根据 Persistence Market Research 的半导体知识产权 (IP) 行业分析，从 2022 年到 2032 年，市场登记的需求预计将以 6.8% 的复合年增长率增长。该报告还预测， 2022 年市场估值将达到63 亿美元左右。

近年来，消费电子市场的需求显着增长。半导体 IP 存在于各种消费电子产品中，包括智能手机、平板电脑和其他手持设备。由于客户对更好、更先进的智能手机和设备的需求不断增加，因此对半导体 IP 的需求也在增加。例如，2021 年印度智能手机出货量达到 1.73 亿部，较 2020 年增长约 14%。

由于片上系统的想法在智能手机中实现，半导体 IP 的结合使设备更高效、更小、更轻。片上系统概念需要将所有主要组件（例如内存单元、处理单元等）存储在单个硅芯片上，从而提高设备的功率效率和使用效率。这种在消费电子产品上的实施正在推动半导体 IP 市场的增长。

国产半导体奋力追赶

芯片的重要基石之一就是半导体IP，通俗的讲IP就是芯片的零部件。没有这些IP，我们就没有功能如此强大的手机以及目不暇接的更新换代。其实不仅仅是手机芯片，任何稍微复杂的芯片都离不开IP，IP的重要性怎么强调都不为过。

IP作为芯片的基石同样具有艰难性的特点。一个是技术难度高，一个是经济正循环难度大。

大家印象比较深的是CPU、GPU很重要很难。的确，指令集的设计，流水线的设计，缓存的管理以及各种中断、调试的处理等很复杂，但是高性能的DDR和GDDR同样重要和艰难。CPU、GPU是用于计算的，计算过程中需要读写大量的数据，这时就需要DDR和GDDR了，如果没有高速的DDR和GDDR，CPU和GPU的处理能力再强也成了无本之木，无源之水。因此，DDR和GDDR一直是国际IP巨头最为看重的制高点。

由于DDR是并行接口，因此数据的串扰、对齐，信号的恢复，时钟的架构都是技术难点。由于这些壁垒，想撼动国际IP巨头绝非易事。2018年，国内的一家IP公司芯动科技Innosilicon在全球首先发布16Gbps的GDDR6，在IP圈引起了巨大的轰动，这比IP巨头Cadence还早，甚至直到今天另外一家IP巨头Synopsys都没有自己的GDDR6。如此高端和重要的IP居然被国内的一家公司先拔头筹，不得不让人有探究一番的兴趣。

芯动科技Innosilicon成立于2006年，最开始就是从做DDR、USB等接口类IP起家。2012年，芯动科技作为海思首个国内IP战略伙伴，支持了后者多个先进产品量产。芯动是中国唯一全球各大顶尖晶圆厂（台积电/三星/格芯/中芯国际/ 联华电子/英特尔）签约支持的技术合作伙伴，深度合作开发了各工艺节点的DDR2/3/4,LPDDR3/4等产品，并在客户产品上大规模量产，积累了深厚的技术。所以GDDR6的全球首发并非一日之功，而是十年磨一剑的深厚积累。

事实上，芯动目前还开发了21Gbps的GDDR6X，并且目前全球只有芯动具有这个技术。此外，芯动还开发了DDR5/LPDDR5、HBM2e/3等目前最顶尖的存储接口IP。在高端内存接口IP上，芯动不仅实现了国产突破，而且是处于世界领先地位。对于高端技术常被国人诟病的中国企业，这是一件非常了不起的事情。

这里需要特别强调两类IP，一类是高速的SerDes。这个时代对数据带宽的要求是无止境的，因此高速SerDes接口应用十分广泛，技术门槛也特别高，以前就是被国外大公司垄断。以32G SerDes为例，一个UI只有31.25ps，如此短的时间传输一位数据，难度可想而知。目前芯动是国内唯一一家拥有32G PCIe G5技术的IP公司，同时基于PAM4的56G和112G的SerDes也在研发中，不久就会公布。

另外一类是Chiplet技术。以前大家的主流做法是做SoC，把所有的模块都装在一个芯片上来提高速度，降低功耗。但是现在在先进制程上这种做法，有三个致命的问题。一是IP成本高，最先进的制程的低电压对很多IP性能是不利的，同时也导致IP的开发费用剧增；二是SoC设计周期过长，很多本来只需要6个月的设计大部分由于PI的原因可能要1年半到2年；三是芯片良率过低，由于SoC面积过大导致芯片良率可能低于50%。因此大家希望用芯片互联的方式解决这些问题，同时又希望具有SoC的性能和功耗。在此诉求下，Chiplet应运而生。

目前的Chiplet有两种技术方案，一种是基于DDR的技术，一种是基于SerDes的技术。由于在这两大领域有着深厚的技术积累，因此芯动有全套的Chiplet解决方案且可以应用不同的场景。芯动的Chiplet可以做到0.2pj/bit的低功耗，不仅是目前国内唯一一家提供Chiplet的IP商，也是全球技术最先进的Chiplet提供商，已作为主要成员发起成立了国内首个Chiplet产业联盟。

前面提及IP经济正循环难度大，原因之一是IP的开发和验证花费巨大。在FinFET先进制程下，IP的流片费用动辄数百万美金，各种测试设备昂贵，还有大量的开发和支持人员。二是IP很难像终端产品那样获得超额收益。由于绝大部分IP是以授权方式销售，很难像终端产品那样获得规模收益。因此IP虽然是芯片的基石，但却是一条艰辛的路。

国产IP逆袭国际巨头盘踞的市场，一如很多国产产品替代国际产品的道路。如中国的白色家电也是在几代人的努力下，首先成功替代国内市场，进而走向国际市场，将日韩厂商边缘化，走出了一条国产替代的大道。不同的是，IP是集成电路设计领域皇冠上的明珠，技术含量更高，难度也更大。值得欣慰的是，如今也能看到国产IP完全能够替代甚至在很多细分领域超过国外竞争对手。

接口IP将率先增长

根据IPnest 于 2022 年 5 月发布的“设计 IP 报告”，按类别（CPU、DSP、GPU 和 ISP、有线接口、SRAM 内存编译器、闪存编译器、库和 I/O、AMS、无线接口、基础设施和其他数字）和Nature（许可证和版税）对 IP 供应商进行了排名。

IPnest 表示，2021 年撼动设计 IP 的主要趋势对大多数 IP 供应商来说都是非常积极的，尤其是 Synopsys 增长 21.7%，这超过整个市场的平均增长率。Imagination Technologies (IMG) 增长 43.4%和闪存编译器供应商 (SST) 增长 40% 也表现不错。Alphawave 增长超过 100%最抢眼。

Synopsys 和 Alphawave 的增长证实了有线接口 IP 市场（该类别增长 22.7%）与以数据为中心的应用程序、超标量、数据中心、网络或 IA 的重要性。但 ARM 和 IMG 的良好表现证明了智能手机行业的卷土重来以及汽车作为增长载体的出现。

纵观 2016-2021 年 IP 市场的演变，可以带来有关主要趋势的有趣信息。

全球 IP 市场增长了 59.3%，前 3 名供应商增长不均。然而在此期间，排名第二的Synopsys 增长 140.9% 和排名第三的Cadence 增长了 167.2% 时，排名第一的ARM 仅仅增长了 33.7%。市场份额信息更为重要。ARM 从 2016 年的 48.1% 下降到 2021 年的 40.4%，而 Synopsys 从 13.1% 上升到 19.7%（或从 2016 年到 2021 年增加 50% 的市场份额），Cadence 正在从 3.4% 上升到 5.8%。

从该报告获得的强有力的信息是，设计 IP 市场在 2016-2021 年的复合年增长率接近 10%！同样值得注意的是，与 ARM（6% 的 CAGR）相比，复合年增长率为 19.2% 的 Synopsys 增长了三倍以上。

事实上，Synopsys 的良好表现部分与他们对有线接口类别的强烈关注有关，他们在 13亿美元市场占有 55.6% 的份额，而高性能 SerDes 是互连市场的主要支柱。Synopsys 采用“一站式”战略，支持几乎所有协议（USB、PCIe、以太网、SATA、HDMI、MIPI、DDR 内存控制器），并在每个协议中享有领先的市场份额。

IPnest 还对设计 IP 进行了 5 年预测。在他们看来，到 2026 年，整个IP市场将增长到为 110亿美元，未来的复合年增长率（2021 年至 2026 年）也将高达 15%。

文章来源：爱集微APP，半导体行业观察，半导体产业纵横