在半导体行业,越往上游走,厂商数量就越少。而中国企业在上游领域的身影目前来看并不算多。
本日众所周知的大部分芯片企业,实际上都属于芯片设计类公司,这在半导体行业被归纳在集成电路设计环节,该环节还包括半导体工具和IP两类角色,二者都属于芯片设计的偏上游。
据第三方机构IPnest统计,2020年环球前十名(按发卖收入打算)的半导体IP授权做事供应商中,来自中国大陆的企业只有芯原股份(688521.SH)一家,位列环球第七,已于2020年在科创板上市。

芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民将公司的业务发展进程形容为“盖屋子”的过程。芯原的业务发展,是从“烧砖块”的标准单元库开始,到供应“厨房或卫生间”等功能模块——半导体IP授权,再延伸到“造屋子”——也即芯片设计做事的过程。
“如果说30年前台积电通过制造代工的办法,办理了Capex(固定本钱)问题,造就了一批Fabless(芯片设计)公司;我们在本日办理的便是Opex(运营本钱)问题,通过打造“轻设计”模式,可以让芯片设计类公司的设计事情更加轻量化。”戴伟民向21世纪经济宣布阐明道,芯原的目标,是要引领下一个轻设计时期。
建好屋子,芯原的下一步是“软装”。2020年公司新成立了系统平台办理方案奇迹部,以此拥抱这个软件定义统统的时期。
不过,戴伟民向强调,芯原的模式不会涉及详细产品。目前,公司的IP授权类业务和量家当务已经逐步显现出规模效应,其他业务也将很快走向具备规模效应的发展阶段。
从“烧砖块”到“建屋子”
提到半导体IP授权,有名度较大的可能是Arm公司。
Arm的广为人知不无道理,作为精简指令集架构的代表,它在移动互联网时期碰着了发达发展的智好手机等行业。IPnest统计显示,2020年Arm在IP公司中的市场份额达到41%,位居第一。
“Arm的成功证明了IP芯片公司的商业模式可行。”戴伟民向剖析。不过,芯原没有采纳与Arm完备同等的发展路线,而是选择了半导体IP授权和芯片设计两条业务线并行的发展模式。走到本日,随着半导体设计的愈发繁芜化,芯片设计类业务对付芯原的古迹贡献正日益壮大。
这让芯原在一众IP授权类公司中也有所不同。戴伟民先容道,芯原选择IP和芯片设计两条业务并行,是为了顺应行业需求,促进企业的长期发展。
“如果把芯片设计比作盖屋子,那么我们从基本单元库做起,也便是相称于从烧砖块开始,然后逐步发展到做IP,类似于造厨房、客厅,再到盖屋子。如果没有砖块,没有厨房、客厅,就无法盖屋子。以是我们选择的这条路是顺着行业需求发展而来。”他指出,当公司发展到一定阶段时,创造IP授权和一站式芯片定制业务二者有很强的协同效应。“由于有时候客户除了要厨房和客厅,还希望我们帮忙把屋子也盖了。两种业务的客户可以相互转化。”
在当下,这种领悟的需求愈发明显。戴伟民向21世纪经济宣布举例,短视频是近些年兴起的赛道之一,很多做事供应商/运营商希望自己完成芯片设计方案,而非采取传统的通用办理方案。但视频处理、编解码设计难度很高,具有很大的设计寻衅。在客户需求推动下,芯原参与了客户的芯片设计环节,供应完全的办理方案给客户。
“不是我们什么都布局,而每每是由于客户须要一个整体的办理方案,缺了一部分就会使效果不足好。”他阐明道。这好比即便只卖厨房,但全体屋子也须要完全的生态才能达到更好的用户体验。芯原从供应IP到供应芯片定制服务,再到供应完全的系统办理方案,也是顺势而为。
两种业务的协同效应已经十分明显。据戴伟民先容,2020年,多项业务协同带来的收入占公司总体古迹的约2/3,单一业务带来的收入仅占约1/3。
“差别在于,我们在研究用IP做芯片的同时还在研究IP,可能看事情会更全面一些。这也可以促进公司研发成果的代价最大化。”他向续称。
这种模式被称为芯片设计平台即做事(Silicon Platform as a Service,简称为SiPaaS)。与传统的芯片设计做事公司经营模式不同,芯原自主拥有的各种处理器IP、数模稠浊IP和射频IP是SiPaaS模式的核心。
“这种模式的上风是,交货后不须要发卖,不须要去现场支持,更没有库存。可以做事各行各业。”戴伟民总结道。
延伸家当链
真正让芯原从不那么为人所知,到溘然被熟知,是来自于其在成立后的第三年就开始了收并购动作,这也是支撑其能够支配到更全面家当环节的个中一个缘故原由。
从前间的收并购,是为了夯实芯原根本能力的构建,到如今,芯原的拓展动作更多成为一种更靠近下贱客户层面的动作,这也是家当链发展到一定阶段的一定。
“创新包括自主创新和引进-消化-接管-再创新两种,但天下上没有那么多原创,有时候要站在巨人的肩膀上,以是并购很主要。”戴伟民向表示。
这些收并购背后,既有基于半导体行业发展的率先支配,也有对海内家当生态需求的考虑。
2001年景立的芯原,在2004并购众华电子,借此开始具备一站式芯片定制服务能力;2006年芯原再度并购LSI Logic公司的ZSP部门,借此新增DSP(数字旗子暗记处理)领域的IP,则是接下了为海内通信设备商供应基带芯片支持的核心一环。
戴伟民见告,考虑收购众华电子,是由于当时该公司是大陆市场第一家做SoC的公司,“我们后来完成从IP授权到芯片设计的能力升级,这个团队起到了很大的浸染。而且直到现在,该原始团队的紧张职员都还留在芯原。”
而在那个阶段,本土市场还没有完备意识到参与SoC环节的主要性,让芯原得以用相对上风的价格获取了众华的能力。
对ZSP部门的收购则是考虑到LSI Logic公司在彼时的业务核心是数字旗子暗记处理器,这是五大数字IP中,除了CPU和GPU之外很大的市场所在。且海内头部通信设备商都须要用到LSI Logic公司的这些能力,但ZSP部门却由于计策调度须要被出售,引来家当界关注。
“对ZSP部门的收购,也对我们从做砖块升级到做厨房起到主要浸染。”戴伟民剖析,彼时的竞争十分激烈,在投资人的支持下,芯原成功拿下了这部分业务,也由此引发了后续更多国际投资机构对芯原的关注。
“这并不虞味着公司一味地考虑做大,而是跟公司自身能力须要不断升级有关。”戴伟民阐明道,“走到本日,公司选择成立新的业务部门(系统平台办理方案奇迹部),也是基于同样的逻辑考虑。”
“本日是软件定义统统的时期,软件可以定义芯片、定义架构等。那么盖完屋子后要做软装也即软件,便是很自然的过程。”戴伟民剖析道,做IP一定须要软件做事,芯片设计厂商直接参与软件层面的较少。但如果IP授权公司与系统公司、云公司没有共同措辞,就无法推进事情。
这从公司客户构成也可见一斑。据先容,2020年芯原的下贱客户中,有1/3来自系统厂商、互联网公司和云做事供应商,而非芯片设计类公司,且前者的体量还在不断发展,这都意味着对付公司的软件能力哀求越来越高。
“行业核心竞争力在变,现在的竞争力可能集中在软件和架构。这是为什么芯片公司开始从下贱往上游走的缘故原由。下贱家当如互联网公司的需求也在变革,从利用第三方通用芯片到自己定制芯片,那么芯原的角色也在发生相应的变革。”戴伟民见告21世纪经济宣布,一旦成为须要定制芯片的下贱系统类厂商的互助方,将可以得到更强的客户黏性。芯原须要与下贱的家当环节更紧密联结,比如从芯片公司到系统公司、互联网和短视频公司层面;同时互联网类公司愈发须要上游的定制化做事。这便是芯原看到行业格局涌现巨大变革,而选择不断延伸家当链能力的缘故原由。
向Chiplet探索
随着半导系统编制程的日益精进,摩尔定律也逐渐走向了无法连续支撑原有迭代速率的阶段。要办理由此带来的制程难题,是所有家当链公司都在思考的下一步方向。
Chiplet(芯粒)因此成为各家当链环节打破的着力点。大略来说,Chiplet的实现事理类似搭积木,即把一些预先在工艺线上生产好的、实现特定功能的芯片裸片,通过前辈的集成技能封装在一起,从而形成一个别系芯片。借此,Chiplet在继续了半导体IP可复用特点的根本上,还开启了新型硅片级别的IP复用模式。
戴伟民剖析道,实在所有架组成长到一定阶段都会面临发展瓶颈。缘故原由是一些传统的元器件没有后进,但另一些对制程哀求较高的元器件成本日益飞腾。那么是否可以不再哀求所有元器件都采取一个制程来搭配?
业内认为,AMD在制程上之以是能够快速追遇上英特尔的步伐,一定程度上便是由于前者率先实现了Chiplet的落地。
“当原来做大芯片的人开始提倡做小芯片,这是一个很主要的旗子暗记,类似一个预演。我们创造可以把比如12nm、5nm等采取不同制程的芯片裸片封装集成为一颗芯片,例如将GPU、CPU等采取5nm制程工艺光降盆制造,其他部分采取12nm制程,然后封装在一起,这种Chiplet的实现对家当供应了一种新的发展思路。”戴伟民阐明道。
他多次强调,Chiplet可以帮助下贱电子家当链更高效地迭代。举例来说,汽车电子考虑到有车规认证等门槛,并不肯望每年对元器件进行改换,那么当有功能须要增加迭代时,采取Chiplet的办法可以更加灵巧进行增减配置。
尤其对全体中国大陆半导体家当来说,推广Chiplet运用将大有裨益。在当前,大陆家当链尚不能采取最前辈的制程工艺,但封装家当环节的技能能力与主流梯队附近时,Chiplet也将更好地推动海内半导体家当的演进。
“Chiplet已经证明可以做,并不是很难。推广没有很快,是由于Chiplet须要统一的接口标准。不同的Chiplet之间对接须要韶光,但这不是技能难题。正由于如今这一发展趋势已经成为行业共识,因此芯原已经开始投入Chiplet的布局。”戴伟民指出。
戴伟民见告21世纪经济宣布,整体来看,芯原的部分业务已经显现出规模效应,公司2020年整年营收达15.06亿元,这个中,知识产权授权利用费收入增幅达46.94%;芯片量家当务收入的增幅也达到了22.49%。
“这几年随着能力提高、芯原的业务走向前辈工艺、大客户的占比有所提升,该当说,产品的量产改进情形会更好,可以预见到量产部分业务会发展较快。”他强调,芯片一站式做事业务的毛利率看上去低,但由于芯原在供应一站式芯片定制服务的过程中,前期受客户委托进行芯片设计,可获取相应收入覆盖芯片设计本钱,后期按照客户订单数量完成量产阶段的生产管理事情,不直接面对产品终端市场,无需发卖芯片成品,也没有库存风险,更不须要供应终端技能支持,因此,芯原的芯片量产做事产生的毛利能更大程度长进献于净利润。当芯片量产做事规模不断增长时,更能表示芯原经营模式的规模化上风。以是,不必担心芯原是否一定纯挚依赖高毛利的IP授权业务,才算康健地发展。
据先容,基于丰富的IP积累,目前芯原的IP业务已经从单个IP授权拓展到IP平台授权,从规模、效益到利润都上了一个台阶。芯片设计业务方面,芯原已经开始了5nm产品的研发;随着计策项目逐步迈入家当化阶段,芯原供应的做事就可以拥有更高的竞争壁垒。
当平台公司发展到一定阶段,就须要开始比拼规模效应,效应显现之后,竞争壁垒提高、本钱降落,后进入者就很难再能够与之竞争。而芯原已经走在了这一阶段的道路上。
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作者:骆轶琪 编辑:张伟贤,剪辑王博