半导体IP行业分析报告Word下载.docx

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④先进工艺带来设计风险增加12

（3）独立IP可有效降低芯片设计公司的运营成本、使其专注于核心优势领域，同时专业化分工背景下规模效应更显著13

①IP授权可降低芯片设计公司的运营成本、使其专注核心优势领域13

②专业化分工下规模效应更加显著，降低设计成本和风险14

（4）处理器IP份额最大，数据中心驱动接口IP成为最快增长品类14

①预计处理器IP将继续占据最大市场份额，并以稳健增速增长15

②数据中心将驱动接口IP快速增长，接口IP成为最具潜力的IP品类15

③从应用领域看，消费电子和汽车行业的半导体IP市场将快速增长16

（5）从地区分布看，亚太占据最大份额，预计未来仍将保持全球最高增速17

二、竞争格局高度集中，龙头企业稳步发展18

1、IP行业竞争格局高度集中，2019年CR10占比78.1%，且龙头企业地位稳固18

2、IP许可收入前5大厂商市占率高达66.70%19

3、全球巨头：

聚焦细分领域做强+推出新产品/外延并购是实现增长的主要策略20

（1）智能手机的飞速发展，助力ARM奠定市场霸主地位20

（2）ARM聚焦CPU、GPU，逐步丰富产品种类21

（3）Synopsys聚焦EDA，获得超越同行的竞争优势，接口IP深度布局推动增长22

（4）围绕“一站式”战略，Synopsys和Cadence通过外延并购不断壮大22

（5）部分领军企业通过专注于细分领域提高自身竞争优势，成为细分龙头23

三、IP国产迫切，本土企业亟待发展24

1、IC设计国产化率低，未来有望持续提升24

（1）IC设计份额美国占68%排名第一，中国大陆地区份额已快速提升至13%24

（2）竞争格局逐步改善，中国大陆芯片设计公司数量已呈快速增长趋势24

（3）中国芯片设计项目数量同样快速增加25

（4）当前国产IC自给率仍然较低25

（5）预计未来中国大陆的半导体市场份额将快速提升26

2、国产IP影响力小，本土企业已积极布局28

（1）当前国产IP的产业影响力相对较小28

（2）自主、安全、可控的迫切需求，促进国产替代进程加速28

3、芯原股份：

全球第七、大陆第一大半导体IP企业，管理层技术背景深厚29

（1）全球第七、大陆第一大半导体IP供应商29

（2）股权激励充分绑定优秀人才，员工直接/间接合计持有公司27.14%股份30

（3）管理层具有深厚技术背景31

（4）营收稳定增长，亏损逐步收窄32

（5）多年持续大力投入研发，研发投入比始终保持在30%以上32

（6）主营包括IP授权和芯片定制，高毛利率IP授权业务占比提升带动整体毛利率提升33

（7）销售回款良好，19年经营活动净现金流大幅改善34

（8）具备技术实力领先、IP种类丰富、龙头客户认可三大优势35

4、寒武纪：

全球智能芯片领域的先行者40

（1）公司是全球智能芯片领域的先行者40

（2）管理层具有深厚技术背景42

（3）营业收入快速增长，近3年复合增速高达645%42

（4）受益于人工智能技术普及，公司终端智能处理器IP授权业务实现高增43

（5）高强度研发投入，保持技术先进性44

（6）技术实力领先、客户口碑认可、云边端体系化三重优势44

四、相关企业46

五、主要风险47

1、行业需求不及预期47

2、国际贸易争端加剧48

3、行业竞争加剧48

IP助力芯片简易开发，空间有望翻倍增长。

IP帮助降低芯片开发的难度、缩短芯片的开发周期并提升芯片性能，是集成电路产业链上游关键环节。

随着芯片复杂度提升叠加多元化应用增加，半导体IP需求市场将有望增长。

据IBS数据，预计全球半导体IP市场将从2018年的46亿美元增至2027年的101亿美元，增长率高达120%，年均复合增速达9.13％。

其中，版税收费模式仍将继续盛行，处理器IP仍将是占比最大的种类，但受益数据中心、云计算等应用发展，接口IP将有望成为增速最快的种类。

从下游应用领域看，消费电子和汽车行业的IP市场将快速增长，从地区分布看，2019年亚太地区占比最大达37%，预计未来仍将保持全球最高增速。

竞争格局高度集中，龙头企业稳步发展。

全球IP市场主要被英美企业垄断，集中度高，呈现一超多强的竞争格局。

行业龙头英国ARM占据超过40%以上的全球市场份额，排名第二、第三的企业美国Synopsys、美国Cadence分别占据超过18%和接近6%的全球市场份额。

全球CR3高达65%，CR10达78.1%。

分析全球巨头的发展可见，聚焦细分领域做强+推出新产品/外延并购是实现增长的主要策略。

ARM以处理器IP打天下，借助智能手机飞速发展壮大，并逐步推出一系列相互关联的产品线，技术绝对领先、龙头地位稳固。

Synopsys和Cadence聚焦EDA，并围绕“一站式”战略，通过外延并购不断壮大。

CEVA、Rambus、eMemory等企业则通过专注于细分领域提高自身竞争优势，成为细分龙头。

IP国产迫切，本土企业亟待发展。

全球前十强企业中仅排名第7的芯原股份为大陆企业，全球市占率为1.8%，且大陆企业目前仍无法提供包括CPUIP等在内的关键IP单元，国内市场主要被英美企业垄断。

现阶段，除芯原股份外，大陆企业寒武纪、华大九天、橙科微、IPGoal和Actt等厂商已积极布局IP环节，有望推动大陆IP产业发展。

其中，芯原2019年全球排名第七、大陆排名第一，企业管理层技术背景深厚，多年持续大力投入研发，目前已能提供包括GPUIP、NPUIP、VPUIP、DSPIP和ISPIP的5大处理器IP及1400多个数模混合IP和射频IP，GPUIP（含ISP）和DSPIP市场占有率均排名全球前三，客户包括全球众多顶级厂商如博通、NXP、亚马逊等。

寒武纪作为全球智能芯片领域的先行者，其IP业务主要聚焦智能处理器IP业务，已为华为等巨头提供产品。

一、IP助力芯片简易开发，空间有望翻倍增长

1、产业链上游关键环节，助力芯片简易开发

半导体IP（IntellectualProperty）指在集成电路设计中，经过验证的、可重复使用且具备特定功能的集成电路模块，通常由第三方开发。

IP位于集成电路产业链上游，主要客户是设计厂商。

独立IP厂商的出现主要源于半导体设计行业的分工。

设计公司无需对芯片的每个细节进行设计，通过购买成熟可靠的IP方案，实现某个特定功能。

设计人员以IP核为基础进行设计，类似搭积木的开发模式，可大大降低芯片的设计难度、缩短芯片的设计周期并提升芯片性能。

按开发完成度分类，IP商提供软核、固核和硬核三种，助力芯片开发。

如果将IP核比作“芯片图纸”，则软核相当于楼房的设计图纸，包括设计理念、单元分布、电梯分布、房间大小等，但不涉及建筑材料等；

固核相当于楼房的渲染效果图，可见楼房建成后的效果，包括墙壁颜色、厚度等细节，但固核依然不能保证设计商能建设出合格的楼房；

硬核相当于大楼施工图，可详细到管线排布、楼梯和墙壁的材料、尺寸等参数，只要按图施工，就一定能成功，但可能存在特定场景实用性的能耗等问题（如骁龙810）。

可见，三种方式的设计完成度由低到高，对设计商的要求由高到低，设计商的发挥空间也由高到低。

按收费方式分类，IP商提供许可和版税两种模式，其中版税占据较大份额。

在许可（Licensing）模式下，设计商按IP授权次数付费，是一次性产品授权费。

在版税（Royalty）模式下，设计商按制造的芯片数量付费，是跟产品销量挂钩的授权费。

2019年版税收费方式占比近半，由于未来市场技术更新迭代迅速，预计版税模式仍将盛行。

从全球IP龙头ARM公司的收入结构来看，约2/3为版税收入，而许可收入仅占1/3左右。

此外，ARM的营收还包括软件工具以及技术支持的服务收入。

一般来说，一次性技术授权费用在100万-1000万美元之间，版税提成比例在1%-2%之间。

按产品种类分类，IP商提供包括处理器IP、有线接口IP、物理IP等不同产品。

处理器IP是一种数字电路，用于完成取指令、执行指令及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作，主要包括中央处理器IP（CPUIP）、图形处理器IP（GPUIP）、神经网络处理器IP（NPUIP）、视频处理器IP（VPUIP）、数字信号处理器IP（DSPIP）、图像信号处理器IP（ISPIP）六大类。

接口IP集成了基于协议的功能，其最大份额来自于以数据为中心的应用，主要包括通用串行总线（USBIP）、串行高级技术附件（SATAIP）、高清多媒体接口/显示端口（HDMI/DPIP）等。

物理IP主要用于模拟及混合信号、物理接口、存储单元和其他的数字IP，主要包括数模混合IP、射频IP等。

根据IPnest数据，2017年CPUIP占据了约42.2%的份额，为最大的IP品类。

2、芯片复杂度提升叠加多元化应用增加驱动IP需求提升，空间有望翻倍增长

（1）IP市场随IC设计市场蓬勃发展

过去十年，随着全球IC产业景气度提升，IC设计市场也快速增长。

据ICInsights数据显示，全球IC设计行业销售规模从2008年的438亿美元增至2018年的1139亿美元，年均复合增速达10.03%。

由于IC设计成本提升和对效率及定制化要求提高，精细化分工趋势愈加明显，半导体IP业务因其性能高、功耗优、成本适中、可缩短设计周期等特点，迎来了蓬勃发展。

根据IPnest数据，2019年全球半导体IP行业实现收入39.38亿美元，同比增长5.21%，2015-2019年的复合增速为7.10%。

（2）芯片设计的复杂度、难度、成本、风险将持续提升

①高集成度促使设计复杂度提升

随着超大规模集成电路设计、制造技术的发展，集成电路设计步入SoC时代，设计变得日益复杂。

为了加快产品上市时间，以IP复用、软硬件协同设计和超深亚微米/纳米级设计为技术支撑的SoC已成为当今超大规模集成电路的主流方向。

当前国际上绝大部分SoC都是基于多种不同IP组合进行设计的，IP在集成电路设计与开发工作中已是不可或缺的要素。

②终端多样性促使设计难度增加

近年来随着终端电子产品的复杂多样，芯片设计难度快速提升，研发资源和成本持续增加，促使全球半导体产业分工继续细化，芯片设计行业进一步拆分出半导体IP产业。

③先进工艺带来设计成本增加

先进工艺节点使设计的复杂度不断增加，从而提高了设计成本。

随着先进制程的演进，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。

单颗芯片可集成IP数量的增多为更多IP在SoC中实现可复用提供新的空间，从而推动半导体IP市场进一步发展。

根据IBS报告，以先工艺节点处于主流应用时期的设计成本为例，工艺节点为28nm时，单颗芯片设计成本约为0.41亿美元，而工艺节点为7nm时，设计成本则快速升至约2.22亿美元。

即使工艺节点达到成熟应用时期，设计成本大幅度下降的前提下，相较同一应用时期的上一代先进工艺节点，仍存在显著提升。

较高的设计