市场咨询机构IBS预测,到2027年,全球半导体IP市场将达到101亿美元。在国内替代,政策和资金浪潮的支持下,国内芯片初创公司和芯片设计将得到推动。近年来中国半导体产业的本地化迅猛发展,IP的重要性日益凸显。

 

作为国内半导体IP设计服务的代表厂商之一,芯动科技联合创始人敖钢就认为,IP技术赋能设计和代工,对产业撬动作用高达600倍。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。

 

芯动是国内一站式高端IP的领军企业

 

回国前,敖钢一直在美国硅谷、加拿大高科技行业做研发工作,从系统做到芯片底层。2006年,敖钢回国创业,当时他去中芯国际谈流片,但是手头的资金只有几百万。中芯国际跟敖钢团队谈完,认为他们做芯片实力还不够,但是技术很强,可以帮中芯国际做IP。

 

当时中芯国际如果从Synopsis买IP,一个IP要几百万美金,成本很高。而国内的芯片创业企业也还在萌芽阶段,很少有人有钱能够专心做IP研发。这给芯动科技带来了机会,于是中芯国际和芯动科技一拍即合,开始从90nm的工艺开始做,芯动科技也开始慢慢的发展起来。

 

到2015年,芯动科技已经发展成5、600人的专业设计团队,这个过程也伴随着中国芯片产业的快速成长。目前芯动科技已经支持全球六大代工厂,各种制程的工艺都实现了量产。

 

日前,芯动科技也对外官宣了推出GPU产品“风华一号”,不过在此前的对外宣传中,其业务线还是以IP设计服务为主。

 

从IP服务到原厂,为何选择GPU赛道?

 

提到选择GPU赛道,芯动科技其实进入的时间很早。据介绍最早芯动科技跟美国MIT的算法团队合作一款芯片,想要做进谷歌的LAPTOP,但是后来发现谷歌的验证周期太长,这个初创团队没法支持下去。于是芯动科技就投资了这个团队,由这个算法团队负责系统设计,由芯动科技负责做成芯片。最终做成一颗ISP芯片,能够用两节5号电池在低照度的情况下运行一年,提供视频监控。这个产品在kickstar上很火,于是被亚马逊注意到了,希望用到他们的仓储监控上。于是亚马逊就收购了这个产品,但是在这个过程中,芯动科技也积累了丰富的图形处理能力。

 

敖钢表示,之所以选择GPU这个赛道,芯动科技主要从几个角度考虑:1.芯动科技已经具备了图形处理的设计能力,早在2014年芯动科技就在做图形处理的产品;2.GPU国产化属于行业痛点,拥有大量的市场需求;3.信创市场需要有定位高端的GPU产品,不光要国产化,还要能够直接通过市场竞争。除了桌面级的PC市场,目前车用的智能座舱、飞机用的驾驶舱都需要用到高性能GPU,当然这些市场需要经过一定时间的考核期。

 

敖钢对与非网记者表示,半导体行业其实是一个高风险高投入高技术门槛的行业,需要非常扎实的基础。“一颗芯片里甚至要上10亿门的电路,哪个地方错了,你根本就摸不清楚,没有经历过长期的迭代是做不出来的。”敖钢认为,现在资本峰涌进入半导体行业,炒作泡沫不断升高,但是只有长期扎扎实实的下功夫,才能够把行业做好。

 

敖钢表示,下一步芯动科技将会有两条产品线,计划每条产品线每年出两颗芯片,每一次性能都要翻倍。“要做信创市场,一定要把成本降下来,把性价比做上去。”

 

针对服务器市场,芯动科技将会在芯片设计中用到chiplet封装技术,通过封装叠加实现性能翻倍。除了GPU 以外,芯动科技也提供PCIe  5.0 的接口等高速交换的芯片。

 

 撬动600倍的产业价值,自己却不赚钱?

 

敖钢表示,尽管芯动科技的IP业务发展得很好,但是一个问题也在困扰着芯动科技,那就是做半导体IP服务,其实产值并不高。

 

IP是一个赋能性的产业,对半导体产业链造成的是600倍的撬动。然而IP服务本身的产值不高,花了很多时间经历做出来的IP也就拿一些授权费和设计服务费,很难做大做强。

 

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。

 

这种“帮人做嫁衣”的商业模式,在目前国内这样资本热捧半导体业的情况下,很难长期维持一支强大的研发团队,因为很可能被其它直接做芯片的公司挖走了。

 

不过,虽然IP服务赚钱不多,但是涉及到与上游晶圆厂的工艺配合,对整个半导体生态的支持非常大。敖钢认为,IP服务是芯动科技的根,也是一直会坚持的业务。

 

另一方面,在做IP服务的过程中,芯动科技的团队得到了锻炼,芯动科技的IP也得到了市场验证。

“在这个过程中,我们打造了团队,同时跟全球的几大晶圆代工厂都形成了很好的合作关系。我们是目前国内唯一能同时拥有台积电和三星5nm工艺设计量产资质的公司。”敖钢认为,IP业务使得芯动科技可以在一个更高的平台上看待整个产业,去做真正有价值的产品。

 

如果将半导体产业看成一条路,那么全球几大晶圆代工厂就是战略制高点。特别是在这两年全球芯片大缺货的背景下,哪家Fabless能够跟晶圆厂搞好关系,拿到产能,谁就掌握了财富密码。

 

这个时候芯动科技这样的IP公司作用就体现出来了。对于芯片设计公司来说,IP公司不但可以提供IP设计服务,还可以帮助拿产能。为什么能做到?因为IP公司既是晶圆厂的技术提供商,又是晶圆厂的客户。每年IP公司在晶圆厂会有大量的流片,可以很早的就锁定产能。“当然如果你只是想流个片去找投资拿点钱,这种项目我们一般都不接,因为没有前景。”

 

 叫好不叫座,如何破局?

 

在所有人都去挖金矿的过程中,卖牛仔裤的和卖水的却赚到了第一桶金。

 

在半导体产业分工节点中,IP公司和晶圆代工厂其实就充当了卖水的角色,任你下游杀得刺刀见红,都需要来购买服务。其成功的代表案例就是ARM的架构服务和台积电的代工服务,这两家企业的服务成为了半导体产业中的刚需。ARM的年营收大概20亿美元,在IP公司中已经是很成功了,但是相对于台积电的营收来说,差别就很大了。

 

笔者认为,IP服务不赚钱是相对而言的。作为生态型的公司,如果你有其它赚钱的业务可以绑定,也可以实现更好的变现。比如全球前几家做EDA工具的公司,同时也是全球领先的IP公司。因为EDA业务可以绑定IP服务,而EDA工具目前具有一定的垄断性,这个时候IP业务的变现就会容易很多。

 

值得注意的是,知识产权业务的盈利能力其实非常突出。2019年,核心许可IP许可业务的毛利率接近95%,高于酒王贵州茅台,比芯片定制业务高出约81个百分点。因此,IP许可业务是该公司的利润之头,贡献了近80%的毛利。实际上,高毛利润在IP市场中相对普遍。例如,ARM的毛利率全年稳定在95%以上,第六大IP供应商CEVA的毛利率也稳定在90%以上,超过了半导体领域的其他公司。产业链。突出知识产权在产业链中的最高地位和极高的议价能力。

 

但是这项赚钱的生意并不容易。IP需要长期的技术积累,完整的生态系统,持续的研发投资以及对公司业务战略和能力的测试。ARM和CEVA在2019年的研发费用比率将分别保持在40%和60%左右,这也在一定程度上影响了盈利能力。

 

此外,知识产权公司之间的竞争,除了每种技术的独特性外,还更多地取决于生态建设的能力。ARM可以成为移动时代的核心因素。除了诸如CPU和GPU架构之类的核心IP外,这是因为合作伙伴已经建立了IP核心芯片应用程序的集成生态系统,因此形成了很高的壁垒。但是生态建设需要时间,这与客户的积累密不可分。

 

敖钢表示,作为平台型企业,芯动科技其实一直在尝试半导体的生态服务。比如此前在武汉建立了一个光谷集成电路IP的研发推广中心,之后还希望在珠海横琴建立一个先进制程的IP和芯片定制的量产中心。

 

敖钢认为,从IP产业的发展趋势来看,一个是未来的芯片集成复杂度越来越高,工艺难度也会越来越高;另一方面是各种先进封装和接口技术的进步。芯动科技希望通过搭建上述的服务平台,能够帮助更多的芯片设计企业实现四个加速:第一个是设计加速,通过现成可靠的IP实现整合;第二个是量产加速,通过协助拿到晶圆产能,帮助客户实现量产;第三个是系统加速,因为芯动科技有系统和产业的经验,可以帮助客户加快整合速度和产品的推出。第四是投资回报加速,芯动科技在服务客户的过程中发现了好的项目,也可以投钱进来推动产品量产。在这个过程中,芯动科技也会凭借自身的经验来进行判断,这些项目是否有发展前景。

 

“很多公司有创新想法,但是真正具有芯片设计能力,又愿意拿出来服务大家的公司非常少。”敖钢表示,芯动科技的工作就是帮助芯片设计公司啃硬骨头,解决最难的问题后,跟客户一起做大蛋糕再分蛋糕。

 

国内主要半导体IP企业,来源:公开资料整理

 

笔者认为,目前国内半导体IP服务企业仍然在起步阶段,整体产业规模相对较小。不管是芯动科技还是已经上市的芯原股份等,在高端市场仍然缺乏话语权。而由于本土EDA产业发展仍然不够成熟,无法与IP产业实现绑定,也很难在国内复制国际同行的成功故事。从某种角度来看,本土IP公司要想提升盈利能力,需要另辟蹊径,芯动科技目前的做法可以说是一种探索破局之路。