IP廠商想要抬高“天花板”

作者：九林

Arm成功上市，上市當(dāng)天股價(jià)飆升近25%。

業(yè)內(nèi)人士對(duì)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(chǎng)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(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(guó)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(shí)產(chǎn)權(quán)。原因是高通曾在2021年收購(gòu)一家名為NUVIA，從事Arm架構(gòu)CPU開(kāi)發(fā)的初創(chuàng)公司。收購(gòu)?fù)瓿珊?，Arm希望與高通針對(duì)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(gòu)案（高通收購(gòu)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(guò)，在Arm成功IPO后，官方出來(lái)給了“定心丸”。Arm資深副總裁暨車用事業(yè)部總經(jīng)理DiptiVachani在與亞太地區(qū)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(xù)擴(kuò)展，并降低客戶進(jìn)入門檻。”

這兩大新聞背后，實(shí)際上都是由于Arm不賺錢。

?01、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(yíng)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(guò)一家企業(yè)，如此看來(lái)，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(kāi)啟了半導(dǎo)體IP授權(quán)的開(kāi)端。當(dāng)時(shí)，半導(dǎo)體的新晉設(shè)計(jì)公司，也都樂(lè)于采用這種方式。通過(guò)開(kāi)放的IP授權(quán)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(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(zhǎng)，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(shuō)法，也就是說(shuō)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(tái)及系統(tǒng)平臺(tái)，并獲取知識(shí)產(chǎn)權(quán)授權(quán)使用費(fèi)收入。待客戶利用該IP或IP平臺(tái)及系統(tǒng)平臺(tái)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(lái)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(guò)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(lái)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(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(dǎo)體IP行業(yè)到底怎么提高天花板？

?02、IP廠商新路線

其實(shí)關(guān)于天花板的問(wèn)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(chǎng)排名前10的供應(yīng)商依次為：Arm（英國(guó)）、Synopsys（美國(guó)）、Cadence（美國(guó)）、Imagination（美國(guó)）、Alphawave（加拿大）、Ceva（以色列）、Verisilicon（芯原微電子，中國(guó)大陸）、SST（美國(guó)）、eMemoryTechnology（力旺電子，中國(guó)臺(tái)灣）、Rambus（美國(guó)）。

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(yíng)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(huì)更改授權(quán)模式，那么在提高營(yíng)收天花板方面，Arm認(rèn)為更多公司自研芯片是它的機(jī)會(huì)。其CEO雷內(nèi)·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?！?/p>

不過(guò)，對(duì)于Arm來(lái)說(shuō)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(lái)看，Arm仍需要繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)新IP的研發(fā)，提供競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)的公版IP方案。

再來(lái)看排名第二、三的Synopsys（美國(guó)）、Cadence（美國(guó)）。這兩大企業(yè)雖然在IP行業(yè)占據(jù)前三位置，但主營(yíng)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(kāi)始進(jìn)入高速發(fā)展期。相對(duì)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(huì)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(zhǎng)約20.9%。其董事長(zhǎng)兼CEOAartdeGeus在財(cái)報(bào)發(fā)布會(huì)上說(shuō)到：“如果我必須根據(jù)重要性對(duì)Synopsys的這些細(xì)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?！盨ynopsys今年第二季度財(cái)報(bào)成績(jī)也不錯(cuò)，營(yíng)收為13.95億美元，上年同期為12.79億美元，同比增長(zhǎng)9.07%，凈利潤(rùn)為2.73億美元。

Synopsys目前在強(qiáng)化接口IP領(lǐng)域的布局，通過(guò)不斷地收購(gòu)和推陳出新，使自身在該領(lǐng)域的市場(chǎng)份額達(dá)到了55.6%。2021年，新思科技收購(gòu)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(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(jī)，在截止6月30日的第二季度財(cái)報(bào)中，Cadence實(shí)現(xiàn)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(rùn)為2.21億美元。

Cadence也在開(kāi)啟收購(gòu)模式，今年7月成功收購(gòu)了Rambus公司的SerDes和存儲(chǔ)器接口PHYIP業(yè)務(wù)。這一戰(zhàn)略性收購(gòu)涉及到對(duì)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(chǔ)器接口PHYIP。

此外，從今年的營(yíng)收增長(zhǎng)中，Alphawav也交出了比較出色的成績(jī)。AlphawaveIP是一家在英國(guó)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(lái)看，Alphawave在高端接口IP重點(diǎn)發(fā)力。IPnest預(yù)測(cè)，如果由高性能計(jì)算HPC推動(dòng)的高端接口IP細(xì)分市場(chǎng)大幅增長(zhǎng)，那么到2027年，Alphawave可能會(huì)在這個(gè)30億美元細(xì)分市場(chǎng)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(gòu)了不少IP廠商，如以色列光學(xué)數(shù)字信號(hào)處理（“DSP”）芯片開(kāi)發(fā)商BaniasLabs；SiFive子業(yè)務(wù)OpenFive。對(duì)于未來(lái)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(duì)于IP廠商來(lái)說(shuō)，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(guò)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(huì)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)镃hiplet供應(yīng)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(rùn)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)模混合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(chǎng)的增幅不容小覷。