一、半导体IP产业重要性及概述
1、产业地位
IP为芯片设计的关键环节，其主要基础包括EDA和IP，其中EDA是产业设计关键软件，IP则是在芯片设计中那些通过验证的、可重复使用的、具有特定功能的宏模块，可以移植到不同的半导体工艺中,从而减少因重复设计引起的额外成本。
半导体IP位于半导体产业地位
资料来源：华经产业研究院整理
2、分类状况
按照产品种类分，IP可划分为处理器IP、有线接口IP、数字IP和其他物理IP四大类。处理器IP是应用于程序控制、语音处理、图形处理、图像信号处理、视频编解码、计算机视觉和神经网络等微处理器的IP。
半导体IP分类状况
资料来源：公开资料整理
二、半导体IP技术背景
集成电路设计进入SOC领域后，IP复用技术为SoC支撑技术之一，随着SoC逐步成为主流，当前国际上绝大部分SoC都是基于多种不同IP组合进行设计的，半导体领域重要性持续提高。同时随着摩尔定律下工艺制程不断推进（2022年已达到3nm量产），芯片中晶体管数量大幅提升带动单颗芯片中可集成IP数量大幅增加。
1971-2022年全球集成电路制程发展历史
资料来源：华经产业研究院整理
以28nm工艺节点为例，单颗芯片中已可集成的IP数量为87个，演进至5nm时，可集成的IP数量达到218个，单颗芯片可集成IP数量增多为更多IP在SoC中实现可复用提供新的空间，从而推动半导体IP市场进一步发展。
不同工艺节点芯片集成IP数量走势
资料来源：IBS，华经产业研究院整理
三、半导体IP产业链地位及影响分析
1、产业链
在芯片设计的上游供应链中，IP是技术含量最高的的价值节点。根据lPnest数据统计，在年均600多亿美元的全球芯片研发开支中，IP只占36亿美元，虽然占比只有5%，但其价和影响力却远远超出用金钱衡量的份额。从市场价值来看，IP的全球市场规模大约40亿美元，却带领着5000亿美元的半导体产业不断向前发展。
集成电路IP产业链价值分布
资料来源：公开资料整理
2、需求结构及概述
就IP需求结构而言，从我国半导体IP龙头芯原股份授权结构来看，目前国内IP主要用于消费电子、计算机及周边和汽车电子等。消费电子和计算机领域发展较早，目前仍是半导体主要需求领域，汽车电子随着汽车智能化及电动化趋势持续推进，有望持续提升需求占比，带动IP产业持续扩张。消费电子领域中，全球智能手机消费渐趋饱和，PC端周期性波动影响较大。
2022年H1芯原股份半导体IP授权业务结构
资料来源：芯原股份公报，华经产业研究院整理
汽车电动化、智能化趋势下，我国新能源汽车销量和渗透率持续增长，2022年1-7月销量达319.4万辆，渗透率达22.06%。目前国内受限于整体整体汽车芯片供给偏紧，整体新能源汽车销量仍受到限制，随着产业持续扩张，下游需求将带动国内半导体领域持续扩张，IP作为上游设计领域核心基础，将受益需求增长。
2014-2022年7月中国新能源汽车销量及渗透率
资料来源：中汽协，华经产业研究院整理
四、半导体IP产业现状
1、市场规模
2020-2021年智能手机需求受益5G替换潮景气度回暖，叠加汽车电子需求高涨，汽车芯片供不应求，集成电路产业进入高景气周期，带动上游IP授权规模持续增长，数据显示，2021年全球芯片设计IP销售额达54.5亿美元，同比2020年增长19.4%。从2022年7月“砍单情况来看”，2022年整年集成电路需求扩张程度有限。
2019-2021年全球芯片设计IP销售额及增长率
资料来源：WSTS，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国半导体IP市场竞争态势及行业投资潜力预测报告》；
2、产品结构
从IP市场的产品来看，CPU是使用最多的产品，2020年市场占比达到35.4%；其次为Interface，市场占比为23.2%；第三为GPU，市场占比为10.5%。前三产品的市场占有率接近70%，产品市场占有率高度集中。其中CPU和GPU属于大型逻辑电路，是集成电路领域中技术水平最高且国产化率极低的领域，除开材料及设备差距，IP差距也是关键。
2020年全球半导体IP产品结构占比
资料来源：公开资料整理
五、半导体IP竞争格局
1、市场集中度
就半导体IP竞争格局而言，英国ARM公司和美国新思科技2020年以40.4%、19.7%（2020年分别为41%和19.3%）的高市占率稳居全球CR2位置，中国大陆仅有芯原股份和中国部分控股的Imagination（2017年中资背景的Canyon Bridge作价5.5亿英镑收购了Imagination。）和分别以3.3%和1.8%的全球市占率挤进前十名。
2021年全球半导体IP市场份额占比情况
资料来源：IPnest，华经产业研究院整理
2、国内主要企业及现状
芯原股份作为国内IP领域龙头企业，在数字信号处理器、图形处理器、图像信号处理器、接口模块、通用模拟IP、基础库、射频IP、周边IP等领域均有覆盖，为半导体多领域IP的国产替代打下了扎实的技术基本盘。除此之外，国内半导体IP企业还有寒武纪、芯动科技和华夏芯，但整体相较国际水平仍有差距。
国内细分领域主要半导体IP企业
资料来源：公开资料整理
2022 年 1-6 月，芯原股份实现营业收入 12.12 亿元，同比增长 38.87%，其中半导体 IP 授权业务（包括知识产权授权使用费收入、特许权使用费收入）同比增长 70.61%，达4.467亿元，IP授权次数达84相较21年H1下降46次，但单次知识产权授权收入有所提升。
2017-2022年H1芯原股份半导体IP营收及授权次数
资料来源：芯原股份招股书及公报，华经产业研究院整理
六、半导体IP发展趋势
1、单芯片IP需求增长
通过购买成熟可靠的IP方案，实现某个特定功能。这种开发模式大大缩短了芯片的设计周期，显著提升芯片设计的效率，节约设计成本，在降低芯片设计难度的同时提高了芯片的性能及可靠性。随着半导体制程持续推进，线宽已达到3nm量产水平，带动单芯片IP需求增长。
2、中美关系持续恶化加速国产化
目前我国半导体设计受限于EDA和IP领域国产化水平较低影响，设计成本高昂的同时高端领域难以涉及，随着中美关系持续，美国近期已宣布禁止国内EDA软件使用，进一步限制国内先进制程突破，半导体全产业链国产化已逐步成为最佳选择，IP作为半导体设计降低成本和快速扩张的关键基础，国产化将加速替代，相关企业或将受益快速增长。
