半导体IP是指集成电路(IC芯片)、逻辑或单元布局设计的可重复利用单元。根据不同的设计IP,半导体IP市场可分为接口IP、处理器IP、存储器IP以及其他IP(仿照到数字IP和数字到仿照IP)。在这几大领域,海内已经均有本土企业在布局。
热闹的接口IP赛道

随着数据中央对网络通信速率和性能需求的不断提升,接口IP正成为最具发展潜力的IP分类。据市场剖析公司IPnest预测,排名前5的接口IP产品在2025年的总营收将达到25亿美元,从2020年到2025年的年复合增长率为19%。接口IP紧张是指以太网、DDR、PCIe、USB、MIPI、SATA等接口的IP核。不同的接口在不同的产品垂直领域中具有主要意义,这使得接口IP极为主要。在接口IP领域,海内企业浩瀚,紧张有芯动科技、芯耀辉、牛芯、锐成芯微、纳能微、橙科微、和芯微、芯思原、灿芯、奎芯等。这些厂商已经阅读了多种类的接口IP产品。接下来我们挑几个范例的接口IP,看看海内IP供应商的实力如何。就拿DDR 接口IP举例来看。DDR PHY和内存掌握器统称为DDR IP,他们担保了SoC和DRAM之间的数据传输。随着DDR的速率不断提升,DDR模块的设计难度也随之增大,以是芯片设计企业一样平常须要从IP公司购买DDR IP。但在DDR IP市场中,由于DDR PHY具有较高的技能门槛,以是国际厂商仍霸占较高的市场份额。海内DDR IP供应商中,芯动科技是DDR代际品类和覆盖面相对较全的IP公司,所能支持的速率也达到了较高的水平。芯动科技的存储接口IP全面支持JEDEC DDR5/4/3/2、LPDDR5X/5/4X/4/3/2、HBM3/2e,均包含PHY和掌握器IP。此外芯动科技还是从GDDR5到GDDR6X全覆盖的IP厂商,据其官网所述,GDDR6X是天下上第一个经由硅验证且的商用GDDR6/6X IP,为环球高性能芯片公司供应了主要的接口技能。芯动的互助伙伴美光在官网撰文表示,“这个IP改变了人工智能版图”!
再便是牛芯和灿芯。牛芯半导体能为客户供应DDR3/4/5和LPDDR2/3/4/4x/5 IP组合办理方案。灿芯的YouDDR IP可支持LPDDR2、DDR3、LPDDR3、DDR4、LPDDR4/4x和DDR5等运用,支持从667Mbps 到4800Mbps的数据传输速率。安徽芯思原是由芯原和新思等4家公司共同投资设立。芯思原传承了芯原与新思成熟工艺节点的芯片接口和仿照IP,并致力于此类IP往中国新建的40/55nm foundry的移植开拓。在DDR IP接口领域,芯思原有DDR3/2、DDRmultiPHY、DDR4 multiPHY三种,可支持DDR 2、DDR3、DDR4、LPDDR2、LPDDR3等运用。芯耀辉研发团队正在集中力量自主研发28/14/12纳米及以下前辈工艺IP研发和做事,芯耀辉也开拓了DDR PHY IP产品。目前尚不太清楚芯耀辉所能支持的DDR详细运用有哪些,但芯耀辉正从可靠的SI(旗子暗记完全性)和PI(电源完全性)剖析、高可靠性演习设计、高性能DDR IO设计和多频点快速切换4方面入手,占领DDR PHY技能瓶颈。除了DDR IP之外,高速SerDes接口IP已经成为了近年来研究的热点。在这方面,海内的芯动科技可供应16/32/56/64Gbps多标准SerDes全套办理方案,并已实现了最高5nm的设计,个中25G/32Gbps SerDes已经量产,56Gbps SerDes已经发布,64Gbps SerDes即将发布,正在占领112Gbps SerDes技能。牛芯半导体可支持25/28/32Gbps的速率。和芯微与灿芯能为客户供应1.25-12.5Gbps多速率SerDes IP方案。纳能微电子有0.6G-12.5G通SerDes IP核。锐成芯微的SerDes IP最高速率可达16G,可支持USB、PCIe、SATA等接口协议。再一个推动接口IP发展的技能则是Chiplet,进入2022年,国际大厂已经陆续推出了Chiplet的产品,海内芯片企业对Chiplet也是同等看好。Chiplet的发展也出身了高速Die to Die接口的需求。但Chiplet与传统接口比较,其对带宽和时延的需求则更高,设计者还须要对工艺和封装有很深的理解,以是这也进一步增加了干系接口IP的设计繁芜度。在Chiplet的接口IP方面,海内芯原和芯动科技已经推出了本色性的产品。芯原是大陆首批加入UCIe家当同盟的企业,基于“IP芯片化,IP as a Chiplet”和“芯片平台化,Chiplet as a Platform”两大设计理念,芯原推出了基于Chiplet架构所设计的高端运用场置器平台,目前该平台12nm SoC版本已完成流片和验证,并正在进行Chiplet版本的迭代。另一边,3月初英特尔等十家行业巨子共同推出UCle后不到三周,芯动科技就宣告率先推出自主研发物理层兼容UCIe标准的IP办理方案——Innolink Chiplet。据悉,这是海内首套跨工艺、跨封装的Chiplet(芯粒)连接办理方案,且已在前辈工艺上量产验证成功。目前,芯动科技也已经成为UCIe同盟成员之一。除此之外,也有其他IP供应商正在背后蓄力研发,如芯耀辉也已加入UCIe同盟等。奎芯科技未来也将重点打造基于互联IP的Chiplet产品。在多媒体接口IP领域,芯动科技有全栈高清多媒体接口IP和音视频办理方案,支持HDM 2.1/2.0/1.4接口,支持96 db以上的Audio Codec录音和播放。芯动科技还有全系列的MIPI低功耗高速串行接口,包括MIPI D-PHY/C-PHY/M-PHY,个中C-PHY传输速率高达7.8Gbps/Trio。其他还有,芯思原的多媒体接口IP也可支持HDM 2.0 / 1.4;锐成芯微拥有MIPI D-PHY;和芯微有MIPI D-PHY(传输速率高达1.5Gbps)和M-PHY(6Gbps)两种。处理器IP是一种数字电路,用于完成取指令、实行指令及与外界存储器和逻辑部件交流信息等操作,紧张包括CPU IP、GPU IP、神经网络处理器IP(NPU IP)、视频处理器 IP(VPU IP)、DSP IP、图像旗子暗记处理器 IP(ISP IP)等。由于处理器IP紧张运用于消费电子汽车等行业,这些领域的数量巨大,也使得处理器IP从中获益,迅速发展为环球最大的IP种类。未来随着新能源汽车和自动驾驶的遍及,汽车对各种微处理器(MPU)、微掌握器(MCU)、数字旗子暗记处理器(DSP)和图形处理单元的需求增加,处理器IP将在未来很长一段韶光内连续霸占半导体IP的最大市场份额。海内能供应处理器IP的企业还相对较少。芯原是海内较大的处理器IP供应商,此外还有寒武纪、平头哥、芯来科技、中原芯等均供应不同种类处理器IP厂商。目前芯原能供应包括GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP IP、ISP IP、显示处理器 IP的6大处理器IP。2021年度,公司实现业务收入21.39亿元,同比增长42.04%。个中,知识产权授权利用费收入 6.10 亿元,同比增长 21.00%;特许权利用费收入 0.96 亿元,同比增长19.63%;总的IP授权业务为7.06亿元,同比增长20.81%。接下来,芯原将着力发展Chiplet业务以及RISC-V生态的发展。海内IP与国际领先水平的差距很大,以是国产企业也在从多处探求机会,在物联网碎片化环境中,开源指令集的RISC-V架构具有广泛的发展前景。而且RISC-V处于发展早期,在量产化和家当化方面,国内外差距并不大。在这方面,海内的平头哥、芯来科技、 赛昉科技这几年正在大力发展和推广RISC-V IP。平头哥半导体成立于2018年9月19日,2021年10月,平头哥宣告全栈开源玄铁RISC-V系列处理器IP,包括玄铁E902、E906、C906、C910,以及基于玄铁的多操作系统的全栈软件及工具。芯来科技是中国大陆本土专业的RISC-V处理器IP公司。自2018年景立以来芯来,相继推出了N100、N200、N300、N/NX/UX600、N/NX/UX900等系列产品覆盖了从低功耗到高性能的各种场景需求。据悉,芯来的处理器IP方案采取工业级稳健的Verilog编码,具有良好的可读性,比较国外其他家同类IP产品,具有明显的PPA与质量上风。赛昉科技(StarFive)于2018 年景立,供应环球领先的基于RISC-V的CPU IP、SoC、开拓板等系列产品。成立至今,赛昉科技已相继推出了基于RISC-V的系列产品:环球首款智能视觉处理平台、环球支持指令最全的高性能微处理器内核以及环球首款AI单板打算机。最近几年景长火热的人工智能彷佛也成为IP厂商发力的机会,代表厂商如寒武纪、地平线。寒武纪的IP业务紧张聚焦终端智能处理器IP业务。目前紧张有1M系列和1H系列。在2020年的财报解释会上,寒武纪透露,目前搭载终端智能处理器IP的智能设备数量已超过1亿台。2021年寒武纪来自IP授权和软件的营收为687万元。面对当下整车厂造芯的大需求,地平线已经开放其人工智能专用途理器BPU IP授权,以此来知足自研能力强的部分车企的需求。此外,海内还有在异构处理器IP布局的厂商。中原芯是异构处理器IP的供应商,拥有完备自主知识产权的CPU、DSP、GPU和AI处理器IP,基于创新的 “统一指令集架构”、微架构和工具链,面向物联网、边缘打算和云打算运用,供应高性能和高能效平分歧系列的定制化芯片产品。中原芯已构建由100多项环球专利组成的知识产权体系,补充了国产异构处理器领域的空缺。中原芯的IP产品一览
(图源:中原芯官网)
存储器约占环球半导体产值的三分之一,市场高度集中。存储不是一个好做的行业,而存储IP更是。存储IP是根本IP的一种,是ASIC和SoC设计中的必备组成身分,也是技能门槛极高的细分领域,供应商紧张以外洋为主。国际上仅Arm、Synopsys、M31、Faradya等能供应完全的存储器IP,海内的方案还不多,但也有一些海内企业在存储IP领域上攻坚。锐成芯微致力于高可靠性嵌入式非易失落性存储(eNVM)IP的研发,包括LogicFlash® MTP、LogicEE® EEPROM、LogicFlash Pro® eFlash等。据悉,其LogicFlash®能够实现单颗IP上同时知足eFlash和EEPROM的哀求,分别用于代码存储和数据存储。它既有逻辑工艺/BCD工艺/HV工艺的兼容性,又有flash的优秀特性。据理解,eNVM IP常日具有很高的技能壁垒,有大量的专利保护,后进入者很难打破已有的技能保护壁垒,这是由于eNVM IP与工艺器件特性强干系,有很严格的可靠性的哀求,如数据保持能力、擦除和写入次数等,这些性能都会受工艺以及存储单元构造的影响。苏州腾芯微(IPSOAR)成立于2018年,公司产品紧张包括内存编译器、TCAM编译器、SRAM定制等。IP覆盖了从180nm到14nm前辈工艺,可运用到不同的ASIC和SOC产品上。除了上述这几类之外,IP还包括一些其他物理IP,如仿照IP、射频IP以及数模稠浊IP等等。锐成芯微的仿照IP和数模稠浊IP结合了得到专利的超低功耗技能,功耗可低至几十纳安。其低功耗和超低功耗仿照IP组合包括电源类IP、时钟类IP、ADC/DAC/Audio CODEC、传感器IP、检测IP、LVDS IP等。锐成芯微还可供应具有低功耗、高性能的RF IP,包括低功耗蓝牙,双模蓝牙(BLE&BT)、Wi-Fi6等。针对物联网连接运用,芯原在 22nm FD-SOI 工艺上布局了较为完全的射频IP,种类包括双模蓝牙、低功耗蓝牙、NB-IoT、GNSS及802.11ah低频IP。目前其所有射频IP已经完成IP测试芯片的流片验证。除射频IP外,芯原还开拓了基带IP,可以为客户供应完全的办理方案。目前NB-IoT、低功耗蓝牙、GNSS及802.11ah低频IP都已有客户授权。和芯微的音频编解码可供应16位至24位高精度音频转换,高速AD供应位宽10bit/12bit,采样速率可达200MHz。奎芯也在做一些仿照IP,包括ADC、PLL、LDO、PVT Sensor。众所周知,IP是门苦买卖,付出多回报少,谁做谁知道。这几年在国产替代的大背景下,国产半导体IP也开始逐渐被海内客户支持,海内半导体IP供应商得以根据客户的需求进行反馈和快速的更新迭代,部分IP厂商已经在点上取得了一定的打破。散点聚合,终将成线。免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人不雅观点,半导体行业不雅观察转载仅为了传达一种不同的不雅观点,不代表半导体行业不雅观察对该不雅观点赞许或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业不雅观察。
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