gòu)和流水 線進(jìn)行了深度優(yōu)化，能夠在相同工藝下達(dá)到更高的主頻和更高的能效，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)、通訊、數(shù)字電視、存儲等領(lǐng) 域。

芯啟源：USB IP 和 DPU 產(chǎn)品提供商

芯啟源成立于 2015 年，產(chǎn)品及解決方案圍繞 5G、云數(shù)據(jù)中心、云計算等網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)領(lǐng)域，當(dāng)前主要產(chǎn)品可分為 四類，分別為 DPU、TCAM 芯片、MimicPro 原型驗證系統(tǒng)與 USB IP。其中 USB IP 包括基于 ASIC 的解決方案與基 于 FPGA 的解決方案，提供 USB 3.2 與 USB 2.0 的控制器 IP，支持 20 Gbps 的 Super Speed+ ( USB 3.2 Gen 2x2), 10 Gbps 的 SuperSpeed+ (USB 3.2 Gen 2x1), 5 Gbps 的 SuperSpeed (USB 3.2 Gen 1x1), 高速, 全速和低速 (USB 2.0)。芯啟源當(dāng)前已擁有國內(nèi)外專利和軟件著作權(quán) 60 余項。

芯啟源 2015 年成立之后，首先通過收購 Marvell TCAM 產(chǎn)線擁有了 TCAM 業(yè)務(wù)，并且在 2018 年初該 TCAM 產(chǎn)品獲 得了新華三認(rèn)證。2017 年公司布局 USB IP 產(chǎn)品獲得 USBIF 官方認(rèn)證，并于 2018 年獲得 SONY/HRPC 訂單，同時 在通信方面，2020 年公司開始布局智能網(wǎng)卡，并推出了 Agilio DPU 產(chǎn)品，年末獲得了中國移動的采購訂單，進(jìn)一步 佐證公司的研發(fā)實力。

納能微：專注數(shù)模混合高速 Serdes IP

納能微成立于 2014 年，專注于數(shù)模混合高速 SERDES IP 核的研發(fā)和銷售，擁有 PCIE、USB3.1/USB3.0/USB2.0、 JESD204B、GVI/LVDS/MIPI PHY IP 及 12.5G/16G 高速 SERDES IP 核等多項核心技術(shù)，產(chǎn)品工藝制程已達(dá) 8nm 節(jié)點。納能技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊已經(jīng)完成了超過 100 項 IP 授權(quán)與服務(wù)案例，獲批電路設(shè)計專利近 30 項。客戶方面，納能微 與國內(nèi)外主流代工廠保持長期良好合作關(guān)系，目前在 0.18um 至 8nm 工藝節(jié)點，已經(jīng)為大量國內(nèi)外客戶完成了十余 類集成電路 IP 核的設(shè)計開發(fā)與流片驗證。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關(guān)信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】。未來智庫 官方網(wǎng)站

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