解码半导体IP：去年市场增近20%，芯原拿1/3营收做研发

作为半导体设计的不可或缺的上游原材料，半导体IP的重要性愈发突显。

半导体IP是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能够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。

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。芯原股份是中国大陆唯一一家跻身全球前十的IP厂商，但2020年全球市占率仅为2.0%，排名全球第七、中国大陆第一。

年增长率近20%

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。

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%。

通常留给设计者完成热门IC设计的周期一般只有3个月，但IC的复杂度以每年55%的速率递增，设计能力每年仅提高21%，而IP的复用可以大大缩短设计周期。

此外，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。

根据IPnest数据，2021年全球半导体IP市场规模达到54.5亿美元，年增长率为19.4%；预计2026年市场规模将达到110亿美元，年复合增长率超过15%。

半导体IP行业分为一站式芯片定制与半导体IP授权两种运营模式。

在授权模式下，按收费方式分类，IP厂商又提供许可和版税两种模式，其中版税占据较大份额。在许可模式下，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。

从市占率超40%的全球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。由于未来市场技术更新迭代迅速，预计版税模式仍将盛行。

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，并可以接受委托完成从芯片设计到晶圆制造、封装和测试的全部或部分服务环节，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，帮助客户降低设计风险，缩短设计周期。具体可分为芯片设计业务和芯片量产业务两个主要环节。

国内IP龙头芯原股份则是两种运营模式兼备，一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务相辅相成，主要经营模式为芯片设计平台即服务（SiPaaS模式）。该模式并无自有品牌的芯片产品，而是通过积累的芯片定制技术和半导体IP技术为客户提供一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务，而产品的终端销售则由客户自身负责。

芯原股份：独特的商业模式

2001年，芯原股份成立，从为晶圆代工厂提供标准单元库开始，通过长期的自研、并购，现已成为国内半导体IP龙头企业。

方正证券分析认为，IP行业核心竞争力主要来源于两点，一是通过工艺研发或者并购所产生IP池的丰富度；二是客户网络效应所建立的上下游生态体系。

从IP池的丰富度来看，芯原股份以内部自主研发为主，同时对其所需的技术和团队进行准确的收购和引进、吸收再创新。

目前，芯原股份拥有用于集成电路设计的GPU、NPU、VPU、DSP、ISP、Displayprocessor六大类处理器IP，以及1400多个数模混合IP和射频IP，均为公司团队自主研发的核心技术成果。

芯原股份告诉第一财经，在上述IP中，部分IP源于早些年间的收购，经过多年来公司团队的持续研发与迭代，已经完成了引进、消化、吸收、再创新的过程。

从成果来看，芯原自研的视频处理器（VPU）IP已被全球前20大云平台解决方案提供商中的12个采用，并被中国前5大互联网提供商中的3个采用；通过2016年对图芯美国的收购，芯原获得了图形处理器（GPU）IP，在此基础上自主开发出了神经网络处理器（NPU）IP。目前，在AIoT领域，芯原用于人工智能的神经网络处理器IP已经被50多家客户的100多款芯片所采用，被用在物联网、可穿戴设备、安防监控、服务器、汽车电子等10个应用领域；芯原自主研发的ISP IP，已获得ISO26262汽车功能安全标准认证和IEC61508工业功能安全标准认证。

另一方面，芯原股份一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务并行的独特商业模式也给其增强了竞争力。

“两项主要业务间客户可互相导入，共同促进公司研发成果的价值最大化。”芯原股份表示。

芯原股份告诉第一财经，对于客户而言，在一站式芯片定制业务中使用芯原自有IP，与使用并集成不同第三方IP相比，在成本和设计效率等方面更具优势。同时在为客户定制芯片的过程中，公司不但可收集和了解不同行业应用领域对IP各技术指标的需求，从而沉淀和打磨出更符合市场需求的IP，也会根据客户需求定制新的IP，从而持续丰富公司的IP资源库。同时，当客户出现新的芯片定制需求时，基于已有合作基础，会优先考虑采用芯原的一站式芯片定制服务。

目前芯原股份每年流片30-50颗芯片，已拥有14nm/10nm/7nm/5nmFinFET和28nm/22nmFD-SOI工艺节点芯片的成功流片经验，目前已有5nm设计项目流片完成，多个设计项目待流片。

不过，一站式芯片定制服务业务的毛利率水平相比IP授权更低。2021年年报显示，知识产权授权使用费和特许权使用费业务毛利率分别为93.32%、100%，而芯片设计和量产业务的毛利率分别为10.11%、15.40%。2021年一站式芯片定制服务业务的增长也拉低了芯原股份整体毛利率水平。

“芯片设计业务通常采取成本加成法定价，由公司与客户确定具体需求后，综合考虑项目服务类型、市场竞争情况、客户行业地位、项目在细分领域中是否具有领先性等因素，在此成本基础上增加适当利润率并与客户协商最终确定价格。对于部分战略性项目或后续实现量产可能性较大的项目，公司会给予客户一定优惠。”芯原股份告诉第一财经，芯片量产业务收入直接受客户终端产品出货情况影响，而不同客户之间终端出货量及金额存在较大差别，因此量产业务客户集中度相对较高，其整体毛利率亦可能受到个别大客户、大项目影响而呈现波动。

“与传统芯片设计公司在销售风险、库存风险、技术支持费用等方面有所不同，一站式芯片定制服务业务模式使得公司仅需以相对稳定的量产业务团队管理日益增长的量产业务，具有可规模化优势。”

另一方面，一站式芯片定制业务产生的毛利大部分可贡献于净利润。当芯片量产服务规模不断增长时规模化优势得以体现。

值得注意的是，芯原股份的研发投入高，2021年研发投入合计6.90亿元，占营业收入比重32.26%。对此，芯原股份表示，公司一直保持着较高的研发投入，以提高核心竞争力，提升竞争门槛，保障公司的持续运营和盈利能力。目前各项业务规模化效应逐渐显现，资金运转正常。

芯原股份表示，在半导体IP领域，公司未来将着力研发和优化面向AIoT、智慧可穿戴设备、数据中心及汽车电子的IP核、IP子系统和平台化的IP解决方案。在一站式芯片定制服务领域，公司将持续升级基于先进工艺的系统级芯片定制平台，打造面向数据中心、可穿戴设备、智慧城市和智慧家居、智慧汽车等应用领域的芯片核心技术平台。

公司称，芯原股份近年来一直致力于Chiplet技术和产业的推进，通过“IP芯片化，IP as a Chiplet”、“芯片平台化，Chiplet as a Platform”和“平台生态化，Platform as an Ecosystem”，促进Chiplet的产业化，进一步推动公司主营业务发展。公司也一直积极布局RISC-V领域，已有多个以RISC-V核为架构的客户项目正在进行。