IP 廠商想要抬高「天花板」

內(nèi)人士對此判斷：Arm 的此次操作, 有望提高半導(dǎo)體 IP 企業(yè)在資本市場的定價(jià)權(quán), 抬高盈利預(yù)期, 提高行業(yè)的天花板。作為全球第一的 IP 廠商，除去成功過會，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(qū)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(quán)。原因是高通曾在 2021 年收購一家名為 NUVIA，從事 Arm 架構(gòu) CPU 開發(fā)的初創(chuàng)公司。收購?fù)瓿珊?，Arm 希望與高通針對 NUVIA 產(chǎn)品重新簽訂授權(quán)協(xié)議以增加收費(fèi)。之后，高通反訴 Arm，主張自己并未違反 Arm 的許可合同，NUVIA 設(shè)計(jì)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(quán)模式。今年 3 月，業(yè)內(nèi)有消息稱，Arm 最近已通知了其幾家最大的客戶，稱其商業(yè)模式將發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變。Arm 計(jì)劃不再根據(jù)芯片的價(jià)值向芯片制造商收取使用費(fèi)，而是根據(jù)設(shè)備的平均售價(jià)（ASP）向設(shè)備制造商收取使用費(fèi)。這消息一出，業(yè)內(nèi)都非常擔(dān)心，因?yàn)檫@就使得使用 Arm 架構(gòu)的大廠成本大增，付給 Arm 的 IP 授權(quán)費(fèi)用將比原先高出數(shù)倍。

不過，在 Arm 成功 IPO 后，官方出來給了「定心丸」。Arm 資深副總裁暨車用事業(yè)部總經(jīng)理 DiptiVachani 在與亞太地區(qū)媒體進(jìn)行問答時(shí)，表示：「Arm 商業(yè)模式?jīng)]有改變，該公司會持續(xù)擴(kuò)展，并降低客戶進(jìn)入門檻?！?/span>

這兩大新聞背后，實(shí)際上都是由于 Arm 不賺錢。

IP 廠商盈利「低」

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

根據(jù)分析機(jī)構(gòu) IPnest 發(fā)布的半導(dǎo)體 IP 報(bào)告，2022 年設(shè)計(jì) IP 行業(yè)營收 66.7 億美元。要知道，使用 Arm IP 的廠商高通 2022 全年?duì)I收達(dá)到 442.00 億美元。一個(gè)行業(yè)打不過一家企業(yè)，如此看來，IP 廠商的盈利模式確實(shí)受限。

自 1990 年，Arm 探索出 IP 授權(quán)的商業(yè)模式，不以設(shè)計(jì)芯片而是以授權(quán)的方式將芯片設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)讓其他公司，開啟了半導(dǎo)體 IP 授權(quán)的開端。當(dāng)時(shí)，半導(dǎo)體的新晉設(shè)計(jì)公司，也都樂于采用這種方式。通過開放的 IP 授權(quán)模式，Arm 在移動端處理器市場獲取了 95% 的市占率。在前期，Arm 為了搶占市場和拓展生態(tài)，要的授權(quán)費(fèi)并不高，是芯片最終售價(jià)的 1%～3%。

目前在半導(dǎo)體 IP 行業(yè)中，有兩種賺錢的模式：第一種，前期授權(quán)費(fèi)。這種屬于一次性收入，IP 使用費(fèi)發(fā)生在于其將 IP 交付給客戶進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)。

第二種，版稅。版稅是在客戶利用該 IP 完成芯片設(shè)計(jì)并量產(chǎn)后，根據(jù)芯片的銷售情況，按照量產(chǎn)芯片銷售顆數(shù)收取。畢竟，芯片研發(fā)環(huán)節(jié)周期很長，能否進(jìn)入量產(chǎn)環(huán)節(jié)是不確定的。所以，版稅占比越高，意味著下游芯片設(shè)計(jì)客戶較為成熟，能夠大規(guī)模量產(chǎn)。

按照芯原股份的說法，也就是說在客戶芯片設(shè)計(jì)階段，公司直接向客戶交付半導(dǎo)體 IP 或 IP 平臺及系統(tǒng)平臺，并獲取知識產(chǎn)權(quán)授權(quán)使用費(fèi)收入。待客戶利用該 IP 或 IP 平臺及系統(tǒng)平臺完成芯片或系統(tǒng)設(shè)計(jì)并量產(chǎn)后，公司依照合同約定，根據(jù)客戶芯片及系統(tǒng)的銷售情況，按照量產(chǎn)芯片及系統(tǒng)銷售的單位數(shù)量獲取收入。

實(shí)際上，大多數(shù)半導(dǎo)體 IP 公司的主要盈利來源就是靠著版稅。據(jù) Arm 招股書中顯示，版稅為 Arm 貢獻(xiàn)了超過一半的收入。

前文提到的 Arm 想要更改授權(quán)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)格來提成，變相提價(jià)。

舉個(gè)例子，蘋果的 A16 處理器的供應(yīng)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(dá)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，會迫使芯片公司逃離得來不易的生態(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(dǎo)體 IP 行業(yè)到底怎么提高天花板？

IP 廠商新路線

其實(shí)關(guān)于天花板的問題，IP 廠商一直在探索。

依據(jù) IPnest 發(fā)布 2022 年全球半導(dǎo)體設(shè)計(jì) IP 市場排名前 10 的供應(yīng)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(bào)告期內(nèi) Arm 總營收達(dá)到 6.75 億美元，同比去年有 2% 的下滑。

目前 Arm 已經(jīng)明確表明不會更改授權(quán)模式，那么在提高營收天花板方面，Arm 認(rèn)為更多公司自研芯片是它的機(jī)會。其 CEO 雷內(nèi)·哈斯 (ReneHaas）說：「開發(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做這件事。」

不過，對于 Arm 來說挑戰(zhàn)也在逐步浮現(xiàn)，興起的 RISC-V 架構(gòu)、部分廠商的自研架構(gòu)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(gòu)；三星也宣布組建了自研 CPU 內(nèi)核架構(gòu)的團(tuán)隊(duì)，準(zhǔn)備于 2027 年在手機(jī)和筆記本電腦產(chǎn)品中將 Arm 芯片替換為自研的 GalaxyChip。這么來看，Arm 仍需要繼續(xù)加強(qiáng)對新 IP 的研發(fā)，提供競爭力更強(qiáng)的公版 IP 方案。

再來看排名第二、三的 Synopsys（美國）、Cadence（美國）。這兩大企業(yè)雖然在 IP 行業(yè)占據(jù)前三位置，但主營業(yè)還是 EDA 為主。因?yàn)樽园雽?dǎo)體正式進(jìn)入 IP 核授權(quán)時(shí)代后，隨著集成電路復(fù)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(xiàn)會更加容易。

2022 財(cái)年，Synopsys 收入為 50.82 億美元，首次突破了 50 億美元大關(guān)，同比增長約 20.9%。其董事長兼 CEOAartdeGeus 在財(cái)報(bào)發(fā)布會上說到：「如果我必須根據(jù)重要性對 Synopsys 的這些細(xì)分市場進(jìn)行排名，我會將 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(cái)報(bào)成績也不錯(cuò)，營收為 13.95 億美元，上年同期為 12.79 億美元，同比增長 9.07%，凈利潤為 2.73 億美元。

Synopsys 目前在強(qiáng)化接口 IP 領(lǐng)域的布局，通過不斷地收購和推陳出新，使自身在該領(lǐng)域的市場份額達(dá)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(kuò)充。

據(jù) IPnest 發(fā)布的《2022 年設(shè)計(jì) IP 報(bào)告》顯示，有線接口 IP 類別的市場份額在總的 IP 市場中的占比越來越大，市場份額已從 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，在截止 6 月 30 日的第二季度財(cái)報(bào)中，Cadence 實(shí)現(xiàn)營收為 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(zhàn)略性收購涉及到對 AI、高性能計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、超大規(guī)模集成電路和先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中起到核心作用的 SerDes 和存儲器接口 PHYIP。

此外，從今年的營收增長中，Alphawav 也交出了比較出色的成績。AlphawaveIP 是一家在英國上市的 IP 授權(quán)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(zhàn)略獲得成。

目前來看，Alphawave 在高端接口 IP 重點(diǎn)發(fā)力。IPnest 預(yù)測，如果由高性能計(jì)算 HPC 推動的高端接口 IP 細(xì)分市場大幅增長，那么到 2027 年，Alphawave 可能會在這個(gè) 30 億美元細(xì)分市場中占據(jù) 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 廠商，如以色列光學(xué)數(shù)字信號處理（「DSP」）芯片開發(fā)商 BaniasLabs；SiFive 子業(yè)務(wù) OpenFive。對于未來發(fā)展，Alphawave 首席執(zhí)行官 TonyPialis 表示，重點(diǎn)是跨數(shù)據(jù)中心的連接，包括 serdes、控制器、DDR 和 HBM 等內(nèi)存接口、Chiplet 接口。

對于 IP 廠商來說，最近大火的 Chiplet 也是一種新路線。就 Chiplet 和半導(dǎo)體 IP 的聯(lián)系而言，Chiplet 可以被看作是半導(dǎo)體 IP 經(jīng)過設(shè)計(jì)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(dǎo)體 IP 的軟件形式轉(zhuǎn)向到 Chiplet 的硬件形式。

隨著芯片產(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(shù)量將會明顯增多。比如本身就具備芯片設(shè)計(jì)能力 EDA 公司繼續(xù)積攢自己的 IP 產(chǎn)品，并向 Chiplet 產(chǎn)品供應(yīng)持續(xù)發(fā)力。一些設(shè)計(jì)能力較強(qiáng)的 IP 供應(yīng)商有可能演變?yōu)?Chiplet 供應(yīng)商。

另外，前文提到的營收低問題，Chiplet 也可使得產(chǎn)品利潤率大幅提升。根據(jù) IBS 數(shù)據(jù)顯示，以 28nm 工藝節(jié)點(diǎn)為例，單顆芯片中已可集成的 IP 數(shù)量為 87 個(gè)。當(dāng)工藝節(jié)點(diǎn)演進(jìn)至 7nm 時(shí)，可集成的 IP 數(shù)量達(dá)到 178 個(gè)，5nm 制程下可集成數(shù)字 IP 數(shù)量與數(shù)?；旌?IP 數(shù)量分別為 126 和 92 個(gè)，總計(jì) 218 個(gè)。

因此向 Chiplet 產(chǎn)品轉(zhuǎn)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)市場的增幅不容小覷。