半导体 IP 是指集成电路设计中预先设计、经由重复验证的、可重复利用的功能模块。半导体 IP 做事于芯片设计，因 部分通用功能模块在芯片中被反复利用，半导体 IP 即为此类预先设计好的功能模块，从而在芯片设计中结合利用 EDA 软件与半导体 IP 来缩短芯片设计周期、降落开拓本钱。IP 由于性能高、功耗优、本钱适中、技能密集度高、知识产 权集中、商业代价昂贵，是集成电路设计家当的核心家当要素和竞争力表示。
半导体 IP 核可运用于芯片中多个功能部件。IP 核可运用于芯片中多个组件，当前的 IP 供应商可供应芯片中绝大部分 部件的 IP，如处理器、外围接口、仿照部件、RAM / ROM、安全模块等，不同组件对应于不同的 IP 需求。通过将不 同组件的 IP 组合起来构成一块完全的芯片设计版图。
芯片设计由自主设计部分与外购 IP 组合而成，外购 IP 占比有提高趋势。芯片由芯片设计公司自主设计的电路部分和 多个外购的 IP 核连接构成。而经由多次验证且可重复利用的外购 IP 核可减少设计事情量，缩短设计周期，提高芯片 设计的成功率。当前芯片设计中验证 IP、嵌入式存储 IP 以及有线接口 IP 中的外购 IP 部分已超过 50%，CPU 等处理 器 IP 外购占比更高，且外购 IP 利用占比有提高的趋势。
半导体 IP 行业处于家当链最上游，为芯片设计供应基本模块。半导体家当链可大体分为芯片设计、制造与封测三环 节，而个中芯片设计环节是根据芯片规格哀求，通过系统设计、逻辑设计、电路设计和物理设计，终极形成设计版图。 该环节上游的 EDA 等工具供应商和半导体 IP 供应商分别供应芯片设计所需的自动化软件工具和搭建 SoC 所需的核 心功能模块；设计做事供应商供应各个研发环节部分或全部的研发做事及后续晶圆制造、封装及测试的委外管理。目 前芯片厂商大多采取外购部分 IP+自主设计部分 IP，结合外购 EDA 工具进行独立芯片设计的模式，Fabless 与 IDM 企业为 IP 核厂商的紧张下贱客户。
2、半导体 IP 产品类型丰富，处理器 IP 和接口 IP 霸占较大市场规模
半导体 IP 可按照交付办法、产品类型以及功能进行分类。 按照交付办法分，可以将 IP 内核分为硬核、固核和软核：
硬核：硬核是较为成熟的板块 IP，硬核紧张以偏后期的版图形式存在，硬核供应设计的终极阶段产品即掩膜，掩 膜是指经由完备布局布线，经由前端和后端验证的设计版图，可预见性好，同时可以针对特定工艺或下贱客户进 行功耗和尺寸上的优化，灵巧性和可移植性差。但也由于硬核不须要供应 RTL 文件，从而更随意马虎实现知识产权 保护。
固核：对付一些对时序哀求严格的内核，可预布线特定旗子暗记或分配特定的布线资源，以知足时序哀求，这一类内 核可归类为固核。固核是软核和硬核的折衷，采取门级网表的 IP 提友谊势，与芯片实现工艺仍具有一定的干系 性，从而灵巧性与可靠性上均为软核与硬核的折衷，由于内核的建立、保持韶光和握手旗子暗记都可能是固定的，因 此其他电路设计时都必须考虑与该内核进行精确地接口。如果内核具有固定布局或部分固定的布局，那么这还将 影响其他电路的布局。
软核：软核是最原始的 IP，紧张以 HDL 等硬件描述措辞存在，软核 IP 的设计周期相对较短，设计投入相对较少， 由于不涉及物理实现，故软核具有一定灵巧性温柔应性，其紧张缺陷是在一定程度上使后续工序无法适应整体设 计，从而须要一定程度的软核改动，在性能上也无法得到全面的优化，此外，由于软核须要提交 RTL 源代码文 件，故较易涉及知识产权的问题。
按产品类型分，半导体 IP 常见分类为处理器 IP、接口 IP、物理 IP 与数字 IP，往下细分又可分为处理器、接口、模 拟、根本、安全 IP 以及 SoC 架构和 IP 加速。
接口 IP。接口是 SoC 的基本功能之一，是实现 SoC 中嵌入式 CPU 访问外设或与外部设备进行通信、传输数据 的必备功能。接口 IP 品类较多，紧张包括 SerDes、USB、DDR、PCIe、MIPI、SATA 等，接口 IP 市场中 Synopsys 覆盖品类较广，霸占较高份额。
仿照 IP。仿照 IP 即做事于仿照 IC 的 IP，仿照芯片紧张可分为电源管理类芯片与旗子暗记链芯片，分别需求对应的 IP 核产品，电源管理 IP 包括 LDO、DC/DC、AC/DC IP 等，旗子暗记链 IP 包括如 AD/DA IP 等。仿照芯片相较而言 更多采取定制化设计或芯片厂自主设计，故仿照类 IP 用量相对较少，紧张有 Synopsys、MIPS（后被 Imagination 收购）等厂商布局。
根本 IP。根本 IP 包括部分存储 IP、逻辑单元库与 IO 等。存储 IP 种类较多，根本 IP 种别紧张包含嵌入式存储 器类，个中又可分为 RAM、ROM 等种别，不同存储器产生不同的存储 IP 需求。逻辑单元库包括反相器、与门、 寄存器、选择器、全加器等完成基本逻辑运算的根本单元库。IO 单元也属于根本 IP 的种别，IO 单元用于芯片信 号输入、输出和电源供给。
安全 IP。安全 IP 办理方案紧张包括信赖根、内容保护、加密，以及可集成到 SoC 的安全协议加速器，安全 IP 集成办理方案紧张用于实现多种安全标准的核心内容，支持机密性、数据完全性、用户/系统认证、不可否认性 以及肯定授权。
SoC 架构 IP。SoC 架构 IP 用于 SoC 集成，适用于多种场景，包括宽带通信、多媒体和嵌入式数据采集，包括 数据路径 IP、AMBA 片上总线架构以及适用于标准总线接口的微掌握器等。
处理器 IP 是半导体 IP 中最大市场规模的子类。紧张处理器 IP 可分为 CPU IP、GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP IP 以及 ISP IP 六类，个中 CPU IP 市场规模最大，同时也具有极高的技能壁垒与生态壁垒，当前 CPU IP 市场基本由 ARM 垄断，目前海内国芯科技专注于嵌入式 CPU IP 研发。别的处理器 IP 为专用型处理器 IP，GPU IP 市场中 Imagination 具有较高市场份额，别的外洋紧张玩家仍为 ARM、Cadence 与 Synopsys 三家，海内如芯原股份、寒武 纪等公司对 NPU IP、ISP IP、DSP IP 等有所覆盖。
接口 IP 包括有线接口 IP 与无线接口 IP，为增速最快子类。接口 IP 中紧张为有线接口 IP，有线接口 IP 包括 USB IP、 PCIe IP、DDR IP、SATA IP、D2D IP 等，个中运用较多的为 USB、DDR、PCIe、MIPI 与以太网 IP。无线接口 IP 紧张包括蓝牙、Zigbee、Thread IP 等。接口 IP 中紧张均为有线接口 IP，据 IPnest 数据，有线接口 IP 占接口 IP 市 场的 95%。
物理 IP 可分为射频 IP 与数模稠浊 IP。个中物理接口类 IP 如 DDR 掌握器 IP 等也可归为接口类 IP，在 IPnest 的行业 统计口径中并入到接口 IP 种别中。物理 IP 当中数模稠浊 IP 种类较多，包括 SoC 子系统、数据接口、存储、单元库 以及仿照 IP 等，目前一些龙头公司如 ARM、Synopsys 与 Cadence 等均有布局。
物理 IP 中存储 IP 包含多种种别，运用于半导体类存储。存储器按存储介质分为半导体存储、光学存储以及磁性存储， 存储 IP 运用于半导体类存储。半导体类存储又可分为易失落性存储与非易失落性存储（Non-Volatile Memory，NVM）， 易失落性存储类 IP 紧张包括 SRAM 与 TCAM 等其他 IP，NVM 紧张可按可编程次数分为 OTP（一次性可编程）与 MTP （多次可编程），各种存储器又具有多种实现办法，而不同存储器在读写办法、可编程性、存储办法上等都具有不同 特性，从而须要不同的半导体 IP，适用不同场景的存储器支撑了多种存储 IP 的产生。存储 IP 市场中除三大龙头 IP 厂商外，SST 在 FLASH IP 市场中技能处于行业领先地位。
按 IPnest 口径分，设计 IP 可分为处理器 IP、接口 IP、其他物理 IP 和其他数字 IP。个中处理器 IP 紧张包括 CPU、 GPU、DSP、ISP 等，接口 IP 属于物理 IP 中的一类，又可细分为有线接口 IP 与无线接口 IP。除接口 IP 外的物理 IP 紧张包括 SRAM 存储器编译器、OTP/MTP 及 FLASH 等其他存储器编译器、物理库和通用仿照与稠浊旗子暗记 IP，而其 他数字 IP 则紧张为根本举动步伐 IP 和其他 IP。根据 IPnest 发布的 2020 年各种 IP 市场份额数据，CPU 的 IP 市占率高 达 35.4%，处于主导地位，但比较 2017 年低落了 6.8%；DSP 和 GPU 的市占率分别为 5.2%和 10.5%，合计比较 2017 年提升 6.4%；接口市占率为 23.2%，比较 2017 年提升 2.7%，根据 IPnest 最新 2021 年数据，接口 IP 进一步提升。
3、半导体 IP 的创收模式紧张来源于授权收入和版税收入
IP 创收模式为前期授权与后期版税。半导体 IP 授权业务紧张是将集成电路设计时所需用到的经由验证、可重复利用 且具备特定功能的模块（即半导体 IP）授权给客户利用，并供应相应的配套软件与技能支持。知识产权授权模式为向 客户交付 IP 时进行一次性收费，特许权授权即版税的付费模式为客户完成芯片量产和发卖后按费率产生收入，版税 收入将依赖于客户搭载 IP 产品的销量。
外洋龙头公司均采取收取 IP 授权费与版税的创收模式。紧张的三家龙头公司 ARM、Synopsys 以及 Cadence 均对其 IP 产品同时收取前期授权用度和后期版税用度。以 ARM 为例，ARM IP 核通过前期一次性的授权费以及后期芯片量 产后按销量提成收取版税的办法创收，其余两家龙头 Synopsys 与 Cadence 也采取类似的商业模式，海内半导体 IP 公司也采纳类似的收入模式，而不少海内 IP 公司在 IP 授权与版税收入之外，还基于独立设计 IP 供应芯片定制服务， 如芯原股份、芯动科技及灿芯半导体等。
外洋厂商紧张收入为版税，海内公司紧张贡献在授权费。IP 紧张玩家中，外洋龙头如 ARM 与 Synopsys 以及较为成 熟的公司如力旺等厂商 IP 业务紧张来源于版税，依赖长生命周期利用广泛的 IP 产品获取长期稳定发展的现金流，而 海内 IP 厂商如芯原股份与国芯科技，当前 IP 业务紧张收入仍在授权费方面。
二、半导体 IP 受益于家当垂直分工、设计效率提升、Chiplets 等家当趋势
1、半导体 IP 是半导体家当垂直分工进一步细化的产物
在家当发展早期，由于芯片的种类有限，当时的半导体芯片设计难度较低，大部分芯片设计公司自身可以独立完成芯 片的设计全流程，以是当时险些没有独立的 IP 厂商。随着集成电路的发展，大规模集成电路（VLSI）逐渐霸占行业 主流，半导体行业遵照摩尔定律的发展，单个芯片上集成的晶体管数量已达上亿个，半导体芯片的流程分工愈发明细， 环球 IDM 厂商数量极少，芯片行业发展更趋向于分工协作。 半导体家当分工进一步细化，出身 IP 厂商。20 世纪 70 年代起，美国将半导体系统装置、封装测试等利润含量较低 的环节转移到日本等其他地区，拥有芯片设计和生产能力的 IDM 得到快速发展。20 世纪 80 年代至 90 年代，芯片设 计公司和晶圆厂之间的技能衔接与匹配的需求催生了芯片设计做事行业的出身。21 世纪终端产品逐渐变得更加繁芜 多样，芯片设计难度显著提升，研发资源和本钱持续增加，匆匆使环球半导体家当分工连续细化，芯片设计家当进一步 拆分出半导体 IP 家当。
新的产品协议、更多的功能集成以及制程迭代不断催生新的 IP 需求。芯片中元器件协议正不断演进，不同的协议将 适配不同的 IP，例如接口 IP 中 USB 接口已从 2.0 衍生出 3.0、3.1 以及 USB 4.0，PCIe 2 也已发展至 PCIe 6，不同 协议版本均将产生不同的 IP 需求，同时芯片中集成功能也在增加，例如 AI 芯片在芯片中集成神经网络打算单元等， 新的集成功能将产生新的 IP 需求，同时制程也在不断迭代，当前已发展至 3nm，制程的演进也将推动可集成晶体管 数量增加，芯片繁芜度的提升将不断催生新的 IP 需求。
2、半导体 IP 核心在于提升芯片设计效率，降落开拓本钱
在芯片设计环节，超大规模集成电路所涉及的流程愈发繁芜，研发用度逐步升高，同时伴随着芯片种类的愈加丰富， 以及前辈制程的不断呈现，半导体 IP 为简化 IC 设计流程供应了极大便利，半导体 IP 以及应运而生的 IP 企业是半导 体家当发展的一定产物，合营前辈的 EDA 工具，芯片设计借助各种 IP 达到了极大的便捷。
前辈制程下芯片设计本钱显著增加。随制程的不断迭代，芯片设计软硬件本钱均增长明显，从 65nm 制程到 5nm 制 程设计开拓本钱呈指数级增长，Synopsys 数据估计在 5nm 制程下芯片设计本钱可达 5 亿美元以上，个中软件本钱与 硬件本钱占比基本持平，软件本钱紧张包括验证、原型与干系软件，而外购 IP 核可快速完成芯片设计中通用模块的 开拓，缩减芯片设计本钱，提升研发效率。
随着前辈制程演进，集成 IP 核数迅速增加。前辈制程的演进，线宽的缩小使得芯片中晶体管数量大幅提升，使得单 颗芯片中可集成的 IP 数量也大幅增加。根据 IBS 报告，以 28nm 工艺节点为例，单颗芯片中已可集成的 IP 数量为 87 个。当工艺节点演进至 7nm 时，可集成的 IP 数量达到 178 个，5nm 制程下可集成数字 IP 数量与数模稠浊 IP 数 量分别为 126 和 92 个，总计 218 个。可集成 IP 核数的增加将为芯片设计中的半导体 IP 核供应需求空间，IP 核市场 可受益于前辈制程的不断迭代。
IP 核及供应商生态圈可降落芯片开拓本钱，提升开拓效率。SoC 开拓本钱可拆解为 IP 资格、SoC 设计、验证、物理 设计、软件、原型、确认与测试几部分，个中本钱紧张来源于验证、软件、SoC 设计与物理设计，四类本钱占比总计 91%，而半导体 IP 将运用于验证、芯片设计、物理设计以及 IP 验证等多个环节，是芯片开拓本钱中的主要一环。好 的 IP 核生态可帮助降落芯片开拓本钱，以 ARM 生态为例，ARM 生态圈较广，各种 IP 核与开拓工具适配性较强，据 ARM 估计其所供应的 IP 生态可将 28nm 芯片开拓本钱降落合计 50%以上，个中紧张在 IP 资格、芯片设计、硬件验 证以及软件开拓与测试方面降本显著。
缩短上市韶光是半导体 IP 紧张需求来源。在芯片设计厂商选择 IP 自研和外购 IP 中几个关键成分为上市韶光、干系 设计师的可获取性、开拓本钱、干系开拓风险以及产品生态系统，外购 IP 紧张有可缩短芯片上市韶光、降落开拓成 本以及利用 IP 供应商生态等好处，但具备一定的商业风险等问题，个中通过外购 IP 以大大缩短上市韶光为芯片设计 厂商的紧张考量成分。
3、芯片的模块化设计是未来主要趋势，将不断催生新的 IP 需求
驱动模块化的紧张是两大缘故原由，第一，摩尔定律往前推进放缓，须要更多异构集成的办法实现系统级芯片，SoC 和 Chiplets 都须要半导体 IP 的支持；第二是 DSA（Domain Specific Architecture，特定领域架构）的兴起。 More Moore 与 More than Moore 趋势催生 SoC 与 SiP 技能，均需新的半导体 IP 的支持。后摩尔时期的集成电路 技能演进路线可分为延续摩尔定律（More Moore）、扩展摩尔定律（More than Moore）以及超越摩尔定律（Beyond Moore）三类， Beyond Moore 为推出量子器件、单电子器件等完备创新的电子系统，而在其余的 More Moore 与 More than moore 方向，小型化和多样化的趋势分别催生了 SoC 和 SiP 技能，SoC、Chiplets 以及 3D-Package 等技 术均须要新的半导体 IP 支持。
后摩尔时期依赖增加晶体管密度来提升打算性能乏力，DSA（Domain Specific Architecture）兴起。摩尔定律已经 持续了几十年，但在 2000 年旁边开始放缓，到 2018 年，根据摩尔定律得出的预测与实际能力已相差 15 倍。登纳德 缩放定律（Dennard scaling）指出随着晶体管密度的增加，每个晶体管的能耗将降落，因此硅芯片上每平方毫米上的 能耗险些保持恒定。而登纳德定律也于 2012 年旁边失落效，打算机性能的每年改进涌现明显限定。得到更高的性能提 升须要新的架构方法。从而 DSA 开始兴起。 DSA（domain specific architecture，特定领域架构）是一种针对特定领域定制的可编程处理器，能够用于加速某 些运用程序，实现更好的性能，实在 GPU 便是一个基于 DSA 思路设计的产品，其他芯片如 NPU、DPU 以及新兴的 AI 芯片等多种芯片均为 DSA 的产物，目前家当内的谷歌、Tesla、Cerebras、Oppo 等厂商也针对其特定运用实行他 们的 DSA 芯片。
DSA 拥有更高效率与更低能耗的缘故原由紧张来源于四个方面：
DSA 可在特定利用利用更高效的并行形式。例如在许多特定领域当中，相较于 MIMD（多指令多数据流）更不 灵巧的 SIMD（单指令多数据流）是可接管的，而 SIMD 在一个时钟步长内只需处理单一指令，从而可以得到更 高的效率。
DSA 可更高效地利用内存层次构造。内存访问本钱要远高于算数运算，例如访问 32kbyte 缓存须要能耗相称于做 32 位加法的大约 200 倍。而 DSA 常日利用由软件明确掌握运动的存储器层次，对付得当的运用，用户掌握 的存储器可以比高速缓存利用更少的能量。
DSA 可在特定领域降落利用的数据精度。用于做通用打算的 CPU 数据位数当前大多为 64 位，而在很多机器学 习和图形打算的特定领域中，64 位是高于所需数据精度的。
DSA 受益于以 DSL（Domain-Specific Language，特定领域措辞）编写的程序。DSL 编写的运用程序可实现 更高程度的并行、更好的内存构造与表示，并使运用程序更有效地映射到特定域的处理器。
以 Google TPU 为例，其 TPU 即为一种 DSA 运用。差异于一样平常的 CPU，TPU 的核心打算单元为矩阵单元，数据精 度为 8 位，利用更高效的脉动阵列（Systolic Array）形式以及 SIMD 掌握，从而使得 TPU 在单个时钟周期内所能执 行的乘加数是通用单核 CPU 的 100 倍。 DSA 的兴起将形成相应 IP 的需求。DSA 观点的兴起将在多个特定领域催生出专用芯片，而此类芯片的出身也将形成 对应的 IP 需求。例如当前的 GPU IP、NPU IP、VPU IP 等实质上均为 DSA 观点下的产物。在未来 DSA 运用进一步 广泛的趋势下，所需的 IP 支持也将保持增长。
4、Chiplet 行业趋势为 IP 行业带来新增量，有望驱动 IP 实现产品化
Chiplet（芯粒）是一种可平衡打算性能与本钱，提高设计灵巧度，且提升 IP 模块经济性和复用性的新技能之一。 Chiplet 实现事理与搭积木相仿，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（如 3D 集成等）集成封装在一起，从而形成一个别系芯片。
Chiplet 为 IP 供应商供应发展新机。Chiplet 继续了 SoC 的 IP 可复用特点的同时，进一步开启了半导体 IP 的新型复 用模式，即硅片级别的 IP 复用。不同功能的 IP，如 CPU、存储器、仿照接口等，可灵巧选择不同的工艺分别进行 生产，从而可以灵巧平衡打算性能与本钱，实现功能模块的最优配置而不必受限于晶圆厂工艺。Chiplet 模式具备开 发周期短、设计灵巧性强、设计本钱低等特点；可将不同工艺节点、材质、功能、供应商的具有特定功能的商业化裸 片集中封装，以办理 7nm、5nm 及以下工艺节点中性能与本钱的平衡，并有效缩短芯片的设计韶光并降落风险。 Chiplet 的发展演进为 IP 供应商，尤其是具有芯片设计能力的 IP 供应商，拓展了商业灵巧性和发展空间。
UCIe同盟成立，构建Chiplet互联规范。2022年3月，Chiplet互联标准UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express） 正式成立，发起人为 AMD、arm、日月光、谷歌、英特尔、Meta、微软、高通、三星与台积电，九家覆盖芯片设计、 软件系统、代工与封测的行业巨子。UCIe 同盟致力于实行 Chiplet 互联规范，当前同盟成员包括 Synopsys、Cadence、 ADI、博通等国际龙头，海内企业中也有芯原股份、芯耀辉、阿里巴巴、奇异摩尔等企业加入当中，成为海内首批加 入 UCIe 同盟的企业。
5、环球 IP 市场规模稳健增长，处理器 IP 市场规模最大，接口 IP 发展性最佳
从市场总体来看，IP 市场规模稳步提升，市场增速上行。半导体 IP 市场受行业整体周期性影响较弱，市场规模 2015 年来保持逐年上升趋势，且 2018 年后增速逐步提高，IPnest 数据，2021 年环球半导体 IP 核市场规模为 54.5 亿美元， 同比增速从 2018 年的 6.0%上升至 2021 年的 19.4%。估量未来几年市场规模将持续稳步扩展，IBS 数据，环球半导 体 IP 核市场规模有望在 2027 年达到 101 亿美元，IBS 口径下 2018~2027 年 CAGR 达 9%，个中处理器 IP 市场增 长较快，增速达 10%。
处理器 IP：规模最大子类，处理器 IP 为半导体 IP 市场中份额最大的品类，2020 年 IPnest 数据，处理器 IP 市场占 市场总额的 51%，市场紧张集中于代价量高且用量大的 CPU、GPU。处理器 IP 市场规模颠簸增长，2021 年环球处 理器 IP 市场为 27.4 亿美元，同比增长 16.6%。
接口 IP：未来增速最快品类，接口 IP 市场最大的五类接口 IP 为 USB、PCIe、DDR、以太网与 D2D、MIPI，五类接 口 IP 市场均有较快增长，2021 年接口 IP 市场合计 13.77 亿美元，同比增长 22.83%。IPnest 估量接口 IP 市场到 2025 年将达到 25 亿美元，2020-2025 年 CAGR 为 19%。
其他物理 IP 与其他数字 IP：接口 IP 中包含部分如 DDR 等物理 IP 与数字 IP，其他物理 IP 部门紧张包括数模稠浊 IP、 存储编译器 IP、射频 IP、OTP/MTP/Flash 等 IP 种类，IPnest 数据，2021 年其他物理 IP 市场规模 8.93 亿美元，同 比增长 24.17%。其他数字 IP 包括根本 IP 等非接口类数字 IP，2021 年市场规模为 4.38 亿美元，同比增长 17.70%。
三、环球 IP 行业竞争格局高度集中，EDA 公司深度布局 IP1、环球 IP 行业竞争格局已高度集中，业内并购频发
环球半导体 IP 行业高度集中，CR3 达到 66.2%。IP 行业市占率第一为 ARM，ARM 在处理器 IP 方面具有绝对上风， 并且在版税收入上也保持大幅领先地位，2021 年市占率 40.4%，第二第三分别为 Synopsys 和 Cadence，行业整体 高度集中于前三位玩家，CR3 达到 66.2%，CR10 为 79.3%。海内厂商芯原股份 2020 年霸占 2%的份额，排名第七。 2021 年大部分 IP 厂商营收均保持较高增速，行业整体增长 19.7%至 54.5 亿美元。
IP 行业于 90 年代开始快速发展，行业并购不断，ARM 以内生研发为重，Synopsys 大量并购打造最全产品线。行 业发展进程当前紧张可分为两阶段：行业酝酿期与行业爆发期。
行业酝酿期（1980~1990）。IP 行业紧张的三家龙头为 ARM、Synopsys 以及 Cadence，Synopsys 与 Cadence 均成立于 80s，在行业发展早期霸占领先地位的 Mentor Graphics 也同样成立于 80s，该公司后被西门子收购。 ARM 前身 Acorn 成立于 1978 年，并于 1985 便推出了第一颗 ARM CPU，到 1990s IP 行业整体仍以技能积累 与酝酿为主，干系收购案例与代表产品推出较少。
行业爆发期（1990~至今）。行业爆发期紧张为 1990s 至今，1990 年开始 Synopsys 逐步开始进行 IP 行业的大 规模收购，并通过大量收购的办法获取了宽广的产品线，当前在以接口 IP 为代表的多个 IP 子类市场均霸占行业 领先地位。ARM 以内生研发为重，ARM 30 余年景上进程中收购频率较低，通过其在处理器 IP 领域的绝对上风 霸占最大市场份额。Cadence 到 2010 年收购 Denali Software 才开始进入到 IP 领域当中，并同样通过并购的方 式快速打破，但其起步较晚产品线相对较少市占率较低。
行业紧张玩家频繁更迭，格局逐步趋稳，少数供应商霸占零散利基市场。行业较早期紧张玩家为 ARM、Synopsys、 Rambus、TTPCom 以及 Ceva 等，Gartner 数据，2002 年行业 CR3 与 CR5 分别为 38%与 49.7%，市场竞争格局 仍相对分散。经由 20 年的收购与淘汰后，当前行业玩家已高度集中于龙头，CR3 与 CR5 分别上升至 66.2%与 71.1%， 三家龙头已霸占大部分份额，别的玩家如 Imagination、SST、Ceva 以及 eMemory 等通过在 GPU、存储 IP 等专一 市场的领先上风获取一定份额，海内厂商如寒武纪、芯动科技等也在专一市场具有一定领先上风。 海内 IP 厂商快速发展与 AI、汽车智能化、Chiplet 等新技能趋势为 IP 行业带来一定新变量。海内 IP 厂商如芯原股 份等快速发展，2020 年市占率提升至第七位，2021 年连续坚持较为领先的水平，环球市占率为 1.8%。IP 行业当前 受益于 AI 运用泛化以及汽车智能化等来自下贱领域的推动，而中国为新技能领域中的环球大市场，海内 IP 厂商将有望在构建新兴市场国产供应链中充分受益。同时 Chiplet 等 IP 领域的新技能趋势也将为半导体 IP 行业竞争格局带来 一定的新变量。
IP 龙头厂商产品覆盖较广，别的厂商多专注于少数品类。紧张的三家龙头 IP 供应商经由多年景长后积累了覆盖较为 广泛的产品组合，ARM、Synopsys 与 Cadence 产品基本涵盖大部分品类的 IP，而其他厂商如 SST、Imagination 与 CEVA 等均较专注于某一品类的 IP，如 SST 紧张在存储 IP 上具有领先地位，Imagination 为 GPU IP 龙头，而 CEVA 为 DSP IP 龙头。海内企业中，芯原股份也正逐渐拓宽产品宽度，向平台型 IP 厂商发展，而其他厂商如寒武纪、国芯 科技、锐成芯微等产品分布上仍相对集中。
2、作为工具供应商的 EDA 公司切入 IP 具有天然上风，龙头 EDA 公司深度布局 IP
半导体 IP 是集成电路进步发展的产物，与 EDA 共同构成芯片设计的强大支柱。半导体 IP 是指已验证的、可重复利 用的、具有某种特定功能的集成电路模块，常日由第三方开拓。在家当发展早期，由于芯片的种类有限，当时的半导 体芯片设计难度较低，大部分芯片设计公司自身可以独立完成芯片的设计全流程，以是当时险些没有独立的 IP 厂商。 随着集成电路的发展，大规模集成电路（VLSI）逐渐霸占行业主流，半导体行业遵照摩尔定律的发展，单个芯片上集 成的晶体管数量已达上亿个，半导体芯片的流程分工愈发明细，环球 IDM 厂商数量极少，芯片行业发展更趋向于分 工协作。在芯片设计环节，超大规模集成电路所涉及的流程愈发繁芜，研发用度逐步升高，同时伴随着芯片种类的愈 加丰富，以及前辈制程的不断呈现，半导体 IP 为简化 IC 设计流程供应了极大便利，半导体 IP 以及应运而生的 IP 企 业是半导体家当发展的一定产物，合营前辈的 EDA 工具，芯片设计借助各种 IP 达到了极大的便捷。 EDA 与 IP 具备业务协同效应。EDA 产品与 IP 核商业模式相似，并且 EDA 厂商与 IP 厂商面临相同客户，为客户同 时供应 EDA 产品与 IP 产品将带来更大代价。EDA 龙头公司 Synopsys 与 Cadence 均在 IP 领域有深度布局，市占率 分别在第二与第三的位置，而另一 EDA 龙头 Simense EDA 前身为 Mentor graphics，在其创立早期阶段也曾涉足 IP 领域。海内 EDA 企业如华大九天、芯愿景等在 IP 领域也具备一些产品线。
国际龙头 EDA 公司在 IP 领域均有所布局。国际紧张的三家 EDA 公司分别为 Synopsys、Cadence 与 Mentor Graphics （现为 Siemense EDA），个中 Synopsys 在 IP 领域布局较早，1992 年推出其 DesignWare 系列后正式进入 IP 领域， 随后紧张依赖大量收购的办法拓展 IP 产线。Cadence 同样以 EDA 业务起身，2010 年通过收购 Denali 进入 IP 行业， 之后收购了Tensilica等几家公司布局处理器IP领域，收购Nusemi收成SerDes IP，产品线逐步拓宽。Mentor Graphics 同样在成立较早期便进入 IP 行业，Mentor 紧张发展重心在 EDA 领域，IP 业务的发展紧张依赖内生研发，产品线同 样相对稀疏，在行业较早期处于领先地位，后续 IP 市场份额低落逐步淡出 IP 市场，2016 年被西门子收购，之后改 名为 Siemense EDA。
3、ARM：处理器 IP 的核心玩家，环球最大的 IP 公司
产品集中于处理器，IP 存量丰富。ARM 在 IP 领域具有多年研发积累，IP 产品池极为丰富，处理器 IP、物理 IP 以及 系统 IP 共计 3000 余种，其处理器主打产品 Cortex-A、Cortex-R 以及 Cortex-M 系列产品也已有多代迭代产品，丰富 的 IP 储蓄将持续贡献收入。
ARM 成立于 1990，借力苹果，依赖生态高筑处理器 IP 壁垒。ARM前身为 Acorn 公司，其于 1985 年推出第一颗芯 片 Acorn RISC machine，随后在 1990 年 ARM 研发部独立出来成立 ARM 公司，并得到苹果公司参股。苹果公司的 环球首款 PDA 产品便采取了 ARM 处理器，随后 ARM 凭借其对开拓者的开放态度迅速扩大市占率，建立其独占的 IP 生态圈。2016 年 ARM 被软银收购，目前仍为软银子公司。
IP 产品具有较长生命周期，授权数持续增长助推收入稳步提升。由于 ARM 对授权的芯片持续收取版税，故收入来源 当中较多部分均来源于 IP 存量产品，IP 产品生命周期较长，在 ARM 版税收入构成当中，1994-2010 期间的授权贡 献收入超过 15%。同时 ARM 授权梳理保持增长，2020 年新产生处理器授权 141 份，持续增长的授权数将为古迹提 升供应支撑。
下贱市场稳定增长，ARM 凭借领先市占率有望充分受益。ARM IP 核下贱市场中市场规模最大以及市占率最高的移 动市场相对饱和，增长相对较稳定，ARM 估量 2029 年移动运用场置器 IP 市场规模将达到 430 亿美元，估量总体市 场可达 2320 亿美元，十年 CAGR 为 5.3%。ARM 作为 IP 市场市占率龙头，有望充分受益行业增长。
基于 ARM 芯片出货量增长迅速，累计授权数达 1931 份。2020 年基于 ARM 的芯片出货量明显提升，打破 250 亿颗， 持续增长的芯片出货量将为版税收入供应支撑，ARM 打消一些已未盈利的 IP 授权后，2020 财年累计的授权份数达 到 1931 份。
受益行业景气度上行，21 年收入明显增长，毛利率总体稳定。21 年芯片行业景气度上行，IP 各下贱运用市场普遍具 有较高增速，抬升 ARM 收入增长，ARM 估量 21 年收入可达 25 亿美元，同比增速 26.3%。同时 ARM 商业模式以及 产品本钱构成较为固定，毛利率基本长期保持稳定，据已表露时段数据，毛利率稳定在 93%旁边。
ARM 版税为收入紧张来源，处理器产品中 Cortex-M 系列贡献紧张版税收入。ARM 为在 IP 版税市场以及处理器 IP 市场中的龙头，版税收入也占 ARM 收入来源的紧张部分，FY2020Q3（CY2020Q4）中版税收入占 61.2%，其次为 授权费，占 27.2%。而在主打的处理器 IP 产品上，ARM Cortex-M 系列 IP 为处理器版税收入紧张贡献，FY2020Q3 中，Cortex-M 系列贡献处理器版税收入的 69%。
4、Synopsys：强大 EDA 工具粘性带来 IP 快速发展
Synopsys 成立于 1986 年，在其三大业务领域 EDA、IP 以及软件完全性产品均处于行业领先地位。Synopsys 再 EDA 领域有 35 年的研发与履历积累，当前在 EDA 市场中市占率第一，在 IP 与软件完全性产品领域同样具有多年积 累，半导体 IP 市占率第 2。
三大业务板块：EDA、IP 与系统集成以及软件完全性产品。Synopsys EDA 业务紧张供应数字与 IC 定制设计软件、 FPGA 设计、验证与制造 EDA 软件。IP 与系统集成业务供应涵盖广泛的 IP 产品以及系统集成办理方案，软件完全性 板块供应软件质量与安全干系软件。Synopsys 作为半导体家当链上游制造商，产品广泛运用于消费、汽车、工业等 多个领域。
IP 产品池覆盖广泛。Synopsys IP 产品紧张可分为接口 IP、仿照 IP、根本 IP、安全 IP、处理器 IP 以及子系统 IP， 接口 IP 种类丰富，Synopsys 在接口、仿照、嵌入式存储器和物理 IP 领域市占率排名第一。
大量并购铸就行业龙头地位。Synopsys 成立至今进行了约 80 余起并购，标的覆盖 IP、软件安全与质量、验证与原 型、硅工程以及芯片设计公司，Synopsys 在 IP 领域同样并购不断，紧张的两次并购为 2002 年收购 inSilicon 和 2010 年收购 Virage Logic，分别收成嵌入式存储器 IP 组合、接口 IP 组合以及嵌入式存储、NVM 等 IP。
收入稳步增长，利率稳定。Synopsys 业务收入增长较为稳定，公司估量 2022 财年收入可达 47.47-48.25 亿美元，同 比增长 14%-15%。毛利率与净利率基本稳定，毛利率坚持在 77%高下，净利率 2020 年/2021 年为 18%。
EDA 贡献紧张收入，IP 业务份额扩大。Synopsys 收入紧张来源为 EDA 和 IP 与系统集成板块，EDA 板块收入增速 相对较低，2021 年 EDA 收入 23.54 亿美元，同比增长 12.1%，占比从 2017 年的 66%低落至 2021 年的 56%，IP 与系统集成 2021 年收入 14.17 亿美元，同比增长 21%，份额从 28%上升至 35%。
5、Cadence：IP 业务起步相对较晚，产品线覆盖处理器和接口 IP
以 EDA 与 IP 为核，建立三层业务模型。Cadence 业务模型中第一层为 EDA 软件与 IP，供应数字设计与签核、定制 IC、验证、IP 以及 IC 封装设计与剖析工具及做事；第二层为系统创新板块，包括用于封装 IC 和 PCB 的封装系统设 计的工具和做事；第三层为万物智能板块，供应办理方案和做事来开拓人工智能增强型系统，并将机器学习和深度学 习功能添加到 Cadence 技能组合中，以使 IP 和工具更加自动化，更快地产生优化结果。
IP 储备相对较少，分为设计 IP 与处理器 IP 两类。Cadence 将其 IP 产品分为设计 IP 与 Tensilica 处理器 IP 两类，设 计 IP 紧张包括接口 IP、112G/56G SerDes、PCIe 与 CXL、存储 IP 以及 Chiplet，处理器 IP 包括 AI IP、Xtensa 控 制器及一些 DSP IP。
成立于 1982 年，EDA 起身，大量并购扩展业务线。Cadence 来源于分别成立于 1982 年和 1983 的 ECAD 和 SDA 公司合并而成，早期专注于后端设计工具，自成立以来，通过大量并购逐步扩宽了 IP、系统设计等业务线，当前在 EDA 与 IP 领域均处于领先地位。
收入与净利润稳步提升。Cadence 业务收入持续稳步增长，2016~2021 年 CAGR 为 10.5%，2021 年达到 29.9 亿美 元，净利润同样保持稳步增长，2019 年净利润的异动来源于所得税补偿，2021 年公司实现净利润 6.96 亿美元，同 比增长 17.8%。
收入紧张来源于 EDA 软件，IP 所占份额较小。Cadence 五大产品线收入贡献较为平衡，紧张收入来源为 EDA 软件， IP 收入贡献占比总体较小，2021 年 IP 产品实现收入 3.9 亿美元，占总收入份额为 13%，同比增长 3.4%，IP 收入增 速有所放缓。
6、Imagination：从 GPU IP 向多类型处理器 IP 拓展
Imaginaiton 为 GPU IP 龙头。Imagination 核心技能与主打产品为 GPU IP，当前 Imagination 产品组合从 GPU 品类 逐渐拓展到 CPU、AI 芯片 IP 中。GPU IP 方面，Imagination 当前主打 IMG CXT 系列产品、IMG-B 与 IMG-A 系列 产品，2021 年推出 Catapult CPU 系列拓展 CPU 市场。此外在 AI 芯片领域，Imagination 也推出了 IMG 4NX-MC4、 IMG 4NX-MC8 等 8 款系列产品，运用于 ADAS、数据中央、移动设备等多个领域。
Imagination 和生态互助伙伴，包括引擎、工具和运用开拓者保持深度互助，同时 Imagination 也是 Khronos 等标准 组织会员，参与 OpenGL/OpenGL ES/Vulkan/OpenCL 等 API 规范，其 PowerVR GPU 产品与之高效兼容。当前 Imagination 互助伙伴覆盖如谷歌、腾讯、TSMC、LINUX 等家当链高下游多家厂商。
7、Ceva：专注于旗子暗记处理 IP 的供应商，受益于 AI 和数字智能化趋势
CEVA 专注旗子暗记处理 IP，产品组合紧张包括 DSP IP、AI IP、无线平台、传感领悟等 IP。CEVA 成立于 2002 年，在 DSP IP 市场霸占龙头地位，产品运用领域包括手机等消费电子、汽车、工业与物联网等，紧张在手机领域 DSP IP 有较高份额。
当前 CEVA 授权合约已超过 400 余份，互助客户包括天下领先的半导体与消费电子厂商，如英特尔、联发科、诺基 亚、博通、三星、意法、东芝等。广泛的互助客户圈为 CEVA 持续供应产品版税收入的同时也建立了 CEVA IP 的生 态圈。
CEVA IP 签约数与授权设备均呈增长趋势。2021 年整年 CEVA IP 新授权数量为 73 份，整年授权设备实现出货量 16 亿台，均呈逐年增长趋势，授权数量与其出货量的增加将为 CEVA 未来版税收入供应支撑。从授权客户领域分布情形 来看，大部分为蓝牙与 WiFi IP 授权，在 2021 年达到 41 份，授权设备出货 IP 同样紧张来源于手机设备中的蓝牙、 WiFi，2021 年分别达到 8.3 亿与 1.8 亿台。
营收增长较为稳健，大力投入研发致净利润表现萎靡。CEVA 自 2008 年以来营收总体保持上行趋势，2021 年实现 业务收入 1.2 亿美元，同比增长 22.7%，整年实现净利润 40 万美元，紧张缘故原由为 2018 年以来 CEVA 研发投入力度 较大，净利润坚持在较低水平。
CEVA 报告收入板块分为版税、授权与 NRE 两大板块。个中 NRE (Non Recurring Engineering)板块紧张为承接包括 SoC、FPGA、射频、仿照等芯片设计项目收入，2017 年以来授权与 NRE 板块收入份额有扩大趋势，2021 年占比已 达到 59%，版税收入板块与授权设备出货数量干系性较强，保持小幅增长趋势。
8、SST：专注于存储 IP，技能能力行业领先
SST 专注存储 IP，并推出独立存储器产品。SuperFlash 为 SST 的核心技能，已用于多数晶圆厂与 IDM 的 500nm 到 28nm 的工艺平台上，同时 SST 的包括 EEPROM、NOR Flash、EERAM 与穿行 SRAM 在内的存储器产品也在 Microchip中单独作为一条产线发卖。memBrain技能于 2017 年推出，几家公司已采取该办理方案进行人工智能打算。 除此之外，SST 还供应有关 Flash 宏设计、鉴定和测试的设计做事。
SST 成立于 1989 年，成立以来依赖在 NOR Flash 领域的领先技能上风营收实现快速增长，从 1993 年的 2400 万美 元增长至 2009 年被 Microchip 收购前的 17.2 亿美元，CAGR 达 31%。2010 年 SST 被 Microchip 收购，随后 SST 专注于 SuperFlash 存储 IP 技能研究，基于 SuperFlash 的 SST 存储产品被 Microchip 接管为一条独立产线进行发卖， 2017 年推出 memBrain 布局拓展到 AI 芯片领域。
SuperFlash 技能紧张上风为擦除韶光低，业内显著领先。SST 的核心技能 SuperFlash 在擦除韶光上具备显著上风， 据 Microchip 数据，在 Sector Erase、Block Erase 以及 Full Chip Erase 上 SuperFlash 可分别实现 2 倍、20 倍以及 1000 倍的性能上风，在功耗方面优化效果同样显著。擦除韶光的降落可直接带来本钱节省上的收益，Microchip 打算 在 SuperFlash 技能下，每单元产品可节省 0.192 美元的本钱。
9、eMemory：专注 Logic NVM IP
力旺成立于 2000 年，成立至今专注于 Logic NVM IP。当前力旺业务板块分为 OTP、MTP、PUF 与其他分外品类 IP 四大板块，力旺客户资源丰富，紧张客户包括等 25 家 Foundry、环球 10 家紧张 IDM 以及多家 Fabless 厂商，个中 包括台积电、瑞萨、东芝、联电、格芯等实力雄厚的客户。力旺凭借领先技能上风已实现 4300 万搭载其 IP 的芯片出 货，客户数量超过 1950 家，超过 5950 份授权。
力旺依赖授权费与版税创收，紧张客户为 IC 设计企业与 Foundry。力旺商业模式上与 Foundry 和设计公司互助，在 Foundry 方面，向代工厂授权公司 IP 模块并供应技能支持，帮助代工厂构建开放的芯片设计平台，代工厂向 IC 设计 企业供应代工做事，设计公司可在代工厂平台上完成开拓，力旺同时收取授权费与版税，同样对芯片设计企业也通过 IP 授权的办法收取授权费与版税。
营收与净利增长稳健。力旺 2018~2020 分别实现业务收入 3.30/3.28/4.12 亿元，同比增速+9.0%/-0.5%/+25.7%，实 现净利润 1.37/1.26/1.64 亿元，同比增速+4.0%/-7.9%/+30.3%。营收与净利润基本保持稳步增长，2020 年受益半导 体行业景气度上行增速较高。
力旺业务收入紧张来源于版税。力旺营收构造中版税占大部分，2015 年以来版税收入占频年夜致稳定在约 70%，授权 费与版税收入整体均稳定增长。
四、海内 IP 家当国产替代空间大，重在构建 IP 生态1、半导体 IP 国产化率低，核心 IP 亟待打破
从海内 IC 市场整体来看，海内自给率较低。据 IC insights 数据，2020 年环球与中国 IC 市场规模分别为 3957 亿美 元与 1434 亿美元，而个中位于中国的 IC 公司生产额为 227 亿美元，占中国 IC 市场的 15.9%，估量在 2025 年提升 至 19.4%，中国自主 IC 公司 2020 年实现发卖额 83 亿美元，在海内所有 IC 公司生产额中占比 36.6%，而在海内 IC 整体市场中仅占 5.8%，自给率较低，离实现国产 IC 供应链自主可控仍有较长间隔。
IP 核市场海内干系企业较少，市场份额较低。半导体 IP 核行业具有较高的技能壁垒与生态壁垒，市场份额高度集中 于外洋龙头公司，海内代表企业较少，紧张仅芯原股份、寒武纪等，且市场份额较低，2020 年芯原股份市占率仅为 1.8%，自主可控的 IP 核有待打破，国产替代空间较大。
2、海内代工厂崛起，有望带动构建国产 IP 生态链
海内代工厂逐步具备国际竞争水平，助力国产生态链构建。海内代工厂处于逐步开始崛起，呈现出如中芯国际、华虹 集团等逐步具备国际竞争水平的企业，IC insights 数据，海内代工厂环球市场份额从 2011 年的 7.2%提升至 2021 年 的 8.5%，并估量在 2026 年有望提升至 8.8%。DITITIMES 数据，海内代表企业中芯国际与华虹集团进入市场份额前 十的行列，市占率分别达到 5.7%与 3.1%。海内代工厂的快速发展将对上游半导体 IP 家当形成推力，带动国产行业生态链的构建。
代工厂与 IP 供应商互助关系紧密，为客户搭建开放设计平台。晶圆厂直接对接芯片设计厂商，开放易用的芯片设计 平台是代工厂的核心竞争力之一，为减少设计障碍、提高首次成功率，缩短设计、量产与上市韶光，代工厂与 EDA / IP 等上游厂商紧密互助，在工艺平台上供应了全面的 IP 与设计工具支持。以台积电为例，台积电 OIP（Open Innovation Platform）平台是一个涵盖全面的 IC 设计平台，包含由台积电自研或第三方的 IP 组合，以及互助伙伴所供应的 EDA、 VCA 与 DCA 工具。IP 支持方面，已有多家龙头 IP 厂商加入到台积电 IP 同盟中，2021 年台积电自研及其 IP 同盟所 能支持的 IP 种类已超过 40000 种。代工厂的发展与竞争力构建将离不开与 IP 供应商的紧密互助，当前海内代工厂的 迅速发展也将为国产 IP 供应商供应机会。
中芯国际 IP 支持广泛，供应多个开拓平台。中芯国际作为海内代工厂龙头，在 IP 支持方面，具有 1000 余种内部自 研 IP，互助 IP 供应商 50 余家，互助伙伴供应 IP 共 800 余种，IP 种类涵盖单元库、仿照/稠浊旗子暗记 IP、高速接口 IP、 嵌入式处理器与 DSP IP、嵌入式存储 IP 与射频 IP 几类，并基于这些 IP 品类，供应 IP 运用开拓平台包括数字家庭 IP 平台、移动存储 IP 平台、数据中央 IP 平台、移动打算 IP 平台与物联网 IP 平台等，为客户设计多领域办理方案提 供了充足的 IP 库支持。
IP 生态同盟壮大，包含多家海内 IP 厂商。中芯国际互助 IP 厂商种包含 ARM、Synopsys、Cadence、Imagination、 西门子、CEVA、SST 等多家国际 IP 龙头厂商，同时在对国产供应链的支持方面，中芯国际互助 IP 厂商也包括如芯 原股份、芯动科技、橙科等多家国产厂商。
3、AI 和汽车智能化为国产 IP 带来发展良机，从单品类拓展到 IP 平台化
中国为汽车智能化最紧张市场之一，国产智能车家当链借力迅速发展。汽车为半导体 IP 下贱紧张运用领域之一，汽 车智能化趋势为汽车领域当前的紧张增量，汽车智能化紧张表示在汽车新增的自动驾驶与智能座舱功能方面，自动驾 驶方面来看，IHS 数据，2020 年环球自动驾驶规模为 500 亿美元，估量在 2035 年可达到 5600 亿美元，CAGR 为 17.5%。个中海内自动驾驶市场在环球范围内为最紧张的市场之一，2020 年市场规模为 1376 亿元，估量未来几年仍 将保持高速增长，在智能驾驶级别逐步提高的同时，智能座舱功能也日益丰富，多种舱内需求对芯片性能哀求也逐步 增加。海内汽车智能化趋势将为包括半导体 IP 行业在内的汽车家当链各环节带来增量。
AI 运用不断拓展，AI 芯片发展须要新的半导体 IP 核支持。AI 技能可广泛运用于多个领域，AI 运用逐渐拓展的同时 对 AI 芯片的需求也逐步增加，市场规模快速扩展，环球与海内 AI 芯片市场 2019 年分别为 110 亿美元与 122 亿元， 估量 2024 年将可分别达到 630 亿美元与 785 亿元，5 年 CAGR 分别为 42%与 45%。AI 芯片市场的快速发展将须要 新的干系 AI IP 核支撑，当前国内外多家 IP 核厂商已在积极布局 AI IP 核领域，包括 Cadence、CEVA、SST、芯原 股份、寒武纪等。
目前国内外多家 IP 厂商积极布局 AI 领域。ARM、Synopsys 与 Cadence 均推出了 NPU IP，个中 Synopsys 于 2022 年推出的 ARC NPX6 所供应的 AI 算力为当前业内领先，在 5nm 1.3GHz 主频下可达到 250TOPS 以上。别的厂商如 SST、CEVA 及 Imagination 也相继推出了 NPU IP、神经网络编译器或 AI 处理器 IP 等，个中 SST 仍专注于存储 IP 领域，其推出的 memBrain 为神经形态仿照存储 IP，可用于增强边缘端推理能力。海内 AI IP 布局厂商紧张为芯原股 份与寒武纪，紧张产品为 NPU IP 等。
4、设计做事业务驱动国产 IP 需求，有望实现设计做事与半导体 IP 协同发展
海内芯片设计行业高速发展，推动 IP 需求增长。芯片设计公司为半导体 IP 厂商的直接客户，中国的芯片设计公司数 量快速增加。ICCAD 公布的数据显示，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，2019 年则增长至 1,780 家，年均复合增长率为 24.71%。设计行业发卖规模从 2013 年的 809 亿元增长至 2018 年的 2,519 亿元，年均复合增长率约为 25.50%。海内快速发展的芯片设计行业将直接推动 IP 需求增长。
IP 厂商同时布局芯片设计做事和量家当务。海内芯片设计行业高速发展对 IP 行业形成推力的同时，不少海内半导体 IP 厂商也在向下贱业务延伸，基于自身自研 IP 或部分外购 IP，向客户供应芯片定制服务。以芯原股份为例，芯原股 份在授权自身 IP 产品之外，还供应芯片定制服务，芯片定制服务包括芯片设计做事与芯片量产做事，芯片设计业务 紧张指根据客户哀求供应芯片设计流程中，即从芯片定义到样片生产流程的部分或全部做事。芯片量家当务紧张指按 客户哀求供应委托晶圆厂进行晶圆制造、委托封测厂进行封测，并供应以长进程中的生产管理做事。
五、重点公司剖析芯原股份：海内 IP 龙头企业，一站式芯片定制服务与 IP 业务协同发展
芯原股份成立于 2001 年，其独占的经营模式称为 SiPaaS（Silicon Platform as a Service）模式，即以自研半导体 IP 为核心，供应一站式芯片定制服务和半导体 IP 授权做事，其业务范围覆盖消费电子、汽车电子、打算机及周边、工 业、数据处理、物联网等行业运用领域。 SiPaaS 做事模式。公司业务构造分为一站式芯片定制服务与半导体 IP 授权做事，除类似于外洋公司的 IP 授权做事 之外，芯原股份还供应一站式芯片定制服务，按做事的不同环节可分为芯片设计做事和芯片量产做事。 IP 储备丰富，筑牢业务核心。公司盈利模式核心在于其自研 IP 种类，公司目前具有图形处理器、神经网络处理器、 显示处理器、视频处理器、数字旗子暗记处理器以及图像旗子暗记处理器六大处理器 IP，1400 多个数模稠浊 IP 和射频 IP， 以及多个 SoC 设计根本 IP。根据 IPnest 统计，芯原是 2019 年中国大陆排名第一、环球排名第七的半导体 IP 授权服 务供应商，个中公司的图形处理器（GPU，含图像旗子暗记处理器 ISP）IP、数字旗子暗记处理器（DSP）IP 分别排名环球前 三；公司的视频处理器（VPU）IP 同样环球领先，做事于浩瀚国际行业巨子的多种产品。
净利润亏损持续收窄，2021 整年实现扭亏。从公司营收来看，除 2018 年受终端客户销量影响有小幅下滑为，别的 年份均保持较快增长，2020 年度达到 15.1 亿元，同时归母净利润亏损额度逐步减小，2020 年度亏损缩小至 25.6 亿 元。根据公司 2021 年公告，2021 整年公司营收 21.4 亿元，归母净利润为 1329 万元，首次实现扭亏。
IP 授权收入占比逐步扩大，贡献紧张毛利。公司 IP 授权业务自 2016 年以来收入占比逐步扩大，从 2016 年的 28% 提高至 2021 年的 33%，增长紧张来自知识授权的做事模式。从毛利上看，芯片设计与芯片量产做事毛利率坚持在 20%以下，毛利紧张由 IP 授权贡献，由于业务模式的差异，IP 授权业务具有高毛利率的特色，其本钱紧张仅为项目 技能支持人工本钱，整体毛利率坚持在 90%以上，2021 年度 IP 授权在公司毛利中占比为 78%。
费率总体稳定，毛利率上行趋势。公司 2016-2021 费率总体保持稳定，2020 年研发费率的上涨来源于公司扩充研发 团队导致 168 人的研发职员增加，21 年伴随公司营收的迅速增长费率有所回落。公司整体毛利率保持上行趋势，2020 年公司毛利率为 45%，2021 年的小幅下滑缘故原由为毛利率较低的芯片定制业务占比有所上升。
寒武纪：深耕终端智能处理器 IP，商业化落地逐步推进
聚焦云-边-端智能芯片，拥有三条业务线。寒武纪主营业务是运用于各种云做事器、边缘打算设备、终端设备中人工 智能核心芯片的研发、设计和发卖，以及为客户供应丰富的芯片产品与系统软件办理方案。目前，公司的紧张产品线 包括云端产品线、边缘产品线、IP 授权及软件。 三大业务线构筑全流程软件开拓平台。开拓者可通过寒武纪软件开拓平台实现从模型演习到模型推理的全流程，更为 便捷高效，加快端到端业务落地的速率，减少模型演习到模型支配之间的繁琐流程，降落学习本钱、开拓本钱和运营 本钱。
寒武纪的终端智能处理器 IP 产品紧张有 1A、1H 和 1M 系列，分别于 2016、2017、2018 年推出，IP 覆盖从 0.5TOPS 到 8TOPS 的区间内不同档位的人工智能打算能力需求，其片上缓存的尺寸亦可按照需求进行配置，公司智能处理器 IP 可集成于手机 SoC 芯片以及各种 IoT SoC。
业务持续拓展拉动营收高增速。寒武纪在 2018 年以来收入增长迅速，公司 2019 年~2021 年分别实现营收 4.4 亿元、 4.6 亿元与 7.2 亿元，同比增长 280%、3.4%与 57.1%，寒武纪在 2018 年、2019 年与 2021 年的收入高增长分别来 自于 IP 业务拓展新客户华为海思、智能打算集群系统规模放量与边缘端智能芯片和加速卡收入高增长，不断拓展的 客户与业务推动营收保持高增速。同时寒武纪研发用度持续保持较高水平，导致 2017 年以来净利润处于亏损，2021 年归母净利润为-8.25 亿元。
IP 业务逐年下滑，公司业务初期 IP 营收占比较大，2017 年贡献收入的 98%，2018 年公司智能芯片与加速卡等产品 逐步开始放量，2018 年 IP 收入相对较高的缘故原由为实现了向华为海思的授权，授权收入与版税收入均较高，随后 2019~2021 年客户拓展有限，授权用度均较少，IP 营收紧张来源于版税收入，并呈逐年下滑趋势，2021 年 IP 业务 实现收入 687 万元。
研发费率高致净利率为负。寒武纪毛利率处于逐年下滑趋势，紧张缘故原由为相对较低毛利产品的份额扩展，2021 年寒 武纪毛利率为 62%，2017 年与 2019 年管理费率较高紧张来自于大额股份支付，2020 年与 2021 年总体趋于稳定， 同时公司研发费率较高，持续坚持在 150%以上的水平，导致净利率为负，2021 年净利率为-115%。
国芯科技：自主可控的嵌入式 CPU 核供应商
国芯科技紧张产品与做事包括 IP 授权、芯片定制服务和自主芯片及模组产品等三大类业务，公司核心技能即为自主 IP 库，并基于自主 IP 供应芯片定制服务，芯片定制服务包括定制芯片设计做事和定制芯片量产做事，同时国芯科技 还供应自主芯片与模组产品，产品紧张运用于信息安全、汽车电子和工业掌握、边缘打算和网络通信三大关键领域。
IP 业务供应嵌入式 CPU 内核产品及 SoC 设计平台。国芯科技基于 MCore、PowerPC 和 RISC-V 三大指令集，设 计了具有自主知识产权的 8 大系列 40 余款 CPU 核，除 IP 核授权以外，公司基于自主可控的嵌入式 CPU 核、自主 研发的外围运用 IP 模块并结合外部采购的部分外围 IP 模块，建立了面向信息安全、汽车电子和工业掌握、边缘打算 和网络通信三大 SoC 芯片设计平台。
公司成立于 2001 年，基于三大指令集完成 40 余款 CPU 内核研发。公司成立至今持续保持研发创新，分别从 2001 年、2010 年以及 2017 年开始摩托罗拉 MCore、IBM PowerPC 以及 RISC-V 指令集的嵌入式 CPU 研发，并基于对 应 IP 推出了 SoC 设计平台。
收入与利润增长稳健，21 年表现亮眼。国芯科技业务运营情形良好，公司历年各业务板块均保持较稳定增长，2021 年实现总收入 4.1 亿元，同比增长 57%，实现净利润 7020 万元，同比增长 53.5%，增速较高。
自主芯片与模组产品快速放量，紧张下贱领域为信息安全，IP 收入持续增长。国芯科技自主芯片产品自 2019 年以来 保持较快放量，2020 年的小幅下滑来源于受政策影响的金融安全芯片销量低落，2021 年持续升势，自主芯片与模组 产品贡献收入占比已达 54.2%。个中自主芯片与模组产品紧张用于信息安全领域，而 IP 产品方面紧张做事于汽车电 子和工业掌握领域客户。
自主芯片与模组放量致毛利率低落，费率情形改进。2021 年整年公司毛利率的低落来源于毛利率较低的自主芯片与 模组的快速放量，整年实现毛利率为 53%，净利率为 17.2%，净利率基本持平。三费上国芯科技用度支出保持增长， 而收入持续扩展带动费率低落。
锐成芯微：半导体物理 IP 和芯片定制服务供应商
锐成芯微是一家具有创新能力的物理 IP 供应商，公司致力在万物互联时期实现人与人、人与物、物与物之间的全面 连接，为促进数字经济发展、培植数字中国供应领先的物理 IP 办理方案。公司主营业务为供应集成电路产品所需的 半导体 IP 设计、授权及干系做事，紧张产品及做事包括仿照及数模稠浊 IP、嵌入式存储 IP、无线射频通信 IP 与 有线连接接口 IP 等半导体 IP 授权做事业务和以物理 IP 技能为核心竞争力的芯片定制服务等。 公司针对物联网运用处景特点，不断打破芯片功耗、面积和本钱等方面的技能瓶颈，持续进行低功耗、小面积和高可 靠性的半导体 IP 技能研发和创新。经由多年景长，公司已拥有覆盖环球 20 多家晶圆厂、14nm~180nm 等多个工 艺节点的 500 多项物理 IP，积累并搭建了聪慧城市、聪慧家居、工业互联网、可穿着设备等多种物联网芯片 IP 解 决方案，助力互助伙伴高效、安全地完成芯片设计，缩短芯片产品的验证及上市韶光，提高量产良率，降落开拓本钱， 加强物联网产品生态的个性化、丰富度和市场竞争力。根据 IPnest 报告，锐成芯微是中国大陆排名第二、环球排名 第二十一的半导体 IP 供应商。锐成芯微作为中国紧张的物理 IP 供应商之一，在仿照及数模稠浊 IP、无线射频通 信 IP 等物理 IP 细分领域具有显著的竞争上风。个中，公司的仿照及数模稠浊 IP 排名中国第一、环球第三，2021 年环球市场霸占率为 6.6%；公司的无线射频通信 IP 排名中国第一、环球第三，2021 年环球市场霸占率为 4.5%。
锐成芯微成立于 2011 年，致力于集成电路知识产权（IP）产品设计、授权，并供应芯片定制服务。公司立足低功耗 技能，已逐步发展和构建完成以超低功耗仿照及数模稠浊 IP、高可靠性存储 IP、高性能射频 IP 及高速接口 IP 为主 的产品格局，拥有国内外专利超 100 件，先后与环球 20 多家晶圆厂建立了互助伙伴关系，累计开拓 IP 500 多项，服 务环球数百家集成电路设计企业，产品广泛运用于 5G、物联网、智能家居、汽车电子、聪慧电源、可穿着、医疗电 子、工业掌握等领域。
牛芯半导体：海内接口 IP 供应商
公司专注接口 IP，覆盖 SerDes 与 DDR 等产品线。牛芯半导体在主流前辈工艺布局 SerDes、DDR 等中高端接口 IP， 除 SerDes 与 DDR IP 外，牛芯还具备 7nm 及以上后端设计做事能力，供应从 Spec 导入到量产的一站式定制化芯片 办理方案。产品广泛运用于 5G 通信、AI 运算、聪慧终端、网络交流、基站芯片、云打算、做事器、存储等领域，累 计做事客户超过 100 家。牛芯半导体与 SMIC、UMC、TSMC、Samsung、HLMC 五大 Foundry 厂互助，拥有自主 可控的核心技能，已申请多项专利。
SerDes IP 具备海内领先水平。28G/32G SerDes IP 为牛芯代表产品之一，28G SerDes 技能是有线与无线通信运用 中的关键互联技能，牛芯半导体基于国产 SMIC14nm 工艺的 28G SerDes IP 一次流片即成功硅验证，成为行业内唯 逐一款国产长距 28G SerDes IP。
牛芯已加入 UCIe 同盟，共建 Chiplet 生态。2022 年 3 月，英特尔、AMD、ARM、高通、三星、台积电、日月光、 Google、Meta、微软等十余家行业巨子联合成立了 UCIe 家当同盟，该同盟旨在建立统一的 die-to-die 互连标准，打 造一个兼具开放性、可互操作性的 Chiplet 生态系统。2022 年 4 月牛芯半导体加入 UCIe，成为首批加入的国产 IP 企 业，共同参与 Chiplet 接口规范的标准化研究与运用。
芯动科技：高速稠浊电路 IP、芯片定制服务和 GPU 产品供应商
供应高速稠浊电路 IP、芯片定制服务与 GPU 三类产品。芯动科技聚焦打算、存储和连接等三大赛道，供应主流工艺 厂（台积电/三星/格芯/中芯国际/联华电子/英特尔/华力）从 55 纳米到 5 纳米的 IP 和芯片定制办理方案。公司成立于 2007 年，已授权支持环球逾 60 亿颗高端 SoC 芯片进入大规模量产，历史客户涵盖瑞芯微、全志、君正，以及 AMD、 微软、亚马逊、高通、安森美等多个有名企业。
公司推出第一代 GPU 产品。公司风华 1 号单芯片 A 卡渲染能力达到 160GPixel/秒，FP32 浮点性能达到 5T FLOPS， 支持Linux/龙芯/Windows/安卓操作系统图形框架，同时支持 4路 4K@60、16路1080P@60fps或 32路 720P@30fps， AI 性能为 25TOPS。
公司已推出自主 Chiplet 办理方案。UCIe 标准发布后，芯动科技便推出自主研发的与 UCIe 标准兼容的 Chiplet 办理 方案 Innolink，当前已在前辈工艺上量产验证成功。芯动综合考虑 SerDes 和 DDR 的技能特点，在 Innolink-B/C 采 用了 DDR 的办法实现，供应基于 GDDR6/LPDDR5 技能的高速、高密度、高带宽连接方案，而针对长间隔 PCB、线 缆的 Chiplet 连接，Innolink-A 供应基于 SerDes 差分旗子暗记的连接方案，以补偿长路径的旗子暗记衰减。芯动科技前瞻性布 局 DDR 的技能路径，使得公司在 Chiplet 产品上具备先发上风，当前处于业界领先水平。
灿芯半导体：IP 授权与芯片定制服务供应商
灿芯半导体供应 IP 授权与芯片定制服务。灿芯半导体的 YOU 系列 IP 和 YouSiP（Silicon-Platform）办理方案，经由 完全的流片测试验证，可广泛运用于 5G、AI、高性能打算、云端及边缘打算、网络、物联网、工业互联网及消费类 电子等领域。YOU 系列 IP 包括 DDR、SerDes、RF、USB、MIPI 等，灿芯还基于 ARM、Synopsys、Cadence 等 主流厂商 IP 以及自研 IP 研发 YouSiP 平台办理方案，并供应干系设计做事。
灿芯成立于 2008 年，创立之初紧张业务为芯片设计，2016 年正式推出自有 IP 品牌 YouIP，之后通过不断地内生研 发拓展自主 IP，得到赛迪顾问技能百新企业、EE Times 最具潜力半导体新秀等多项奖项，得到上海市以及工信部专 精特新企业认定等资质，一定程度上表示了公司的技能上风。
灿芯 IP 产品以及芯片设计互助代工厂为中芯国际，2010 年公司得到中芯国际投资，与中芯国际为深度计策互助关系。 IP 核产品均在中芯国际工艺上完成。同时公司芯片设计做事互助伙伴包括国际主流 IP 厂商 ARM、Synopsys 与 Cadence，以及 Amkor、日月光等封测厂。
芯耀辉：专注于接口 IP，供应 IP 升级做事
专注于接口 IP，同时供应 IP 升级做事。芯耀辉当前 IP 组合集中于接口 IP，包括 DDR、PCIe、HDMI、USB、SATA、 MIPI 与 SerDes IP，除干系 IP 授权做事外，芯耀辉还供应 IP 升级做事，紧张为芯片调试、IP 子系统、系统设计与性 能剖析以及 IP 硬化四类做事。
与 Synopsys 达成互助，得到 DesignWare 授权。2021 年芯耀辉与 Synopsys 建立计策互助关系，Synopsys 授权 芯耀辉利用其 12-28nm 工艺技能、适配海内芯片制造工艺的 DesignWare USB、DDR、MIPI、HDMI 和 PCI Express 的系列 IP 核。芯耀辉在得到这次新思科技的授权后，将利用这些经由 Synopsys 硅验证的接口 IP 核为海内芯片制造 公司的工艺供应针对性的定制、优化 IP 以增强芯片设计的自动化水平，并提升客户系统的验证水平，为客户产品的 集成和支配供应加速度。
和芯微：专注于高速高精度数模稠浊旗子暗记集成电路 IP
和芯微成立于 2004 年，专注于高速高精度数模稠浊旗子暗记集成电路 IP 核的研发、推广和授权。当前公司业务紧张为 定制 IP 授权、SoC 设计做事与芯片测试做事，IP 组合包括高速接口、高速 I/O、ADC 等 IP，基于自身 IP，向客户提 供 SoC 设计做事，同时也供应 IC 封测办理方安，做事的海内外客户数量已超过 100 家，报告专利 400 多项，个中 包括 85 项美国专利。 公司的核心技能是高速串行接口技能、音频编解码（Audio Codec）技能和高速 AD-DA 转换技能。高速串行接口技 术供应高达 12.5Gbps 的速率，涵盖 USB3.0、SATA、PCIe 和 Rapid IO 等技能，音频编解码可供应 16 位至 24 位 精 度 音频 转换 ， 高速 AD 提 供位宽 10bit/12bit， 采 样 速率 可达 200MHz 。公 司与 紧张 的 晶圆 代 工厂 在 22nm/28nm/40nm/55nm/65nm/90nm/0.13μm/0.18μm 等工艺开展互助，供应经由批量生产验证或硅验证的 IP 产品， 同时也可根据需求定制 IP 产品。
和芯微 80%以上为研发职员。公司目前员工数超过 200 人，研发职员为 166 人，占比超过 80%，个中有 68 人为具 有 10 年以上开拓履历的闇练工程师，曾参与上百个 IP 定制/SoC 设计项目。职员分布上仿照电路、IP 数字电路与 SoC 数字电路职员占比较高。
中原芯：多处理器 IP 供应商
中原芯拥有完备自主知识产权的 CPU、DSP、GPU 和 AI 处理器 IP，基于创新的统一指令集架构、微架构和工具 链，面向物联网、边缘打算和云打算运用，供应高性能和高能效平分歧系列的定制化芯片产品。当前中原芯的 IP 组 合紧张包括 CPU、AI 加速器与 ISP IP，一款 GPU IP、32 位低功耗 CPU 以及一款低功耗音频 DSP IP 在研中。除 IP 授权外，中原芯还供应 SoC 平台，当前为 GP 3600 与 GP8300 两款产品，基于 GP3600 的人工智能芯片办理方案可 覆盖智能驾驶、智能安防、智能家居、机器人、工业物联网等多个领域。FPGA 板卡方面，中原芯供应可编程 AI 加 速卡、编解码加速卡与智能网卡。
中原芯 GPTX1 CPU IP 为公司代表产品之一，GPTX1 CPU 是中原芯自主架构的面向嵌入式的 CPU 核，GPTX1 CPU 是中原芯统一处理器平台（Unity Platform）的第一代产品，依托 Unity 指令集，针对前辈半导体工艺对微架构和流水 线进行了深度优化，能够在相同工艺下达到更高的主频和更高的能效，广泛运用于网络、通讯、数字电视、存储等领 域。
芯启源：USB IP 和 DPU 产品供应商
芯启源成立于 2015 年，产品及办理方案环绕 5G、云数据中央、云打算等网络通信干系领域，当前紧张产品可分为 四类，分别为 DPU、TCAM 芯片、MimicPro 原型验证系统与 USB IP。个中 USB IP 包括基于 ASIC 的办理方案与基 于 FPGA 的办理方案，供应 USB 3.2 与 USB 2.0 的掌握器 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)。芯启源当前已拥有国内外专利和软件著作权 60 余项。
芯启源 2015 年景立之后，首先通过收购 Marvell TCAM 产线拥有了 TCAM 业务，并且在 2018 年初该 TCAM 产品获 得了新华三认证。2017 年公司布局 USB IP 产品得到 USB-IF 官方认证，并于 2018 年得到 SONY/HRPC 订单，同时 在通信方面，2020 年公司开始布局智能网卡，并推出了 Agilio DPU 产品，年末得到了中国移动的采购订单，进一步 佐证公司的研发实力。
纳能微：专注数模稠浊高速 Serdes IP
纳能微成立于 2014 年，专注于数模稠浊高速 SERDES IP 核的研发和发卖，拥有 PCIE、USB3.1/USB3.0/USB2.0、 JESD204B、GVI/LVDS/MIPI PHY IP 及 12.5G/16G 高速 SERDES IP 核等多项核心技能，产品工艺制程已达 8nm 节点。纳能技能研发团队已经完成了超过 100 项 IP 授权与做事案例，获批电路设计专利近 30 项。客户方面，纳能微 与国内外主流代工厂保持长期良好互助关系，目前在 0.18um 至 8nm 工艺节点，已经为大量国内外客户完成了十余 类集成电路 IP 核的设计开拓与流片验证。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需利用干系信息，请参阅报告原文。）
精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站
