GPU堪称全球最大的半导体IP产业链,你了解多少?
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GPU(graphics processing unit):图形处理器,又称显示核心、视觉处理器、显示芯片,是一种在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器。
1999年 ,NVIDIA公司在发布其标志性产品GeForce256 时,首次提出了 GPU 的概念,但具有GPU功能的处理器在80年代就已经出现了。GPU的诞生及此后不断革新的技术演进,是为了应对日益复杂的图形计算需求,达成更加逼真、更加生动的实时感官体验。随着GPU融入硬件T&L功能,Shader的出现和统一渲染架构的发展,再到目前GPU光线追踪技术以及向通用计算领域的拓展,GPU行业经历了一次又一次的变革。
EDA是电子设计自动化,是一种在计算机辅助下,完成芯片设计方案输入、处理、模拟、验证的软件工具。EDA领域三大巨头,Synopsys、Cadence 和西门子旗下的 Mentor Graphics ,占了全球65%左右的份额,而在国内这三家的份额更是占到了95%以上。在中国本土专注于芯片设计EDA工具的企业中,比较有代表性的有华大九天、广立微、芯禾科技等。
半导体 IP 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、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。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 IP 加速。
ICInsights数据显示,全球IC设计行业销售规模从2008年的438亿美元增至2018年的1139亿美元,年均复合增速达10.03%。通常留给设计者完成热门IC设计的周期一般只有3个月,但IC的复杂度以每年55%的速率递增,设计能力每年仅提高21%,而IP的复用可以大大缩短设计周期。此外,独立IP可有效降低芯片设计公司的运营成本、使其专注于核心优势领域,同时专业化分工背景下规模效应更显著。根据IPnest数据,2021年全球半导体IP市场规模达到54.5亿美元,年增长率为19.4%;预计2026年市场规模将达到110亿美元,年复合增长率超过15%。半导体IP行业分为一站式芯片定制与半导体IP授权两种运营模式。
在AI加速计算、国产半导体自主创新和风投资本的多重驱动下,原本风平浪静的国产GPU突然风生水起,在本就躁动不安的中国半导体业界掀起一股风浪。
未来,中国本土IP企业需要进一步沉下心来,不甘寂寞地专注于高端,特别是高速接口IP的研发。另外,国内该领域没有起色的一个重要原因,就是相关产品和专利被国际大厂垄断了(中国市场90%的高端IP把持在国外大厂手中),在这种情况下,中国半导体IP人还不站出来的话,中国高端IP产品缺乏迭代机会的局面就会永远保持下去,那样的话,这个产业很难发展起来。
近些年,国际贸易限制激发了中国本土半导体IP企业的发展动力,同时,一批新势力也涌现出来。在接口IP领域,中国本土代表企业主要包括芯耀辉、芯动科技、锐成芯微、纳能微、牛芯、和芯微、芯思原、灿芯等。
半导体IP公司的营收来自于设计与授权后每一颗IC的分润,这也让IP公司在2021年的营收与获利受到压抑,随着ABF与晶圆代工的产能松动,就有相当大的产能与配合度来服务IP公司的新案子,IP公司这种在半导体中极少数不用担负库存压力的产业将在2022-2023年大放异彩。当大部分电子产业都陷入库存风暴的泥沼之中时,半导体IP产业却成为这一波低迷中最闪亮的亮点,尤其是半导体IP没有库存的问题,却拥有高EPS与市盈率的特质,半导体IP将成为2023年电子业最具成长动能的产业。