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IP厂商想要抬高「天花板」

这种“帮人做嫁衣”的商业模式,使得IP服务本身的产值不高。半导体IP行业到底怎么提高天花板?

Arm成功上市,上市当天股价飙升近25%。

业内人士对此判断:Arm的此次操作,有望提高半导体IP企业在资本市场的定价权,抬高盈利预期,提高行业的天花板。作为全球*的IP厂商,除去成功过会,Arm还有两大新闻一直备受瞩目。

*,Arm与高通的官司。2022年底,Arm在美国特拉华州的地区法院起诉高通,指控高通公司未经许可使用Arm的知识产权。原因是高通曾在2021年收购一家名为NUVIA,从事Arm架构CPU开发的初创公司。收购完成后,Arm希望与高通针对NUVIA产品重新签订授权协议以增加收费。之后,高通反诉Arm,主张自己并未违反Arm的许可合同,NUVIA设计的CPU是收购案(高通收购NUVIA)的一部分。

第二,传言Arm要改变授权模式。今年3月,业内有消息称,Arm最近已通知了其几家*的客户,称其商业模式将发生根本性转变。Arm计划不再根据芯片的价值向芯片制造商收取使用费,而是根据设备的平均售价(ASP)向设备制造商收取使用费。这消息一出,业内都非常担心,因为这就使得使用Arm架构的大厂成本大增,付给Arm的IP授权费用将比原先高出数倍。

不过,在Arm成功IPO后,官方出来给了“定心丸”。Arm资深副总裁暨车用事业部总经理DiptiVachani在与亚太地区媒体进行问答时,表示:“Arm商业模式没有改变,该公司会持续扩展,并降低客户进入门槛。”

这两大新闻背后,实际上都是由于Arm不赚钱。

1、IP厂商盈利“低”

作为全球*大IP厂商,如果Arm赚的不多,实际上就是由于IP厂商的盈利模式决定的。

根据分析机构IPnest发布的半导体IP报告,2022年设计IP行业营收66.7亿美元。要知道,使用Arm IP的厂商高通2022全年营收达到442.00亿美元。一个行业打不过一家企业,如此看来,IP厂商的盈利模式确实受限。

自1990年,Arm探索出IP授权的商业模式,不以设计芯片而是以授权的方式将芯片设计方案转让其他公司,开启了半导体IP授权的开端。当时,半导体的新晋设计公司,也都乐于采用这种方式。通过开放的IP授权模式,Arm在移动端处理器市场获取了95%的市占率。在前期,Arm为了抢占市场和拓展生态,要的授权费并不高,是芯片最终售价的1%~3%。

目前在半导体IP行业中,有两种赚钱的模式:*种,前期授权费。这种属于一次性收入,IP使用费发生在于其将IP交付给客户进行芯片设计的环节。

第二种,版税。版税是在客户利用该IP完成芯片设计并量产后,根据芯片的销售情况,按照量产芯片销售颗数收取。毕竟,芯片研发环节周期很长,能否进入量产环节是不确定的。所以,版税占比越高,意味着下游芯片设计客户较为成熟,能够大规模量产。

按照芯原股份的说法,也就是说在客户芯片设计阶段,公司直接向客户交付半导体IP或IP平台及系统平台,并获取知识产权授权使用费收入。待客户利用该IP或IP平台及系统平台完成芯片或系统设计并量产后,公司依照合同约定,根据客户芯片及系统的销售情况,按照量产芯片及系统销售的单位数量获取收入。

实际上,大多数半导体IP公司的主要盈利来源就是靠着版税。据Arm招股书中显示,版税为Arm贡献了超过一半的收入。

前文提到的Arm想要更改授权模式,其实就是想要更改版税形式。也就是将从一颗芯片的售价抽成变为按整个终端的价格来提成,变相提价。

举个例子,苹果的A16处理器的供应链成本在110美元左右,Arm从中芯片售价中抽成3%,那么可以拿到3.3美元;但是搭载A16处理器的iPhone14,其售价可以达到1199美元,从中抽3%则可以拿到36美元,这几乎是十倍的差距。但是,这种提价方式效果并不理想,风声刚起就引起下游公司的恐慌,如果真的实施,会迫使芯片公司逃离得来不易的生态。

这种“帮人做嫁衣”的商业模式,使得IP服务本身的产值不高。半导体IP行业到底怎么提高天花板?

2、IP厂商新路线

其实关于天花板的问题,IP厂商一直在探索。

依据IPnest发布2022年全球半导体设计IP市场排名前10的供应商依次为:Arm(英国)、Synopsys(美国)、Cadence(美国)、Imagination(美国)、Alphawave(加拿大)、Ceva(以色列)、Verisilicon(芯原微电子,中国大陆)、SST(美国)、eMemoryTechnology(力旺电子,中国台湾)、Rambus(美国)。

前文所述,全球*大IP公司Arm已经成功上市。今年三月至六月,报告期内Arm总营收达到6.75亿美元,同比去年有2%的下滑。

目前Arm已经明确表明不会更改授权模式,那么在提高营收天花板方面,Arm认为更多公司自研芯片是它的机会。其CEO雷内·哈斯(ReneHaas)说:“开发一个与Arm不同或更好的CPU,同时兼容Arm,是非常困难的。这样做的人并不多......一方面很难做到,另一方面是很难找到工程师来做这件事。”

不过,对于Arm来说挑战也在逐步浮现,兴起的RISC-V架构、部分厂商的自研架构都有可能在某一天围困Arm。比如谷歌最新推出的第五代TPU,使用的就是自研架构;三星也宣布组建了自研CPU内核架构的团队,准备于2027年在手机和笔记本电脑产品中将Arm芯片替换为自研的GalaxyChip。这么来看,Arm仍需要继续加强对新IP的研发,提供竞争力更强的公版IP方案。

再来看排名第二、三的Synopsys(美国)、Cadence(美国)。这两大企业虽然在IP行业占据前三位置,但主营业还是EDA为主。因为自半导体正式进入IP核授权时代后,随着集成电路复杂度的提升,EDA软件公司也逐渐进入IP核提供商的行列。

Synopsys和Cadence的IP核业务就是自2010年开始进入高速发展期。相对于Arm的单一IP核的盈利方式,EDA公司可以利用EDA业务绑定IP服务。目前这两大公司的EDA工具都有一定的垄断性,这时候IP的变现会更加容易。

2022财年,Synopsys收入为50.82亿美元,首次突破了50亿美元大关,同比增长约20.9%。其董事长兼CEOAartdeGeus在财报发布会上说到:“如果我必须根据重要性对Synopsys的这些细分市场进行排名,我会将IP业务排在*位。其他EDA公司就是不明白这一点,IP就是一切。”Synopsys今年第二季度财报成绩也不错,营收为13.95亿美元,上年同期为12.79亿美元,同比增长9.07%,净利润为2.73亿美元。

Synopsys目前在强化接口IP领域的布局,通过不断地收购和推陈出新,使自身在该领域的市场份额达到了55.6%。2021年,新思科技收购了Morethan IP,使DesignWare以太网控制器IP产品组合得到了进一步扩充。

据IPnest发布的《2022年设计IP报告》显示,有线接口IP类别的市场份额在总的IP市场中的占比越来越大,市场份额已从2017年的18%上升到了2022年的25%。

Cadence在2023年第二季度取得了出色的业绩,在截止6月30日的第二季度财报中,Cadence实现营收为9.77亿美元,而2022年同期收入为8.58亿美元,净利润为2.21亿美元。

Cadence也在开启收购模式,今年7月成功收购了Rambus公司的SerDes和存储器接口PHYIP业务。这一战略性收购涉及到对AI、高性能计算、数据中心、超大规模集成电路和先进网络设计中起到核心作用的SerDes和存储器接口PHYIP。

此外,从今年的营收增长中,Alphawav也交出了比较出色的成绩。AlphawaveIP是一家在英国上市的IP授权商,能够提供5nm、4nm、3nm制程的服务,并支持Chiplet交付。2020年Alphawave在高端接口IP领域崛起,与Synopsys“一站式服务”模式不同,采用“Stop-for-Top”战略获得成。

目前来看,Alphawave在高端接口IP重点发力。IPnest预测,如果由高性能计算HPC推动的高端接口IP细分市场大幅增长,那么到2027年,Alphawave可能会在这个30亿美元细分市场中占据25%份额,收入将为6亿至8亿美元。近两年,Alphawave也收购了不少IP厂商,如以色列光学数字信号处理(“DSP”)芯片开发商BaniasLabs;SiFive子业务OpenFive。对于未来发展,Alphawave首席执行官TonyPialis表示,重点是跨数据中心的连接,包括serdes、控制器、DDR和HBM等内存接口、Chiplet接口。

对于IP厂商来说,最近大火的Chiplet也是一种新路线。就Chiplet和半导体IP的联系而言,Chiplet可以被看作是半导体IP经过设计和制程优化后的硬件化产品,其业务形成也从半导体IP的软件形式转向到Chiplet的硬件形式。

随着芯片产业的不断发展,以Chiplet为底层技术生产IP模块的企业数量将会明显增多。比如本身就具备芯片设计能力EDA公司继续积攒自己的IP产品,并向Chiplet产品供应持续发力。一些设计能力较强的IP供应商有可能演变为Chiplet供应商。

另外,前文提到的营收低问题,Chiplet也可使得产品利润率大幅提升。根据IBS数据显示,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,5nm制程下可集成数字IP数量与数模混合IP数量分别为126和92个,总计218个。

因此向Chiplet产品转型的IP企业可受益于先进制程的不断迭代而大幅提高毛利率,整个市场的增幅不容小觑。

【本文由投资界合作伙伴微信公众号:半导体产业纵横授权发布,本平台仅提供信息存储服务。】如有任何疑问题,请联系(editor@zero2ipo.com.cn)投资界处理。

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