2062
超大规模芯片设计的复杂度不断增加，使得IP及其复用技术成为推动设计发展的关键。如何利用已有的设计积累，显著地提高芯片的设计能力，缩短设计周期，缩小设计能力与IC工艺能力之间的差距，成为芯片设计的首要课题。对于芯片设计公司而言，把经过验证的IP集成到SoC系统中，已经是提高效率突破设计能力瓶颈的重要路径。
图：IP行业发展和IC设计重要技术节点 来源：安信证券研究中心
全球市场和发展趋势
这一趋势在不断增长的IP市场规模上得到体现。2020年，全球半导体IP市场约为56亿美元，到2025年预计将达到73亿美元，年复合增长率为5.5%。此外，随着芯片制程缩小，复杂度提升，设计难度加大，单芯片IP使用量也在不断提升，目前7nm单芯片IP使用量达到178个，预计5nm将突破200个，这也提升了IP在设计行业营收中的占比。目前，IP行业营收占芯片设计行业的4%左右，IBS数据显示，半导体IP市场将从2018年的46亿美元增长至2027年的101亿美元，年均复合增长率为9.13%。
图：不同工艺节点下芯片所集成的IP数量 来源：IBS
不过，从产品类别看，不同的IP增长速度也有差异。IP大致分可分为处理器和微控制器类IP、存储器类IP、外设及接口类IP、模拟和混合电路类IP、通信类IP、图像和媒体类IP。其中处理和微控制器IP是目前全球最大的IP产品种类，市占率超过50%，代表性供应商主要有ARM、Imagination和CEVA；接口IP发展潜力最大，代表性供应商主要有Synopsys和Cadence。
表：IP相关属性及应用分类 来源：与非网
IBS的数据显示，处理器IP市场预计在2027年达到62.55亿美元，2018年为26.20亿美元，年均复合增长率为10.15%；数模混合IP市场预计在2027年达到13.32亿美元，2018年为7.25亿美元，年均复合增长率为6.99%；射频IP市场预计在2027年达到11.24亿美元，2018年为5.42亿美元，年均复合增长率为8.44%。
IPnest的数据则显示，从现在到2025年，接口IP将保持极高的增长率，接口IP供应商在2020年的收入总额为10.68亿美元，而2019年这个数据为872美元，同比增长率为22.4%。从市场区域看，目前亚太地区占据全球最大的半导体IP市场，并且有望成为全球增长最快的地区。从最终应用来看，消费电子领域在全球半导体IP市场中占有最高份额，未来，增速最快的是汽车领域。
图：截止2019年全球IP市场中各类产品占比 来源：IPnest
中国半导体IP产业情况
由于高技术门槛，一直以来，半导体IP行业是一个集中度很高的领域。最近十年来，这一格局依然保持不变——在移动设备处理器领域，ARM占据第一，拥有超过四成市场份额，几乎垄断；Synopsys凭借EDA工具以及较全面的产品线占据第二，在接口芯片领域份额第一。其余如CEVA、Cadence等也长期位居前十。
表：2019年全球IP供应商市占率排名 来源：IPnest
从上表可以发现，一家中国公司VeriSilicon（芯原微电子）已位列其七，这说明中国的半导体IP产业已经开始发挥影响。首要原因在于全球半导体产业向中国转移，促使中国半导体市场逐渐进入一个高速发展的时期，产业生态开始同步建立。2019年中国半导体市场规模占全球52.93%，近十年来年复合增长率超10%，IC设计行业年复合增长率更是高达25.5%。2020年，国内的芯片设计企业达到2218家，同比增加了438家，数量增长了24.6%；IC设计业年销售收入达到3900亿元，新增2600亿元，年复合增长率达到25.9%。
虽然国内芯片设计公司的增长加大了对IP的需求，但目前本土IP产业的规模并不大。以最具代表性的芯原微电子为例，2020年，该公司营收15亿元，同比增长12.4%，仅占全球1.8%的市场份额。
图：中国半导体IP全球市占率不到1% 来源：Gartner
据与非网统计，目前，国内IP供应商（限以IP产品为主）约为17家，从城市分布看，北京3家，上海5家，成都2家，珠海1家，深圳、广州、合肥、武汉、湖州、香港各1家，对比2020年中国IC设计业规模最大的十个城市（按IC销售额排名：深圳、上海、北京、杭州、无锡、西安、南京、武汉、珠海、苏州），以及设计公司增速最高的十个城市（重庆、南京、杭州、苏州、西安、上海、长沙、天津、武汉、无锡），重合度与前者较高，显示出IP产业和设计产业规模集中度存在较高的关系，这一点比照2020年中国十大IC设计企业的区域分布（珠三角3家，长三有6家，京津环渤海1家）也能得出。
图：中国半导体IP企业城市分布 来源：与非网
虽然目前规模有限，不过就产品种类而言，国内半导体IP已经覆盖处理器和微控制器、存储器、外设及接口、模拟和混合电路、通信、图像和媒体等各类IP。
图：中国半导体IP企业产品类别 来源：与非网
结论
虽然，就全球市场而言，目前中国半导体IP产业在总体的规模上还比较小，但未来发展可期。与非网认为，其推动力主要来自以下四个方面：
市场规模的扩张：中国半导体市场规模在2019年达到2122亿美元，占全球市场的52.93%。预计到2030年，市场规模将达到6212亿美元，将占全球市场59.01%，其市场年均复合增长率达10.26%。2018年，中国半导体市场的自给率为12.2%，预计2027年将达到31.2%。此外，在全球市场，中国厂商占10%以上市场份额的集中在少数几个领域，而诸如DRAM、Server、PC、车规芯片、GPU、MEMS Sensor和FPGA这些重要领域，基本上都在1%以下，未来十年，这些领域提供了巨大的增量空间。
图：未来十年中国自主芯片增量空间巨大 来源：Gartner
设计产业的高速发展：过去十年，中国IC设计行业的年复合增长率达到25.5%，远高于世界平均水平10.03%，设计公司数量近五年复合增长率高达24.71%，规划中的设计项目数量增速也显著高于全球其他地区。另外，中国IC制造产业正在进入一个上升拐点，未来几年也将推动本土上游芯片设计有关制造工艺IP的发展。
新兴市场带动芯片设计需求：中国已经明确新基建的发展战略方向，围绕5G、自动驾驶、人工智能和智能制造等领域展开布局，国内半导体技术和产业环境也正在快速升级，芯片设计国产化进程加快，一些专用IP替代通用IP等趋势，也为国内半导体IP公司提供了机遇。
图：2010年（左）和2020年（右）市场对IP需求的变化 来源：IPnest
技术升级新增需求：新晶体管结构（FinFET/FD-SOI）、Chiplet和开放指令集（如RISC-V）等新技术的出现，增加了芯片设计的内涵，原来对IP后来者至为关键的生态及相关兼容性的壁垒，在一些领域已经被IP本身的性能、易用性、产品线全面性、服务质量等因素打破，为本土后来者提供了差异化竞争的机会。
下载ECAD模型
