半导体IP迎爆发风口！国产厂商如何乘势突围？

近年来，Chiplet技术得到了业内的广泛讨论，被看作是重塑半导体产业格局的关键因素，也是我国半导体产业换道超车的发展机遇。而在Chiplet生态链的四大环节厂商中，半导体IP厂商最受关注。

此外，AI、汽车智能化等热门应用市场的拓展，在给计算机、半导体产业带来机遇的同时，也产生了更多的IP需求，对上游半导体IP形成新的推力。多重趋势的叠加推动下，半导体IP行业或将迎来爆发风口，实现爆发性成长，迈向黄金发展期。

那么，上述趋势如何影响半导体IP？随着行业IP产品的迭代，半导体IP的创新及拓展难度是否会提升？对于丰富自身的IP产品池，国产厂商有何诀窍？国内IP与海外龙头的差距在于技术壁垒，还是生态壁垒？中国半导体IP厂商应当如何构建生态？

由业界领先的半导体电子信息媒体芯师爷举办的第五届“芯师爷-硬核芯年度活动”，汇聚了百余家中国半导体芯片产业的知名企业、潜力企业。我们就以上问题采访了5家半导体IP领域的本土企业（排名不分先后）：

芯动科技有限公司（以下简称“芯动科技”）

上海奎芯集成电路设计有限公司（以下简称“奎芯科技”）

南京隼瞻科技有限公司（以下简称“隼瞻科技”）

成都旋极星源信息技术有限公司（以下简称“旋极星源”）

芯耀辉科技有限公司（以下简称“芯耀辉”）

▏ 视频目录

芯动科技：00:13

隼瞻科技：03:22

奎芯科技：06:17

旋极星源：07:38

芯耀辉：08:19

01

Chiplet、AI、汽车智能化等趋势

如何影响半导体IP产业？

Chiplet实际上是利用先进封装将一个大芯片化整为零的方案，它是目前延续摩尔定理未来半导体工艺迭代中，一个非常重要的技术方向，也是目前大家正在大力投入和研发的技术方向之一。

Chiplet经常用于先进工艺大芯片，包括CPU、GPU、NPU、AI芯片，以及大模型生成式AI所用的芯片等。Chiplet可以让这些芯片的算力变得更大，能突破这个芯片Die的尺寸上限，并带来良率上的提升，从而实现降本的效果。把一个大芯片分割成多个小芯片，首当其冲要解决的就是互联问题，因此选择一个靠谱的Chiplet解决方案至关重要。而你的接口做得好，整个Chiplet的方案就会比较有优势，能很好地解决延时、面积、功耗等问题，有效提升先进工艺大芯片的性能。

对此，芯动科技早在两三年前就开始布局，提供基于PCB、有机物基板、Silicon Interposer的多种互连解决方案，且都完成了Silicon Proven量产验证，帮助很多客户在Chiplet上互联成功并不断迭代。针对先进工艺大芯片，芯动科技还提供解决内存墙问题的全系高端DDR系列IP（HBM3/2e, GDDR6X/6, LPDDR5X/5, DDR5/4）以及高速32/56G SerDes (PCle6/5) 系列IP，也就是芯动高速接口IP“三件套”解决方案，均已完成了量产验证，目前已经赋能众多客户产品成功量产并获得竞争优势。

无论是Chiplet的技术趋势，还是AI、汽车智能化等热门应用市场，对半导体IP产业的影响还是非常巨大的。AI的普及以及对算力需求的激增，会加大对互联IP的需求；Chiplet的出现，则会使IP公司从向客户提供IP，转变为向客户提供基于IP的Chiplet的Die，这是一个商业模式上的变革。此外，汽车智能化其实也是大大增加了IP的需求。

对于上述领域，奎芯科技也在做相应的布局。比如在汽车IP领域，奎芯科技今年整体都会过ISO 26262的体系认证，明年就会有陆陆续续多款车规IP上线。基于Chiplet和AI，奎芯科技目前在各个主要的Chiplet IP上，比如HBM3 IP 和基于UCle的D2D IP都有布局。未来也会基于核心互联IP去做Chiplet的IO Die。

我觉得可以从两个维度来看这件事情，第一个维度是“从无到有”。国内半导体现在处于一个变革期，无论是工艺、封装测试，还是Chiplet，都要自己掌控。在这个基础上，半导体IP的国产化“从无到有”其实是大势所趋。当然，就目前来看，“从无到有”其实已经在各个领域发生。其中，相对来说较为成熟的存储器IP，进程会比较快一点；CPU、GPU、NPU等处理器的IP，这几年国内也在发逐狂奔，特别是在Chiplet技术的带动下，我们的处理器IP加上接口IP，通过Chiplet能够触碰到大算力、HPC的市场，这一块的IP需求实际上是指数级增长的。

第二个维度是“从有到精”。这里要强调的是，我们要解决国外供应的问题，解决技术知识可控的问题。但同时作为行业人物，我们实际上还希望引领产业的变革。在解决这个问题的过程中，我认为，我们行业的同行更要有改革行业的勇气和决心。不单只在解决“有还是没有”的问题，而是在“有”的基础上，我们慢慢地尝试去改变游戏规则，让我们未来国产自主可控的半导体技术、处理器技术等，可以去引领整个行业的发展。

在汽车智能化的趋势下，我们能够看到车规市场在酝酿一场变化。隼瞻科技实际上是从创立之初，就定下来对车规的强支持。所以我们基本上每一代处理器的系列IP，都会默认做车规的分支。

AI方面，其实就目前而言，AI技术在软件层面、流程层面发展还是非常快的。但是如何用软件透过统一的编译器，来统一、有效、灵活地管理各种不同的硬件资源，这是AI行业里面的一个痛点。因此，我们的目标是希望在端侧的AI ，把我们的CPU、VPU和NPU放在一起，通过自定义指令集作为一个整体的平台和解决方案。通过这个统一平台，通过隼瞻科技的自定义指令集敏捷开发的方法学来深刻地来解决这个问题。

随着物联网应用领域的不断丰富，新型产业对芯片的庞大需求而快速发展起来，国内物理IP市场需求也在逐步扩大。随着新技术、新标准的更新迭代，旋极星源也会不断完善公司的IP产品线，譬如2023年推出了BLE5.2 RFIP 和PMU、ADC等模拟IP，有计划在年底推出WIFI 6 RF IP。未来，旋极星源将根据行业、市场的情况，不断调整研发的重心，进一步丰富IP种类，为公司的发展创造新的增长点。

摩尔定律已在逐渐失效，正因为如此，集成电路的未来演进必须探讨新的路径， Chiplet便应运而生。Chiplet通过多个裸片片间的集成，突破了单芯片Soc的诸多瓶颈，带来一系列优越的特性。在目前Chiplet生态链的四大环节厂商中，IP供应商尤其值得关注。把一颗芯片拆分成多个小芯片，通过接口在物理上和功能上将这些小芯片完全串联配合起来，那就需要大量高规格的接口IP来确保高速数据传输和低延迟，解决热管理、功耗分配的问题。

Chiplet同样不只是简单的IP技术，它其实是整个系统的设计，包含子系统的设计、封装设计、PCB设计、ATE测试等等。芯耀辉从一开始就把后端需求转化成对IP设计的要求，充分考虑下游客户对Chiplet所需要的特性，从IP源头来解决这些挑战。从控制器、子系统、PHY等方面来实现高性能、低功耗、低延迟，并且可以提供灵活的配置的PHY，可以根据客户场景得到最佳的PPA效率。

人工智能的发展对数据带宽要求更大、传输速率要求更高，而延迟需求更低。但是芯片工艺的限制，使得我们从以前只是在电路上优化转变成现在的多维度系统优化。在人工智能应用领域，芯耀辉的DDR5、PCIe 5等相关接口IP产品都是业内最先进的水平，已经有客户导入使用，尤其是DDR5接口IP超越了同等工艺下业界最高的速率。

智能汽车已经成为芯片应用强劲增长的动力之一。能否全面支持车规标准，是衡量接口IP厂商技术实力的重要考量。芯耀辉在2022年完成了车规工艺平台车规级全套IP研发，在可靠性和功能安全性上满足AEC-Q100和ISO 26262 SOD的严格认证要求。目前国内多家车规芯片厂商采用了芯耀辉的接口IP，充分证明了我们在行业中的实力与认可。

02

半导体IP的创新及拓展难度

是否会提升？

芯动科技自2006年成立以来，一直专注于高速接口IP精进和耕耘，核心成果包括高速接口IP三件套（全系高端DDR、首个兼容UCIe的Chiplet、PCIe6/5高速SerDes）、USB3.2、HDMI2.1、MIPI、eDP/DP等。

在日新月异的产品迭代中，芯动基于自身技术实力和对芯片发展的趋势洞察，长期保持IP产品的3大优势：一是性能高端，尤其是DDR、SerDes、Chiplet，性能优异，覆盖全面，满足接口产品需求；二是高端工艺验证，主流先进工艺都已开发验证完成并授权客户量产，包括12nm/ 10nm/ 8nm/ 7nm/ 6nm/ 5nm/ 3nm等；三是跨平台，保证生产安全，芯动IP在各大主流代工厂均流片验证，已授权全球数十亿颗高端SoC芯片量产，可加快SoC开发并降低风险。

半导体IP的创新及拓展难度是一定会提升的，因为新的标准协议会增加整体复杂度，新的工艺在设计上也会带来新的挑战。因此，奎芯科技也是按照既定的产品路线往前走，基于新的标准，都会适时地推出新的IP去覆盖它；同时也在向很多新的工艺节点去扩展，当然，拓展的方向不一定是3纳米、5纳米，同时也包括了国内新的晶圆厂的先进制程。

我认为创新的难度在于方法学的变革。隼瞻科技是一家非常看重市场反馈的公司，我们的愿景就是提升产品竞争力、拓宽产品的市场空间、延长产品的寿命，我们必须去关注如何为客户的终端产品带来价值。

我们希望变革专用处理的设计方法学，来解决芯片设计领域的一些痛点，为产品带来新的优势。如果我们仅仅是做价格上的替代，而在整个SOC的设计方法学上没有任何的改变，那么我们其实没有给市场带来价值。当然，对于没有做这方面思考的企业来说，我认为这件事情是有难度的，但只要能给市场带来价值，我就觉得值得去做。

近些年，随着先进制程不断演进及线宽的缩小，芯片中晶体管数量大幅提升，以解决更复杂的功能应用，而复杂的功能应用对IP的数量和性能需求不断快速提升。IP池的丰富度主要依靠技术研发或并购，研发占比越高，护城河越深。

旋极星源IP技术研发和创新主要重点围绕物联网需求开展，物联网市场应用方向众多，新型应用方向不断涌现。2023年，在RF IP方向，旋极星源推出了全新的支持BLE 5.2标准的BLE RF IP，同时有计划在年底推出我们的WIFI6的RF IP；在传统的RF IP领域继续保持高速增长同时，我们今年基于TSMC40nm ULP工艺，推出了超低功耗模拟IP，涵盖了电源管理、数模转换、时钟管理等。多种模拟IP全部已在不同客户的多种制程产品得到验证。

旋极星源在研发过程中非常注重知识产权的保护，公司目前申报有近百项专利，主要针对自主研发的低功耗物联网、卫星导航等领域的射频\模拟IP产品进行全方面知识产权保护。

半导体IP创新的难度必然会上升。随着协议的复杂化，IP开发的难度也将逐步提高。曾经由50名工程师在半年内可以完成的工作，如今可能需要100位工程师花费更长的时间来完成，因此创新的难度肯定是会越来越高。

关于丰富产品组合，首要要考虑的是紧随市场趋势。芯耀辉已经建立了一套自己的产品立项方案，除了我们既有的全面的IP Portfolio外，团队还会密切追踪终端市场的技术趋势，制订出与终端市场的技术趋势相符的技术路线。因此，如何选择符合市场趋势的技术路线极为关键。

03

生态壁垒才是国产与海外龙头的差距所在？

国产IP厂商应当如何构建生态？

从上游的设计到下游的验证、量产，都需要各种IP支持，半导体IP企业往往也与晶圆厂、封测厂等上下游伙伴合作密切。某种意义上，IP也是一个国内产业链共建生态、共聚资源、共享发展的纽带，涉及到不同技术、不同工艺、不同主体、不同场景，这不仅需要纵深领域的积累精进，也需要横向各方的通力合作。

芯片市场需求以及产业链本身都是千变万化的，产品开发周期、产业供应链都比较长。如果可以打通上下游的需求，将IP作为“润滑剂”，加速技术创新和产品迭代，这对整个半导体生态都很有价值。当前，国内一些IP企业也进行了商业模式上的创新，比如和晶圆厂之间的拉通合作、通用性IP平台的资源最大化利用等。芯动科技作为一家有着十几年发展历史的赋能型企业，也是全球为数不多同时获得各大晶圆厂签约认证的技术合作伙伴，秉持着“客户的成功就是我们的成功”发展理念，帮助了很多客户构建应用场景、成功打开市场。

未来，半导体产业将在物联网、云计算、人工智能和大数据等新应用的兴起下，逐步进入下一个发展机遇期，IP也正经历着一个前所未有的高速发展期。IP对技术积累的要求很高，并且一直在更新换代，对可靠性要求更高，而现在整个行业的发展趋势就是“专业的事交给专业的人做”，设计企业自研IP投入大、风险大、周期长、可靠性低，所以本土IP企业的壮大发展是必然。

但半导体IP在本土化发展的过程中，也面临着巨大的挑战，一方面是市场本身变化太快、产业链太长带来的技术挑战，另一方面是国内设计公司的不了解与不信任。从量变到质变，是IP产业化必须要经历的过程，除了需要IP企业自身的硬科技实力，也有赖于各方的心态开放，提高对本土IP的接受度、认可度。要改变以往“试都不试就说不行”的观念，国内企业在购买IP之前也可以结合自己的需要进行对比择优、充分验证，客观选择能让自己利益最大化的合作伙伴。事实上，同样的产品和服务，本土企业往往更能契合本土需求，比如某些核心指标、定制化、全流程跟进等等。“酒香也怕巷子深”，国内设计企业在选择IP时应该放下偏见，“眼见为实”。

对于这个观点，我可以说一半认同一半不认同。对于数字IP，特别是CPU IP来说，生态是相当重要的。但是对于我们这些基于接口的IP，比如说像这种数模混合电路的话，其实主要还是在物理层上的研发工作，所以跟上层的生态其实关系不大。所以说，（接口IP这个领域）国内企业与海外龙头的差距，还是在于技术壁垒，而并不在于生态。

我个人认为这得看行业，不能脱离具体的垂直行业。以手机、PC行业来说，生态壁垒的差距是肯定的。但对于生态这件事情，我个人反而是比较乐观的。我觉得，对于中国半导体行业、IP行业来说，这个事情很简单，我们等革命、等待整个行业的生态发生变化就行，时间在我们这里。

此外，很多机会也在我们这边。生态的建设，其实是个从质变到量变的过程。如果底端的积累还没有到位，我们不能去空谈什么标准。因此RISC-V等诸多领域的厂商，其实都在等待终端的发力。比如像人工智能的体系、车规的体系，我们现在的行业推进程度都非常快，甚至有可能由行业来反推生态的构建。当然，这个过程中，还是需要一些国内的龙头企业站出来、进一步推进。

是的，半导体IP处于半导体上游供应环节，我国绝大部分芯片都建立在国外公司的IP授权或架构授权基础之上，由于海外龙头布局早、产品种类丰富，同时联合合作伙伴建立IP-芯片-应用的一体化生态，导致目前IP行业仍是竞争格局高度集中、龙头企业稳步发展。

对于国内半导体的突围，一是需要实力上的追赶，必须要承认，国外的半导体IP发展了几十年，在技术上确实有领先的地方；二是国内市场需要持续给国产IP空间，虽然大趋势看来IP国产化是不可避免的，但这无疑也非常是艰辛的，需要长期的技术积累、完备的生态建设、持续的研发投入，才能进一步的发展。

所以国产半导体IP需实现安全自主可控，应自身不断扩大研发投入和积累，逐渐构筑起一条以知识产权和技术创新为核心的IP技术护城河，保持和芯片设计企业研发体系的深度耦合，建立上下游生态网络、拓展多种客户群体、增强客户粘性和经营韧性，达到良好的客户生态建设。

实际上，半导体IP公司与芯片设计企业类似，其评估主要基于两个核心要素，即基本技术实力与企业规模。就企业规模而言，海外龙头企业的产品数以千计、开发团队通常达到数千人，国内同行与之相比，显然存在明显的差距。国内半导体企业在这方面还有很长的路要走。关于如何缩小与海外企业的差距，同样需要采取两方面的策略。首先，在技术实力方面需要不断跟进，特别是在追赶最新IP协议技术方面的能力，其次，团队规模与技术实力同步成长，更有助于技术与产品的快速积累。

所谓的生态壁垒，其本质还是技术壁垒。举例而言，如今进行芯片项目开发往往需耗费数亿资金，而半导体IP的成本只占其中的很小部分。然而，半导体IP的质量却直接关系到整个项目的成败。因此，在客户在选择半导体IP时，更倾向于选择来自具备完善技术实力的成熟大型企业的IP，以尽可能确保项目的顺利进行。这实际上也解释了为何大家普遍选择那几家领先企业，这其实就是大家所看到的一种生态壁垒现象。

但其实，生态壁垒实际是长期的技术先进性和全面性所积累的成果。例如，当前市场上各家公司都提供类似的产品，但客户在比较后发现某产品在质量、稳定性以及可靠性方面表现更出色，因而选择了它。因此，所谓的生态壁垒本质上仍然根植于技术的全面性和先进性，为产品质量提供了保证，从而赢得更多市场认可，进而建立了生态壁垒。

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