2023年,为提升国内芯片企业在全球范围的影响力,促进和记录国内芯片的技术、市场应用进程,芯师爷特别策划《2023年硬核芯产业专题报告》。
在《2023年硬核芯产业专题报告》中,芯师爷对芯片IP、EDA、MCU、智能芯片、存储芯片、射频芯片、功率器件、通讯芯片、电源管理芯片、信号链芯片、处理器芯片、传感器等12类芯片产品领域进行调研,通过分析各芯片领域技术概况、市场格局、发展趋势、代表企业、代表产品概述,以及应用方向等,力求展示现阶段国内半导体产业发展情况。
本篇为系列专题报告之《国内半导体IP产业加速渗透,多元需求驱动成长》,内容为2023年国内半导体IP产业报告及产品选型参考。以下为报告全文:
中国半导体IP行业发展环境
1.1 行业定义及所处产业环节
半导体IP(Semiconductor Intellectual Property),也称为“IP核”或“IP模块”,指已验证的、可重复利用的、具有某种确定功能的集成电路模块。在集成电路行业中,半导体IP处于产业链最上游,是芯片设计的关键组成部分及核心要素,对全产业链创新具有重要作用。
随着芯片集成技术及制程技术的进步,芯片设计复杂度迅速攀升,产业分工呈现出专业化、精细化的趋势,专门提供半导体IP服务的独立供应商应运而生。
目前,芯片厂商大多采用外购部分IP+自主设计部分IP,通过在设计过程中集成已验证的IP,大大降低芯片设计难度、缩短开发周期并提升芯片性能。
按交付方式分,半导体IP可分为软核、固核和硬核。其中,软核主要提交RTL源代码文件,固核采用门级网表的提交形式,硬核则主要以版图形式存在。
按产品类型分,半导体IP可分为处理器IP、接口IP、其他物理IP与其他数字IP。从市场规模上看,处理器IP是规模最大的品类(49.5%),主要涵盖CPU、GPU、NPU、VPU、DSP、ISP等6类产品;第二大的接口IP(24.9%)是增速最快的品类,其中95%为有线接口IP(如PCIe、DDR、D2D、SerDes、USB等),剩余则是无线接口IP(如蓝牙、Zigbee、Thread IP等);其他物理IP(16.8%)则包含了通用模拟IP、数模混合IP、eNVM IP、内存编译器IP、射频IP等类别;其他数字IP则占8.7%。[1]
半导体IP分类;来源:芯师爷
1.2 常见业务模式
半导体IP厂商的常见业务模式分两种:IP授权业务与芯片定制服务。
其中,IP授权业务是IP厂商的毛利主要来源,又进一步分为:Licensing(许可,又称一次性授权)和Royalty(版税)。在Licensing模式下,厂商按IP授权次数向客户收费,为一次性收入;在Royalty模式下,厂商按搭载IP的芯片量产和销售数量向客户收费,收入依赖于客户产品的销量。
芯片定制服务是国内IP厂商的营收主要来源,可分为两类:基于IP的定制化服务,以及一站式芯片定制服务。其中,基于IP的定制化服务指根据客户需求对IP产品进行定制化修改,一般作为IP授权业务的附加服务或衍生业务,与海外厂商相比,这是国内特有的服务项目;一站式芯片定制服务,则是充分利用半导体IP资源和研发能力,向客户提供平台化的芯片定制方案,具体可分为芯片设计业务和芯片量产业务[2],准入门槛相对较高。
芯片定制服务;来源:芯师爷
1.3 国产企业图谱
受限于产业发展阶段及市场规模的限制,相较于产业链其他细分赛道,半导体IP厂商数量较少。据芯师爷不完全统计,中国半导体IP厂商约有30家。
从地域分布上看,中国半导体IP产业集群多分布在上海、成都、北京、中国台湾地区等省市,其他零星分布在南京、深圳、武汉、合肥、苏州、杭州等地。
其中,上海主要为处理器IP及接口IP厂商,以芯原股份、翱捷科技、奎芯科技、赛昉科技等为代表,市场度相对较高,产品大多是以设计服务、产业化需求为拉动;成都主要是模拟IP及射频IP厂商,以锐成芯微、旋极星源、纳能微电子等为代表;
北京主要为处理器IP厂商,以寒武纪、华夏芯、芯来科技为代表,大多萌芽于“自主、可控、安全”的需求驱动;中国台湾地区主要是eNVM IP及接口IP厂商,以力旺电子、智原科技、円星科技等为代表。
国产半导体IP厂商代表企业图谱;来源:芯师爷
中国半导体IP行业发展现状
2.1 行业竞争格局
半导体IP行业竞争格局高度集中,2022年CR3占比66.1%,CR10占比80.3%,龙头企业地位稳固。IPnest数据显示,2022年半导体IP前十大厂商实现营收53.61亿美元,同比增长24.6%,市场份额高度集中,达到80.3%,且近三年集中趋势愈加显著。
2020年来,前十大厂商均未发生变化,其中,ARM、Synopsys、Cadence、Imagination Technologies过去几年始终位居行业前四,仅有Alphawave凭借接口IP的强势表现从行业第8升至行业第5。[3]
从企业所属国家来看,IP行业市场份额高度集中于海外,前十大IP厂商里美国企业占据半数,中国代表企业较少,仅排名第7的芯原股份与排名第9的力旺电子为中国厂商,且市场份额相对较低,IP国产化需求十分迫切。
半导体IP市场竞争格局(单位:亿美元);来源:IPnest、芯师爷
2.2产品布局及营收情况
由于其他数字IP无专门厂商,本报告主要针对处理器IP、接口IP、其他物理IP三大品类,分析中国半导体IP厂商的产品布局及营收情况。
处理器IP是海内外厂商差距最大的品类,国内布局大多集中于细分市场规模最大的CPU IP领域,尽管Arm依旧处于垄断地位,但在RISC-V机遇下,国产厂商有望换道超车;其余GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP IP、ISP IP赛道的布局上,中国IP厂商仍旧相对缺失,亟待突破。
海外及中国代表企业的处理器IP产品布局情况;来源:企业调研、各公司官网/招股书/财报、芯师爷
接口IP方面,国内厂商的产品品类相对丰富,应用最多的PCIe IP、DDR IP、D2D IP、SerDes IP、USB IP、MIPI IP、SATA IP、HDMI IP等8大类型基本覆盖,但在高端品类、产品规模、制程移植、协议演进等仍存在较为明显的差距。
海外及中国代表企业的接口IP产品布局情况;来源:企业调研、各公司官网/招股书/财报、芯师爷
其他物理IP方面,国内在通用模拟及数模混合IP布局较多,部分厂商位居全球前三位置;嵌入式非挥发性存储器IP(eNVM IP)布局企业较少,但已有头部企业实现突破,并占据一定的市场份额;内存编译器IP、射频IP差距较大,但在部分细分领域有实现突破。
海外及中国代表企业的其他物理IP产品布局情况;来源:企业调研、各公司官网/招股书/财报、芯师爷
营收方面,中国厂商与海外龙头的营收差距相对较大。以2022年为例,除芯原股份、力旺电子、智原科技、翱捷科技等企业外,国内厂商的IP业务年营收普遍低于人民币1亿元;此外,相较于海外龙头,中国厂商的版税收入在营收构成中占比较低,大多低于一成水平。
展望2023年IP相关业务营收,国内企业大多持乐观态度,预计将保持稳健增长,平均预期增速达29.16%;其中,国内接口IP厂商普遍预计取得高速成长,最高增速预期超160%。随着新产品的推出及导入量产,2023年营收破亿元的中国半导体IP厂商数量预计将实现翻倍。[4]
2.3资本市场现状
在过去,由于产业规模较小、投资回报时间长,相较于集成电路产业链其他细分赛道,半导体IP产业在资本市场可谓是“从未火热”,受重视程度相对较低,投融资情绪相对保守,上市企业数量少,融资渠道较为有限。
据芯师爷统计,截至2023年10月,已上市的中国半导体IP厂商共5家,分别为:芯原股份、力旺电子、智原科技、円星科技、晶心科技;此外,翱捷科技、国芯科技、寒武纪等3家上市公司,半导体IP也是其业务的重要组成部分。
走进2023年,虽然半导体产业周期、投资周期整体处于下行态势,但上游的IP受到波动较小。随着政策、产业的倾斜趋势渐近,资本市场投资情绪趋好。
投资标的上,接口IP、RISC-V CPU IP等赛道更受资本青睐;投资侧重上,投资机构大多看重IP厂商的行业优势及对下游技术输出的实现价值,而IP厂商则更多倾向于选择产业投资。
2.4行业发展阶段
据芯师爷调研,从产业成熟度来看,业界普遍认为,中国半导体IP刚刚解决了生存问题,现已度过形成期,即在各类IP领域均有布局,基本能够提供一套完整的国产IP方案,目前处于发展前中期。
无法否认的是,现阶段,我国绝大部分芯片都建立在海外厂商的IP授权或架构授权的基础之上。无论是市场占比,还是产品成熟度及性能等级,亦或生态完备度,海外龙头都领先于国内厂商。
从现有量级判断,国内芯片设计公司更多倾向于购买海外IP。虽然已有部分企业在“自主、可控、安全”的趋势下,逐步采用国产IP产品,但大多基于风险规避的考量,行业整体对国产IP的认可度、信赖度仍待进一步提升。
不过,随着更多芯片设计公司及晶圆代工厂支持国产IP,国内半导体IP产业有望抓住窗口期,快速步入技术及生态的正向循环。
中国半导体IP行业发展前景展望
3.1市场趋势
展望未来,中国半导体IP市场呈现出三大趋势:一是本土市场成为核心增量来源;二是产品品类的需求结构加速变迁;三是产业增长动力趋向四大终端应用市场。
3.1.1 本土市场成为核心增量来源
半导体IP与下游芯片设计市场紧密关联。一般来说,下游市场成熟度越高,上游IP的集中趋势愈加显著,对新兴IP厂商的选择会更趋谨慎。因此,对于方兴未艾的中国半导体IP厂商,相较于海外市场,中国本土市场将成为核心增量来源。
自2016年以来,我国芯片设计公司数量大幅提升,2015年仅为736家,2022年快速增长到了3,243家[5]。在“自主、可控、安全”的趋势下,这些新增的初创芯企为国产IP提供了更为广阔的下游需求。
另一方面,国内系统厂商、大型互联网公司、云服务提供商、汽车厂商等积极推进自主设计芯片,也进一步拓宽了IP产业的市场空间。长远来看,中国半导体IP市场潜力巨大,未来需求增量可观。
3.1.2 产品品类的需求结构加速变迁
随着技术的变革与进步,半导体IP产品品类的需求结构正在加速变迁。
处理器IP方面,伴随着国产处理器厂商的崛起,本土市场对国产IP产品的需求正从端侧的信息安全和边缘侧的汽车功能安全转向高性能方向。
接口IP方面,在Chiplet、数据中心和人工智能的推动下,DDR IP、D2D IP、高速SerDes接口IP需求呈爆发式增长,并驱动相关接口协议及IP产品的加速开发。面对这一趋势,国内市场需要支持更高代际接口协议、覆盖更高工艺制程的IP产品。
3.1.3 产业增长动力趋向四大终端应用市场
以物联网、数据中心、智能汽车、人工智能为代表的终端应用,在可预见的未来内发展趋势明朗,将成为半导体IP产业新的增长引擎,并对IP产品提出新的需求。
IDC预测,到2026年,中国物联网市场规模会达到2640亿,成为全球第一大物联网市场,并为国内芯片带来海量的市场需求。
此外,由于物联网的应用场景和需求碎片化、各细分领域应用和服务规模较小的特征,相关芯片需求差异化趋势愈发明显,产品定制化需求占总需求的80%以上[6],成为IP厂商芯片定制服务的重要收入来源。
随着数据中心对网络通信速度和性能需求的不断提升,高速SerDes接口IP在相关技术演进中扮演着重要角色;人工智能的普及以及对算力需求的激增,也驱动了互联IP的需求,并促进高性能、低功耗的IP需求持续增加;
汽车的智能化、电动化变革趋势下,国内芯片企业大力拓展汽车电子业务,带来全新市场增量的同时,也对IP设计提出新的需求,车规级芯片的设计规范逐步渗透至IP领域,越来越多的IP厂商在产品开发中引入车规级验证。
3.2技术趋势
目前,半导体IP产业的技术变革,呈现出协议快速迭代、“IP 芯片化”等革新趋势,且不同品类呈现出差异化的创新趋势。
3.2.1 协议快速迭代
随着制程的不断演进,芯片中的晶体管数量呈指数级增加,带动标准协议和工艺不断更新迭代,以满足更为复杂的功能应用。但由于摩尔定律的放缓,制造工艺迭代缓慢,产品性能提升减缓,逐渐跟不上应用迭代的迫切需求。
在这种情况下,IP协议创新成为了突破瓶颈的可能之一,应用端期望通过对IP协议的快速迭代,来弥补工艺技术受阻所产生的问题。这同时也对半导体IP厂商的技术实力提出了更高的要求。
3.2.2 “IP 芯片化”
“IP芯片化”是Chiplet所带来的重要趋势之一。Chiplet是指预先在工艺线上生产好的实现特定功能的芯片裸片,是半导体IP在硅级别的实现,其本质就是不同的IP芯片化。
作为目前延续摩尔定理未来工艺迭代的重要技术方向,Chiplet应用场景主要分两种:一是将同工艺大芯片分割成多个小芯片,然后通过接口IP互连在一起实现算力堆叠;二是将不同工艺、不同功能的芯片通过接口IP互连并封装在一起实现异构集成。
在Chiplet技术下,不同功能的半导体IP,可灵活选择不同的工艺分别进行生产。厂商可以灵活平衡计算性能与成本,实现功能模块的最优配置而不必受限于晶圆厂工艺。业界普遍认可,Chiplet技术将进一步提升IP的经济性、复用性和多样性,将成为驱动产业未来的重要技术之一。
3.2.3 不同品类IP的差异化创新趋势
据芯师爷调研,处理器IP的发展突破点聚焦于异构计算、RISC-V方向,其中CPU的设计创新及架构切换成为关注重点;
接口IP则呈现出“更快更宽”的趋势,并着力于Die-to-Die等互联技术;
射频IP整体技术演进更倾向于稳定态势,其中面向物联网的相关技术研发成为现阶段的重点。
3.3业务趋势
随着产业发展阶段的变迁及相关技术的革新,中国半导体IP的业务模式也在发生重构与升级。在可预见的未来,中国半导体IP呈现出六大业务趋势。
3.3.1 聚焦国内市场,“出海”仍是少数
据芯师爷调研,目前中国半导体IP厂商业务大多聚焦于国内市场。
业界认为,虽然国内厂商与海外龙头在技术、生态等方面仍存在着较大的差距,但在市场距离、响应意愿及服务方面,国内IP厂商存在着天然的竞争优势。
不过,随着技术及业务的成长,也有部分本土厂商选择“出海”,向外拓展影响边界,为自身业务寻找增量。
3.3.2 向平台型IP厂商发展
相较于集成电路产业链其他赛道,半导体IP厂商的发展路径较为明确,即:聚焦细分领域做强,再通过推出新产品/外延并购,从单一品类的IP厂商向平台型IP厂商发展。
究其原因,一方面是营收决定的,单一品类的IP存在营收天花板,厂商要想把蛋糕做大,必定需要扩展产品线及业务;另一方面,半导体IP并购整合趋势明显,厂商大多借此整合优质资源来完善产品布局,单一品类的IP公司通常会成为并购标的。因此,平台化发展成为大势所趋。
3.3.3 芯片定制服务将成为主流
相对于芯片定制服务,自研IP的风险相对较高,是否兼具IP授权和芯片定制服务,国内厂商在成本控制、研发投入和收益上各有考量。但从整体趋势上看,芯片定制服务正成为越来越多国内IP厂商的主要营收来源。
其中,基于IP的定制化服务是国内特有的服务项目,与海外厂商相比,本土厂商更能契合市场需求,提供更快速周到的全流程在地服务、定制化个性服务,更加了解国内企业的指标需求。不过,该服务人力资源成本高,规模较小的公司更倾向于集中力量研发核心IP。
一站式芯片定制服务的准入门槛相对较高,但能够发挥协同效应,帮助IP厂商及时把握晶圆厂的工艺发展与客户产品需求迭代情况,紧跟行业前沿发展趋势,降低研发方向偏离市场需求的风险。此外,该服务能够显著推动厂商营收增长、壮大企业体量,是不少IP厂商上市后共同的业务拓展方向。
3.3.4 Chiplet带来商业模式革新
Chiplet的发展演进为半导体IP厂商、尤其是具有芯片设计能力的IP厂商,拓展了商业灵活性和发展空间。业内人士认为,Chiplet的出现会给半导体IP带来商业模式上的变革,使IP厂商从向客户提供IP,转变为向客户提供基于IP的Chiplet的Die。
此外,虽然纯Chiplet产品暂未出现,但国内已有部分厂商把Chiplet的IP划分出单独的统计口径,做好未来商业模式转型的准备。
3.3.5 处理器IP授权呈现四大趋势
据芯师爷调研,对于处理器IP的商业模式发展,业界普遍认同万雪佼的观点,即处理器IP授权模式呈现出四大发展趋势:一是指令级架构ISA呈现从私有到开放授权,再到开源转变的趋势;二在微架构层面实现了部分软核开源;三是授权费更低,降低了使用门槛;第四是授权周期更短,以及开放云端授权,令授权更加便捷。
3.3.6 接口IP商业模式或将转向Stop-For-Top IP
在过去,接口IP的成功商业模式是One-Stop-Shop(一站式IP模式),为客户提供尽可能齐全的产品种类,力求一次性满足客户需求,同时最大限度地减少管理和法律任务。
但随着终端需求的变化,接口IP厂商需要在前沿技术节点上开发一流的高性能IP。在摩尔定律受限的情况下,以Alphawave为代表的Stop-For-Top商业模式(高端IP模式),有更强的技术优势来提供Chiplet产品,并创建包含PCIe、CXL或以太网等复杂协议功能的异构Chiplet市场,使提供集成在SoC I/O中的USB、HDMI、MIPI等接口IP的厂商也可能提供I/O Chiplet产品。
该模式最终目标是由IP厂商创建Chiplet产品组合,通过将现有的互联IP集成到Chiplet中构建,以支持行业对开放Chiplet生态系统的需求。为了支持这一战略,接口IP厂商将不得不依赖专门从事ASIC设计服务的专用资源池,并收购ASIC设计服务供应商。[7]
3.4挑战与难题
客观上看,中国半导体IP厂商通过积极布局,在产品种类、技术创新、市场拓展等方面有了长足进步,但与海外龙头差距依旧明显,产业影响力相对较小。目前,国内厂商在技术储备、生态建设、人才培育、销售网络、市场知名度等方面仍面临诸多挑战。
技术上,国产IP发展面临高端品类、制程移植、协议演进等困境,其中,与产业链其他赛道相类似,先进工艺制程受地缘政治影响较大,相关制程的移植开发较为艰难。
在长期的技术先进性和全面性差距的累积下,国产IP与海外龙头间产生了较大的生态壁垒。因此,如何完善自身产品与技术,逐步形成“厂商使用-市场反馈-产品迭代-生态建设”的良性闭环发展,进而打破海外厂商的生态壁垒,成为了国产半导体IP所面临的最大问题。这需要IP厂商紧密联系,联合产业链合作伙伴,建立“IP-芯片-应用”的一体化生态。
人才短缺是国内半导体IP所面临的普遍难题。一方面,半导体IP行业技术门槛较高,需要具备高度专业知识和技能的人才,高端技术人才紧缺问题严峻;另一方面,相较于产业链其他环节,半导体IP产业规模较小、企业营收水平整体不高,人才吸引力相对缺乏;此外,国内IP产业发展阶段较低,客观上也增加了海外人才的引进难度。
中国半导体IP代表企业及产品选型参考
4.1芯原微电子(上海)股份有限公司
芯原是一家依托自主半导体IP,为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务的企业。在芯原独有的芯片设计平台即服务(Silicon Platform as a Service, SiPaaS)经营模式下,通过基于公司自主半导体IP搭建的技术平台,芯原可在短时间内打造出从定义到测试封装完成的半导体产品,为客户提供高效经济的半导体产品替代解决方案。
芯原NPU IP
芯原的神经网络处理器IP(NPU)市占率全球第一(灼识咨询数据),已在10多个领域、近70家客户的120多款芯片中被采用。通过将NPU与芯原其他自有的处理器IP进行原生耦合,基于芯原创新的FLEXA低功耗低延迟同步接口通信技术,公司还推出了一系列创新的AI子系统方案,如AI-ISP、AI-GPU、AI-Display、AI-Video等IP子系统,为传统的处理器技术带来颠覆性的性能提升。
4.2成都锐成芯微科技股份有限公司
成都锐成芯微科技股份有限公司(简称:Actt;锐成芯微)成立于2011年,专注于集成电路知识产权(IP)产品设计、授权,并提供芯片定制服务。通过多年的技术积累,锐成芯微已逐步发展和构建完成以超低功耗模拟及数模混合IP、高可靠性嵌入式存储IP、高性能无线射频通信IP及有线连接接口IP为主的产品格局。
基于BCD工艺平台的LogicFlash Pro® eFlash IP
锐成芯微经过长期技术研发开发的LogicFlash Pro®完整的eFlash解决方案,在BCD工艺上只需增加三层光罩便可实现eFlash,不仅维持了原有高压器件的高性能,也增加了具有高可靠性的eFlash,能帮助芯片企业将模拟芯片和控制芯片合二为一,有效控制整体的系统成本,广泛应用于消费类、通信类,以及工控和汽车电子等领域。
锐成芯微基于BCD工艺的eFlash IP已展现优异的测试性能和结果,包括125℃高温操作寿命大于1000小时,125℃的高温数据保持能力超过10年,擦除写入次数大于10万次。该IP方案已被知名汽车芯片厂商采用。
4.3成都旋极星源信息技术有限公司
成都旋极星源信息技术有限公司(简称:旋极星源)始创于2014年6月,是国内领先的基于自主半导体IP的无线连接解决方案提供商,一直专注于低功耗物联网、卫星导航等领域,为客户提供平台化、一站式射频/模拟芯片定制服务和IP授权服务。
AGP4103 GNSS Receiver RF IP
旋极星源自主研发的AGP4103 GNSS Receiver IP采用22nm CMOS工艺,是一款高度集成的多模多频段五通道宽带GNSS射频接收机IP,完全满足1.1GHz~1.7GHz 频段的卫星导航信号接收。
IP集成独立五通道接收机,每通道包括低噪声放大器(LNA)及正交混频器(MIXER)、低通滤波器(LPF)、自动增益控制(AGC)、模数转换器(ADC)、全集成小数分频锁相环和时钟锁相环等电路,支持模拟和数字中频信号输出。GNSS接收机可配置为高线性模式和低功耗模式,以满足多种应用需求。现已授权国内多家龙头用户,可广泛应用于卫星导航定位、测量测绘、精准农业、驾照考试等领域。
4.4芯耀辉科技有限公司
芯耀辉成立于2020年6月,作为中国领先的专注先进接口IP的企业,致力于国产先进接口IP的研发和服务,突破“卡脖子”技术,完善国产工艺IP生态链。凭借IP产品质量好、稳定性高、兼容性强、跨工艺、可移植等独特的价值和优势,以及强大的本地化支持服务,服务于包括高性能计算、数据中心、智能汽车、5G、物联网、人工智能、消费电子等数字社会的各个重要领域。
芯耀辉PCIe5 PHY
芯耀辉PCIe5 PHY满足企业级应用及消费类应用中对更高带宽、更低功耗和多接口支持不断增长的需求。它具竞争力的性能/功耗/面积指标,优秀的易实现性和互操作性,可以解决日益增长的性能与功耗间权衡的挑战,并提供优异的可靠性、兼容性及稳定性,使设计人员能够在其SoC中轻松集成PCI Express、CXL、CCIX等行业标准协议。
芯耀辉DDR5/4 IP
芯耀辉DDR5/4 PHY IP基于业界优异的DDR PHY架构,支持DDR5/DDR4协议。在相关工艺上超越了全行业最高速率,它有业界具竞争力的性能/功耗/面积指标,优异的易实现性和互操作性,可以应用于各类SoC设计,并可加速使用者的设计流程,提供优异的可靠性、兼容性及稳定性。
4.5上海奎芯集成电路设计有限公司
奎芯科技(M SQUARE)于2021年在上海注册成立,是一家专业的集成电路IP和Chiplet产品供应商。我们致力于解决智慧经济时代,芯片互联和应用垂直整合问题。
目前在上海、合肥、北京、成都、无锡五地拥有办公室,员工超150人,研发人员比例80%,硕博比例超过60%。于2023年1月获得A轮超亿元投资,奎芯致力于提供新的国产化选型方案,从IP到Chiplet,加速推动产业国产化进程。
奎芯科技LPDDR5X
奎芯科技LPDDR5X/4X PHY是一款专为ASIC和SoC设计的收发器物理层IP接口解决方案,它与通用IP协议DFI 5.0兼容,并且每通道可支持高达8533Mbps的数据传输速率,数据宽度为16位。
这款LPDDR5X/4X PHY具备高度的灵活性,可适用于各种移动应用,支持LPDDR5X、LPDDR5和LPDDR4X SDRAM。借助其混合模拟/数字架构,这款LPDDR5X IP产品在低功耗、占用空间小以及强大性能方面表现出色,因此非常适合用于LPDDR5X/4X PHY的应用场景。
奎芯科技ONFI 5.1
奎芯科技推出的ONFI 5.1 PHY是一款高性能且低功耗的PHY IP,旨在满足企业级和消费类应用的需求。该PHY IP完全符合Open NAND Flash Interface(ONFI)5.1规范的各种模式,为连接外部NAND Flash芯片与内部NAND控制器之间的接口提供了卓越的性能。ONFI接口广泛应用于固态硬盘(SSD)产品,是闪存存储解决方案的关键组成部分。
奎芯科技ONFI 5.1 PHY的出现将进一步促进了这一领域的创新,为客户提供了更多设计灵活性。这款PHY IP支持可扩展的通道数以及CE/RB Pad数量的定制,以满足不同项目的具体要求。
4.6芯来科技(北京)有限公司
芯来科技成立于2018年,国内本土专业RISC-V处理器IP及整体解决方案提供商。公司从零开始,开发出全系列国产自主的RISC-V处理器IP产品,N200、N300、N/NX/UX600、N/U/NX/UX900等,覆盖从低功耗到高性能的各种应用场景。
并且和重量级的行业客户在众多应用领域落地量产,遍及5G通信、工业控制、人工智能、汽车电子、物联网、存储、MCU、网络安全等多个领域。目前已有超过150家正式授权客户。
芯来NA900
芯来NA900是全球首个获得ISO 26262 ASIL-D功能安全产品认证的RISC-V CPU IP产品,具有九级流水线双发射高能效微架构设计。支持可配置单、双精度浮点运算和DSP扩展,可配置片上存储和缓存大小、64/128位系统总线,支持ECC纠错码。可配置软件追踪模块并支持RISC-V官方调试。在安全机制方面NA900也很完善,可用于高性能域控ECU、功能安全岛、激光雷达等应用领域。
4.7赛昉科技
赛昉科技(StarFive)成立于2018年,是一家具有独立自主知识产权的本土高科技企业,是全球领先的高性能RISC-V IP及芯片系统解决方案提供商。
成立至今,赛昉科技已相继交付多款IP产品及解决方案:可交付性能最高的商业级国产RISC-V CPU IP——昉·天枢-90(Dubhe-90),高能效RISC-V CPU IP——昉·天枢-80(Dubhe-80),具有一致性的Interconnect Fabric IP——昉·星链-500(StarLink-500)及首款国产高性能RISC-V多核子系统IP平台解决方案。
国产高性能RISC-V多核子系统IP平台
赛昉科技推出首款国产高性能RISC-V多核子系统IP平台,同时也是全球首款大小核RISC-V IP子系统解决方案,包含赛昉科技自研的高性能RISC-V CPU IP、高能效RISC-V CPU IP以及Interconnect Fabric IP。
其中,Dubhe-90是目前可交付性能最高的商业级国产RISC-V CPU IP,SPECint2006 9.4/GHz,性能比肩ARM Cortex-A76;Dubhe-80专为高能效计算场景设计,SPECint2006 8.0/GHz,性能超过ARM Cortex-A75;StarLink-500是国内第一款可商用的一致性互联总线 IP。
4.8南京隼瞻科技有限公司
隼瞻科技是一家提供专用处理器IP和EDA处理器设计平台的创新型高科技公司,为行业提供面向DSA的RISC-V专用处理器解决方案。公司总部位于南京,上海和深圳均设有分公司。公司凭借处理器核、EDA处理器设计平台、跨平台软件生态移植解决方案等优势,推出多种模式结合的IP定制开发解决方案,产品涵盖高中低端专用处理器门类,可广泛应用于AIOT、DSP、5G网络、汽车电子、人工智能、高算力运算等多种复杂芯片解决方案。
RISC-V处理器核IP Wing-M130
Wing-M130是基于RISC-V架构的32位、单发射、3级流水线,支持浮点应用的微控制器。该处理器具备业界领先的同级别处理器性能,兼顾功耗和成本,并具备全面的可配置性和可扩展性,适用于工业控制、物联网、可穿戴设备、汽车功能安全等领域。同类型IP多是通用处理器,只能发挥其中一部分功能,无法“物尽其用”。隼瞻科技的面向应用的专用处理器(ASIP)可以为客户提供定制化设计和服务,可以大大减少处理器核的面积进而降低芯片成本。
资料来源:
[1] IPnest,2022 Design IP Report.
[2] 芯原股份2022年财报.
[3] IPnest,2022 Design IP Report.
[4] 芯师爷,企业调研.
[5] 中国半导体行业协会集成电路设计分会.
[6] 艾瑞咨询,中国物联网行业研究报告.
[7] Eric Esteve,Stop-For-Top IP Model to Replace One-Stop-Shop by 2025.
注:以上资料及数据截至2023年10月。因篇幅限制,本报告“代表企业及产品选型参考”中仅展示由所列举企业提供的官方资料。如有更多该领域未提及的企业和芯片产品可供市场选型,请将贵司简介及联系方式发至邮箱:news@gsi24.com。收到企业资料后,我们将在后续更新的系列报告中展示该领域更多“代表企业及产品选型参考”。
报告作者:陈泽强(Kelvin.Chen)