IP 廠(chǎng)商想要抬高「天花板」

內人士對此判斷：Arm 的此次操作, 有望提高半導體 IP 企業(yè)在資本市場(chǎng)的定價(jià)權, 抬高盈利預期, 提高行業(yè)的天花板。作為全球第一的 IP 廠(chǎng)商，除去成功過(guò)會(huì )，Arm 還有兩大新聞一直備受矚目。

第一，Arm 與高通的官司。2022 年底，Arm 在美國特拉華州的地區法院起訴高通，指控高通公司未經(jīng)許可使用 Arm 的知識產(chǎn)權。原因是高通曾在 2021 年收購一家名為 NUVIA，從事 Arm 架構 CPU 開(kāi)發(fā)的初創(chuàng )公司。收購完成后，Arm 希望與高通針對 NUVIA 產(chǎn)品重新簽訂授權協(xié)議以增加收費。之后，高通反訴 Arm，主張自己并未違反 Arm 的許可合同，NUVIA 設計的 CPU 是收購案（高通收購 NUVIA）的一部分。

第二，傳言 Arm 要改變授權模式。今年 3 月，業(yè)內有消息稱(chēng)，Arm 最近已通知了其幾家最大的客戶(hù)，稱(chēng)其商業(yè)模式將發(fā)生根本性轉變。Arm 計劃不再根據芯片的價(jià)值向芯片制造商收取使用費，而是根據設備的平均售價(jià)（ASP）向設備制造商收取使用費。這消息一出，業(yè)內都非常擔心，因為這就使得使用 Arm 架構的大廠(chǎng)成本大增，付給 Arm 的 IP 授權費用將比原先高出數倍。

不過(guò)，在 Arm 成功 IPO 后，官方出來(lái)給了「定心丸」。Arm 資深副總裁暨車(chē)用事業(yè)部總經(jīng)理 DiptiVachani 在與亞太地區媒體進(jìn)行問(wèn)答時(shí)，表示：「Arm 商業(yè)模式?jīng)]有改變，該公司會(huì )持續擴展，并降低客戶(hù)進(jìn)入門(mén)檻?！?/span>

這兩大新聞背后，實(shí)際上都是由于 Arm 不賺錢(qián)。

IP 廠(chǎng)商盈利「低」

作為全球第一大 IP 廠(chǎng)商，如果 Arm 賺的不多，實(shí)際上就是由于 IP 廠(chǎng)商的盈利模式?jīng)Q定的。

根據分析機構 IPnest 發(fā)布的半導體 IP 報告，2022 年設計 IP 行業(yè)營(yíng)收 66.7 億美元。要知道，使用 Arm IP 的廠(chǎng)商高通 2022 全年營(yíng)收達到 442.00 億美元。一個(gè)行業(yè)打不過(guò)一家企業(yè)，如此看來(lái)，IP 廠(chǎng)商的盈利模式確實(shí)受限。

自 1990 年，Arm 探索出 IP 授權的商業(yè)模式，不以設計芯片而是以授權的方式將芯片設計方案轉讓其他公司，開(kāi)啟了半導體 IP 授權的開(kāi)端。當時(shí)，半導體的新晉設計公司，也都樂(lè )于采用這種方式。通過(guò)開(kāi)放的 IP 授權模式，Arm 在移動(dòng)端處理器市場(chǎng)獲取了 95% 的市占率。在前期，Arm 為了搶占市場(chǎng)和拓展生態(tài)，要的授權費并不高，是芯片最終售價(jià)的 1%～3%。

目前在半導體 IP 行業(yè)中，有兩種賺錢(qián)的模式：第一種，前期授權費。這種屬于一次性收入，IP 使用費發(fā)生在于其將 IP 交付給客戶(hù)進(jìn)行芯片設計的環(huán)節。

第二種，版稅。版稅是在客戶(hù)利用該 IP 完成芯片設計并量產(chǎn)后，根據芯片的銷(xiāo)售情況，按照量產(chǎn)芯片銷(xiāo)售顆數收取。畢竟，芯片研發(fā)環(huán)節周期很長(cháng)，能否進(jìn)入量產(chǎn)環(huán)節是不確定的。所以，版稅占比越高，意味著(zhù)下游芯片設計客戶(hù)較為成熟，能夠大規模量產(chǎn)。

按照芯原股份的說(shuō)法，也就是說(shuō)在客戶(hù)芯片設計階段，公司直接向客戶(hù)交付半導體 IP 或 IP 平臺及系統平臺，并獲取知識產(chǎn)權授權使用費收入。待客戶(hù)利用該 IP 或 IP 平臺及系統平臺完成芯片或系統設計并量產(chǎn)后，公司依照合同約定，根據客戶(hù)芯片及系統的銷(xiāo)售情況，按照量產(chǎn)芯片及系統銷(xiāo)售的單位數量獲取收入。

實(shí)際上，大多數半導體 IP 公司的主要盈利來(lái)源就是靠著(zhù)版稅。據 Arm 招股書(shū)中顯示，版稅為 Arm 貢獻了超過(guò)一半的收入。

前文提到的 Arm 想要更改授權模式，其實(shí)就是想要更改版稅形式。也就是將從一顆芯片的售價(jià)抽成變?yōu)榘凑麄€(gè)終端的價(jià)格來(lái)提成，變相提價(jià)。

舉個(gè)例子，蘋(píng)果的 A16 處理器的供應鏈成本在 110 美元左右，Arm 從中芯片售價(jià)中抽成 3%，那么可以拿到 3.3 美元；但是搭載 A16 處理器的 iPhone14，其售價(jià)可以達到 1199 美元，從中抽 3% 則可以拿到 36 美元，這幾乎是十倍的差距。但是，這種提價(jià)方式效果并不理想，風(fēng)聲剛起就引起下游公司的恐慌，如果真的實(shí)施，會(huì )迫使芯片公司逃離得來(lái)不易的生態(tài)。

這種「幫人做嫁衣」的商業(yè)模式，使得 IP 服務(wù)本身的產(chǎn)值不高。半導體 IP 行業(yè)到底怎么提高天花板？

IP 廠(chǎng)商新路線(xiàn)

其實(shí)關(guān)于天花板的問(wèn)題，IP 廠(chǎng)商一直在探索。

依據 IPnest 發(fā)布 2022 年全球半導體設計 IP 市場(chǎng)排名前 10 的供應商依次為：Arm（英國）、Synopsys（美國）、Cadence（美國）、Imagination（美國）、Alphawave（加拿大）、Ceva（以色列）、Verisilicon（芯原微電子，中國大陸）、SST（美國）、eMemoryTechnology（力旺電子，中國臺灣）、Rambus（美國）。

前文所述，全球第一大 IP 公司 Arm 已經(jīng)成功上市。今年三月至六月，報告期內 Arm 總營(yíng)收達到 6.75 億美元，同比去年有 2% 的下滑。

目前 Arm 已經(jīng)明確表明不會(huì )更改授權模式，那么在提高營(yíng)收天花板方面，Arm 認為更多公司自研芯片是它的機會(huì )。其 CEO 雷內·哈斯 (ReneHaas）說(shuō)：「開(kāi)發(fā)一個(gè)與 Arm 不同或更好的 CPU，同時(shí)兼容 Arm，是非常困難的。這樣做的人并不多...... 一方面很難做到，另一方面是很難找到工程師來(lái)做這件事?！?/span>

不過(guò)，對于 Arm 來(lái)說(shuō)挑戰也在逐步浮現，興起的 RISC-V 架構、部分廠(chǎng)商的自研架構都有可能在某一天圍困 Arm。比如谷歌最新推出的第五代 TPU，使用的就是自研架構；三星也宣布組建了自研 CPU 內核架構的團隊，準備于 2027 年在手機和筆記本電腦產(chǎn)品中將 Arm 芯片替換為自研的 GalaxyChip。這么來(lái)看，Arm 仍需要繼續加強對新 IP 的研發(fā)，提供競爭力更強的公版 IP 方案。

再來(lái)看排名第二、三的 Synopsys（美國）、Cadence（美國）。這兩大企業(yè)雖然在 IP 行業(yè)占據前三位置，但主營(yíng)業(yè)還是 EDA 為主。因為自半導體正式進(jìn)入 IP 核授權時(shí)代后，隨著(zhù)集成電路復雜度的提升，EDA 軟件公司也逐漸進(jìn)入 IP 核提供商的行列。

Synopsys 和 Cadence 的 IP 核業(yè)務(wù)就是自 2010 年開(kāi)始進(jìn)入高速發(fā)展期。相對于 Arm 的單一 IP 核的盈利方式，EDA 公司可以利用 EDA 業(yè)務(wù)綁定 IP 服務(wù)。目前這兩大公司的 EDA 工具都有一定的壟斷性，這時(shí)候 IP 的變現會(huì )更加容易。

2022 財年，Synopsys 收入為 50.82 億美元，首次突破了 50 億美元大關(guān)，同比增長(cháng)約 20.9%。其董事長(cháng)兼 CEOAartdeGeus 在財報發(fā)布會(huì )上說(shuō)到：「如果我必須根據重要性對 Synopsys 的這些細分市場(chǎng)進(jìn)行排名，我會(huì )將 IP 業(yè)務(wù)排在第一位。其他 EDA 公司就是不明白這一點(diǎn)，IP 就是一切?！筍ynopsys 今年第二季度財報成績(jì)也不錯，營(yíng)收為 13.95 億美元，上年同期為 12.79 億美元，同比增長(cháng) 9.07%，凈利潤為 2.73 億美元。

Synopsys 目前在強化接口 IP 領(lǐng)域的布局，通過(guò)不斷地收購和推陳出新，使自身在該領(lǐng)域的市場(chǎng)份額達到了 55.6%。2021 年，新思科技收購了 Morethan IP，使 DesignWare 以太網(wǎng)控制器 IP 產(chǎn)品組合得到了進(jìn)一步擴充。

據 IPnest 發(fā)布的《2022 年設計 IP 報告》顯示，有線(xiàn)接口 IP 類(lèi)別的市場(chǎng)份額在總的 IP 市場(chǎng)中的占比越來(lái)越大，市場(chǎng)份額已從 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業(yè)績(jì)，在截止 6 月 30 日的第二季度財報中，Cadence 實(shí)現營(yíng)收為 9.77 億美元，而 2022 年同期收入為 8.58 億美元，凈利潤為 2.21 億美元。

Cadence 也在開(kāi)啟收購模式，今年 7 月成功收購了 Rambus 公司的 SerDes 和存儲器接口 PHYIP 業(yè)務(wù)。這一戰略性收購涉及到對 AI、高性能計算、數據中心、超大規模集成電路和先進(jìn)網(wǎng)絡(luò )設計中起到核心作用的 SerDes 和存儲器接口 PHYIP。

此外，從今年的營(yíng)收增長(cháng)中，Alphawav 也交出了比較出色的成績(jì)。AlphawaveIP 是一家在英國上市的 IP 授權商，能夠提供 5nm、4nm、3nm 制程的服務(wù)，并支持 Chiplet 交付。2020 年 Alphawave 在高端接口 IP 領(lǐng)域崛起，與 Synopsys「一站式服務(wù)」模式不同，采用「Stop-for-Top」戰略獲得成。

目前來(lái)看，Alphawave 在高端接口 IP 重點(diǎn)發(fā)力。IPnest 預測，如果由高性能計算 HPC 推動(dòng)的高端接口 IP 細分市場(chǎng)大幅增長(cháng)，那么到 2027 年，Alphawave 可能會(huì )在這個(gè) 30 億美元細分市場(chǎng)中占據 25% 份額，收入將為 6 億至 8 億美元。近兩年，Alphawave 也收購了不少 IP 廠(chǎng)商，如以色列光學(xué)數字信號處理（「DSP」）芯片開(kāi)發(fā)商 BaniasLabs；SiFive 子業(yè)務(wù) OpenFive。對于未來(lái)發(fā)展，Alphawave 首席執行官 TonyPialis 表示，重點(diǎn)是跨數據中心的連接，包括 serdes、控制器、DDR 和 HBM 等內存接口、Chiplet 接口。

對于 IP 廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，最近大火的 Chiplet 也是一種新路線(xiàn)。就 Chiplet 和半導體 IP 的聯(lián)系而言，Chiplet 可以被看作是半導體 IP 經(jīng)過(guò)設計和制程優(yōu)化后的硬件化產(chǎn)品，其業(yè)務(wù)形成也從半導體 IP 的軟件形式轉向到 Chiplet 的硬件形式。

隨著(zhù)芯片產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，以 Chiplet 為底層技術(shù)生產(chǎn) IP 模塊的企業(yè)數量將會(huì )明顯增多。比如本身就具備芯片設計能力 EDA 公司繼續積攢自己的 IP 產(chǎn)品，并向 Chiplet 產(chǎn)品供應持續發(fā)力。一些設計能力較強的 IP 供應商有可能演變?yōu)?Chiplet 供應商。

另外，前文提到的營(yíng)收低問(wèn)題，Chiplet 也可使得產(chǎn)品利潤率大幅提升。根據 IBS 數據顯示，以 28nm 工藝節點(diǎn)為例，單顆芯片中已可集成的 IP 數量為 87 個(gè)。當工藝節點(diǎn)演進(jìn)至 7nm 時(shí)，可集成的 IP 數量達到 178 個(gè)，5nm 制程下可集成數字 IP 數量與數?；旌?IP 數量分別為 126 和 92 個(gè)，總計 218 個(gè)。

因此向 Chiplet 產(chǎn)品轉型的 IP 企業(yè)可受益于先進(jìn)制程的不斷迭代而大幅提高毛利率，整個(gè)市場(chǎng)的增幅不容小覷。