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数读:中国半导体IP产业分析

编辑:admin        发布日期:2021-08-25

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。

 

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。

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。

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图1:不同工艺节点下芯片所集成的IP 数量来源:IBS



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图2:IP 相关属性及应用分类来源:与非网


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。

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。

 

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:

1.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3:截止2019 年全球IP 市场中各类产品占比来源:IPnest

图4:2019 年全球IP 供应商市占率排名来源:IPnest


图5:中国半导体IP 全球市占率不到1%来源:Gartner



2.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。

3.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6:中国半导体IP 企业城市分布来源:与非网

图7:中国半导体IP 企业产品类别来源:与非网

来源:Gartner



4.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。

 


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