站長(zhǎng)資訊網(wǎng)在中興、華為事件之后，半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化聲浪高涌，IP的重要性也愈發(fā)凸顯。近日，科創(chuàng)板提交注冊(cè)的芯原微電子(上海)股份有限公司(下稱芯原股份)引發(fā)關(guān)注，這是全球排名第七、中國(guó)第一的半導(dǎo)體IP供應(yīng)商，被外界稱為“中國(guó)半導(dǎo)體IP之王”。
半導(dǎo)體IP指已驗(yàn)證的、可重復(fù)利用的、具有某種確定功能的集成電路模塊，因技術(shù)密集度高、知識(shí)產(chǎn)權(quán)集中、商業(yè)價(jià)值昂貴，處于產(chǎn)業(yè)鏈頂端。
但略顯尷尬的是，芯原股份在全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)的份額占比尚不足2%，同時(shí)其所積累的IP多是依靠并購(gòu)而來(lái)，在關(guān)鍵的中央處理器(CPU)IP方面則完全喪失話語(yǔ)權(quán)。缺乏自主可控的IP，同樣也是中國(guó)“缺芯”現(xiàn)狀中同樣非常薄弱的環(huán)節(jié)。
中國(guó)半導(dǎo)體IP天然基因不足，市場(chǎng)為海外企業(yè)所壟斷，軟銀旗下的英國(guó)企業(yè)ARM是絕對(duì)霸主，獨(dú)占超過(guò)40%的份額，業(yè)績(jī)也是遙遙領(lǐng)先。反觀芯原股份，成立近20年依舊尚未盈利，累計(jì)虧損近16億元。在國(guó)產(chǎn)替代大趨勢(shì)下，中國(guó)想要實(shí)現(xiàn)IP自主亦需繼續(xù)努力。
肉眼可見(jiàn)的差距
隨著集成電路技術(shù)不斷升級(jí)，芯片設(shè)計(jì)復(fù)雜程度提升，行業(yè)分工趨于細(xì)化，IP產(chǎn)業(yè)應(yīng)用而生，誕生于1990年的ARM成為先行者。中國(guó)半導(dǎo)體IP市場(chǎng)起步較晚，創(chuàng)立于2001年的芯原股份依靠30人團(tuán)隊(duì)，以為中芯國(guó)際研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)為起點(diǎn)，首開(kāi)國(guó)內(nèi)IP授權(quán)先河。
但實(shí)際上國(guó)內(nèi)先前對(duì)IP的討論一直不多，在去年ARM斷供華為的消息爆出后，IP才受到更大關(guān)注，加劇了IP國(guó)產(chǎn)化的急迫性。那么目前中國(guó)的半導(dǎo)體IP現(xiàn)狀如何?芯原股份這份具有代表性的樣本，可以說(shuō)暴露出明顯的差距。
從市場(chǎng)情況來(lái)看，目前半導(dǎo)體IP市場(chǎng)規(guī)模仍不突出，但也是個(gè)贏家通吃的賽道，呈現(xiàn)出高度集中趨勢(shì)，美國(guó)和英國(guó)企業(yè)處于主導(dǎo)地位。
據(jù)市場(chǎng)分析公司IPnest報(bào)告，2019年全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)總價(jià)值約39.4億美元，同比增長(zhǎng)5.2%;其中前十大供應(yīng)商合計(jì)占比78.1%，7家為美國(guó)和英國(guó)企業(yè)，2016年軟銀集團(tuán)斥資300多億美元收購(gòu)的ARM則獨(dú)占超過(guò)40%的市場(chǎng);美國(guó)的新思科技(Synopsys)和鏗騰電子(Cadence)分列二三，合計(jì)占據(jù)超24%的份額，即前三便占據(jù)超過(guò)64%的份額。
全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)排名情況 資料來(lái)源：芯原股份招股書
國(guó)外企業(yè)大者恒大的格局背后，則是中國(guó)絕大部分芯片高度依賴海外IP授權(quán)的現(xiàn)實(shí)。而從位于前十的兩家中國(guó)企業(yè)來(lái)看，芯原股份和中國(guó)臺(tái)灣的eMemory Tech(力旺電子)的市占率分別僅有1.8%、1.2%，亦反映出中國(guó)在IP市場(chǎng)不高的話語(yǔ)權(quán)。
在儲(chǔ)備方面，芯原股份目前擁有圖形處理器(GPU)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器(NPU)、視頻處理器(NPU)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和圖像信號(hào)處理器(ISP)五類處理器IP，以及1400多個(gè)數(shù)模混合IP和射頻IP。但值得注意的是，這五類處理器IP和不少其他IP都是芯原股份通過(guò)外部并購(gòu)而來(lái)，并非完全意義上的自主創(chuàng)新。
資料來(lái)源：芯原股份招股書
與排名靠前的海外同行相比，芯原股份IP種類較為齊備，但并不具備中央處理器(CPU)IP。數(shù)據(jù)顯示，處理器IP是全球最大的IP族群，市占率達(dá)到60%，其中通用型的CPU IP 市場(chǎng)規(guī)模最大，市占率超過(guò)40%。芯原股份披露的CPU IP 供應(yīng)商有ARM和新思科技兩家公司，但基本被ARM壟斷，其在全球手機(jī)市場(chǎng)上的份額超過(guò)90%，奠定了ARM在移動(dòng)時(shí)代的霸主地位。
主要半導(dǎo)體IP供應(yīng)商IP種類情況 資料來(lái)源：芯原股份招股書
芯原股份在CPU IP上的缺失，市場(chǎng)損失無(wú)疑巨大，這也是國(guó)內(nèi)在CPU IP等高性能計(jì)算方面普遍失語(yǔ)的現(xiàn)狀。芯原股份在招股書中坦言，其在需要集成CPU IP的應(yīng)用領(lǐng)域存在競(jìng)爭(zhēng)劣勢(shì)，在高端電腦、智能手機(jī)等應(yīng)用領(lǐng)域與全球頂級(jí)IP供應(yīng)商存在一定的技術(shù)和生態(tài)差距。此外，在嵌入式非揮發(fā)性存儲(chǔ)器、內(nèi)存編譯器等IP方面亦由國(guó)外企業(yè)主導(dǎo)，芯原股份同樣缺乏儲(chǔ)備。
芯原股份還面臨另一大國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)存在的卡脖子問(wèn)題。在經(jīng)營(yíng)和技術(shù)研發(fā)過(guò)程中，該公司會(huì)視需求采購(gòu)第三方半導(dǎo)體IP 和EDA供應(yīng)商的技術(shù)授權(quán)，合計(jì)壟斷全球EDA市場(chǎng)超過(guò)60%份額的新思科技和鏗騰電子則是其兩大核心供應(yīng)商，而這兩家企業(yè)在IP方面也具有較高的話語(yǔ)權(quán)，可以說(shuō)對(duì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)形成了多重打擊。
這些僅僅是中國(guó)半導(dǎo)體IP差距的部分主要體現(xiàn)。業(yè)內(nèi)觀點(diǎn)認(rèn)為，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體IP目前整體還處于初級(jí)階段，IP公司整體規(guī)模較小，在高端領(lǐng)域缺乏話語(yǔ)權(quán)，且同質(zhì)化比較嚴(yán)重，短期內(nèi)難以突破。這背后是中國(guó)天然缺乏IP基因的無(wú)奈。
長(zhǎng)期關(guān)注和研究半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的祥峰投資執(zhí)行董事任剛在接受搜狐科技采訪時(shí)表示，半導(dǎo)體底層架構(gòu)和最上游的產(chǎn)業(yè)基本上都集中在美國(guó)等海外國(guó)家，這些企業(yè)都有幾十年的積累，國(guó)內(nèi)IP市場(chǎng)的這種現(xiàn)狀是必然的。中國(guó)企業(yè)若要突破，不僅技術(shù)上需要時(shí)間和資金投入，還需要考慮市場(chǎng)和兼容性等方面的問(wèn)題。
既美又難的生意
不過(guò)，雖然全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)由巨頭壟斷，但若縱向來(lái)看還是有些喜人的變化。從集中度來(lái)看，2017前十大供應(yīng)商份額合計(jì)達(dá)到84.6%，2018年略降至80.1%，呈現(xiàn)小幅遞減趨勢(shì)，且曾控制IP市場(chǎng)超過(guò)50%份額的ARM最近兩年市占率也有所下降。
這顯示出IP市場(chǎng)市場(chǎng)活力不斷加強(qiáng)，如主要從事嵌入式非揮發(fā)性存儲(chǔ)器IP授權(quán)的美國(guó)企業(yè)SST(Silicon Storage Technology, Inc.)，其直接從2018年的十名以外沖到2019年的第四，這背后其技術(shù)優(yōu)勢(shì)支撐業(yè)績(jī)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，由此也導(dǎo)致芯原股份等企業(yè)排名出現(xiàn)下降。
芯原股份主要有兩大業(yè)務(wù)，一塊是外包性質(zhì)的芯片定制業(yè)務(wù)(包括芯片設(shè)計(jì)和芯片量產(chǎn))，另一塊則是半導(dǎo)體IP授權(quán)業(yè)務(wù)，收入來(lái)自收取授權(quán)費(fèi)和根據(jù)客戶使用公司IP設(shè)計(jì)完成的相應(yīng)產(chǎn)品銷售情況而收取的特許權(quán)使用費(fèi)，這也是IP市場(chǎng)主要的商業(yè)模式。
芯原股份最近三年業(yè)績(jī)情況(億元) 數(shù)據(jù)來(lái)源：芯原股份招股書
不過(guò)，芯原股份營(yíng)收近年來(lái)稍顯波動(dòng)，2017年至2019年分別約為10.80億元、10.57億元、13.40億元;其中主力仍來(lái)自芯片定制業(yè)務(wù)，2019年貢獻(xiàn)67%的營(yíng)收。半導(dǎo)體IP授權(quán)業(yè)務(wù)2019年收入約4.38億元，最近三年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)25%，遠(yuǎn)高于芯片定制業(yè)務(wù)增速，占比已接近33%，保持持續(xù)提升。
值得注意的是，IP業(yè)務(wù)盈利能力非常突出。2019年芯原股份IP授權(quán)業(yè)務(wù)毛利率接近95%，比酒王貴州茅臺(tái)還要高，更是遠(yuǎn)高于芯片定制業(yè)務(wù)約81個(gè)百分點(diǎn)，由此IP授權(quán)業(yè)務(wù)才是公司的利潤(rùn)奶牛，為公司貢獻(xiàn)了接近八成左右的毛利。
芯原股份具體業(yè)務(wù)占比和毛利率情況 資料來(lái)源：芯原股份招股書
其實(shí)，高毛利在IP市場(chǎng)比較普遍，如ARM的毛利率常年穩(wěn)居在95%以上，第六大IP供應(yīng)商CEVA的毛利率也多穩(wěn)定在90%以上，超過(guò)其他半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的公司，凸顯出IP在產(chǎn)業(yè)鏈中的頂部地位和極高的議價(jià)權(quán)。但這樁暴利的生意做起來(lái)并不容易，IP需要長(zhǎng)期的技術(shù)積累，也需搭建完備的生態(tài)，需要持續(xù)的研發(fā)投入，亦考驗(yàn)企業(yè)的商業(yè)策略和能力。
最近三年，芯原股份的研發(fā)支出分別為3.32億元、3.47億元、4.25億元，占營(yíng)收的比重均超30%，基本保持穩(wěn)定。這也帶來(lái)了持續(xù)的虧損——2017年至2019年芯原股份合計(jì)虧損2.37億元，成立以來(lái)累計(jì)虧損則達(dá)到15.81億元。該公司還預(yù)計(jì)今年上半年至少虧損0.8億元，而研發(fā)費(fèi)用將同比增長(zhǎng)超過(guò)1億元。此外，受疫情影響，該公司芯片設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)效率降低，此前持續(xù)減虧的局面或難持續(xù)。
三家可比半導(dǎo)體IP公司研發(fā)費(fèi)用率情況(%) 數(shù)據(jù)來(lái)源：公司財(cái)報(bào)
持續(xù)的研發(fā)投入是IP企業(yè)鞏固核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，ARM、CEVA亦是如此，2019年其研發(fā)費(fèi)用率分別保持在40%、60%左右，這在一定程度上也影響了盈利。去年CEVA實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)不到3萬(wàn)美元，同比再次暴跌超95%;ARM最近三年均投入超過(guò)7億美元，是其退市前的2015年的兩倍多，而凈利潤(rùn)則2015年超過(guò)8億美元下降到去年不足3億美元。
不過(guò)，研發(fā)并不是決定實(shí)力的唯一因素。任剛表示，IP公司之間的競(jìng)爭(zhēng)，除了各家技術(shù)上的獨(dú)特性，更多還要看建立生態(tài)的能力，ARM能夠成為移動(dòng)時(shí)代王者的核心因素，除了CPU和GPU架構(gòu)等核心IP，還在于聯(lián)合合作伙伴建立了IP核-芯片-應(yīng)用的一體化生態(tài)，從而形成了高壁壘。
但生態(tài)搭建需要時(shí)間，這離不開(kāi)客戶的積累。截至去年底，芯原股份累計(jì)向250多家客戶進(jìn)行IP授權(quán)，去年授權(quán)次數(shù)僅有65次。反觀ARM，僅是去年簽署的授權(quán)許可協(xié)議就達(dá)到1767份，近五年客戶累計(jì)超過(guò)450個(gè)，包括IBM、高通、英偉達(dá)、微軟、蘋果等全球知名公司。這為ARM搭建完善的生態(tài)系統(tǒng)供應(yīng)鏈提供了基礎(chǔ)，這也是國(guó)內(nèi)IP企業(yè)同樣存在的差距。
國(guó)產(chǎn)IP的新機(jī)遇：物聯(lián)網(wǎng)
目前，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入繼PC和智能手機(jī)后的新一個(gè)發(fā)展周期，其最主要的變革力量源自于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)和5G通信等新應(yīng)用的興起。
市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu)IBS預(yù)測(cè)，這些應(yīng)用將驅(qū)動(dòng)全球半導(dǎo)體市場(chǎng)從2019年的4009億美元增長(zhǎng)至2030年的10,527億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為9.17%;中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)將在2030年達(dá)到6212 億美元，同期復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)10.26%。
這也將推動(dòng)半導(dǎo)體IP市場(chǎng)繼續(xù)增長(zhǎng)，該機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)將在2027年達(dá)到101億美元。在國(guó)產(chǎn)替代浪潮，以及政策、資金等支持之下，國(guó)內(nèi)芯片創(chuàng)業(yè)公司和芯片設(shè)計(jì)項(xiàng)目近年來(lái)也快速增長(zhǎng)，無(wú)疑也為IP市場(chǎng)帶來(lái)助力。
資料來(lái)源：芯原股份招股書
但對(duì)于尚未成氣候的國(guó)產(chǎn)IP市場(chǎng)而言，想要獲得更高話語(yǔ)權(quán)并不容易。對(duì)此任剛在接受搜狐科技采訪時(shí)多次提到，國(guó)產(chǎn)IP要彎道超車，或者說(shuō)打破ARM壟斷，具備開(kāi)源生態(tài)的指令集RISC-V是目前最大的機(jī)會(huì)，中國(guó)乃至全球很多大公司都在嘗試。
芯原股份董事長(zhǎng)戴偉民此前也公開(kāi)認(rèn)為，RISC-V可能會(huì)是中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的全新際遇，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用的碎片化特性適合打游擊戰(zhàn)，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域RISC-V確實(shí)有很好的機(jī)會(huì)。
RISC-V是加州大學(xué)伯克利分校研發(fā)的第五代基于RISC(精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))的CPU指令集架構(gòu)，因具備自由開(kāi)放、成本低、功耗低等方面的優(yōu)勢(shì)，受到全球廣泛關(guān)注。這與統(tǒng)治PC時(shí)代的X86架構(gòu)和統(tǒng)治移動(dòng)時(shí)代的Arm架構(gòu)明顯不同，這兩者專利都被巨頭把控，前者甚至不對(duì)外授權(quán)，而后者則需支付高昂的授權(quán)費(fèi)。
在搭上半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)化浪潮后，RISC-V在中國(guó)更是受到追捧，有數(shù)據(jù)稱國(guó)內(nèi)已有上百家企業(yè)正在開(kāi)發(fā)或使用RISC-V架構(gòu)的產(chǎn)品，如阿里旗下的平頭哥和中天微，以及兆易創(chuàng)新、華米科技、嘉楠科技、北京君正等企業(yè)。
芯原股份也是RISC-V的積極推動(dòng)者，2018年其作為首任理事長(zhǎng)單位，聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家RISC-V領(lǐng)域企業(yè)和科研院所、投資機(jī)構(gòu)等成立了中國(guó)RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，旨在加快完善國(guó)內(nèi) RISC-V“IP—芯片—軟件—整機(jī)—系統(tǒng)”產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。此外，芯原股份還在RISC-V領(lǐng)域進(jìn)行了投資，此前參與了國(guó)內(nèi)首家專業(yè)RISC-V IP公司芯來(lái)科技的兩輪融資。
物聯(lián)網(wǎng)為RISC-V 提供了發(fā)展機(jī)遇。阿里巴巴集團(tuán)副總裁戚肖寧表示，傳統(tǒng)通用芯片的模式越來(lái)越難適應(yīng)碎片化AIoT場(chǎng)景的需求，開(kāi)源、開(kāi)放是大勢(shì)所趨。這使得RISC-V的碎片化特征更加契合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能產(chǎn)業(yè)的特性，為其在與ARM競(jìng)爭(zhēng)時(shí)提供了更多勝算，甚至業(yè)內(nèi)有觀點(diǎn)認(rèn)為，RISC-V為中國(guó)提供了在X86與ARM架構(gòu)之外的第三條自主化路徑。
咨詢機(jī)構(gòu)Semico Research去年發(fā)布的報(bào)告稱，預(yù)計(jì)到2025年，采用RISC-V的芯片數(shù)量將增至624億顆，2018年至2025年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)146%，這些芯片將主要應(yīng)用在工業(yè)、PC、消費(fèi)電子、通信等領(lǐng)域。這意味著RISC-V有望迎來(lái)爆發(fā)，其和ARM之的競(jìng)爭(zhēng)才剛剛開(kāi)始。
不過(guò)，雖然RISC-V在過(guò)去的幾年中發(fā)展迅猛，但目前國(guó)內(nèi)外尚處在初期，若想形成成熟和可信賴的IP還需時(shí)間充分驗(yàn)證。此外，RISC-V具備的碎片化特征在某種程度上也是劣勢(shì)，如何確定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)保證兼容性等亦是需要解決的問(wèn)題;主力競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手ARM也非等閑之輩，此前其已明確要在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代同樣獲得統(tǒng)治地位，并采取了諸多措施，導(dǎo)致很多人擔(dān)心RISC-V僅僅是曇花一現(xiàn)。
對(duì)于RISC-V未來(lái)的發(fā)展，戴偉民表示，選擇這樣的開(kāi)源架構(gòu)是很辛苦的事，成功需要群聚效應(yīng)，也需要更多業(yè)者堅(jiān)持長(zhǎng)期投入。任剛也表示，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用的興起的確會(huì)帶來(lái)很多的機(jī)會(huì)，那么就要看ARM、RISC-V誰(shuí)能抓住，關(guān)鍵還是要看創(chuàng)新。
雖然存在貶褒，但對(duì)于有著國(guó)產(chǎn)替代緊迫性的中國(guó)來(lái)說(shuō)，RISC-V仍不失為一次難得的機(jī)遇，這需要政策、資金、人才等多方面的合力。中國(guó)能否借此擺脫海外依賴，實(shí)現(xiàn)IP自主可控，時(shí)間會(huì)給出答案。
