1、目目录录一一、IP 助力芯片简易开助力芯片简易开发发，空间有望翻倍增长，空间有望翻倍增长 5（一）产业链上游关键环节，助力芯片简易开发 5（二）芯片复杂度提升叠加多元化应用增加驱动 IP 需求提升，空间有望翻倍增长 8二、竞争格局高度二、竞争格局高度集集中中，龙头企业稳步发展龙头企业稳步发展 14 三三、IP 国产迫切，本土国产迫切，本土企企业亟待发展业亟待发展 18（一）IC 设计国产化率低，未来有望持续提升 18（二）国产 IP 影响力小，本土企业已积极布局 201、芯原股份：全球第七、大陆第一大半导体 IP 企业，管理层技术背景深厚 212、寒武纪：全球智能芯片领域的先行者 31四、投资
2、建议四、投资建议 371一一、IP 助力芯片简易开发，空助力芯片简易开发，空间间有望翻倍增长有望翻倍增长（一（一）产业链上游关键产业链上游关键环环节，助力芯片简节，助力芯片简易易开发开发IPIP 帮助降帮助降低低芯片芯片开开发的发的难难度度、缩缩短短芯片芯片的的开开发发周周期期并并提升芯提升芯片片性性能能，是集是集成成电电路路产产业业 链上游链上游关关键环键环节节。半导体 IP（Intellectual Property）指在集成电路设计中，经过验证 的、可重复使用且具备特定功能的集成电路模块，通常由第三方开发。IP 位于集成电路产 业链上游，主要客户是设计厂商。独立 IP 厂商的出现主要源于
3、半导体设计行业的分工。设 计公司无需对芯片的每个细节进行设计，通过购买成熟可靠的 IP 方案，实现某个特定功 能。设计人员以 IP 核为基础进行设计，类似搭积木的开发模式，可大大降低芯片的设计难 度、缩短芯片的设计周期并提升芯片性能。图图1:IP 位于位于集成集成电电路产路产业业链上游链上游资料来源：芯原股份招股说明书，民生证券研究院按开发按开发完完成成度度分分类类，IPIP 商商提供软提供软核核、固、固核核和硬和硬核核三三种种，助力，助力芯芯片开片开发发。如果将 IP 核 比作“芯片图纸”，则软核相当于楼房的设计图纸，包括设计理念、单元分布、电梯分布、房间大小等，但不涉及建筑材料等；固核相当
4、于楼房的渲染效果图，可见楼房建成后的效 果，包括墙壁颜色、厚度等细节，但固核依然不能保证设计商能建设出合格的楼房；硬核 相当于大楼施工图，可详细到管线排布、楼梯和墙壁的材料、尺寸等参数，只要按图施工，就一定能成功，但可能存在特定场景实用性的能耗等问题（如骁龙 810）。可见，三种方 式的设计完成度由低到高，对设计商的要求由高到低，设计商的发挥空间也由高到低。按收按收费费方方式式分分类，类，IPIP 商提商提供供许许可可和和版版税两税两种种模模式式，其其中中版版税税占占据据较大较大份份额额。在许可（Licensing）模式下，设计商按 IP 授权次数付费，是一次性产品授权费。在版税（Royalt
5、y）模式下，设计商按制造的芯片数量付费，是跟产品销量挂钩的授权费。2019 年版税收费方 式占比近半，由于未来市场技术更新迭代迅速，预计版税模式仍将盛行。从全球 IP 龙头ARM 公司的收入结构来看，约 2/3 为版税收入，而许可收入仅占 1/3 左右。此外，ARM 的营2收还包括软件工具以及技术支持的服务收入。一般来说，一次性技术授权费用在 100 万-1000 万美元之间，版税提成比例在 1%-2%之间。图图2:ARM 公公司的收司的收费费主要主要以以版税版税为为主，授主，授权权费为辅费为辅资料来源：EDA365，民生证券研究院表表1:部分部分 IP 产产品的品的应应用场景用场景IP 大类
6、大类定义定义IP 产品产品应应用场景用场景主主要供应商要供应商CPU IP计算机、智能手机、智能电视、游戏设备ARM、Synopsys、Cadence一种数字电路，用于 完成取指令、执行指 令及与外界存储器和 逻辑部件交换信息等 操作GPU IP可穿戴&物联网、智能手机、平板电脑、汽 车电子、PCARM、芯原股份处理器 IPNPU IP可穿戴&物联网、智能手机、平板电脑、医疗电子、汽车电子、服务器级芯原股份、寒武纪可穿戴&物联网、IP 摄像头、车载摄像头智能手机机顶盒、监控摄像头平板电脑、4K 电视及视频摄像头VPU IPARM、芯原股份100%图图3:按按收费方收费方式式划分划分的的市占市占
7、率率情况情况80%60%40%20%2017201820192020E2021E2022E2023E2024E资料来源：ARM analysis，民生证券研究院0%许可版税服务3DSP IP可穿戴&物联网、传感器、语音/音频、监控、Cadence、CEVA、芯原股份无线、成像/视觉接口 IP集成了基于协议的功 能，其最大份额来自 于以数据为中心的应 用USB IPSynopsys、Cadence、芯原股份SATA IPCEVA计算机、智能手机、智能电视、平板电脑、语音/音频、汽车电子计算机、传感器、存储器、数据中心、服务 器计算机、存储器、数据中心、服务器Synopsys、CadenceHDM
8、I IP内存控制器 IP等计算机、存储器、数据中心、服务器ARM、Cadence物理 IP主要用于模拟及混合 信号、物理接口、存储单元和其他的数字IP数模混合 IPSynopsys、芯原股份射频 IPSoC 子系统、人机界面、电源管理、单元库 与存储低功耗蓝牙 IP(BLE IP)、窄带物联网 IP(NB-IoT IP)Synopsys、芯原股份资料来源：IPnest，Oschain，芯原股份招股说明书，民生证券研究院按产品按产品种种类分类分类类，IPIP 商商提提供供包括处包括处理器理器 IPIP、有线有线接口接口 IPIP、物物理理 IPIP 等不等不同同产品产品。处理 器 IP 是一种数
9、字电路，用于完成取指令、执行指令及与外界存储器和逻辑部件交换信息等 操作，主要包括中央处理器 IP（CPU IP）、图形处理器 IP（GPU IP）、神经网络处理器 IP（NPU IP）、视频处理器 IP（VPU IP）、数字信号处理器 IP（DSP IP）、图像信号处理 器 IP（ISP IP）六大类。接口 IP 集成了基于协议的功能，其最大份额来自于以数据为中 心的应用，主要包括通用串行总线（USB IP）、串行高级技术附件（SATA IP）、高清多媒 体接口/显示端口（HDMI/DP IP）等。物理 IP 主要用于模拟及混合信号、物理接口、存储 单元和其他的数字 IP，主要包括数模混合
10、IP、射频 IP 等。根据 IPnest 数据，2017 年 CPUIP 占据了约 42.2%的份额，为最大的 IP 品类。图图4:2017 年年 CPU IP 占比达占比达 42.2%资料来源：IPnest，民生证券研究院4（二（二）芯片复杂度提升芯片复杂度提升叠叠加多元化应用增加多元化应用增加加驱动驱动 IP 需求提需求提升升，空间空间有有望翻倍增长望翻倍增长IPIP 市场市场随随 ICIC 设计设计市市场蓬场蓬勃勃发展发展。过去十年，随着全球 IC 产业景气度提升，IC 设计 市场也快速增长。据 IC Insights 数据显示，全球 IC 设计行业销售规模从 2008 年的 438 亿
11、美元增至 2018 年的 1139 亿美元，年均复合增速达 10.03%。由于 IC 设计成本提升和对 效率及定制化要求提高，精细化分工趋势愈加明显，半导体 IP 业务因其性能高、功耗优、成本适中、可缩短设计周期等特点，迎来了蓬勃发展。根据 IPnest 数据，2019 年全球半 导体 IP 行业实现收入 39.38 亿美元，同比增长 5.21%，2015-2019 年的复合增速为 7.10%。图图5:2008-2019 年年全全球集球集成成电路及电路及 IC 设计设计市场市场规规模模情况情况资料来源：IC Insights，民生证券研究院图图6:2015-2019 年年全全球半导体球半导体
12、IP 市场市场规模情况规模情况资料来源：IPnest，民生证券研究院31.46%31.77%31.30%32.67%29.14%28.96%26.00%27.00%28.00%29.00%30.00%31.00%32.00%33.00%4,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5001,00050002019201320142015全球IC市场规模（亿美元）201620172018全球IC设计产业市场规模(亿美元)IC设计/IC0%2%4%6%8%10%12%45403530252015105020152018201920162017IP市场规模(亿美元)YOY51014
13、2838506481102126451120192737496276050100150芯芯片片设设计计的的复复杂杂度度、难难度度、成本成本、风风险险将将持持续续提提升。升。1 1）高高集集成成度度促促使使设设计计复复杂度杂度提提 升升。随着超大规模集成电路设计、制造技术的发展，集成电路设计步入 SoC 时代，设计变 得日益复杂。为了加快产品上市时间，以 IP 复用、软硬件协同设计和超深亚微米/纳米级 设计为技术支撑的SoC 已成为当今超大规模集成电路的主流方向。当前国际上绝大部分 SoC 都是基于多种不同 IP 组合进行设计的，IP 在集成电路设计与开发工作中已是不可或缺的 要素。2 2）终端
14、）终端多多样性促样性促使使设计难设计难度度增增加加。近年来随着终端电子产品的复杂多样，芯片设 计难度快速提升，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 计行业进一步拆分出半导体 IP 产业。3）先进工先进工艺艺带带来来设计成设计成本本增增加加。先进工艺节点使设 计的复杂度不断增加，从而提高了设计成本。随着先进制程的演进，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 IP 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。单颗芯片
15、可集成 IP 数量的增多为更多 IP 在 SoC 中实现可复 用提供新的空间，从而推动半导体 IP 市场进一步发展。根据 IBS 报告，以先工艺节点处于 主流应用时期的设计成本为例，工艺节点为 28nm 时，单颗芯片设计成本约为 0.41 亿美元，而工艺节点为 7nm 时，设计成本则快速升至约 2.22 亿美元。即使工艺节点达到成熟应用时 期，设计成本大幅度下降的前提下，相较同一应用时期的上一代先进工艺节点，仍存在显 著提升。较高的设计成本，给芯片设计公司带来了设计挑战。4 4）先进工）先进工艺艺带来带来设设计风计风险险 增加增加。先进工艺发展也会提升晶圆厂相应产线的开发成本和搭建成本，从而增
16、加了芯片设 计的样片流片成本，使得芯片设计公司的设计风险进一步增加。图图7:不不同工艺同工艺节节点下点下的的芯片芯片所所集成集成的的硬件硬件 IP 的的数量数量（平均值）平均值）25020092180nm 130nm 90nm65nm45nm28nm16nm10nm7nm5nm数字IP数模混合IP资料来源：IBSDesign Activities and Strategic Implications，民生证券研究院6图图8:不不同工艺同工艺节节点处点处于于各应各应用用时期时期的的芯片设芯片设计计成本成本（百万百万美美元）元）600.0500.0400.0300.0200.0100.00.065
17、nm40nm28nm22nm16nm10nm7nm5nm早期应用时期28.036.650.257.199.6162.1270.3497.6主流应用时期22.230.941.046.480.8128.7222.3426.3成熟应用时期13.218.926.130.252.386.4143.0251.7资料来源：IBSDesign Activities and Strategic Implications，民生证券研究院独独立立 IPIP 可有效可有效降降低芯低芯片设片设计公司计公司的的运营运营成成本、本、使使其其专专注于核注于核心心优势优势领领域，域，同同时时专业专业 化分工化分工背背景下景下规
18、规模效模效应应更更显显著著。1 1）IPIP 授权授权可可降低降低芯片芯片设计公设计公司司的运的运营营成本成本、使使其其专注专注核核 心优势领域。心优势领域。近年来，全球排名前十芯片设计公司的研发费用占营收的比例基本维持在 20%-30%。随着产业升级，集成电路设计的成本和难度还将不断加大，通过 IP 授权模式可 大幅降低芯片设计公司的运营成本，使其得以专注于自身核心竞争力的发展，如市场需求 挖掘、产品定义、差异化实现、精准营销等。2）专专业业化分化分工工下下规模规模效效应应更更加加显显著著，降低，降低 设计成设计成本本和和风风险险。在专业化分工的背景下，大规模产销量可降低单位生产成本，且半导
19、体IP 厂商凭借其丰富的设计经验还可有效降低设计风险。预预计计 20272027 年年全球全球半半导导体体 IPIP 市场空市场空间间可可达达 101101 亿美亿美元元，较较 20182018 年年增长增长 120%120%。根据 IBS 预测，预计 2027 年全球半导体 IP 市场空间可达 101 亿美元，较 2018 年增长 119.57%，年 均复合增速为 9.13。图图9:预计预计 2027 年年全球全球半半导体导体 IP 市市场场规模可达规模可达 101 亿亿美美元，较元，较 2018 年年增增长长 120%（十十亿亿美美元）元）12.010.08.06.04.02.0-2018
20、20192020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E处理器数模混合射频存储其他7资料来源：IPnest，民生证券研究院从应用从应用领域看，消费电子和汽车行业的半导体领域看，消费电子和汽车行业的半导体 IPIP 市场将快速增长市场将快速增长。半导体 IP 的应用 领域主要可分为消费电子、电信、工业、汽车、商业和其他（医疗、航空航天和国防等）六大领域。由于智能手机 5G 换机潮、可穿戴设备需求增长以及市场对更高效、更快速、更62.00%58.30%57.60%53.50%51.00%17.10%17%17.50%18%18.80%4.40%5.40
21、%6.90%8.20%8.10%16.50%19.00%18.00%20.30%22.10%0%20%40%60%80%资料来源：芯原股份招股说明书，IBSDesign Activities and Strategic Implications，民生证券研究院处理处理器器 IPIP 份额份额最最大大，数数据据中心驱中心驱动动接接口口 IPIP 成为成为最快最快增长品增长品类类。根据 IBS 数据，预计 处理器 IP、数模混合 IP、射频 IP、存储 IP 的市场规模将分别从 2018 年的 25.9 亿美元、7.5 亿美元、5.4 亿美元、4.7 亿美元增长到 2027 年的 61.6 亿美元
22、、14.2 亿美元、11.9 亿美元、8.1 亿美元，预计 2018 年到 2027 年 CAGR 分别为 9.04%，6.54%，8.13%，5.50%。过去十年智能手机的快速普及使得处理器 IP 份额迅速增长，虽然在近三年份额有所下降，但 2019 年占比仍达 51%，为所有 IP 中份额占比最高的类别。而接口 IP 份额近年来逐步提 升，从 2015 年的 16.5%提升至 2019 年的 22.1%。2019 年接口 IP 的市场规模为 8.7 亿美元，是 2009 年 2.2 亿美元的近 4 倍。“其他物理 IP”和“其他数字 IP”的份额也有所提升。预计处预计处理器理器 IPIP
23、将将继续继续占据占据最大市最大市场场份额份额，并以并以稳稳健健增增速增长速增长。处理器 IP 由于被广泛 应用于消费电子、汽车等行业，比如在汽车行业中，它们用于高级驾驶辅助系统（ADAS）和信息娱乐系统。随着未来对各种垂直领域的微处理器（MPU）、微控制器（MCU）、数字 信号处理器（DSP）和图形处理单元的需求增加，处理器 IP 预计将在若干年内继续占据半 导体 IP 的最大市场份额，并以稳健的增速增长。数据中数据中心心将驱将驱动动接接口口 IPIP 快快速速增长增长，接接口口 IPIP 成成为为最最具具潜力潜力的的 IPIP 品品类类。由于市场对高 速、低功耗、高扩展性存储器件的需求增长，
24、以及存储器在互联设备和可穿戴产品中的需 求增长，存储 IP 市场预计将在未来快速增长。此外，随着数据中心应用（如：服务器，有 线网络和 4G/5G 基站等）的增加，扩大了高级存储器控制器（DDR4，HBM2，GDDR6），PCIe 和以太网，以及新兴的芯片对芯片（D2D）解决方案等的需求，进而带动接口 IP 增长。因 此，我们认为未来将从以智能手机爆发式增长为主要驱动力的时代切换为以数据中心为主 要驱动力的时代，接口 IP 将成为最具发展潜力的 IP 品类。图图10:处处理器理器 IP 份额份额占占比最比最大大，接口，接口 IP 份份额逐年额逐年增长增长100%2015201620172018
25、2019处理器IP其他物理IP其他数字IP接口IP8300.0600.0900.00.02019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E无线通讯汽车电子消费有线通讯计算机其他资料来源：芯原股份招股说明书，IBSSemiconductor Market Analysis，民生证券研究院从地区分布看，亚太占据最大份额，预计未来仍将保持全球最高增速。从地区分布看，亚太占据最大份额，预计未来仍将保持全球最高增速。亚太地区占据 了最大份额，2019 年约为 37%，预计未来仍将保持全球最快增速。据 Markets
26、 and Markets 数据显示，2018 年亚太地区在半导体 IP 市场中占据最大份额，且未来有望继续引领半导 体 IP 市场，成为增长最快的地区。其增长主要原因在于：1 1）全球全球最高的电子消费需求。最高的电子消费需求。亚太地区是电子产品的最大消费地区。因此，未来对半导体 IP 的需求还将持续增加，为半 导体 IP 市场的持续增长提供了动力。2 2）亚太地区半导体产能丰富。）亚太地区半导体产能丰富。相比其他地区，亚太 拥有更多的半导体制造企业，晶圆制造一直被位于中国大陆，中国台湾，印度和新加坡的 公司所主导，许多主要的 IDM 企业都将晶圆生产外包给亚洲。据 IC Insights 数
27、据，2019 年亚太地区（含中国）纯晶圆代工销售量达到 194.8 亿美元，市场份额 34.25%。3 3）政策政策 支持。支持。亚太地区的政府机构投入了大量资金来扶持地方的半导体产业，促进了亚太地区依 赖 IP 的处理器、存储器和接口制造产业的发展。在这种市场背景下，越来越多的半导体IP 厂商开始在该地区投资，促进了亚太地区的半导体 IP 市场增长。9$662.7$400.9$432.8$554.1$605.5$467.7$508.1$872.7$795.7$725.9可靠的处理器、存储和接口产品的需求量增加，消费电子领域的半导体 IP 预计将在未来以 较快的速度增长。此外，得益于汽车行业的
28、数字化转型、车内娱乐信息系统的进步以及向 智能驾驶方向（ADAS）的演进，将会增加微处理器单元（MPU），微控制器单元（MCU），传感器，模拟集成电路（IC），接口和存储器等的需求，预计汽车领域的半导体 IP 需求在 未来也将以较快的速度增长。根据 IBS 数据，预计全球半导体市场规模将从 2019 年的4008.81 亿美元增至 2030 年的 10527.20 亿美元，年均复合增速达 9.17。其中，以智能 手机为代表的无线通信市场；以自动驾驶、下一代信息娱乐系统为主要发展方向的汽车电 子市场；以及包括电视、视听设备和虚拟家庭助理在内的消费类应用将快速增长。图图11:预计预计 2030 年
29、年全球全球半半导体导体市市场规场规模模将达将达 10527 亿亿美元美元（十亿美十亿美元元）1200.0$1052.7$958.10%100%图图12:亚亚太地区太地区在在半导体半导体 IP 市市场中占场中占有有最大份最大份额额，未，未来来有望有望继继续引领续引领 IP 市市场，成场，成为为增长增长最最快地区快地区80%60%40%20%20152016201720182019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E美洲地区欧洲地区亚太地区ROW资料来源：Markets and Markets，民生证券研究院1011二、竞争格局二、竞争格局高高度集度集中中，龙头，龙头企企业
30、稳步发业稳步发展展IPIP 行业竞行业竞争争格局格局高高度集度集中中，1919 年年 CR10CR10 占占比比 78.1%78.1%，且且龙头企龙头企业业地位地位稳稳固固。IPnest 数 据显示，2019 年半导体 IP 前十大厂商实现营收 30.76 亿美元，同比增长 4.17%，市场份额 高度集中，达到 78.1%。2017 年以来，前十大厂商中除了 SST 凭借 NVM IP 的强势表现异军 突起外（2019 年排名第四），其他 9 家厂商始终位列前十，且 ARM、Synopsys、Cadence 过去几年始终位居行业前三，龙头企业地位稳固，强者恒强。另一方面，前十大 IP 厂商中
31、仅排名第 7 的芯原股份为大陆厂商，IP 国产化需求十分迫切。表表2:半半导体导体 IP 市场市场竞竞争格争格局局（收入（收入单单位：百位：百万万美元）美元）201720172018201820192019排排名名供应商供应商收入收入市占率市占率供应商供应商收入收入YOYYOY市占率市占率份额份额变化变化供应商供应商收入收入YOYYOY市占率市占率份额份额变化变化1ARM1659.948.82%ARM1610-3.01%43.02%-5.80%ARM1608-0.12%40.83%-2.18%2Synopsys527.615.52%Synopsys629.819.37%16.83%1.31%S
32、ynopsys716.913.83%18.20%1.38%3Cadence159.54.69%Cadence188.818.37%5.04%0.35%Cadence23222.88%5.89%0.85%4Imagination126.93.73%Imagination124.6-1.81%3.33%-0.40%SST1159.73%2.92%0.12%5Ceva87.52.57%SST104.82.80%Imagination101.1-18.86%2.57%-0.76%6 6芯原股份芯原股份54.754.71.61%1.61%Ceva77.9-10.97%2.08%-0.49%Ceva87.
33、211.94%2.21%0.13%7Rambus541.59%芯原股份芯原股份66.366.321.21%21.21%1.77%1.77%0.16%0.16%芯原股份芯原股份69.869.85.28%5.28%1.77%1.77%0.00%0.00%8eMemoryTech451.32%Achronix52.5250.00%1.40%0.96%Achronix50-4.76%1.27%-0.13%9Waves431.26%Rambus49.9-7.59%1.33%-0.25%Rambus48.8-2.20%1.24%-0.09%10Achronix150.44%eMemoryTech47.96
34、.44%1.28%0.02%eMemoryTech46.8-2.30%1.19%-0.09%CR10CR102773.12773.181.56%81.56%CR10CR102952.52952.56.47%6.47%78.89%78.89%-2.67%-2.67%CR10CR103075.63075.64.17%4.17%78.10%78.10%-0.79%-0.79%Others62718.44%Others790.226.03%21.11%2.67%Others862.49.14%21.90%0.79%3400.13400.1100.00%100.00%3742.73742.710.08%
35、10.08%100.00%100.00%393839385.22%5.22%100.00%100.00%资料来源：IPnest，民生证券研究院注：2018 年数据按 2019 年 IPnest 披露情况更新IPIP 许可收许可收入入前前 5 5 大大厂商厂商市市占占率率高高达达 66.70%66.70%。单看半导体 IP 许可收入竞争情况，2019 年 Synopsys 市占率为 29.3%，排名行业第一，ARM 市占率为 25.2%，排名第二，Cadence、Ceva、Rambus 分列 3、4、5 位，前 5 名厂商的市占率合计为 66.70%，行业集中度高。图图13:2019 年年 IP
36、 许许可可（Licensing）收收入市占入市占率率情况情况资料来源：IPnest，民生证券研究院分析全分析全球球巨头巨头的的发展发展可可见见，聚焦细聚焦细分分领域领域做强做强+推推出新出新产产品品/外外延延并购并购是是实现实现增长增长的的主主 要策略要策略。智能手智能手机机的飞的飞速速发展发展，助力，助力 ARMARM 奠奠定定市场市场霸霸主地主地位位。1993 年，ARM 发布了 ARM7-TDMI 处理器核心，将产品授权给德州仪器后，德州仪器打造芯片并应用到诺基亚手机，本次合 作给 ARM 树立了良好的声誉，证实了授权模式的可行性。此后，更多的公司（如：三星、夏普）也参与到授权模式中，与
37、 ARM 建立了合作关系。随着智能手机/移动手机的井喷式普 及，ARM 因此奠定了其在移动应用市场的霸主地位。诺基亚 6110 最早成为第一部采用 ARM 处理器的 GSM 手机，上市后获得了极大成功。随后，鉴于苹果与公司的合作关系，其对 ARM 芯片架构非常熟悉，在 iPhone 和 iPod 中也继续使用了 ARM 芯片。iphone 的热销，App Store 的迅速崛起，让全球移动应用彻底绑定在了 ARM 指令集上。2008 年，谷歌推出了 Android 系统，也是基于 ARM 指令集架构。此外，2011 年微软公司宣布，下一版 Windows 将正式支 持 ARM 处理器，为公司进
38、一步打开了 PC 端市场。ARMARM 聚聚焦焦 CPUCPU、GPUGPU，逐步丰富产品种类逐步丰富产品种类。在凭借 ARM7 处理器核心起家后，2004 年 ARM 打造出 Cortex 系列 CPU,并在 2006 年收购 Falanx 的核心技术 Mali GPU,在这之后，ARM 不 断深化其 CPU 和 GPU 产品线，并在 2011 年推出了 ARMv8 架构和 big.LITTLE 技术。目前 ARM 聚焦 CPU、GPU、VPU 等，并逐步推出一系列相互关联 IP，已实现在 CPU 和 GPU IP 领域高 市占率。据 ARM 公司官网的 2019 年投资者路演数据表明，AR
39、M 公司在手机应用处理器市场 份额为 90%，在计算机网络设计占据 30%的市场份额；汽车制造方面，在 IVI 和 ADAS 占有75%的市场份额；物联网设备市场占比 90%，消费性电子产品市场份额 40%。Synopsys 30%ARM 25%Cadence 8%2%Rambus 2%CevaOthers 33%12图图14:ARM 聚聚焦焦 CPU、GPU，并，并逐逐步步推出推出一一系列系列相相互关联互关联 IP资料来源：ARM 公司官网，半导体行业观察，民生证券研究院2019 年 ARM 公司实现营业收入 16.08 亿美元，同比微降 0.12%，毛利率为 93.56%，近 三年基本保持
40、在 92%-95%之间。近年营收有下滑，主要原因并非 RISC-V 替代产品的影响，而是非处理器形式 IP 重要性的逐步增长，但 ARM 依然稳居龙头地位。图图15:ARM 的的营收情况营收情况图图16:ARM 的的毛利率毛利率情情况况0.0%-0.5%-1.0%-1.5%-2.0%-2.5%-3.0%-3.5%1716151413121110201720182019营业收入(亿美元)YOY94.66%92.54%93.56%50%60%70%80%90%100%2017201819H1毛利率资料来源：IPnest，民生证券研究院资料来源：芯原股份招股说明书，民生证券研究院SynopsysSy
41、nopsys 聚聚焦焦 EDAEDA，获获得得超超越同行越同行的的竞争竞争优优势势，接口接口 IPIP 深度布深度布局局推动推动增增长长。Synopsys 在 IP 行业市占率排行第二，是全球领先的 EDA 解决方案提供商及芯片接口 IP 供应商。2019 年 Synopsys 收入同比增长 13.8，取得了 18.2的市场份额，是目前除 ARM 外唯一市占 率超过 10%的半导体 IP 公司。Synopsys 市占率提升的主要原因是近年来数据中心蓬勃发展 带动接口 IP 需求的增长。目前，在有线接口类别中，Synopsys 市占率排名第一，2018 年 其份额达到 45；在物理 IP 领域也
42、占有约 35的市场份额。围围绕绕“一一站式站式”战略战略，SynopsysSynopsys 和和 CadenceCadence 通通过过外延外延并并购不断购不断壮壮大大。近年来，Synopsys 和 Cadence 围绕着“一站式”IP 供应商战略，不断并购 IP 优质资产，使其营业收入实现 较为明显的增长。业内企业在扩大规模的过程中，通过兼并收购方式横向布局需要较强的 资本实力和较高的资金壁垒。Synopsys 实现增长的 IP 业务多通过外延并购实现，收购了 专门从事纳米级电子设备 TCAD 软件研发的 GSS 以及 DINI Group、QTronic GmbH 和 eSilicon13
43、14的部分资产。同样聚焦 EDA 的 Cadence，近三年市占率提升的主要原因是收购 NuSemi 拓宽 了业务线和 DSP IP 产品取得了业界成功。部分领部分领军军企业企业通通过专过专注注于于细细分领域分领域提提高自高自身身竞争竞争优优势势，成为细成为细分分龙头龙头。例如：排名第 六的CEVA 是一家半导体知识产权提供商，前身为Parthus Ceva 公司。公司提供专业的DSP、NB-IoT 等一系列 IP,同时也为无线、多媒体应用提供 IP 平台解决方案。排名第九的 Rambus 专注于 DRAM 的 IP 供应，其产品设计具有独特的竞争优势。排名第十的 eMemory 则是全球 最
44、大的逻辑制程非挥发性记忆体硅 IP 厂商。表表3:全全球主要球主要半半导体导体 IP 厂厂商商梳理梳理公司公司地区地区上市情况上市情况简介简介ARM英国2016 年软银私有化收购聚焦智能手机 CPU、GPU 等，并逐步推出一系列相互关联 IP 丰富产品种类，技术绝对领先、产 品齐全，截至 2018 年末，ARM 架构的芯片在全球 手机的市场份额超过 90%。Synopsys美国纳斯达克上市公司 SNPS.O全球领先的 EDA 工具领导厂商，同时也提供众多IP 授权服务，其在有线接口 IP、物理 IP 等方面 具有很高的市场份额。Cadence美国纳斯达克上市公司CDNS.O全球领先的 EDA
45、工具领导厂商，同时也提供众多IP 授权服务，提供专业的 DSP、模拟物理、接口 等 IP 产品。SST美国2010 年被 Microchip 收购聚焦于 Superflash(NOR 闪存技术)、NVM、IDM 等解决方案和 IP 产品。Imagination美国2017 年被凯桥收购聚焦于 GPU 产品线 PowerVR，CPU 产品线 MIPS，通信及无线连接产品线 Ensigma 等 IP 产品，其 汽车应用 GPU 领域的市场份额超过 50。Ceva以色列纳斯达克上市公司CEVA.O提供专业的 DSP、NB-IoT 等一系列 IP，同时也为无线、多媒体应用提供 IP 平台解决方案。芯原
46、股份中国大陆上交所科创板拟上市公司依托自主半导体 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，2018 年在全球 IP 授权服务市场市占率排名第六。Achronix美国2015 年被英特尔收购聚焦于高端 FPGA 方案，并提供专业独立芯片，芯片组合封装等服务。Rambus美国纳斯达克上市公司 RMBS.O专门从事高速芯片界面的发明及设计的技术授权公司，聚焦于 DRAM 的 IP 供应，在内存接口 IP 市场份额排行全球第三。eMemory Tech中国台湾台湾 OTC 市场上柜上市公司3529.TWO全球最大的逻辑制程非挥发性记忆体硅 IP 厂商。资料来源：IP
47、nest，芯原股份招股说明书，民生证券研究院三三、IP 国产迫切，本国产迫切，本土土企业亟企业亟待待发发展展（一（一）IC 设设计国产化率计国产化率低低，未来有望持续，未来有望持续提提升升ICIC 设计份设计份额额美国美国占占68%68%排名排名第一第一，中中国国大大陆陆地区地区份份额额已已快速提升快速提升至至13%13%。据IC Insights 数据显示，2018 年美国集成电路设计产业销售额占全球集成电路设计产业的 68%，排名全 球第一。中国台湾、中国大陆的集成电路设计产业销售额占比分别为 16%和 13%，分列二、三位。与 2010 年时中国大陆本土的芯片设计公司销售额仅占全球 5%
48、的情况相比，中国大 陆的集成电路设计产业已取得较大进步，并正在逐步发展壮大。竞争格竞争格局局逐步逐步改改善善，中国中国大大陆芯片陆芯片设设计公计公司司数量数量已已呈呈快快速增长速增长趋趋势势。随着中国芯片制 造及相关产业的快速发展，本土产业链逐步完善，为中国的初创芯片设计公司提供了国内 晶圆制造支持，加上产业资金和政策的支持，以及人才的回流，中国的芯片设计公司数量 快速增加。据 ICCAD 数据显示，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，2019 年则增长至 1780 家，年均复合增长率为 24.71%。图图17:中中国芯片国芯片设设计公计公司司数量
49、数量快快速增速增加加（单位（单位：家）家）48147253457963268173613621380169817802,0001,8001,6001,4001,2001,000800600400200020092010201120122013201420152016201720182019中国芯片设计公司数量资料来源：ICCAD，民生证券研究院中国芯中国芯片片设计设计项项目数目数量量同同样样快速增快速增加加。由于中国大陆芯片设计公司的不断崛起，本土 设计项目在全球设计项目中的占比不断增高。根据 IBS 报告，2018 年中国芯片设计公司规 划中的设计项目数为1797 项，该数据预计将于2027
50、 年达到3232 项，年均复合增速达6.74%。15资料来源：芯原股份招股说明书，民生证券研究院当前国当前国产产 ICIC 自给自给率率仍然仍然较较低低。中国拥有全球最大的电子产品生产及消费市场，对集 成电路产生巨大需求。据 IC Insights 数据显示，中国集成电路市场规模从 2009 年的 410 亿美元增至 2019 年的 1250 亿美元，年均复合增速为 11.79%。未来中国的集成电路消费市 场将随着大数据、云计算、物联网、人工智能、5G 等新兴产业的发展而持续增加。而面对 集成电路的巨大需求，当前国产集成电路的供给仍然不足。2019 年国产集成电路规模仅占 中国集成电路市场规模
