無論你是不是半導體行業的從業者，最近一個月內想必也被“國產化“、“芯片”等詞沖洗了一波：

這是因為：受眾所周知的原因影響，越來越多的人重視起了國產半導體產業鏈的發展；

簡單的說，或許再過兩年，就連街邊唱《孤勇者》的小孩也將知曉光刻機的存在了。

當然，光刻機只是芯片制造中的一套關鍵設備，而一顆芯片的起源還是要從設計開始講起：

圖片來自：華經產業研究院整理

芯片的設計主要由EDA&IP核兩個主要板塊，它倆都是芯片設計的核心。

我們可以說：沒有EDA，就沒有芯片；它是最基礎、最上游的領域，貫穿了半導體產業鏈的每個環節。

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簡單地說：EDA就是芯片設計師的畫筆和畫板，就像操作文檔要用Word，制作圖片要用Photoshop一樣，它能高效設計、控制及管理數十億電路元件在一顆芯片里協同工作。

而作為芯片設計核心之一的IP核：可謂是在芯片設計領域，其重要性不輸芯片制造環節中的光刻機的存在。

圖片來自：三個刺客 ? IP核，（全稱：Semiconductor intellectual property core，中文名全稱：知識產權核）；IP核是指芯片中具有獨立功能的電路模塊的成熟設計。 ? 早期，芯片的集成規模較小，設計復雜度不高，芯片上所有的電路都可以由芯片設計者自主完成；隨著芯片集成度呈指數級增加，復雜性急劇增大，由一家企業獨立完成一款復雜芯片的設計幾乎變得不可能。 ? 聰明的芯片工程師們想到了借鑒搭積木的思路：重復使用預先設計好的成熟構件，來搭建復雜系統，化繁為簡，以求一鍵成“芯”。

IP 核按照固化程度劃分，可以分為軟核、固核與硬核三類：

IP軟核：是用 Verilog/VHDL等硬件描述語言描述的功能塊，如邏輯描述；它可沿用 Excel 的類比，IP 軟核即為該圖表模板的底層開發代碼。

IP 固核：是以電路元件實現的功能模塊。因為有一定的功耗約束、溫度條件等，用戶能夠設置IP軟核中的相應參數，將其轉換成用邏輯門和觸發器達成的電路，通常以門級電路網表的形式提供給客戶。IP 固核可以看作是將底層代碼中圖表設置為部分固定的多個參數，并生成相應簡單模板。

IP 硬核：與制造工藝相關(例如 CMOS 工藝)，完成了布局布線，提供電路設計的最終階段產品—掩膜，進而進行光刻，生產芯片顆粒。簡單的理解IP硬核就是IP 硬核就是完全設定好的某一Excel圖表模板，能夠重復使用，能實現特定功能。

眾所周知，半導體產業的發展經歷了一個不斷分工細化、上下游聯動發展的過程；而，IP核的出現則讓芯片設計和芯片代工從IDM模式中獨立，成為芯片產業中的獨立行業。

圖片來自：半導體產業結構

時至今日，無論是傳統的芯片設計公司(Fabless)+芯片代工（FAB）模式，或是已經成為當今主流的芯片設計公司(Fabless)-材料設備-芯片代工（FAB）-封裝公司-終端客戶的模式中以IP核作為其核心競爭力的芯片設計公司的地位尤為凸顯：

我們身邊耳熟能詳的電子品牌英偉達、AMD、華為海思、蘋果、高通等，現如今都是純設計公司。

給這些設計公司提供架構和IP核的，則是Arm、Synopsys、Cadence等公司；其中Arm的市場占有率更是高達40%。

對于整個半導體產業鏈而言：IP核的出現及有效利用，勢必會助力于半導體產業未來市場的正向增長：

IP核主要用于縮短芯片上市時間以及降低芯片開發成本，ARM的IP核生態可將芯片開發成本降低50%以上。

特別是對于它們而言：IP核的出現極大的降低了研發成本和研發風險，以風險共擔、利益共享的模式形成了一個個小的以處理器內核為核心的生態圈，使得低成本創新成為可能。

并且在未來模塊化設計趨勢、產品協議迭代以及功能集成增加的推動下，IP需求將得到持續支撐，同時Chiplet 行業趨勢亦有望為IP 行業帶來新增量。

又對于設計公司自身而言：在芯片設計的上游供應鏈中，IP是技術含量最高的的價值節點。

根據lPnest數據統計，在年均600多億美元的全球芯片研發開支中，IP只占36億美元，雖然占比只有5%，但從市場價值來看，IP的全球市場規模大約40億美元，卻帶領著5000億美元的半導體產業不斷向前發展。

特別是相關的EDA廠商同為產業鏈上游玩家，其產品商業模式與IP 較為相似，且面對客戶類型相同，故EDA 與IP 業務之間存在協同效應，EDA 公司切入IP 行業將具備天然優勢。

綜上所述，我們應該可以看出：我國未來想要走上半導體產業鏈的自主化道路，IP核的重要性絲毫不弱于光刻機！

圖片來自：粵開證券研究所

國內代工廠以及芯片設計行業快速發展，芯片設計公司以及總銷售額快速增長，也將推動對IP核的相應需求：

從行業下游領域來看：AI 應用的拓寬，以及汽車智能化趨勢需要新的IP 對產品進行適配，這也將產生額外的IP 需求，中國是AI 應用和汽車智能化的主要市場，國內企業有望借力下游領域快速發展，迎來發展良機。

同時，國內半導體行業的蓬勃發展帶動了設計服務和芯片定制化行業發展，而設計服務等有業務又有望驅動國產IP 需求，部分國內IP 公司采用設計服務和IP 授權雙輪驅動的發展戰略。

當然，國產IP 發展離不開半導體產業生態的支持，近年來國內代工廠崛起，有望培育和帶動國產IP 生態鏈的發展。

特別是對于被國內半導體產業鏈寄予厚望的Chiplet技術而言：國內IP核的自主研發無外乎是為Chiplet技術在拓寬“捷徑”。

從這個意義上來說，Chiplet就是一個新的IP重用模式；未來，以Chiplet模式集成的芯片會是一個“超級”異構系統，可以帶來更多的靈活性和新的機會。

與傳統芯片設計方式相比，Chiplet具有迭代周期快，成本低，良率高等一系列優越特性。隨著Chiplet技術的興起，有望使芯片設計進一步簡化為IP核堆積木式的組合，半導體制造鏈生態鏈可能會重構。

或許，在未來在國產化IP核加持下的Chiplet生態，可能帶來的一場新的半導體產業革命：

以計算芯片為例：Chiplet主要涉及計算、內存和IO接口，IO接口相對獨立，計算最難和上層算法解耦，內存可以部分解耦；最終Chiplet會像搭樂高積木一樣，通過取舍提高客戶的迭代速度。

這將導致：一個Chiplet生態的第三方公司，直接從客戶需求出發，“化繁為簡”直接從設計到封裝都可以直接幫客戶定義。

編輯：黃飛