半导体IP市场的机遇与挑战
2020-03-24
14:00:17
来源: 半导体行业观察
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据MarketsandMarkets预测，到2024年，半导体IP市场将从2017年的47亿美元增长到65亿美元，在预测期间的复合年增长率（CAGR）为4.8％。报告指出，推动市场发展的主要因素是消费电子领域的多核技术的进步以及对现代SoC设计的需求不断增长。
资料来源：投资者介绍，二手文献，专家访谈和市场与市场分析
报告指出，在预测期内，处理器IP市场将占据最大的市场份额。处理器IP在消费类电子产品和汽车垂直设备中有多个用例，它们的成本也很高。这些用于汽车领域的高级驾驶员辅助系统（ADAS）和信息娱乐系统。消费电子产品中处理器的高度部署是处理器IP市场增长的重要因素之一。这些处理器主要分为3个主要处理单元：微处理器单元（MPU），微控制器单元（MCU）和数字信号处理器（DSP）。
首先看消费电子方面，从报告可以看到，由于越来越多的研发活动，消费电子产品变得越来越智能。这是由于借助先进IP制作的高级组件和芯片的发展。消费电子行业为半导体行业和半导体IP市场参与者提供了巨大的增长机会。半导体行业高度依赖于智能手机，平板电脑和存储产品等消费电子产品。IC和SoC广泛用于这些消费电子应用中，并且对这些产品的需求增加正在加强半导体市场。
当前，消费电子领域在全球半导体IP市场中占有重要份额。随着多核技术在大尺寸嵌入式计算领域的成功（主要是在台式机，笔记本电脑，上网本和笔记本电脑等计算设备中）的成功，业界有望在小尺寸设备（如智能手机，平板电脑）中成功转型PC和其他便携式电子产品，例如可穿戴电子产品。
由于全球消费电子产品的个人计算技术的进步以及智能手机八核处理器等新兴技术的进步，多核处理器市场正在迅速增长。这些多核处理器将为未来全球半导体IP市场的增长提供机遇。如今，大多数便携式消费电子产品都在多核（双核或四核）处理器上运行。这些处理器展现出快速，高效和无错误的性能，从而帮助公司在消费电子产品市场上赢得竞争优势
来到汽车方面，按照报告，在预测期内，汽车半导体IP市场将以最高复合年增长率增长。半导体IP在汽车领域的增长是由于在自动驾驶和高档汽车中微处理器单元（MPU），微控制器单元（MCU），传感器，模拟集成电路（IC），接口和内存的应用需求不断增加。汽车行业正在见证数字化转型。该行业正在朝着数字化的方向发展
通过多个数字网络连接的数十个嵌入式处理器正在控制和优化汽车操作中几乎每个系统的操作。而随着增强型信号处理算法项目在安全性，驾驶员接口，排放控制，以及舱内娱乐这种使用，我们将会看到越来越多领先的汽车处理器。现在，高端汽车中使用了大约100个处理器，这使得其在市场上发展迅速。
此外，根据报告，嵌入式DSP IP和可编程DSP IP细分市场在未来将具有巨大的增长潜力
嵌入式DSP IP和可编程DSP IP领域的快速发展是半导体IP行业及其细分领域的最新热点之一。在过去的5年中，对高级嵌入式DSP，复杂的可编程DSP的偏爱以及对它们的不断增长的需求已引起DSP行业及其母行业（全球半导体行业）的主要参与者的广泛关注。
嵌入式处理包括将IP内核嵌入系统（SoC）或IC板上。到目前为止，由于芯片尺寸的限制，每个DSP芯片的内核数最多只能限制为1、2或4个。但是，这种趋势最近发生了变化，其中新的半导体工艺促进了尺寸的减小，从而使单芯片DSP成为具有相当多的输入/输出（I / O）和片上存储器的多核，同时仍保持了所需的裸片大小以获得良好的产量。
诸如功耗和对大容量片上存储器的需求等因素进一步触发了嵌入式DSP市场。推动将此类多核DSP开发为SoC。基于DSP的SoC蓬勃发展，对智能手机和平板电脑等几种最终用途应用的需求迅速增长。总体而言，随着对DSP SoC需求的增长，嵌入式DSP领域正在以非常快的速度增长，从而迅速提高了对嵌入式DSP IP内核的需求。
预计当前基于DSP的复杂应用程序和产品将以较低的开发周期，经济的成本和功耗表现出先进的性能和灵活性。
来到具体营收方面，半导体IP中的royalty 预计将在预测期内占据最大份额。在royalty IP方面，芯片制造商必须为制造的每个芯片付费。由于技术市场的波动，royalty 的市场正在蓬勃发展，因为royalty 使用费可以帮助制造商生产所需数量的产品，并且只需为该产品支付royalty 使。此外，大多数巨头都通过专利权模式而不是许可来获取其半导体IP。这是基于royalty的半导体IP市场较高的核心原因之一。
按照地区分类，亚太地区有望继续领导半导体IP市场，并且有望成为增长最快的地区。该增长主要归因于该地区半导体IP厂商的投资增加。亚洲拥有更多的制造公司，其中包括150多家小型IP供应商和IP公司。而半导体芯片制造一直被设在中国大陆，中国台湾和新加坡的公司所主导。许多主要的IDM将晶圆生产外包给亚洲。亚太地区还是电子产品的最高消费国，这使其成为半导体IP参与者不断增长的市场潜力地区。中国，日本，韩国和印度为亚太地区的一些电子产品生产商提供服务。因此，对亚太地区的半导体IP有持续的需求。
一方面，技术的不断发展，可能会给行业带来新的约束。
根据报道，技术是一个不断变化的概念，尤其是在半导体行业。在每次飞跃中，新技术都会进入市场并打破平衡。同样适用于工艺节点起着至关重要作用的IC行业。半导体芯片节点的变化会改变设计的复杂性，芯片的外形尺寸以及IP内核设计架构。限制高级SoC设计是这些芯片在高级技术（例如20 nm平面和FinFET工艺）中的有效实现。
向高级技术节点的迁移会增加IP供应商的设计成本，而按照新技术节点的IP许可费用则可能与支出的增加不符。SoC设计的总体成本（包括硅IP和软件IP）增加了约40％，而节点尺寸从32 nm变为28 nm，并且预计又将增加22％，而又增加了30％。使用28 nm的节点，SoC硅IP设计的总体成本大约增加了36％。
由于上述芯片制造工艺节点的变化对IP行业和IP内核的影响，快速变化的工艺节点被证明是对全球半导体IP市场的制约。
另一方面，IP盗窃，假冒产品和冲突对半导体IP市场的影响。
半导体IP工业面临的主要问题是IP盗窃，假冒产品和冲突。这些问题的影响在过去几年中有所增加。基于地理位置，亚太地区的半导体IP市场是全球半导体IP市场的很大一部分，其百分比收入份额每年都在增长。多家IP公司将重点放在亚洲，其价值链遵循与其母行业半导体行业相同的趋势。
但大多数IP盗窃，伪造和冲突都是在亚太地区进行的。一个众所周知的事实是，IP盗窃和假冒产品会产生高昂的成本。IP盗窃主要发生在ASIC和FPGA半导体IP内核中。在过去的几年中，IP盗窃已将其范围扩展到了半导体IP市场的其他关键子市场。
FPGA的分枝以满足低功耗和高输出的先进技术要求，为其IP设计增加了价值。IP假冒，特别是包括假冒组件的开发和IP核的系统级设计，是对全球范围内当前商业模式的主要经济威胁。静态随机存取存储器（静态RAM或SRAM）FPGA最容易遭受IP盗窃，并且经常无法提供全部功能。但是，非易失性闪存和反熔丝（anti-fuse）FPGA比通常旨在替代ASIC技术的ASIC技术更能防止IP盗窃。为了抵御IP盗窃，行业专家建议使用非易失性Flash和反熔丝FPGA。
影子半导体供应链是（
shadow semiconductor supply chain.
）造成严重问题并加剧IP盗窃，假冒伪劣，冲突和盗版的另一个主要方面。
涉及盗版半导体IP的假冒半导体芯片供应链对全球半导体行业以及供应商，中间商和客户而言，灾难性的更大。
为了解决这个重大问题，世界范围内正在做出一些努力。例如，目前由欧洲，日本，中国大陆，中国台湾，韩国和美国的半导体行业组成的世界半导体理事会（WSC）拥有专门的IP防盗工作队。这支力量来自半导体制造所有主要地区的知识产权专家。WSC还完成了各种国家布局设计法律的执行，并提出了一种多管齐下的方法来限制假冒半导体芯片和IP设计。幸运的是，随着行业参与者现在越来越关注将创新商标纳入其半导体产品中，半导体IP已经开发了针对专利巨魔的雏形。
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