半导体行业纯IP时代的终结

每一部智能手机、电脑、汽车、飞机、机器人和消费电子产品都使用半导体知识产权（IP），这些知识产权以专利概念或功能设计模块的形式存在，其来源公司既包括像Arm、Ceva、Imagination、MIPS和Rambus这样的纯粹的IP供应商，也包括像AMD、Cadence、Synopsys、IBM、Nvidia和Qualcomm这样的集成半导体和EDA公司，后者的IP许可在其整体业务中仅占很小一部分。

现代芯片包含数百万到数万亿个晶体管，并融合了过去五十年行业积累的创新成果。因此，如今几乎不可能在不利用来自多个外部来源的知识产权的情况下设计出具有商业可行性的芯片。蜂窝通信领域甚至创建了一种确保知识产权共享的方法，即要求企业遵守标准必要专利（SEP）的FRAND（公平、合理和非歧视）许可原则，这些专利被认为是行业标准的基础。知识产权的开发和使用也与技术行业的专业化和全球化齐头并进。虽然纯粹的知识产权供应商推动了前所未有的行业创新，但行业正在发生变革，这种商业模式正走向终结。

行业趋势

最显著的变化是行业整合。随着行业的成熟，行业整合是自然而然的，但半导体行业的整合也受到行业趋势的驱动。其中一个趋势是向系统级芯片（SoC）的转型，尤其是在推动互联智能设备（即物联网，IoT）发展方面。这促使许多半导体公司掀起收购热潮，尽可能多地获取知识产权，以减少对第三方知识产权的依赖，同时提高产品差异化潜力。结果是，半导体公司的规模远超纯粹的知识产权供应商。凭借更高的收入和研发预算，知识产权客户开始超越纯粹的知识产权供应商。

最显著的例子是 Arm。像苹果、高通和三星这样的大客户开始根据自己的特定产品规格开发定制的 Arm 兼容 CPU 内核，而且速度比 Arm 更快。

第二个趋势，也是目前仍在发展的趋势，是开源硬件IP。正如开源软件颠覆了软件生态系统一样，开源硬件也在颠覆硬件生态系统。围绕一项新技术构建生态系统可能需要数十年时间，但这一转变始于2010年RISC-V CPU架构的推出。尽管RISC-V已被广泛应用，但其主要用于嵌入式微控制器，不过它在高端计算应用领域也越来越受到关注。虽然开源硬件不会在一夜之间取代专有架构，尤其是在对性能要求极高且需要安全认证的应用中，但它正在稳步重塑整个行业格局。

影响知识产权业务的另一个趋势是半导体行业的演变。随着更先进的电子设计自动化 (EDA) 工具、代工厂制造支持以及可授权知识产权的普及，如今定制芯片比以往任何时候都更加容易。虽然开发定制芯片仍然成本高昂，但人工智能将继续加快开发速度，同时降低开发成本并缩短产品上市时间。

知识产权商业模式的改变

结果是，仅靠IP授权的模式作为一种独立的商业模式正在衰落。IP授权仍然是一种有价值的商业模式，但只有作为更广泛的产品和服务组合的一部分才能发挥作用，这些产品和服务组合可能包括设计服务、系统集成和/或制造。我们已经看到这些变化正在推动行业变革，尤其是在Arm和MIPS等传统IP供应商中。

在2016年被软银收购后，Arm获得了更充足的研发预算并开始拓展新的IP开发，目标市场包括其他领域，尤其是高性能计算。由于未能达到预期的回报，软银曾试图出售Arm，但最终还是选择了有限的首次公开募股（IPO）。这迫使Arm重新评估其长期增长战略，不再局限于传统的IP授权模式。其中一项变革是推出了完整的IP计算机子系统（CSS），涵盖从移动设备到服务器的各种应用。然而，最大的变革在于转向为客户提供全套设计服务，例如面向超大规模数据中心应用的Meta。与此同时，Arm还收购了专注于服务器级处理器开发的Ampere Computing公司。

MIPS是一家历经数十年收购和艰难求生的公司，于2021年摆脱破产困境，并将业务重心转向开发针对特定应用（例如汽车和工业自动化）优化的基于RISC-V架构的CPU。从这个新的起点出发，MIPS意识到作为一家纯粹的IP供应商所面临的挑战，并将自身定位为IP服务提供商，同时提供IP以及开发IP和定制芯片的服务。

随着领先的半导体代工厂GlobalFoundries (GF)收购MIPS，这一战略成为其更大战略的一部分。GF专注于成熟且专业的半导体制造工艺。本月初，现为GF旗下部门的MIPS宣布收购Synopsys的ARC IP和工程团队。此次收购不仅为MIPS的IP产品组合增添了另一种低功耗微控制器架构，也扩大了其工程团队。Synopsys专注于其规模更大、利润更高的EDA业务，而GF则正逐步转型为一家能够提供IP、设计服务和制造的定制半导体供应商。本质上，GF能够将客户的概念从设计转化为生产。虽然这与过去三十年来主导半导体行业的专业化趋势背道而驰，但却与人工智能时代许多行业正在兴起的价值链整合趋势相契合。

尽管半导体创新日新月异，但行业结构的变革需要时间。标准Arm CPU仍然是业界的主导架构，每年出货的芯片数量高达数十亿颗。然而，正如搭载Arm兼容定制CPU的芯片数量稳步增长一样，Arm设计的定制CPU数量也将随之增长。同样，随着生态系统和行业的演进，基于RISC-V的CPU内核数量也将增加，无论是作为辅助内核还是作为主处理内核。Tirias Research认为，正如目前持续看到GF构建其定制处理器战略一样，随着行业的演进，Arm、其他半导体IP供应商以及整个半导体生态系统中的公司也可能进行更多战略调整。最终成功的公司将是那些将IP视为更广泛的硅解决方案平台的一部分，而不是将其视为单一产品的公司。