半导体IP行业深度报告：核心、机遇、格局、国产突破
报告提纲：
一、IP投资逻辑框架
IP:设计架构的重要组成，芯片设计的“原材料”
IP行业成长路径:进入以数据为中心推动的未来十年
IP全景图:四大细分市场，处理器IP占据半壁江山
IP市场格局:高度集中，龙头企业地位稳固
二、IP:产业链顶端，深层技术要素
IP的源起及发展
IP:硬科技创新的深层要素
IP厂商的运营模式及创收模式
三、IP行业格局及发展趋势剖析
IP全球市场格局及细分市场龙头
以IP复用为基础的SoC技术
RISC-V:IP发展新际遇
四、国产IP:亟待突破，曙光已现
国产IP当前发展现状
国产IP市场空间与发展潜力分析
探寻国产IP投资机会
报告摘要：
一、IP投资逻辑框架
IP:设计架构的重要组成，芯片设计的“原材料”
IP与设计架构:架构设计作为芯片设计的第一步，本质上是实现对于产品要求的初步解释。随着集成电路设 计规模的不断扩大，出现了很多成熟的常用设计模块，即为IP，现在芯片正向设计，不再是完全从0开始， 都是基于某些成熟的IP，并在此基础之上进行芯片功能的添加。现在主流的芯片架构，比如CPU中的Arm架 构、X86架构，都是基于IP设计的。
IP在芯片设计中的核心作用。芯片设计上游主要包括EDA和IP，EDA是作为芯片设计工具和辅助性软件，IP 作为芯片设计的“原材料”。总体而言，芯片设计即为通过选取符合要求并实现相关功能的IP，运用EDA工 具将程式码转换成实际的电路图。
IP行业成长路径:进入以数据为中心推动的未来十年
PC时代，随着集成电路技术不断升级，芯片设计复杂程度提升，行业分工趋于细化，IP产业应运而生;
MI时代的两大操作系统及应用开发，都选择了Arm，半导体IP市场在不断成长，Arm也成为了全球半导体行业分工中IP授权的龙头，2019年市占率超过40%;
AIoT时代，受数据中心驱动，市场空间持续打开。另外具备开源生态的指令集RISC-V，因具备自由开放、成本低、功耗低等方面的优势，成为IP行业全新际遇，或将重塑行业格局。
IP行业的两大核心竞争力
一、通过工艺研发或者并购所产生IP池的丰富度。IP池的深度是打造自身技术护城河的关键环节，Arm在IP总 收入方面能保持市场领先地位，因为其IP池所带来的专利使用费每年超过数十亿，大大超过了竞争对手。相比 较下，国内厂商所积累的IP多是依靠并购而来，且在关键的中央处理器(CPU)IP方面仍待突破。
二、客户网络效应所建立的上下游生态体系。IP公司之间的竞争，除了各家技术上的独特性，更多还要看建立 生态的能力，Arm能够成为移动时代王者的核心因素，除了CPU和GPU架构等核心IP，还在于联合合作伙伴建 立了IP-芯片-应用的一体化生态，从而形成了高壁垒。Arm仅是去年签署的授权许可协议就达到1767份，近五 年客户累计超过450个，包括IBM、高通、英伟达、微软、苹果等全球知名公司，这为其搭建完善的生态系统供 应链提供了基础。我国的半导体IP份额比重较低，IP公司之间的竞争除了各家技术上的独特性，更为重要的是 能否建立起一种生态的能力。
二、IP:产业链顶端，深层技术要素
IP的源起及发展。半导体IP是指在集成电路设计中那些通过验证的、可重复使用的、具有特 定功能的宏模块，可以移植到不同的半导体工艺中。IP授权的出现源自半导体设计行业的分 工，设计公司无需对芯片每个细节进行设计，通过购买成熟可靠的IP方案，实现某个特定功 能。这种类似“搭积木”的开发模式大大缩短了芯片的设计周期，节约了设计成本，在降低 芯片设计难度的同时提高了芯片的性能及可靠性。
IP:硬科技创新的深层要素。IC设计产业的发展离不开其上游生态链的支持，而IP正是集成 电路设计产业链的上游关键环节。作为上游的上游，IP成为硬科技创新的深层要素。
IP厂商的运营模式及创收模式。半导体IP的运营模式包括:半导体IP授权服务，是指向客户 单独提供处理器IP、数模混合IP和射频IP等半导体IP授权业务;一站式芯片定制服务，是指向 客户提供平台化的芯片定制方案，充分利用半导体IP资源和研发能力，满足不同客户的芯片 定制需求。半导体IP的创收模式包括:前期授权费+版税，Arm所采取便是收取一次性技术授 权费用和版税提成。
三、IP行业格局及发展趋势剖析
IP全球市场格局及细分市场龙头。按产品分类，IP可以大致分为处理器IP、有线接口IP、物理 IP和数字IP四大类。其中处理器IP是目前全球最大的IP族群，市占率超过50%，代表性龙头主 要有Arm、imagination、CEVA;接口IP发展潜力最大，代表性龙头主要有新思科技和铿腾 电子。按地区分类，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。按应用分类，主要可分为消费电子、电信、工业、汽车、商业和其他，其中消费电子 领域在全球半导体IP市场中占有最高份额，展望未来汽车领域增速最快。
以IP复用为基础的SoC技术。目前SoC已成为了IC设计的主流。SoC可以充分利用已有的设 计积累，显著地提高ASIC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，产业界以IP设计为主的SoC占总数的90%以上。而SoC设计技术的关键是IP及其复用技 术，如何利用经过验证的IP，成功地把IP集成到SoC系统中，是限制设计能力的瓶颈问题。
RISC-V:IP发展新际遇。RISC-V全面开源，且具有全套开源免费的编译器、开发工具和软 件开发环境(IDE)，允许任何用户自由修改、扩展，从而能满足量身定制的需求，大大降低 指令集修改的门槛。随着物联网时代的来临，RISC-V作为新兴架构，以其精简的体量，或许 在未来的IoT领域中能取得一定的优势。
四、国产IP:亟待突破，曙光已现
国产IP当前发展现状。中国大陆已是全球最大的电子设备生产基地，因此也成为了集成电路器 件最大的消费市场，而且其需求增速持续旺盛。面对巨大需求，当前国产集成电路的供给严重 不足。据波士顿咨询数据显示，2018年国产半导体自给率仅有14%，对于进口依赖程度依然 较高。前十大IP厂商中仅排名第7的芯原股份为大陆厂商，市占率仅为1.8%。IP国产化需求迫 切。
国产IP市场空间与发展潜力分析。全球竞争格局逐步改善，中国大陆芯片设计公司数量已呈快 速增长趋势。据ICCAD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1780家，年均复合增长率为24.71%。由于中国大陆芯片设计公 司的不断崛起，本土设计项目在全球设计项目中的占比不断增高。乘着物联网、5G、人工智 能等新技术的东风，以及世界半导体产业中心的转移，半导体产业“国产化”具有较大空间， 预计2027年中国半导体市场自给率有望达到31.2%。
探寻国产IP投资机会。当前国内IP厂商市场份额相对较低，但是已经积极布局，其中包括已在 科创板上市的全球第七、国内第一的芯原股份和国内AI芯片独角兽寒武纪，还有在细分领域深 耕多年的本土IP厂商，包括本土RISC-V生态引领者芯来科技、提供从0.18um到5nm全套高速 混合电路IP核芯动科技、拥有完全自主知识产权的 CPU、DSP、GPU 和 AI 处理器 IP的华夏 芯以及提供高速接口IP的华大九天等等，这些IP厂商在各自领域实力不断加强，有望在行业红 利期迎来重大发展。
报告节选：
（报告观点属于原作者，仅供参考。作者：方正证券，陈杭）
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