1、 敬请阅读末页的重要说明 证券研究报告|行业深度报告 2022 年 07 月 22 日 推荐推荐（维持）（维持）半导体行业深度专题之半导体行业深度专题之十三十三IPIP 篇篇 TMT 及中小盘/电子 半导体半导体 IP 是是预先设计、经过验证的预先设计、经过验证的功能模块，本系列深度专题报告旨在系统梳功能模块，本系列深度专题报告旨在系统梳理理 IP 行业行业产品分类、竞争格局产品分类、竞争格局以及海内外公司以及海内外公司的发展和产品对比，的发展和产品对比，同时深度阐同时深度阐述了述了 IP 行业发展趋势行业发展趋势，最后亦深度梳理了十余家国产半导体，最后亦深度梳理了十余家国产半导体 IP 公司

2、公司发展现状发展现状以及以及行业估值探讨，我们认为行业估值探讨，我们认为随着物联网、随着物联网、人工智能、大数据以及智能汽车等人工智能、大数据以及智能汽车等应用的兴起，应用的兴起，以及国内以及国内系统级芯片设计厂商的不断崛起，系统级芯片设计厂商的不断崛起，国产半导体国产半导体 IP 有望有望深深度受益，建议关注在度受益，建议关注在 IP 细分领域细分领域具有先发优势的国内具有先发优势的国内 IP 公司公司。半导体半导体 IP 是是用于提升芯片设计效率的功能模块用于提升芯片设计效率的功能模块。半导体 IP 是指芯片设计中预先设计、验证好的功能模块，处于半导体产业链最上游，为芯片设计厂商提供设计模

3、块。IP 由于性能高、功耗优、成本适中、技术密集度高、知识产权集中、商业价值昂贵，是集成电路设计产业的核心产业要素和竞争力体现。半导体 IP 种类繁多，根据产品功能可划分为处理器 IP、有线接口 IP、物理 IP以及数字 IP，其中处理器 IP 占市场份额 51.1%，接口类 IP 以及物理 IP 涵盖种类繁多，物理 IP 中存储 IP 根据不同的存储器类型适配多种 IP。商业模式上，IP 产品主要通过 IP 授权和基于自研 IP 的芯片设计服务两条路径创收，龙头公司如 ARM、Cadence 等大多仅提供授权服务，收费模式为前期授权费和后期芯片量产后的版税。从需求端来看，从需求端来看，IP

4、是半导体产业垂直分工进一步细化的产物，是半导体产业垂直分工进一步细化的产物，未来市场将稳未来市场将稳步扩张步扩张。在产业发展早期，半导体芯片设计难度较低，大部分芯片设计公司自身可以独立完成芯片的设计全流程。随着集成电路发展，半导体芯片的流程分工愈发明细，全球 IDM 厂商数量极少，芯片行业发展更趋向于分工协作。半导体 IP 主要用于缩短芯片上市时间以及降低芯片开发成本，ARM 的 IP 核生态可将芯片开发成本降低 50%以上。在未来模块化设计趋势、产品协议迭代以及功能集成增加的推动下，IP 需求将得到持续支撑，同时 Chiplet 行业趋势亦有望为 IP 行业带来新增量。2020 年 IP 市

5、场规模为 46 亿美元，IBS 预计20202027 年市场 CAGR 为 10.5%。从供给端来看从供给端来看，全球全球市场格局高度集中，市场格局高度集中，EDA 公司深度布局公司深度布局 IP 行业行业。行业从 90 年代初诞生以来经过大量的并购已形成高度集中的竞争格局，市场份额主要集中于 ARM、Synopsys 以及 Cadence 三家，CR3 达到 66.2%。EDA厂商同为产业链上游玩家，其产品商业模式与 IP 较为相似，且面对客户类型相同，故 EDA 与 IP 业务之间存在协同效应，EDA 公司切入 IP 行业将具备天然优势。目前国内外 EDA 公司均有一些 IP 领域布局，例

6、如龙头公司 Synopsys与 Cadence 以及国内企业芯愿景。行业主要玩家中，ARM 在处理器方面具有绝对优势，Synopsys 产品线覆盖最为广泛，在接口 IP 领域领先，Cadence起步相对较晚，依靠并购快速突破获得一定的市场份额。受益受益国产替代趋势以及国产替代趋势以及 AI 和汽车智能化趋势，国产和汽车智能化趋势，国产 IP 厂商迎来发展良机。厂商迎来发展良机。当前 IP 行业国产化率低，处理器等各类核心 IP 亟待突破，国产替代将是未来国内 IP 厂商的一条发展主线。国内代工厂以及芯片设计行业快速发展，芯片设计公司以及总销售额快速增长，也将推动对半导体 IP 的相应需求。从行

7、业下游领域来看，AI 应用的拓宽，以及汽车智能化趋势需要新的 IP 对产品进行适配，这也将产生额外的 IP 需求，中国是 AI 应用和汽车智能化的主要市场，行业规模行业规模 占比%股票家数（只）416 8.8 总市值（亿元）68304 8.3 流通市值（亿元）49682 7.2 行业指数行业指数%1m 6m 12m 绝对表现 5.4-13.0-11.4 相对表现 7.4-1.6 6.3 资料来源：公司数据、招商证券 相关相关报告报告 1、半导体行业深度专题之十二薄膜沉积设备篇工艺升级提升薄膜设备需求，国内厂商差异化布局加速国产化进程2022-05-28 2、半导体行业深度专题之十一射频前端篇射

8、频前端千亿蓝海，国产化东风渐起 2021-09-13 3、半导体行业深度专题之十EDA 篇蓄势待发，国产EDA 迎黄金时代2021-08-22 鄢凡鄢凡 S02 卢志奇卢志奇 S03 -50-40-30-20-1001020Jul/21Nov/21Mar/22Jun/22(%)电子沪深300构筑构筑芯片大厦的芯片大厦的“砖瓦”“砖瓦”，受益于国产替代与设计业崛起受益于国产替代与设计业崛起 敬请阅读末页的重要说明 2 行业深度报告 国内企业有望借力下游领域快速发展，迎来发展良机。同时，国内半导体行业的蓬勃发展带动了设计服务和芯片定制化行业发展，而设计服

9、务等有业务又有望驱动国产 IP 需求，部分国内 IP 公司采用设计服务和 IP 授权双轮驱动的发展战略。最后，国产 IP 发展离不开半导体产业生态的支持，近年来国内代工厂崛起，有望培育和带动国产 IP 生态链的发展。国国内内 IP 公司深度梳理公司深度梳理：我们认为随着物联网、人工智能、大数据以及智能汽车等应用的兴起，以及国内系统级芯片设计厂商的不断崛起，同时 Chiplets行业发展趋势有望为 IP 行业带来新增量，国产半导体 IP 有望深度受益。估值方面，部分海外 IP 龙头公司已经被收购，暂无公开市场交易数据，专注于存储 IP 的台股上市公司力旺估值水平较高，国内上市公司估值多用 PS

10、估值方法，国内 IP 相关已上市公司收入结构均包含 IP 授权和设计服务/定制产品等，近年来估值有所调整，考虑到 IP 行业稳健商业模式以及广阔国产替代空间，在已上市公司中，主要 IP 企业包括芯原股份、芯原股份、国芯科技、寒武纪国芯科技、寒武纪，已提交 A股上市材料的 IP 企业锐成芯微锐成芯微，其他未上市的 IP 企业包括牛芯半导体、芯牛芯半导体、芯动科技、灿芯半导体、芯耀微动科技、灿芯半导体、芯耀微、和芯微、华夏芯、芯启源、和芯微、华夏芯、芯启源、纳能微、纳能微等。风险提示：风险提示：技术授权风险；市场竞争加剧风险；新冠疫情风险技术授权风险；市场竞争加剧风险；新冠疫情风险。注注：上述上述

11、及本报告中的及本报告中的公司梳理，仅作为行业公司列举，不作为投资意见。公司梳理，仅作为行业公司列举，不作为投资意见。XZEYVWEZCUPU5XCU9PaO6MmOmMpNnPkPnNsNjMtRnQ8OpPvMvPmPpPwMtQpQ 敬请阅读末页的重要说明 3 行业深度报告 正文正文目录目录 一、半导体 IP 是用于提升芯片设计效率的功能模块.10 1、半导体 IP 是预先设计、经过验证、可重复使用的功能模块，处于产业链最上游.10 2、半导体 IP 产品类型丰富，处理器 IP 和接口 IP 占据较大市场规模.12 3、半导体 IP 的创收模式主要来源于授权收入和版税收入.16 二、半导体

12、 IP 受益于产业垂直分工、设计效率提升、Chiplets 等产业趋势.17 1、半导体 IP 是半导体产业垂直分工进一步细化的产物.17 2、半导体 IP 核心在于提升芯片设计效率，降低开发成本.18 3、芯片的模块化设计是未来重要趋势，将不断催生新的 IP 需求.21 4、Chiplet 行业趋势为 IP 行业带来新增量，有望驱动 IP 实现产品化.23 5、全球 IP 市场规模稳健增长，处理器 IP 市场规模最大，接口 IP 成长性最佳.25 三、全球 IP 行业竞争格局高度集中，EDA 公司深度布局 IP.27 1、全球 IP 行业竞争格局已高度集中，业内并购频发.27 2、作为工具提

13、供商的 EDA 公司切入 IP 具有天然优势，龙头 EDA 公司深度布局 IP.30 3、ARM：处理器 IP 的核心玩家，全球最大的 IP 公司.31 4、Synopsys：强大 EDA 工具粘性带来 IP 快速成长.35 5、Cadence：IP 业务起步相对较晚，产品线覆盖处理器和接口 IP.40 6、Imagination：从 GPU IP 向多类型处理器 IP 拓展.43 7、Ceva：专注于信号处理 IP 的供应商，受益于 AI 和数字智能化趋势.44 8、SST：专注于存储 IP，技术能力行业领先.47 9、eMemory：专注 Logic NVM IP.48 四、国内 IP 产

14、业国产替代空间大，重在构建 IP 生态.50 1、半导体 IP 国产化率低，核心 IP 亟待突破.50 2、国内代工厂崛起，有望带动构建国产 IP 生态链.51 3、AI 和汽车智能化为国产 IP 带来发展良机，从单品类拓展到 IP 平台化.54 4、设计服务业务驱动国产 IP 需求，有望实现设计服务与半导体 IP 协同发展.55 五、国内 IP 公司深度梳理.56 1、把握全球半导体 IP 发展机遇和国产替代红利.56 2、IP 行业估值探讨.56 3、上市公司组合.57（1）芯原股份：国内 IP 龙头企业，一站式芯片定制服务与 IP 业务协同发展.57 敬请阅读末页的重要说明 4 行业深度

15、报告 （2）寒武纪：深耕终端智能处理器 IP，商业化落地逐步推进.59（3）国芯科技：自主可控的嵌入式 CPU 核提供商.62 4、非上市公司组合.66（1）锐成芯微：半导体物理 IP 和芯片定制服务提供商.66（2）牛芯半导体：国内接口 IP 供应商.68（3）芯动科技：高速混合电路 IP、芯片定制服务和 GPU 产品提供商.69（4）灿芯半导体：IP 授权与芯片定制服务提供商.71（5）芯耀辉：专注于接口 IP，提供 IP 升级服务.73（6）和芯微：专注于高速高精度数模混合信号集成电路 IP.73（7）华夏芯：多处理器 IP 提供商.74（8）芯启源：USB IP 和 DPU 产品提供商

16、.76（9）纳能微：专注数模混合高速 Serdes IP.77 5、风险提示.78 图表图表目录目录 图 1：半导体 IP 作用与特征.10 图 2：芯片中的 IP 核应用.10 图 3：芯片外购 IP 占比.11 图 4：IP 行业处于半导体产业链上游.11 图 5：IP 按产品分类.13 图 6：USB 接口 IP 解决方案示例.14 图 7：DDR 接口 IP 解决方案示例.14 图 8：物理 IP 种类.14 图 9：IPnest 口径 IP 分类.15 图 10：IP 市场各应用领域份额.16 图 11：IP 行业商业模式.16 图 12：ARM IP 授权收费模式.17 图 13：

17、半导体产业第三次转移.18 图 14：集成电路复杂度提升催生大量 IP.18 图 15：设计成本随制程提升明显增加.19 图 16：不同制程下集成的硬件 IP 核数（均值）.19 敬请阅读末页的重要说明 5 行业深度报告 图 17：芯片开发成本拆解.20 图 18：IP 核生态可降低芯片开发成本.20 图 19：后摩尔时代集成电路技术演进路径.21 图 20：摩尔定律放缓.22 图 21：登纳德缩放定律失效.22 图 22：计算机性能提升路径（SPECintCPU）.22 图 23：Google TPU 架构.23 图 24：基于 Chiplet 的异构架构应用处理器.24 图 25：Chip

18、let 诞生呼唤新的半导体 IP.24 图 26：UCIe 发起人与当前联盟成员.25 图 27：20152021 全球 IP 市场与增速.25 图 28：IP 占半导体市场份额（除去 DRAM 与闪存）.25 图 29：处理器 IP 市场规模及增速（亿美元）.26 图 30：接口 IP 市场规模及增速（亿美元）.26 图 31：接口 IP 市场细分.26 图 32：其他物理 IP 板块市场规模及增速（亿美元）.26 图 33：其他数字 IP 板块市场规模及增速（亿美元）.26 图 34：IP 行业发展历程.29 图 35：IP 行业主要玩家变化.29 图 36：三大 EDA 公司 IP 布局

19、历程.31 图 37：ARM 商业模式.33 图 38：ARM 版税收入长坡厚雪，授权数持续增长.33 图 39：ARM 充分受益未来市场增长.34 图 40：基于 ARM 的芯片出货量破 250 亿.34 图 41：ARM 累计授权数.34 图 42：ARM 营业收入.35 图 43：ARM 毛利率.35 图 44：ARM 分板块收入份额.35 图 45：ARM 处理器分产品版税收入份额.35 图 46：Synopsys 在三大业务领域均行业领先.36 图 47：Synopsys 产品应用领域.37 图 48：Synopsys 营业收入与增速.39 敬请阅读末页的重要说明 6 行业深度报告

20、图 49：Synopsys 毛利率与净利率.39 图 50：Synopsys 各业务板块占比.40 图 51：Synopsys 分业务收入与增速.40 图 52：Cadence 业务模型.41 图 53：2013-2021 年 Cadence 营业收入.42 图 54：2013-2021 年 Cadence 净利润.42 图 55：Cadence 分业务板块收入.43 图 56：Imagination IP 产品组合.43 图 57:Imagination 产品覆盖场景.44 图 58：Imagination 合作伙伴.44 图 59：CEVA 产品组合.45 图 60：CEVA 授权客户.4

21、5 图 61：CEVA 授权签约数（个）.46 图 62：CEVA 授权设备出货量（百万台）.46 图 63：CEVA 营业收入与增速.46 图 64：CEVA 净利润（百万美元）.46 图 65：CEVA 收入结构.46 图 66：SST 存储覆盖产品.47 图 67：SST 发展历程.48 图 68：SST SuperFlash 同业产品擦除时间比较.48 图 69：SST SuperFlash 可带来时间与成本收益.48 图 70：力旺商业模式.49 图 71：力旺营业收入与增速.50 图 72：力旺净利润与增速.50 图 73：力旺分业务结构营收.50 图 74：力旺业务营收占比.50

22、 图 75：国内 IC 供应占国内市场份额较低.51 图 76：半导体 IP 市场国产厂商份额较小.51 图 77：中国代工厂市场份额逐步提高.52 图 78：2021 年全球代工厂市场份额.52 图 79：代工厂与 IP 厂商紧密合作搭建开发平台.52 图 80：中芯国际 IP 生态联盟.53 敬请阅读末页的重要说明 7 行业深度报告 图 81：中国自动驾驶市场规模.54 图 82：全球自动驾驶市场规模（亿美元）.54 图 83：全球 AI 芯片市场规模及预测.54 图 84：中国 AI 芯片市场规模及预测.54 图 85：中国芯片设计公司数量.55 图 86：中国芯片设计产业销售收入.55

23、 图 87：芯原股份业务延申至芯片定制.56 图 88：公司 2016-2021 营业收入与增速.58 图 89：公司 2016-2021 归母净利润与增速.58 图 90：公司分业务板块营收（百万元）.58 图 91：公司分业务板块毛利率.58 图 92：公司 2016-2021 三费费率.59 图 93：公司 2016-2021 毛利率与净利率.59 图 94：寒武纪产品组合构建完善开发平台.60 图 95：寒武纪智能处理器架构.61 图 96：20172021 寒武纪营收.61 图 97：20172021 寒武纪归母利润（亿元）.61 图 98：寒武纪分业务营收（百万元）.62 图 99

24、：寒武纪三费费率.62 图 100：寒武纪毛利率与净利率.62 图 101：国芯科技业务模型.63 图 102：国芯科技嵌入式 CPU 技术研发历程.65 图 103：国芯科技营业收入.65 图 104：国芯科技净利润（百万元）.65 图 105：国芯科技分业务营收.66 图 106：国芯科技各业务下游占比.66 图 107：国芯科技毛利率与净利率.66 图 108：国芯科技三费费率.66 图 109：锐成芯微产品与服务.67 图 110：锐成芯微发展历程.68 图 111：牛芯 25/28/32G Combo SerDes 产品结构.69 图 112：芯动科技 Chiplet 架构.71 敬

25、请阅读末页的重要说明 8 行业深度报告 图 113：芯动科技 Innolink 实现方法.71 图 114：灿芯 IP 组合.71 图 115：灿芯合作伙伴.72 图 116：芯耀辉产品储备.73 图 117：和芯微人员结构.74 图 118：华夏芯业务结构.75 图 119：华夏芯 GPTX1 CPU 结构.76 表 1：IP 核分类.12 表 2：处理器 IP 细分.13 表 3：接口 IP 主要类型.14 表 4：存储 IP 种类.15 表 5：IP 厂商授权与版税收入占比.17 表 6：半导体厂商外购 IP 产品的关键考量.21 表 7：IP 行业竞争格局（百万美元）.27 表 8：I

26、P 行业主要收购事件.28 表 9：主要 IP 厂商覆盖产品类别.30 表 10：EDA 公司布局 IP 业务.30 表 11：ARM IP 产品结构.31 表 12：ARM 发展历史.32 表 13：Synopsys 产品结构.36 表 14：Synopsys IP 产品.37 表 15：Synopsys 收购企业.38 表 16：Cadence 产品与服务结构.40 表 17：Cadence IP 产品池.41 表 18：Cadence 发展历程.41 表 19：SST 产品组合.47 表 20：SST SuperFlash 具有更强性能与更低功耗.48 表 21：力旺 IP 组合.48

27、表 22：中国 IC 市场整体自给率较低.51 表 23：中芯国际内部与第三方 IP 支持.53 表 24：主流 IP 厂商 AI 领域布局.55 敬请阅读末页的重要说明 9 行业深度报告 表 25：估值对比表.57 表 26：公司 IP 储备.57 表 27：寒武纪产品组合.59 表 28：寒武纪智能处理器 IP.60 表 29：国芯科技嵌入式 CPU 内核产品.63 表 30：国芯科技三大 SoC 设计平台.64 表 31：锐成芯微的四大 IP 平台.67 表 32：牛芯半导体业务结构.69 表 33：芯动科技 IP 组合与覆盖制程.69 表 34：芯动科技 GPU 参数.70 表 35：

28、灿芯半导体发展历程.72 表 36：和芯微业务结构.74 表 37：芯启源业务结构.76 表 38：芯启源发展历程.77 表 39：纳能微 IP 组合.77 敬请阅读末页的重要说明 10 行业深度报告 一、一、半导体半导体 IP 是用于是用于提升芯片设计效率的功能模块提升芯片设计效率的功能模块 1、半导体半导体 IP 是预先设计是预先设计、经过验证、可重复使用的功能模块，处于产业链最上游、经过验证、可重复使用的功能模块，处于产业链最上游 半导体半导体 IP 是指集成电路设计中预先设计、是指集成电路设计中预先设计、经过重复验证经过重复验证的的、可重复使用的、可重复使用的功能模块。功能模块。半导体

29、 IP 服务于芯片设计，因部分通用功能模块在芯片中被反复使用，半导体 IP 即为此类预先设计好的功能模块，从而在芯片设计中结合使用 EDA软件与半导体 IP 来缩短芯片设计周期、降低开发成本。IP 由于性能高、功耗优、成本适中、技术密集度高、知识产权集中、商业价值昂贵，是集成电路设计产业的核心产业要素和竞争力体现。图图 1：半导体：半导体 IP 作用与特征作用与特征 资料来源：招商证券 半导体半导体 IP 核可应用于芯片中多个功能部件。核可应用于芯片中多个功能部件。IP 核可应用于芯片中多个组件，当前的 IP 供应商可提供芯片中绝大部分部件的 IP，如处理器、外围接口、模拟部件、RAM/ROM

30、、安全模块等，不同组件对应于不同的 IP 需求。通过将不同组件的 IP 组合起来构成一块完整的芯片设计版图。图图 2：芯片中的芯片中的 IP 核应用核应用 资料来源：Synopsys，招商证券 注：橙色方块为标准单元库 敬请阅读末页的重要说明 11 行业深度报告 芯片设计由自主设计部分与外购芯片设计由自主设计部分与外购 IP 组合而成组合而成，外购，外购 IP 占比有提高趋势占比有提高趋势。芯片由芯片设计公司自主设计的电路部分和多个外购的 IP 核连接构成。而经过多次验证且可重复使用的外购 IP 核可减少设计工作量，缩短设计周期，提高芯片设计的成功率。当前芯片设计中验证 IP、嵌入式存储 IP

31、 以及有线接口 IP 中的外购 IP 部分已超过 50%，CPU 等处理器 IP 外购占比更高，且外购 IP 使用占比有提高的趋势。图图 3：芯片外购芯片外购 IP 占比占比 资料来源：Synopsys，招商证券 半导体半导体 IP 行业处于产业链最上游，行业处于产业链最上游，为芯片设计提供基本模块。为芯片设计提供基本模块。半导体产业链可大体分为芯片设计、制造与封测三环节，而其中芯片设计环节是根据芯片规格要求，通过系统设计、逻辑设计、电路设计和物理设计，最终形成设计版图。该环节上游的 EDA 等工具供应商和半导体 IP 供应商分别提供芯片设计所需的自动化软件工具和搭建 SoC 所需的核心功能模

32、块；设计服务供应商提供各个研发环节部分或全部的研发服务及后续晶圆制造、封装及测试的委外管理。目前芯片厂商大多采用外购部分 IP+自主设计部分 IP，结合外购 EDA 工具进行独立芯片设计的模式，Fabless 与 IDM企业为 IP 核厂商的主要下游客户。图图 4：IP 行业处于半导体产业链上游行业处于半导体产业链上游 资料来源：芯原股份招股书，招商证券 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%验证IP有线接口IP 嵌入式存储IP模拟IP安全IP无线IP第三方IP占比自研IP占比 敬请阅读末页的重要说明 12 行业深度报告 2、半导体半导体 IP 产品类型丰富，产品类

33、型丰富，处理器处理器 IP 和接口和接口 IP 占据较大市场规模占据较大市场规模 半导体半导体 IP 可按照可按照交付方式交付方式、产品类型以及功能、产品类型以及功能进行分类。进行分类。按照按照交付方式交付方式分分，可以将 IP 内核分为硬核、固核和软核：硬核硬核：硬核是较为成熟的板块 IP，硬核主要以偏后期的版图形式存在，硬核提供设计的最终阶段产品即掩膜，掩膜是指经过完全布局布线，经过前端和后端验证的设计版图，可预见性好，同时可以针对特定工艺或下游客户进行功耗和尺寸上的优化，灵活性和可移植性差。但也因为硬核不需要提供 RTL 文件，从而更容易实现知识产权保护。固核固核：对于一些对时序要求严格

34、的内核，可预布线特定信号或分配特定的布线资源，以满足时序要求，这一类内核可归类为固核。固核是软核和硬核的折衷，采用门级网表的 IP 提交形式，与芯片实现工艺仍具有一定的相关性，从而灵活性与可靠性上均为软核与硬核的折衷，由于内核的建立、保持时间和握手信号都可能是固定的，因此其他电路设计时都必须考虑与该内核进行正确地接口。如果内核具有固定布局或部分固定的布局，那么这还将影响其他电路的布局。软核软核：软核是最原始的 IP，主要以 HDL 等硬件描述语言存在，软核 IP 的设计周期相对较短，设计投入相对较少，由于不涉及物理实现，故软核具有一定灵活性和适应性，其主要缺点是在一定程度上使后续工序无法适应整

35、体设计，从而需要一定程度的软核修正，在性能上也无法获得全面的优化，此外，因为软核需要提交 RTL 源代码文件，故较易涉及知识产权的问题。表表 1：IP 核分类核分类 IP 种类种类 提交形式提交形式 与实现工艺相关性与实现工艺相关性 灵活性灵活性 可靠性可靠性 硬核 版图 相关 低 高 固核 门级网表 相关 一般 一般 软核 RTL 级描述 无关 高 低 资料来源：IP 核复用的系统 SoC 芯片设计技术，招商证券 按产品类型分，按产品类型分，半导体 IP 常见分类为处理器 IP、接口 IP、物理 IP 与数字 IP，往下细分又可分为处理器、接口、模拟、基础、安全 IP 以及 SoC 架构和

36、IP 加速。接口接口 IP。接口是 SoC 的基本功能之一，是实现 SoC 中嵌入式 CPU 访问外设或与外部设备进行通信、传输数据的必备功能。接口 IP 品类较多，主要包括 SerDes、USB、DDR、PCIe、MIPI、SATA 等，接口 IP 市场中 Synopsys覆盖品类较广，占有较高份额。模拟模拟 IP。模拟 IP 即服务于模拟 IC 的 IP，模拟芯片主要可分为电源管理类芯片与信号链芯片，分别需求对应的IP 核产品，电源管理 IP 包括 LDO、DC/DC、AC/DC IP 等，信号链 IP 包括如 AD/DA IP 等。模拟芯片相较而言更多采用定制化设计或芯片厂自主设计，故模

37、拟类 IP 用量相对较少，主要有 Synopsys、MIPS（后被 Imagination收购）等厂商布局。基础基础 IP。基础 IP 包括部分存储 IP、逻辑单元库与 IO 等。存储 IP 种类较多，基础 IP 类别主要包含嵌入式存储器类，其中又可分为 RAM、ROM 等类别，不同存储器产生不同的存储 IP 需求。逻辑单元库包括反相器、与门、寄存器、选择器、全加器等完成基本逻辑运算的基础单元库。IO 单元也属于基础 IP 的类别，IO 单元用于芯片信号输入、输出和电源供给。安全安全 IP。安全 IP 解决方案主要包括信任根、内容保护、加密，以及可集成到 SoC 的安全协议加速器，安全 IP集

38、成解决方案主要用于实现多种安全标准的核心内容，支持机密性、数据完整性、用户/系统认证、不可否认性以及肯定授权。SoC 架构架构 IP。SoC 架构 IP 用于 SoC 集成，适用于多种场景，包括宽带通信、多媒体和嵌入式数据采集，包括数据路径 IP、AMBA 片上总线架构以及适用于标准总线接口的微控制器等。敬请阅读末页的重要说明 13 行业深度报告 图图 5：IP 按产品分类按产品分类 资料来源：Synopsys，招商证券 处理器处理器 IP 是半导体是半导体 IP 中最大市场中最大市场规模的子类规模的子类。主要处理器 IP 可分为 CPU IP、GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP

39、 IP以及 ISP IP 六类，其中 CPU IP 市场规模最大，同时也具有极高的技术壁垒与生态壁垒，当前 CPU IP 市场基本由ARM 垄断，目前国内国芯科技专注于嵌入式 CPU IP 研发。其余处理器 IP 为专用型处理器 IP，GPU IP 市场中Imagination 具有较高市场份额，其余海外主要玩家仍为 ARM、Cadence 与 Synopsys 三家，国内如芯原股份、寒武纪等公司对 NPU IP、ISP IP、DSP IP 等有所覆盖。表表 2：处理器：处理器 IP 细分细分 处理器类型处理器类型 处理器简介处理器简介 典型应用典型应用 海外供应商海外供应商 国内供应商国内供

40、应商 CPU 通用型计算机核心计算与控制单元 PC、平板电脑、智能手机 ARM、Synopsys 国芯科技 GPU 专用于绘图运算、图形加速和通用计算工作的数字 IP。可穿戴和物联网、汽车电子、PC 和平板电脑 ARM、Imagination 芯原股份 NPU 专用于加速神经网络运算、机器视觉和机器学习等人工智能应用的数字 IP。智能监控、智慧家庭、汽车辅助驾驶 ARM 芯原股份、寒武纪 VPU 专用于进行视频编解码，并结合视频增强处理和压缩技术的数字 IP。智能家居、智慧城市、云服务器视频转码 ARM、Synopsys 芯原股份 DSP 专用于将数字信号进行高速实时处理的数字 IP。无线通讯

41、、高清电视、可穿戴设备 Cadence、Synopsys、CEVA 芯原股份 ISP 专用于对图像传感器的原始数据进行处理以获得优质视觉图像的数字 IP。AR/VR、智能家居、可穿戴设备 ARM、Imagination 芯原股份 资料来源：芯原股份招股书，招商证券 敬请阅读末页的重要说明 14 行业深度报告 接口接口 IP 包括有线接口包括有线接口 IP 与无线接口与无线接口 IP，为增速最快，为增速最快子类子类。接口 IP 中主要为有线接口 IP，有线接口 IP 包括 USB IP、PCIe IP、DDR IP、SATA IP、D2D IP 等，其中应用较多的为 USB、DDR、PCIe、M

42、IPI 与以太网 IP。无线接口 IP主要包括蓝牙、Zigbee、Thread IP 等。接口 IP 中主要均为有线接口 IP，据 IPnest 数据，有线接口 IP 占接口 IP 市场的 95%。表表 3：接口：接口 IP 主要类型主要类型 接口接口 IP 主要主要类型类型 IP 简介简介 USB 一类串行接口标准，用于计算机与外部设备的通讯接口，针对 USB 2.0、USB 3.0、USB 4 等不同协议版本具有不同 IP 种类 PCIe 高速串行计算机扩展总线标准，用于外部总线，同样具有多个协议版本，PCIe 3、PCIe 4 等对应不同 IP 品类 DDR 内存的一种，在计算机中主要承

43、担主存功能，DDR IP 为 DDR 内存接口 IP，包含 DDR5、DDR4、LPDDR、LPDDR2、LPDDR3、LPDDR4,和 LPDDR5 SDRAM 等多种类 IP 以太网 以太网 IP 主要包括控制器与 PHY 等 IP MIPI MIPI 为移动行业处理器接口协议，主要用于手机领域，MIPI 规范包括手机内部摄像头、显示屏、基带等一系列接口规范，MIPI IP 同样主要包括控制器与 PHY 资料来源：Synopsys，招商证券 图图 6：USB 接口接口 IP 解决方案示例解决方案示例 图图 7：DDR 接口接口 IP 解决方案示例解决方案示例 资料来源：Synopsys，招

44、商证券 资料来源：Synopsys，招商证券 物理物理 IP 可分为射频可分为射频 IP 与与数模混合数模混合 IP。其中物理接口类 IP 如 DDR 控制器 IP 等也可归为接口类 IP，在 IPnest 的行业统计口径中并入到接口 IP 类别中。物理 IP 当中数模混合 IP 种类较多，包括 SoC 子系统、数据接口、存储、单元库以及模拟 IP 等，目前一些龙头公司如 ARM、Synopsys 与 Cadence 等均有布局。图图 8：物理：物理 IP 种类种类 资料来源：芯原股份招股书，招商证券 敬请阅读末页的重要说明 15 行业深度报告 物理物理 IP 中存储中存储 IP 包含多种类别

45、包含多种类别，应用于半导体类存储，应用于半导体类存储。存储器按存储介质分为半导体存储、光学存储以及磁性存储，存储 IP 应用于半导体类存储。半导体类存储又可分为易失性存储与非易失性存储（Non-Volatile Memory，NVM），易失性存储类 IP 主要包括 SRAM 与 TCAM 等其他 IP，NVM 主要可按可编程次数分为 OTP（一次性可编程）与 MTP（多次可编程），各类存储器又具有多种实现方式，而不同存储器在读写方式、可编程性、存储方式上等都具有不同特性，从而需要不同的半导体 IP，适用不同场景的存储器支撑了多种存储 IP 的产生。存储 IP 市场中除三大龙头 IP厂商外，SS

46、T 在 FLASH IP 市场中技术处于行业领先地位。表表 4：存储：存储 IP 种类种类 存储存储 IP 类别类别 二级类别二级类别 三级类别三级类别 简介简介 嵌入式存储 IP SRAM IP 高密度单/双端口 SRAM、高速单/双端口SRAM 断电后数据丢失，性能比 DRAM 更高、集成度更低 其他 IP 多通道存储。TCAM 等 多通道存储可提供并行存储访问功能，TCAM bit 位具有三种状态，可提供模糊查找功能，并行搜索更加快速 非易失性存储（NVM）IP OTP IP OTP SHF、OTP SLP、OTP ULP、OTP XPM 一次性可编程存储，程序烧入后不可擦除，但可多次读

47、取。MTP IP MTP EEPROM、FTP Trim、MTP ULP 多次可编程存储，程序烧入后仍可多次擦除，按结构不同可分为 EEPROM、Trim 与 ULP 等 资料来源：Synopsys，招商证券 按按 IPnest 口径分口径分，设计，设计 IP 可分为处理器可分为处理器 IP、接接口口 IP、其他其他物理物理 IP 和其他数字和其他数字 IP。其中处理器 IP 主要包括 CPU、GPU、DSP、ISP 等，接口 IP 属于物理 IP 中的一类，又可细分为有线接口 IP 与无线接口 IP。除接口 IP 外的物理 IP主要包括 SRAM 存储器编译器、OTP/MTP 及 FLASH

48、 等其他存储器编译器、物理库和通用模拟与混合信号 IP，而其他数字 IP 则主要为基础设施 IP 和其他 IP。根据 IPnest 发布的 2020 年各种 IP 市场份额数据，CPU 的 IP 市占率高达 35.4%，处于主导地位，但相比 2017 年下降了 6.8%；DSP 和 GPU 的市占率分别为 5.2%和 10.5%，合计相比 2017年提升 6.4%；接口市占率为 23.2%，相比 2017 年提升 2.7%，根据 IPnest 最新 2021 年数据，接口 IP 进一步提升。图图 9：IPnest 口径口径 IP 分类分类 资料来源：招商证券整理 敬请阅读末页的重要说明 16

49、行业深度报告 图图 10：IP 市场各应用领域份额市场各应用领域份额 资料来源：IPnest，招商证券 3、半导体半导体 IP 的创收模式主要来源于授权收入和版税收入的创收模式主要来源于授权收入和版税收入 IP 创收模式为创收模式为前期授权与后期版税前期授权与后期版税。半导体 IP 授权业务主要是将集成电路设计时所需用到的经过验证、可重复使用且具备特定功能的模块（即半导体 IP）授权给客户使用，并提供相应的配套软件与技术支持。知识产权授权模式为向客户交付 IP 时进行一次性收费，特许权授权即版税的付费模式为客户完成芯片量产和销售后按费率产生收入，版税收入将依赖于客户搭载 IP 产品的销量。图图

50、 11：IP 行业商业模式行业商业模式 资料来源：芯原股份，招商证券 海外龙头公司海外龙头公司均均采用采用收取收取 IP 授权授权费与版税费与版税的创收模式。的创收模式。主要的三家龙头公司 ARM、Synopsys 以及 Cadence 均对其IP 产品同时收取前期授权费用和后期版税费用。以 ARM 为例，ARM IP 核通过前期一次性的授权费以及后期芯片量产后按销量提成收取版税的方式创收，另外两家龙头 Synopsys 与 Cadence 也采用类似的商业模式，国内半导体 IP公司也采取类似的收入模式，而不少国内 IP 公司在 IP 授权与版税收入之外，还基于独立设计 IP 提供芯片定制服务

51、，如芯原股份、芯动科技及灿芯半导体等。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%200021处理器IP接口IP其他物理IP其他数字IP 敬请阅读末页的重要说明 17 行业深度报告 图图 12：ARM IP 授权收费模式授权收费模式 资料来源：ARM，招商证券 海外厂商主要收入为版税，国内公司主要贡献在授权费。海外厂商主要收入为版税，国内公司主要贡献在授权费。IP 主要玩家中，海外龙头如 ARM 与 Synopsys 以及较为成熟的公司如力旺等厂商 IP 业务主要来源于版税，依靠长生命周期使用广泛的 IP 产品获取长期稳定成长的

52、现金流，而国内 IP 厂商如芯原股份与国芯科技，当前 IP 业务主要收入仍在授权费方面。表表 5：IP 厂商授权与版税收入占比厂商授权与版税收入占比 授权收入占授权收入占 IP 业务份额业务份额 版税收入占版税收入占 IP 业务份额业务份额 Arm 30.8%69.2%Synopsys 24.6%75.4%力旺 27.6%72.5%芯原股份 86.4%13.6%国芯科技 91.7%8.3%资料来源：各公司公告，招商证券 二二、半导体半导体 IP 受益于受益于产业垂直分工、产业垂直分工、设计效率设计效率提升、提升、Chiplets 等等产业产业趋势趋势 1、半导体半导体 IP 是是半导体产业垂直

53、分工半导体产业垂直分工进一步细化进一步细化的产物的产物 在产业发展早期，由于芯片的种类有限，当时的半导体芯片设计难度较低，大部分芯片设计公司自身可以独立完成芯片的设计全流程，所以当时几乎没有独立的 IP 厂商。随着集成电路的发展，大规模集成电路（VLSI）逐渐占据行业主流，半导体行业遵循摩尔定律的发展，单个芯片上集成的晶体管数量已达上亿个，半导体芯片的流程分工愈发明细，全球 IDM 厂商数量极少，芯片行业发展更趋向于分工协作。半导体产业分工进一步细化，诞生半导体产业分工进一步细化，诞生 IP 厂商。厂商。20 世纪 70 年代起，美国将半导体系统装配、封装测试等利润含量较低的环节转移到日本等其

54、他地区，拥有芯片设计和生产能力的 IDM 得到快速发展。20 世纪 80 年代至 90 年代，芯片设计公司和晶圆厂之间的技术衔接与匹配的需求催生了芯片设计服务行业的诞生。21 世纪终端产品逐渐变得更加复杂多样，芯片设计难度显著提升，研发资源和成本持续增加，促使全球半导体产业分工继续细化，芯片设计产业进一步拆分出半导体 IP 产业。敬请阅读末页的重要说明 18 行业深度报告 图图 13：半导体产业第三次转移半导体产业第三次转移 资料来源：芯原股份招股书，招商证券 新的产品协议、更多的功能集成以及制程迭代不断催生新的新的产品协议、更多的功能集成以及制程迭代不断催生新的 IP 需求。需求。芯片中元器

55、件协议正不断演进，不同的协议将适配不同的 IP，例如接口 IP 中 USB 接口已从 2.0 衍生出 3.0、3.1 以及 USB 4.0，PCIe 2 也已发展至 PCIe 6，不同协议版本均将产生不同的 IP 需求，同时芯片中集成功能也在增加，例如 AI 芯片在芯片中集成神经网络计算单元等，新的集成功能将产生新的 IP 需求，同时制程也在不断迭代，当前已发展至 3nm，制程的演进也将推动可集成晶体管数量增加，芯片复杂度的提升将不断催生新的 IP 需求。图图 14：集成电路复杂度提升催生大量：集成电路复杂度提升催生大量 IP 资料来源：Synopsys，招商证券 2、半导体半导体 IP 核心

56、在于核心在于提升提升芯片设计芯片设计效率效率，降低开发成本，降低开发成本 在芯片设计环节，超大规模集成电路所涉及的流程愈发复杂，研发费用逐步升高，同时伴随着芯片种类的愈加丰富，以及先进制程的不断涌现，半导体 IP 为简化 IC 设计流程提供了极大便利，半导体 IP 以及应运而生的 IP 企业是半导体产业发展的必然产物，配合先进的 EDA 工具，芯片设计借助各种 IP 达到了极大的便捷。敬请阅读末页的重要说明 19 行业深度报告 先进制程下芯片设计成本显著增加。先进制程下芯片设计成本显著增加。随制程的不断迭代，芯片设计软硬件成本均增长明显，从 65nm 制程到 5nm 制程设计开发成本呈指数级增

57、长，Synopsys 数据估计在 5nm 制程下芯片设计成本可达 5 亿美元以上，其中软件成本与硬件成本占比基本持平，软件成本主要包括验证、原型与相关软件，而外购 IP 核可快速完成芯片设计中通用模块的开发，缩减芯片设计成本，提升研发效率。图图 15：设计成本随制程提升明显增加：设计成本随制程提升明显增加 资料来源：Synopsys，招商证券 随着随着先进制程演进，集成先进制程演进，集成 IP 核数迅速增加。核数迅速增加。先进制程的演进，线宽的缩小使得芯片中晶体管数量大幅提升，使得单颗芯片中可集成的 IP 数量也大幅增加。根据 IBS 报告，以 28nm 工艺节点为例，单颗芯片中已可集成的 I

58、P 数量为87 个。当工艺节点演进至 7nm 时，可集成的 IP 数量达到 178 个，5nm 制程下可集成数字 IP 数量与数模混合 IP 数量分别为 126 和 92 个，总计 218 个。可集成 IP 核数的增加将为芯片设计中的半导体 IP 核提供需求空间，IP 核市场可受益于先进制程的不断迭代。图图 16：不同制程下集成的硬件：不同制程下集成的硬件 IP 核数（均值）核数（均值）资料来源：芯原股份招股书，招商证券 IP 核及供应商生态圈可降低芯片开发成本，提升开发效率。核及供应商生态圈可降低芯片开发成本，提升开发效率。SoC 开发成本可拆解为 IP 资格、SoC 设计、验证、物理设计、

59、软件、原型、确认与测试几部分，其中成本主要来源于验证、软件、SoC 设计与物理设计，四类成本占比总计91%，而半导体 IP 将应用于验证、芯片设计、物理设计以及 IP 验证等多个环节，是芯片开发成本中的重要一环。好好的的 IP 核生态可帮助降低芯片开发成本，核生态可帮助降低芯片开发成本，以 ARM 生态为例，ARM 生态圈较广，各类 IP 核与开发工具适配性较强，据ARM 估计其所提供的 IP 生态可将 28nm 芯片开发成本降低合计 50%以上，其中主要在 IP 资格、芯片设计、硬件验证以及软件开发与测试方面降本显著。0500250nm180nm130nm 90nm 6

60、5nm 45nm 28nm 16nm 10nm7nm5nm数字IP数模混合IP 敬请阅读末页的重要说明 20 行业深度报告 图图 17：芯片开发成本拆解：芯片开发成本拆解 资料来源：ARM，招商证券 图图 18：IP 核生态可降低芯片开发成本核生态可降低芯片开发成本 资料来源：ARM，招商证券 缩短上市时间是半导体缩短上市时间是半导体 IP 首要需求来源。首要需求来源。在芯片设计厂商选择 IP 自研和外购 IP 中几个关键因素为上市时间、相关设计师的可获取性、开发成本、相关开发风险以及产品生态系统，外购 IP 主要有可缩短芯片上市时间、降低开发成本以及使用 IP 供应商生态等好处，但具备一定的

61、商业风险等问题，其中通过外购 IP 以大大缩短上市时间为芯片设计厂商的首要考量因素。敬请阅读末页的重要说明 21 行业深度报告 表表 6：半导体厂商外购：半导体厂商外购 IP 产品的关键考量产品的关键考量 关键指标关键指标 相关需求相关需求 上市时间 lP 主要吸引力在于，它们可以大大加快产品开发，缩短上市时间。lP 核心可以嵌入几十年的工程工作。通过重用 IP 核可以避免大部分工作，并且可以快速推出新产品。熟练设计师的可获取性 半导体 IP 设计需要复杂的技能和经验丰富的开发人员。当 IP 用于解决专业领域时，设计师还需要这些应用领域的专业知识。通常情况下，所需技能供不应求。开发成本和商业风

62、险 虽然高质量商用半导体 lP 不一定便宜，但它几乎总是比内部开发同一个内核更便宜。这是因为 lP供应商通常可以将其开发成本分摊给许多客户。半导体 lP 合同通常还包括三个成本组成部分：一次性前端许可费、支持费和版税。特许权使用费与最终产品的实际发货数量有关。如果产品未发货，则无需支付版税。技术风险 IP 核很复杂，设计过程中几乎总是有设计错误和 bug。如今大部分 ASIC 开发成本与设计的测试和验证有关。广泛使用的商用 lP 风险较低。领先的商用 lP 型芯通常在许多铸造厂的几个制造过程中进行测试。因此，与首次实施的设计相比，它们的技术风险要小得多。法律风险 内部开发的知识产权也可能存在法

63、律风险，因为有人可能会声称这些设计侵犯了现有的知识产权。专有设计的好处 如果设计包含能够带来竞争优势的独特专有知识，企业可能会希望在内部开发 lP。产品生命周期管理 IP 客户通常计划由多个产品版本组成的产品生命周期。如果 lP 供应商能够将其 lP 持续改进，用户可能会受益于新的创新和技术进步。采购风险 当客户使用许可的 lP 核构建产品时，他们的产品就会依赖于这些 IP。如果不能按预期工作，或者供应商无法在最终产品的整个生命周期内对其进行维护，客户可能会遇到问题。因此，当 IP 核获得许可时，供应商的可靠性、财务和技术能力是重要的因素。供应商支持 将 IP 核集成到新设计中通常需要经验和专

64、业知识。lP 客户需要知道供应商是否可以在需要时提供此类专业知识。生态系统 大型 IP 供应商支持构建互补 IP 的第三方开发人员，例如，兼容内核、验证 lP 和开发工具。这可以增加设计灵活性，降低经济和技术风险。资料来源：JRC，招商证券 3、芯片的芯片的模块化设计模块化设计是未来重要趋势是未来重要趋势，将将不断催生新的不断催生新的 IP 需求需求 驱动模块化的主要是两大原因，驱动模块化的主要是两大原因，第一，摩尔定律往前推进放缓，需要更多异构集成的方式实现系统级芯片，SoC 和Chiplets 都需要半导体 IP 的支持；第二是 DSA（Domain Specific Architectu

65、re，特定领域架构）的兴起。More Moore 与与 More than Moore 趋势催生趋势催生 SoC 与与 SiP 技术，均需新的半导体技术，均需新的半导体 IP 的支持。的支持。后摩尔时代的集成电路技术演进路线可分为延续摩尔定律（More Moore）、扩展摩尔定律（More than Moore）以及超越摩尔定律（Beyond Moore）三类，Beyond Moore 为推出量子器件、单电子器件等完全创新的电子系统，而在另外的 More Moore 与More than moore 方向，小型化和多样化的趋势分别催生了 SoC 和 SiP 技术，SoC、Chiplets 以及

66、 3D-Package 等技术均需要新的半导体 IP 支持。图图 19：后摩尔时代集成电路技术演进路径：后摩尔时代集成电路技术演进路径 资料来源：ITRS，招商证券 敬请阅读末页的重要说明 22 行业深度报告 后摩尔时代依靠增加晶体管密度来提升计算性能乏力，后摩尔时代依靠增加晶体管密度来提升计算性能乏力，DSA（Domain Specific Architecture）兴起兴起。摩尔定律已经持续了几十年，但在 2000 年左右开始放缓，到 2018 年，根据摩尔定律得出的预测与实际能力已相差 15 倍。登纳德缩放定律（Dennard scaling）指出随着晶体管密度的增加，每个晶体管的能耗将

67、降低，因此硅芯片上每平方毫米上的能耗几乎保持恒定。而登纳德定律也于 2012 年左右失效，计算机性能的每年改进出现明显限制。获得更高的性能提升需要新的架构方法。从而 DSA 开始兴起。DSA（domain specific architecture，特定领域架构）是一种针对特定领，特定领域架构）是一种针对特定领域定制的可编程处理器，域定制的可编程处理器，能够用于加速某些应用程序，实现更好的性能，其实 GPU 就是一个基于 DSA 思路设计的产品，其他芯片如 NPU、DPU 以及新兴的AI 芯片等多种芯片均为 DSA 的产物，目前产业内的谷歌、Tesla、Cerebras、Oppo 等厂商也针对

68、其特定应用推行他们的 DSA 芯片。图图 20：摩尔定律放缓：摩尔定律放缓 图图 21：登纳德缩放定律失效登纳德缩放定律失效 资料来源：A New Golden Age for Computer Architecture，招商证券 资料来源：A New Golden Age for Computer Architecture，招商证券 图图 22：计算机性能提升路径（：计算机性能提升路径（SPECintCPU）资料来源：A New Golden Age for Computer Architecture，招商证券 DSA 拥有更高效率与更低能耗的原因拥有更高效率与更低能耗的原因主要主要来源于四

69、个方面：来源于四个方面：DSA 可在特定利用利用更高效的并行形式。可在特定利用利用更高效的并行形式。例如在许多特定领域当中，相较于 MIMD（多指令多数据流）更不灵活的 SIMD（单指令多数据流）是可接受的，而 SIMD 在一个时钟步长内只需处理单一指令，从而可以获得更高的效率。DSA 可更高效地利用内存层次结构。可更高效地利用内存层次结构。内存访问成本要远高于算数运算，例如访问 32kbyte 缓存需要能耗相当于 敬请阅读末页的重要说明 23 行业深度报告 做 32 位加法的大约 200 倍。而 DSA 通常使用由软件明确控制运动的存储器层次，对于合适的应用，用户控制的存储器可以比高速缓存使

70、用更少的能量。DSA 可在特定领域降低使用的数据精度。可在特定领域降低使用的数据精度。用于做通用计算的 CPU 数据位数当前大多为 64 位，而在很多机器学习和图形计算的特定领域中，64 位是高于所需数据精度的。DSA 受益于以受益于以 DSL（Domain-Specific Language，特定领域语言）编写的程序。，特定领域语言）编写的程序。DSL 编写的应用程序可实现更高程度的并行、更好的内存结构与表示，并使应用程序更有效地映射到特定域的处理器。以以 Google TPU 为例，为例，其其 TPU 即为一种即为一种 DSA 应用。应用。区别于一般的 CPU，TPU 的核心计算单元为矩阵

71、单元，数据精度为 8 位，使用更高效的脉动阵列（Systolic Array）形式以及 SIMD 控制，从而使得 TPU 在单个时钟周期内所能执行的乘加数是通用单核 CPU 的 100 倍。DSA 的兴起将形成相应的兴起将形成相应 IP 的需求。的需求。DSA 概念的兴起将在多个特定领域催生出专用芯片，而此类芯片的诞生也将形成对应的 IP 需求。例如当前的 GPU IP、NPU IP、VPU IP 等本质上均为 DSA 概念下的产物。在未来 DSA 应用进一步广泛的趋势下，所需的 IP 支持也将保持增长。图图 23：Google TPU 架构架构 资料来源：A New Golden Age f

72、or Computer Architecture，招商证券 4、Chiplet 行业行业趋势为趋势为 IP 行业行业带来新带来新增量增量，有望驱动，有望驱动 IP 实现产品实现产品化化 Chiplet（芯粒）是一种可平衡计算性能与成本，提高设计灵活度，且提升（芯粒）是一种可平衡计算性能与成本，提高设计灵活度，且提升 IP 模块经济性和复用性的新技术之一。模块经济性和复用性的新技术之一。Chiplet 实现原理与搭积木相仿，把一些预先在工艺线上生产好的实现特定功能的芯片裸片，通过先进的集成技术（如 3D 集成等）集成封装在一起，从而形成一个系统芯片。敬请阅读末页的重要说明 24 行业深度报告 图

73、图 24：基于基于 Chiplet 的异构架构应用处理器的异构架构应用处理器 资料来源：芯原股份招股书，招商证券 Chiplet 为为 IP 供应商提供发展供应商提供发展新新机。机。Chiplet 继承了 SoC 的 IP 可复用特点的同时，进一步开启了半导体 IP 的新型复用模式，即硅片级别的 IP 复用。不同功能的 IP，如 CPU、存储器、模拟接口等，可灵活选择不同的工艺分别进行生产，从而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。Chiplet 模式具备开发周期短、设计灵活性强、设计成本低等特点；可将不同工艺节点、材质、功能、供应商的具有特定功能的商业化裸

74、片集中封装，以解决 7nm、5nm 及以下工艺节点中性能与成本的平衡，并有效缩短芯片的设计时间并降低风险。Chiplet 的发展演进为 IP 供应商，尤其是具有芯片设计能力的 IP 供应商，拓展了商业灵活性和发展空间。图图 25：Chiplet 诞生呼唤新的半导体诞生呼唤新的半导体 IP 资料来源：Cadence，招商证券 UCIe联盟成立，构建联盟成立，构建Chiplet互联规范。互联规范。2022年3月，Chiplet互联标准UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express）正式成立，发起人为 AMD、arm、日月光、谷歌、英特尔、Meta、微软、高通

75、、三星与台积电，九家覆盖芯片设计、软件系统、代工与封测的行业巨头。UCIe 联盟致力于推行 Chiplet 互联规范，当前联盟成员包括 Synopsys、Cadence、ADI、博通等国际龙头，国内企业中也有芯原股份、芯耀辉、阿里巴巴、奇异摩尔等企业加入当中，成为国内首批加入 UCIe 联盟的企业。敬请阅读末页的重要说明 25 行业深度报告 图图 26：UCIe 发起人与当前联盟成员发起人与当前联盟成员 资料来源：UCIe，招商证券 5、全球全球 IP 市场市场规模稳健规模稳健增长，增长，处理器处理器 IP 市场规模最大，市场规模最大，接口接口 IP 成长性最佳成长性最佳 从市场总体来看，从市

76、场总体来看，IP 市场市场规模稳步提升，市场增速上行。规模稳步提升，市场增速上行。半导体 IP 市场受行业整体周期性影响较弱，市场规模 2015年来保持逐年上升趋势，且 2018 年后增速逐步提高，IPnest 数据，2021 年全球半导体 IP 核市场规模为 54.5 亿美元，同比增速从 2018 年的 6.0%上升至 2021 年的 19.4%。预计未来几年市场规模将持续稳步扩张，预计未来几年市场规模将持续稳步扩张，IBS 数据，全球半导体 IP 核市场规模有望在 2027 年达到 101 亿美元，IBS 口径下 20182027 年 CAGR 达 9%，其中处理器 IP 市场增长较快，增

77、速达 10%。图图 27：20152021 全球全球 IP 市场与增速市场与增速 图图 28：IP 占半导体市场份额（除去占半导体市场份额（除去 DRAM 与闪存）与闪存）资料来源：IPnest，招商证券 资料来源：IPnest，招商证券 处理器处理器 IP：规模最大子类规模最大子类，处理器 IP 为半导体 IP 市场中份额最大的品类，2020 年 IPnest 数据，处理器 IP 市场占市场总额的 51%，市场主要集中于价值量高且用量大的 CPU、GPU。处理器 IP 市场规模波动增长，2021 年全球处理器 IP 市场为 27.4 亿美元，同比增长 16.6%。0%5%10%15%20%2

78、5%00200021全球IP市场（亿美元）yoy0.0%0.4%0.8%1.2%1.6%2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 敬请阅读末页的重要说明 26 行业深度报告 图图 29：处理器：处理器 IP 市场规模及增速市场规模及增速（亿美元）（亿美元）资料来源：IPnest，招商证券 接口接口 IP：未来增速最快品类未来增速最快品类，接口 IP 市场最大的五类接口 IP 为 USB、PCIe、DDR、以太网与 D2D、MIPI，五类接口 IP 市场均有较快增

79、长，2021 年接口 IP 市场合计 13.77 亿美元，同比增长 22.83%。IPnest 预计接口 IP 市场到 2025年将达到 25 亿美元，2020-2025 年 CAGR 为 19%。图图 30：接口接口 IP 市场规模及增速（亿美元）市场规模及增速（亿美元）图图 31：接口接口 IP 市场细分市场细分 资料来源：IPnest，招商证券 资料来源：IPnest，招商证券 其他物理其他物理 IP 与其他数字与其他数字 IP：接口 IP 中包含部分如 DDR 等物理 IP 与数字 IP，其他物理 IP 部门主要包括数模混合 IP、存储编译器 IP、射频 IP、OTP/MTP/Flas

80、h 等 IP 种类，IPnest 数据，2021 年其他物理 IP 市场规模 8.93 亿美元，同比增长 24.17%。其他数字 IP 包括基础 IP 等非接口类数字 IP，2021 年市场规模为 4.38 亿美元，同比增长 17.70%。图图 32：其他物理：其他物理 IP 板块市场规模及增速板块市场规模及增速（亿美元）（亿美元）图图 33：其他数字：其他数字 IP 板板块市场规模及增速块市场规模及增速（亿美元）（亿美元）资料来源：IPnest，招商证券 资料来源：IPnest，招商证券 -5%0%5%10%15%20%05001820192020

81、2021处理器IPYoY0%5%10%15%20%25%30%35%0246852001920202021接口IPYoY-5%0%5%10%15%20%25%30%0246800202021其他物理IPYoY0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%00.511.522.533.544.55200021其他数字IPYoY 敬请阅读末页的重要说明 27 行业深度报告 三、三、全球全球 IP 行业竞争格局高度行业竞争格局高度集中，集中，EDA 公司

82、深度布局公司深度布局 IP 1、全球全球 IP 行业行业竞争格局已高度集中竞争格局已高度集中，业内并购，业内并购频发频发 全球半导体全球半导体 IP 行业高度集中，行业高度集中，CR3 达到达到 66.2%。IP 行业市占率第一为 ARM，ARM 在处理器 IP 方面具有绝对优势，并且在版税收入上也保持大幅领先地位，2021 年市占率 40.4%，第二第三分别为 Synopsys 和 Cadence，行业整体高度集中于前三位玩家，CR3 达到 66.2%，CR10 为 79.3%。国内厂商芯原股份 2020 年占据 2%的份额，排名第七。2021 年大部分 IP 厂商营收均保持较高增速，行业整

83、体增长 19.7%至 54.5 亿美元。表表 7：IP 行业竞争格局行业竞争格局（百万美元）（百万美元）排名排名 公司公司 2020 2021 增长率增长率 2021 份额份额 1 ARM(Softbank)1887.1 2202.1 16.7%40.4%2 Synopsys 884.3 1076.6 21.7%19.7%3 Cadence 277.3 315.3 13.7%5.8%4 lmagination Technologies 125 179.3 43.4%3.3%5 SST 96.9 135.7 40.0%2.5%6 Ceva 100.3 122.7 22.3%2.3%7 Veris

84、ilicon 91.5 97.9 7.0%1.8%8 Alphawave 44.5 89.9 102.0%1.6%9 eMemory Technology 63.7 84.8 33.1%1.6%10 Rambus 47.8 47.7-0.2%0.9%Top 10 Vendors 3618.4 4352 20.3%79.8%others 948.1 1099.8 16.0%20.2%Total 4566.5 5451.8 19.4%100.0%资料来源：IPnest，招商证券 IP 行业于行业于 90 年代开始快速发展，行业并购不断，年代开始快速发展，行业并购不断，ARM 以内生研发为重，以内生

85、研发为重，Synopsys 大量并购打造最全产品线。大量并购打造最全产品线。行业发展历程当前主要可分为两阶段：行业酝酿期与行业爆发期。行业酝酿期行业酝酿期（19801990）。IP 行业主要的三家龙头为 ARM、Synopsys 以及 Cadence，Synopsys 与 Cadence均成立于 80s，在行业发展早期占据领先地位的 Mentor Graphics 也同样成立于 80s，该公司后被西门子收购。ARM 前身 Acorn 成立于 1978 年，并于 1985 便推出了第一颗 ARM CPU，到 1990s IP 行业整体仍以技术积累与酝酿为主，相关收购案例与代表产品推出较少。行业爆

86、发期行业爆发期（1990至今）至今）。行业爆发期主要为 1990s 至今，1990 年开始 Synopsys 逐步开始进行 IP 行业的大规模收购，并通过大量收购的方式获取了宽广的产品线，当前在以接口 IP 为代表的多个 IP 子类市场均占据行业领先地位。ARM 以内生研发为重，ARM 30 余年发展过程中收购频率较低，通过其在处理器 IP 领域的绝对优势占据最大市场份额。Cadence 到 2010 年收购 Denali Software 才开始进入到 IP 领域当中，并同样通过并购的方式快速突破，但其起步较晚产品线相对较少市占率较低。行业主要玩家频繁更迭，行业主要玩家频繁更迭，格局格局逐步

87、趋稳，少数供应商占据零散利基市场逐步趋稳，少数供应商占据零散利基市场。行业较早期主要玩家为 ARM、Synopsys、Rambus、TTPCom 以及 Ceva 等，Gartner 数据，2002 年行业 CR3 与 CR5 分别为 38%与 49.7%，市场竞争格局仍相对分散。经过20 年的收购与淘汰后，当前行业玩家已高度集中于龙头，CR3 与 CR5 分别上升至 66.2%与 71.1%，三家龙头已占据大部分份额，其余玩家如 Imagination、SST、Ceva 以及 eMemory 等通过在 GPU、存储 IP 等专一市场的领先优势获取一定份额，国内厂商如寒武纪、芯动科技等也在专一市

88、场具有一定领先优势。国内国内 IP 厂商快速发展与厂商快速发展与 AI、汽车智能化、汽车智能化、Chiplet 等新技术趋势为等新技术趋势为 IP 行业带来一定新变量。行业带来一定新变量。国内 IP 厂商如芯原股份等快速发展，2020 年市占率提升至第七位，2021 年继续维持较为领先的水平，全球市占率为 1.8%。IP 行业当前受益于 AI 应用泛化以及汽车智能化等来自下游领域的推动，而中国为新技术领域中的全球大市场，国内 IP 厂商将有 敬请阅读末页的重要说明 28 行业深度报告 望在构建新兴市场国产供应链中充分受益。同时 Chiplet 等 IP 领域的新技术趋势也将为半导体 IP 行业

89、竞争格局带来一定的新变量。表表 8：IP 行业主要收购事件行业主要收购事件 时间时间 Synopsys收购事件收购事件（仅（仅IP领域）领域）Cadence 收购事件收购事件（仅（仅 IP 领域）领域）ARM 收购事件收购事件 其他公司其他公司 1993 Compiled Designs 1995 Silicon Architects 2002 inSilicon 2003 Geomerics 2004 Progressant、Accelerant、Cascade、LEDA Design Artisan 2005 TriCN Keil Software 2007 MOSAID SIP 2009

90、 MIPS Analog 2010 Virage Logic Denali Software 2012 Inventure、MoSys Imagination 收购 MIPS Microchip 收购 SST Rambus 收购 Unity 2013 Cosmic Circuits、Tensilica、Evatronix IP 部门 2014 Target Compiler CEVA 收购RivieraWaves 2015 Elliptic、Silicon Vision Lattice 收购 Silicon Image 2016 Apical 芯原股份收购图芯 软银收购 ARM 西门子收购 M

91、entor 2017 Sidense Corp.Numsemi 2018 Kilopass Technology、Silicon and Beyond 2019 eSilicon IP Rambus 收购Northwest Logic 2020 INVECA IP 2021 CEVA 收购 Intrinsix Rambus 收购 AnalogX 资料来源：各公司官网，招商证券整理 敬请阅读末页的重要说明 29 行业深度报告 图图 34：IP 行业发展历程行业发展历程 资料来源：各公司官网，招商证券绘制 图图 35：IP 行业主要玩家变化行业主要玩家变化 资料来源：各公司官网，IPnest，Ga

92、rtner，招商证券绘制 IP 龙头厂商产品覆盖较广，其余厂商多专注于少数品类。龙头厂商产品覆盖较广，其余厂商多专注于少数品类。主要的三家龙头 IP 供应商经过多年发展后积累了覆盖较为广泛的产品组合，ARM、Synopsys 与 Cadence 产品基本涵盖大部分品类的 IP，而其他厂商如 SST、Imagination 与CEVA 等均较专注于某一品类的 IP，如 SST 主要在存储 IP 上具有领先地位，Imagination 为 GPU IP 龙头，而 CEVA为 DSP IP 龙头。国内企业中，芯原股份也正逐渐拓宽产品宽度，向平台型 IP 厂商发展，而其他厂商如寒武纪、国芯科技、锐成芯

93、微等产品分布上仍相对集中。敬请阅读末页的重要说明 30 行业深度报告 表表 9：主要：主要 IP 厂商覆盖产品类别厂商覆盖产品类别 ARM Synopsys Cadence SST Imagination CEVA 芯原股份芯原股份 寒武纪寒武纪 国芯科技国芯科技 锐成芯微锐成芯微 CPU DSP GPU ISP NPU/AI 接口 模拟 基础库 嵌入式非易失性存储 内存编译器 射频 IP 周边 IP 资料来源：各公司官网，芯原股份招股书，招商证券 2、作为工具提供商的作为工具提供商的 EDA 公司切入公司切入 IP 具有天然优势具有天然优势，龙头，龙头 EDA 公司深度布局公司深度布局 IP

94、 半导体半导体 IP 是集成电路进步发展的产物，与是集成电路进步发展的产物，与 EDA 共同构成芯片设计的强大支柱。共同构成芯片设计的强大支柱。半导体 IP 是指已验证的、可重复利用的、具有某种特定功能的集成电路模块，通常由第三方开发。在产业发展早期，由于芯片的种类有限，当时的半导体芯片设计难度较低，大部分芯片设计公司自身可以独立完成芯片的设计全流程，所以当时几乎没有独立的 IP 厂商。随着集成电路的发展，大规模集成电路（VLSI）逐渐占据行业主流，半导体行业遵循摩尔定律的发展，单个芯片上集成的晶体管数量已达上亿个，半导体芯片的流程分工愈发明细，全球 IDM 厂商数量极少，芯片行业发展更趋向于

95、分工协作。在芯片设计环节，超大规模集成电路所涉及的流程愈发复杂，研发费用逐步升高，同时伴随着芯片种类的愈加丰富，以及先进制程的不断涌现，半导体 IP 为简化 IC 设计流程提供了极大便利，半导体 IP 以及应运而生的 IP 企业是半导体产业发展的必然产物，配合先进的 EDA 工具，芯片设计借助各种 IP 达到了极大的便捷。EDA 与与 IP 具备业务协同效应。具备业务协同效应。EDA 产品与 IP 核商业模式相似，并且 EDA 厂商与 IP 厂商面临相同客户，为客户同时提供 EDA 产品与 IP 产品将带来更大价值。EDA 龙头公司 Synopsys 与 Cadence 均在 IP 领域有深度

96、布局，市占率分别在第二与第三的位置，而另一 EDA 龙头 Simense EDA 前身为 Mentor graphics，在其创立早期阶段也曾涉足 IP领域。国内 EDA 企业如华大九天、芯愿景等在 IP 领域也具备一些产品线。表表 10：EDA 公司布局公司布局 IP 业务业务 EDA 公司公司 公司简介公司简介 IP 产品布局产品布局 Synopsys EDA 与 IP 行业龙头，在创立初期便开始布局 EDA与 IP 业务，当前 EDA 行业与 IP 行业市占率分别为第一与第二。接口 IP、处理器 IP（CPU、DSP 等）、模拟 IP、射频 IP、基础 IP、安全 IP 等 Cadenc

97、e EDA 与 IP 行业龙头，以 EDA 工具起家，2010 年开始布局 IP 业务，当前 EDA 与 IP 市占率分别第二与第三。DSP IP、接口 IP、基础 IP、射频 IP 等 华大九天 国内 EDA 龙头厂商，成立于 2009 年，提供的 EDA工具涵盖模拟电路设计全流程 EDA 系统、数字电路EDA 工具、平板显示电路设计全流程 EDA 系统、晶圆制造 EDA 工具 提供模拟/数模混合 IP，向代工厂提供单元库 芯愿景 国产 EDA 厂商，成立于 2002 年，目前已形成 IC 设计服务、IC 分析服务以及 EDA 软件三大协同业务。Securax 嵌入式安全防护类 IP、Gem

98、ini 工业物联网与控制类 IP、Taurus 通用基础类 IP 资料来源：公司官网，招商证券 敬请阅读末页的重要说明 31 行业深度报告 国际龙头国际龙头 EDA公司在公司在 IP领域均有所布局。领域均有所布局。国际主要的三家EDA 公司分别为Synopsys、Cadence 与 Mentor Graphics（现为 Siemense EDA），其中 Synopsys 在 IP 领域布局较早，1992 年推出其 DesignWare 系列后正式进入 IP 领域，随后主要依靠大量收购的方式拓展 IP 产线。Cadence 同样以 EDA 业务起家，2010 年通过收购 Denali 进入 IP

99、 行业，之后收购了Tensilica等几家公司布局处理器IP领域，收购Nusemi收获SerDes IP，产品线逐步拓宽。Mentor Graphics同样在成立较早期便进入 IP 行业，Mentor 主要发展重心在 EDA 领域，IP 业务的发展主要依靠内生研发，产品线同样相对稀疏，在行业较早期处于领先地位，后续 IP 市场份额下降逐步淡出 IP 市场，2016 年被西门子收购，之后改名为 Siemense EDA。图图 36：三大：三大 EDA 公司公司 IP 布局历程布局历程 资料来源：各公司官网，招商证券 3、ARM：处理器：处理器 IP 的核心玩家的核心玩家，全球最大的，全球最大的

100、IP 公司公司 产品集中于处理器，产品集中于处理器，IP 存量丰富。存量丰富。ARM 在 IP 领域具有多年研发积累，IP 产品池极为丰富，处理器 IP、物理 IP 以及系统 IP 共计 3000 余种，其处理器主打产品 Cortex-A、Cortex-R 以及 Cortex-M 系列产品也已有多代迭代产品，丰富的 IP 储蓄将持续贡献收入。表表 11：ARM IP 产品结构产品结构 IP 类型类型 产品系列产品系列 细分产品细分产品 处理器 IP Cortex A Cortex-A710、Cortex-A510、Cortex-A78、Cortex-A78C、Cortex-A78AE、Cort

101、ex-A77、Cortex-A76、Cortex-A75、Cortex-A65、Cortex-A32、Cortex-A34 等 Cortex R Cortex-R82、Cortex-R52、Cortex-R52+、Cortex-R8、Cortex-R5、Cortex-R4 等 Cortex M Cortex-M35P、Cortex-M33、Cortex-M55、Cortex-M23、Cortex-M7、Cortex-M4 等 Ethos NPU Ethos-U55、Ethos-U65 Mali GPU Mali-G31、Mali-G52、Mali-G310、Mali-G510、Mali-G57

102、 Mali ISP Mali-C71AE、Mali-C78AE、Mali-C32、Mali-C52 Neoverse Neoverse N1、Neover N2、Neover E1、Neoverse V1 Securcore SC300、SC000 物理 IP POP IP POP IP Artisan IP 逻辑 IP、嵌入式存储 IP、接口 IP 等 系统 IP 嵌入式系统设计 DMA-230、DMA-330、DMA-350、L2C-310 Corelink Interconnect CMN-700、CMN-600、CI-700、CCI-550、CCI-500、CCI-400 系统控制器

103、存储管理单元、PCK-600、通用中断控制器系列 敬请阅读末页的重要说明 32 行业深度报告 IP 类型类型 产品系列产品系列 细分产品细分产品 CoreSight 调试与跟踪 SDC-600、SoC-600、SoC-600M、SoC-400、ELA-500 等 资料来源：ARM，招商证券 ARM 成立于成立于 1990，借力苹果，依靠生态高筑处理器，借力苹果，依靠生态高筑处理器 IP 壁垒。壁垒。ARM 前身为 Acorn 公司，其于 1985 年推出第一颗芯片 Acorn RISC machine，随后在 1990 年 ARM 研发部独立出来成立 ARM 公司，并获得苹果公司参股。苹果公司

104、的全球首款 PDA 产品便采用了 ARM 处理器，随后 ARM 凭借其对开发者的开放态度迅速扩大市占率，建立其独有的 IP生态圈。2016 年 ARM 被软银收购，目前仍为软银子公司。表表 12：ARM 发展历史发展历史 时间时间 事件事件 1978 年 ARM 前身 Acorn RISC Machine 在英国成立 1985 年 ARM 推出第一款芯片 1990 年 Acorn 公司 ARM 研发部独立成为 ARM 1992 年 苹果公司发布全球首款 PDA 产品“Newton”搭载 ARM 处理器 1993 年 Cirrus Logic 和 TI 加入 ARM 阵营 1997 年 里程碑产

105、品 ARM9 发布，ARM 正式进入微处理器领域 1998 年 在英国和美国上市 2008 年 ARM 芯片的出货量正式突破 100 亿片 2011 年 ARM 推出了旗下首款 64 位架构 ARMv8，高性能与节能相结合。2013 年 ARM 收购著名光引擎技术公司 Geomerics，扩大在图形技术行业的领先地位。2016 年 被日本软银以 240 亿英镑的价格收购后退市 2018 年 ARM 中国成立，其中 ARM 持股 49%，中资持股 51%2020 年 美国英伟达与日本软银集团达成框架协议，计划以 400 亿美元收购 ARM 全部股权（2021 年宣告失败）资料来源：ARM，招商证

106、券 ARM 通过通过 IP 授权与版税创收。授权与版税创收。ARM 不制造不设计芯片，通过 IP 设计并将其授权的方式获取收入，创收路径为前期授权费用以及芯片量产后的版税费用两条路径。ARM 主要有三种授权模式。主要有三种授权模式。使用层级授权。使用层级授权。最基本的授权等级，使用已设计好的 IP 嵌入到芯片中，不可更改 IP。内核层级授权。内核层级授权。以 ARM 内核为基础，可进行一定程度的修改，更改缓存、频率及加入外设等，如三星、德州仪器(TI)、博通、飞思卡尔、富士通以及 Calxeda 等采用此类授权。架构架构/指令指令集集层级授权。层级授权。自由度最高，可对指令集大幅改造，包括指令

107、集扩张和缩减等。适合技术较强的公司，如苹果、华为、高通均为此类授权。敬请阅读末页的重要说明 33 行业深度报告 图图 37：ARM 商业模式商业模式 资料来源：英伟达，招商证券 IP 产品具有较长生命周期，授权数持续增长助推收入稳步提升。产品具有较长生命周期，授权数持续增长助推收入稳步提升。由于 ARM 对授权的芯片持续收取版税，故收入来源当中较多部分均来源于 IP 存量产品，IP 产品生命周期较长，在 ARM 版税收入构成当中，1994-2010 期间的授权贡献收入超过 15%。同时 ARM 授权梳理保持增长，2020 年新产生处理器授权 141 份，持续增长的授权数将为业绩提升提供支撑。图

108、图 38：ARM 版税收入长坡厚雪，授权数持续增长版税收入长坡厚雪，授权数持续增长 资料来源：ARM，招商证券 下游市场稳定增长，下游市场稳定增长，ARM 凭借领先市占率有望充分受益。凭借领先市占率有望充分受益。ARM IP 核下游市场中市场规模最大以及市占率最高的移动市场相对饱和，增长相对较稳定，ARM 预计 2029 年移动应用处理器 IP 市场规模将达到 430 亿美元，预计总体市场可达 2320 亿美元，十年 CAGR 为 5.3%。ARM 作为 IP 市场市占率龙头，有望充分受益行业增长。敬请阅读末页的重要说明 34 行业深度报告 图图 39：ARM 充分受益未来市场增长充分受益未来

109、市场增长 资料来源：ARM，招商证券 基于基于 ARM 芯片出货量增长迅速，累计授权数达芯片出货量增长迅速，累计授权数达 1931 份。份。2020 年基于 ARM 的芯片出货量明显提升，突破 250 亿颗，持续增长的芯片出货量将为版税收入提供支撑，ARM 排除一些已未盈利的 IP 授权后，2020 财年累计的授权份数达到 1931 份。图图 40：基于基于 ARM 的芯片出货量破的芯片出货量破 250 亿亿 图图 41：ARM 累计授权数累计授权数 资料来源：ARM，招商证券 资料来源：ARM，招商证券 受益行业景气度上行，受益行业景气度上行，21 年收入明显增长，毛利率总体稳定。年收入明显

110、增长，毛利率总体稳定。21 年芯片行业景气度上行，IP 各下游应用市场普遍具有较高增速，抬升 ARM 收入增长，ARM 预计 21 年收入可达 25 亿美元，同比增速 26.3%。同时 ARM 商业模式以及产品成本构成较为固定，毛利率基本长期保持稳定，据已披露时段数据，毛利率稳定在 93%左右。敬请阅读末页的重要说明 35 行业深度报告 图图 42：ARM 营业收入营业收入 图图 43：ARM 毛利率毛利率 资料来源：ARM，招商证券 资料来源：ARM，招商证券 ARM 版税为收入主要来源，版税为收入主要来源，处理器产品中处理器产品中 Cortex-M 系列贡献主要版税收入。系列贡献主要版税收

111、入。ARM 为在 IP 版税市场以及处理器 IP市场中的龙头，版税收入也占 ARM 收入来源的主要部分，FY2020Q3（CY2020Q4）中版税收入占 61.2%，其次为授权费，占 27.2%。而在主打的处理器 IP 产品上，ARM Cortex-M 系列 IP 为处理器版税收入主要贡献，FY2020Q3中，Cortex-M 系列贡献处理器版税收入的 69%。图图 44：ARM 分板块收入分板块收入份额份额 图图 45：ARM 处理器分产品处理器分产品版税版税收入份额收入份额 资料来源：ARM，招商证券 资料来源：ARM，招商证券 4、Synopsys：强大强大 EDA 工具粘性工具粘性带来

112、带来 IP 快速成长快速成长 Synopsys 成立于成立于 1986 年，在其三大业务领域年，在其三大业务领域 EDA、IP 以及软件完整性产品均处于行业领先地位。以及软件完整性产品均处于行业领先地位。Synopsys 再EDA 领域有 35 年的研发与经验积累，当前在 EDA 市场中市占率第一，在 IP 与软件完整性产品领域同样具有多年积累，半导体 IP 市占率第 2。-5%0%5%10%15%20%25%30%35%40%05000250030002001920202021营业收入（百万美元）yoy60%65%70%75%80%85%90%95

113、%100%18Q118Q218Q318Q419Q119Q219Q319Q420Q120Q220Q30%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%18Q118Q218Q318Q419Q119Q219Q319Q420Q120Q220Q3授权费版税软件服务0%20%40%60%80%100%18Q118Q218Q318Q419Q119Q219Q319Q420Q120Q220Q3Cortex-MCortex-RCortex-AClassic(Arm7,Arm9,Arm11)敬请阅读末页的重要说明 36 行业深度报告 图图 46：Synopsys 在三大业务领域均行业领先在三大业务领

114、域均行业领先 资料来源：Synopsys，招商证券 三大业务三大业务板块板块：EDA、IP 与系统集成以及软件完整性产品。与系统集成以及软件完整性产品。Synopsys EDA 业务主要提供数字与 IC 定制设计软件、FPGA 设计、验证与制造 EDA 软件。IP 与系统集成业务提供涵盖广泛的 IP 产品以及系统集成解决方案，软件完整性板块提供软件质量与安全相关软件。Synopsys 作为半导体产业链上游制造商，产品广泛应用于消费、汽车、工业等多个领域。表表 13：Synopsys 产品结构产品结构 业务板块业务板块 产品类别产品类别 细分产品细分产品 EDA 数字与定制 IC 设计 Fusi

115、on Design Platform（数字设计平台）、定制设计平台、硅生命周期管理平台 FPGA 设计 Synplify 与 Identify 实现和调试软件工具 验证 VC SpyGlass静态验证技术、VCS功能验证解决方案、Verdi自动调试系统、VC Formal 形式验证产品、ZeBu 仿真系统、PrimeSim、PrimeWave 设计环境 制造 Sentaurus 计算机辅助设计设备与工艺模拟产品、Proteus掩膜综合工具、CATS 掩膜数据准备软件、Yield Explorer Odyssey、Yield Manger 良率管理解决方案、QuantumATK原子级建模软件 I

116、P 与系统集成 IP 产品 USB 与 PCIe 等高质量接口解决方案、逻辑库与嵌入式存储、处理器解决方案、音频与传感器等 IP 子系统、安全 IP解决方案、车用 IP、模拟 IP、SoC 基础 IP 系统集成解决方案 基于 HAPS FPGA 的原型系统、Virtualizer 虚拟原型解决方案、Platform Architect 解决方案 软件完整性 软件完整性 Intelligent Orchestration 解决方案、Code Dx、Coverity 静态分析工具、Black Duck 软件组合分析工具、Seeker IAST工具、Defensics 模糊测试工具 资料来源：Syn

117、opsys，招商证券 敬请阅读末页的重要说明 37 行业深度报告 图图 47：Synopsys 产品应用领域产品应用领域 资料来源：Synopsys，招商证券 IP 产品池覆盖广泛。产品池覆盖广泛。Synopsys IP 产品主要可分为接口 IP、模拟 IP、基础 IP、安全 IP、处理器 IP 以及子系统 IP，接口 IP 种类丰富，Synopsys 在接口、模拟、嵌入式存储器和物理 IP 领域市占率排名第一。表表 14：Synopsys IP 产品产品 IP 大类大类 细分类别细分类别 产品产品覆盖覆盖 接口 IP USB USB4、USB3.1、USB3.2、USB-C3.1、USB3.

118、0、USB2.0、USB2.0、eUSB2、USB-C3.0、USB-C2.0 PCIe PCIe6.0、PCIe5.0、PCIe4.0、PCIe3.1、PCIe2.1 CXL CXL2.0 CCIX CCIX1.0、CCIX1.1 DDR LRDDR5、LRDDR4、LRDDR4X、LRDDR3、LRDDR2、DDR5、DDR4、DDR3、DDR2 HDMI HDMI2.1、HDMI2.0 HBM HBM3、HBM2、HBM2E MIPI C/D-PHY、D-PHY、M-PHY、CSI-2、DSI、DSC、DSI+DSC、UniPro、I3C 以太网 112G 以太网、56G 以太网、RXA

119、UI/Double XAUI、1000BASE-KX、40GASE-KR4、100GBASE-CR10、SGMII、QSGMII、XFI、IEEE TSN/AVB Standards 等 晶片对晶片 晶片对晶片 HBI/AIB、晶片对晶片 112G USR/XSR SATA SATA 6G、SATA 3G 蓝牙，Thread，Zigbee 蓝牙低功耗 5.2、IEEE802.15.4、组合蓝牙 LE/IEEE 802.15.4 移动存储 UFS、UniPro、M-PHY、eMMC、SD、SDIO AMBA AXI3 与 AXI4 总线结构与桥接和基础架构 IP、AHB5 总线结构 IP、AHB

120、与 AXI DMA 控制器、同步串行接口控制器(SPI、xSPI)、AMBA 外围设备、定时器、中断控制器、GPIOs、总线互联组件 数据路径 IP 浮点函数、不动点函数、三角函数 模拟 IP 数据转换器 ADC（10-1000MSPS、10MSPS）、DAC（300-1000MSPS、2000V/200V JESD204B 物理层收发器 IP JESD204B 物理层收发器 IP 数据率 1.25Gbps 11.2Gbps 连续可调节；支持 2 通道 4 通道及 8 通道应用；支持最高6000ppm 输入数据频偏 SERDES IP 0.6G 12.5G 通用 SERDES IP 核 数据率

121、范围 0.6Gbps to 12.5Gbps；支持全速，半速，1/4 速及 1/8 速模式；最高可支持 12 通道收发器；ESD 等级为HBM/MM 2000V/200V USB2.0 PHY IP USB2.0 PHY IP 兼容 USB2.0 andUSB1.1 协议规范；兼容UTMI 接口标准；适用于低功耗应用 其他 IP 线性稳压器 IP、Auxiliary IP、模拟 IO 单元 涵盖 3.3V-1.2V LDO、5V-3.3V LDO、3.3V-1.8V cap-less LDO、RC Oscillators、PLL等 资料来源：纳能微，招商证券 敬请阅读末页的重要说明 78 行业

122、深度报告 5、风险提示、风险提示 1）技术授权风险）技术授权风险 半导体 IP 开发以及芯片设计业务均需要 EDA 工具支撑，需要获取相应 EDA 工具供应商的技术授权，EDA 工具供应商包含新思科技、铿腾电子等国际 EDA 工具供应商，如果由于国际政治经济形势发生不利变化，可能导致相关 IP 公司无法继续使用国际厂商的 EDA 工具，从而对半导体 IP 研发产生不利影响。2）市场竞争加剧风险）市场竞争加剧风险 全球 IP 市场格局相对较为集中，新思科技、铿腾电子、ARM 等国际同行业巨头自设立均有 30 余年的发展历史，且持续在全球范围内并购整合，产品种类齐全，销售网络广泛，长期以来在国际市

123、场上享有较高市场知名度和认可度，业务规模相对较大，整体上具备较为明显的竞争优势。与国际龙头相比，国内 IP 公司起步较晚，竞争力较弱，同时考虑到国内产业政策的不断加持，市场竞争可能越来越激烈，如果相关 IP 公司不能保持竞争力，市场份额存在被侵蚀的风险。3）新冠疫情风险新冠疫情风险 2020 年以来，全球范围内新冠疫情持续反复，国内包括上海在内的多地相继出现不同程度的疫情爆发，半导体代工和封测等产业链环节可能受到当地疫情相关限制措施的影响，因此，在当前疫情形势下，半导体上下游产业链的运行情况难以可靠预计，行业未来经营成果存在受新冠疫情影响而产生波动的风险。敬请阅读末页的重要说明 79 行业深度

124、报告 分析师分析师承诺承诺 负责本研究报告的每一位证券分析师，在此申明，本报告清晰、准确地反映了分析师本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与，未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。鄢凡：鄢凡：北京大学信息管理、经济学双学士，光华管理学院硕士，13 年证券从业经验，08-11 年中信证券，11 年加入招商证券，现任研发中心董事总经理、电子行业首席分析师、TMT 及中小盘大组主管。11/12/14/15/16/17/19/20/21年 新财富 电子最佳分析师第 2/5/2/2/4/3/3/4/3 名，11/12/14/15/16/17/18/19/20 年 水晶球

125、电子第 2/4/1/2/3/3/2/3/3名，10/14/15/16/17/18/19/20 年金牛奖TMT/电子第 1/2/3/3/3/3/2/2/1 名，2018/2019 年最具价值金牛分析师。卢志奇：卢志奇：复旦大学电子工程本科、资产评估硕士，3 年 Synopsys 工作经验，2019 年在东方阿尔法基金，2021 年加入招商电子团队，任电子行业分析师，主要覆盖半导体领域。曹辉：曹辉：上海交通大学工学硕士，2019/2020 年就职于西南证券/浙商证券，2021 年加入招商电子团队，任电子行业分析师，主要覆盖半导体领域。王恬：王恬：电子科技大学金融学、工学双学士，北京大学金融学硕士，

126、2020 年在浙商证券，2021 年加入招商电子团队，任电子行业分析师。程鑫：程鑫：武汉大学工学、金融学双学士，中国科学技术大学硕士，2021 年加入招商电子团队，任电子行业分析师。投资投资说明说明 报告中所涉及的投资评级采用相对评级体系，基于报告发布日后 6-12 个月内公司股价（或行业指数）相对同期当地市场基准指数的市场表现预期。其中，A 股市场以沪深 300 指数为基准；香港市场以恒生指数为基准；美国市场以标普 500 指数为基准。具体标准如下：股票评级股票评级 强烈推荐：预期公司股价涨幅超越基准指数 20%以上 增持：预期公司股价涨幅超越基准指数 5-20%之间 中性：预期公司股价变动

127、幅度相对基准指数介于 5%之间 减持：预期公司股价表现弱于基准指数 5%以上 行业评级行业评级 推荐：行业基本面向好，预期行业指数超越基准指数 中性：行业基本面稳定，预期行业指数跟随基准指数 回避：行业基本面转弱，预期行业指数弱于基准指数 重要重要声明声明 本报告由招商证券股份有限公司（以下简称“本公司”）编制。本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告基于合法取得的信息，但本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。本报告所包含的分析基于各种假设，不同假设可能导致分析结果出现重大不同。报告中的内容和意见仅供参考，并不构成对所述证券买卖的出价，在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。除法律或规则规定必须承担的责任外，本公司及其雇员不对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失负任何责任。本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易，还可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。客户应当考虑到本公司可能存在可能影响本报告客观性的利益冲突。本报告版权归本公司所有。本公司保留所有权利。未经本公司事先书面许可，任何机构和个人均不得以任何形式翻版、复制、引用或转载，否则，本公司将保留随时追究其法律责任的权利。