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奎芯科技:智能時代的晶片上遊企業如何突破?

作者:推薦财訊科技

半導體IP(Intellectual Property,知識産權),通常也稱作IP核(IP core),指晶片設計中預先設計、驗證好的功能子產品,主要服務于晶片設計,因部分通用功能子產品在晶片中被反複使用,半導體IP即為此類預先設計好的功能子產品,進而在晶片設計中結合使用專用的軟體與半導體IP來縮短晶片設計周期、降低開發成本。

作為産業鍊的最上遊,IP對于半導體行業的重要性無需質疑。2022年,全球IP市場實作了超過50億美元的銷售額,但卻帶動了5000億美元的全球半導體銷售額,換言之每1美元的IP支出能夠帶動和支撐100倍價值的晶片市場。

IP由于性能高、功耗優、成本适中、技術密集度高、知識産權集中、商業價值昂貴,是內建電路設計産業的核心産業要素和競争力展現。

然而,在這個行業中,亞太品牌受限于起步較晚,市場占有率遠低于國際巨頭。目前,全球半導體IP行業高度集中,前三名市場占有率總和達到66.2%。IP行業市占率第一為ARM,ARM在處理器IP方面具有絕對優勢,并且在版稅收入上也保持大幅領先地位,市占率超過40.4%,第二第三分别為Synopsys和Cadence。

人工智能時代,內建電路産業的重要性不斷被凸顯。随着新一輪行業周期的到來,內建電路行業又将迎來增長機遇。在內建電路産業鍊中,位于最上遊的IP無疑最先感受到市場的變化。

內建電路 IP和Chiplet産品供應商奎芯科技董事長陳琬宜表示,IP市場的發展熱點正在從處理器IP轉向接口IP,從IP轉向Chiplet。在技術熱點變化過程當中,初創公司将迎來新的發展機遇。

奎芯科技(M SQUARE)于2021年在上海注冊成立,是一家專業的內建電路IP和Chiplet産品供應商。我們緻力于解決智慧經濟時代晶片互聯和應用垂直整合問題。目前公司員工超170人,研發人員比例80%,并于2023年1月獲得A輪超億元投資。

奎芯科技:智能時代的晶片上遊企業如何突破?

一家IP和Chiplet企業,如何在巨頭環伺的半導體産業發展壯大?奎芯科技董事長陳琬宜認為,雖然亞太IP市場自給率依舊很低,但依然可以依靠巨大成熟的本地應用市場和自主可控的優勢,通過定制化服務和技術支援優勢來縮小與國際主流廠商之間的差距,同時,企業還應積極尋求國際化發展的道路,通過拓展國際市場,進一步鞏固和提升自身競争力。

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半導體行業面臨市場變化

随着人工智能技術的發展,自動駕駛、AI伺服器等領域迎來了爆發式的增長,而作為基礎硬體的半導體行業也迎來了一場市場、技術上的巨大變革。

一方面,半導體市場上行周期的到來和人工智能的發展讓接口IP成為了市場熱點。

半導體行業是典型的周期性行業,周期長度約為4年左右,上行周期通常為2年至3年,下行周期通常為1年至1.5年。本輪周期的上行區間為2019年第三季度至2022年第二季度,下行區間為2022年第二季度至2023年,總體處于去庫存階段。行業券商的一份研報表示:主動去庫存結束,2024年半導體行業浮現周期上行信号。整體供給調整到位,随着需求穩步向上,晶片價格有望見底向上,半導體産業鍊即将開啟上行通道。

具體到IP行業,根據market US預測,2022年全球IP行業市場規模在60億美元(約400億人民币);2023至2032之間的年均增長率約為6.7%,到 2032 年全球內建電路IP行業市場規模将達到110億美元以上。

在IP行業中,發展最迅速的是接口IP。過去十幾年中,智能手機是推動IP行業前進的強大動力,處理器IP也是以成為市占率最高的IP種類,然而随着近年資料中心、人工智能等對于互聯需求的爆發式增長,接口IP成為了發展最快的品類。IPnest在報告中指出,2017年-2022年間,接口類别占所有IP比重從18%增長到24.9%;而如CPU、GPU和DSP等處理器的占比從57.6%下降到49.5%。IPnest還預測稱,2025年接口IP市占率有望超過CPU,成為排名第一的IP品類,由此可見這一細分品類的潛力巨大。

奎芯科技在成立之初就瞄準了接口IP作為核心業務,目前已陸續推出LPDDR、PCle、SerDes、MIPI、USB、HDMI、DP、HBM等互聯接口IP,覆寫6nm到180nm、多個晶圓廠超過400多個不同制程節點。

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奎芯科技董事長陳琬宜表示,接口IP是基礎硬體中晶片領域最不可或缺的組成部分。從趨勢上看,現代資料中心正在從以CPU為中心轉向以AI計算為中心。AI 領域的計算需求不斷增長,在這一趨勢的推動下,對于能夠在每個GPU/AI晶片之間實作無縫高速通信的多節點、多GPU/AI系統的需求也在與日俱增。要打造功能強大且能夠滿足業務速度需求的端到端計算平台,可擴充的快速互連必不可少。

是以,陳琬宜認為,随着半導體行業的快速發展和AI的發展,接口IP市場将迎來更加廣闊的發展空間。

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Chiplet帶來的機遇

另一方面,技術上的變化讓國際大廠和初創公司在同一起跑線上公平競争。

2023年,半導體市場最大的技術變革就是Chiplet的崛起。Chiplet俗稱芯粒,也叫小晶片,它是将一類滿足特定功能的die(裸片),通過die-to-die内部互聯技術實作多個子產品晶片與底層基礎晶片封裝在一起,形成一個系統晶片,以實作一種新形式的IP複用。

在摩爾定律逐漸失效的情況下,Chiplet技術在半導體行業成為了香饽饽。通過多個晶片的片間內建,Chiplet可以突破傳統單晶片的上限,進一步提高晶片的內建度,被視為延續摩爾定律的關鍵技術。對于行業而言,其價值在于,晶片設計企業隻需要設計少量功能單元,即可搭建産品系列平台,能極大地降低研發及量産的成本。

陳琬宜透露,奎芯科技将Chiplet技術視為未來半導體行業的重要發展方向,并已在全球範圍内積極布局。她認為,代表雲端和手機端硬體技術的大規模高性能晶片已經接近或者超過最大光罩尺寸,降低産品演進的風險和成本,加快上市速度始終是客戶的迫切需求。後摩爾時代,Chiplet架構的應用将由叢集資料中心側逐漸向邊緣和終端側(手機、汽車等)下沉,大規模高性能晶片持續推動Chiplet技術的演進。

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奎芯科技産品架構

為了推動Chiplet技術的發展,奎芯科技已在澳洲布裡斯班、美國聖何塞等地建立了辦公室,加強與國際先進企業的合作。其Chiplet互聯方案以D2D(UCIe)IP和2.5D芯粒M2 IOD為核心,具有高帶寬、低延時、低功耗等優勢,支援多種封裝形态。

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IP企業的生态培養

IP公司之間的競争,除了各家技術上的獨特性,更多還要看建構生态的能力。Arm能夠成為移動時代王者的核心因素,除了CPU和GPU架構等核心 IP之外,還在于聯合下遊合作夥伴建立了“IP-晶片-應用”的一體化生态,進而形成市場高壁壘。Arm 僅2022年簽署的授權許可協定就達1767份,近五年客戶累計超過450個,其中包括 IBM、高通、英偉達、微軟、蘋果等全球知名公司,這為其搭建完善的生态系統供應鍊提供了基礎。

亞太廠商想要在産業鍊上與巨頭競争,搭建生态是繞不過的門檻。

奎芯科技董事長陳琬宜表示,奎芯科技作為供應鍊上遊企業,一直注重與下遊企業的緊密合作,已經與全球範圍内的XPU企業建構戰略聯盟,共同推進算力基礎建設。同時,奎芯科技也與全球頭部晶圓廠和封測廠進行技術合作,共同開發新工藝。

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奎芯科技董事長陳琬宜

在布局下遊管道時,奎芯科技關注的主要賽道包括AI伺服器、智能汽車以及消費電子中的AIPC和智能手機等領域。這些領域都是目前半導體行業增長的重要驅動力,也是奎芯科技全球戰略布局的重點。

在對于企業整體的發展,陳琬宜充滿信心:“長期來看,奎芯科技的願景是成為全球領先的內建電路IP和Chiplet産品供應商。我們将根據晶片産業的演進趨勢,持續打造基于互聯IP的Chiplet産品,積極響應快速發展的晶片和應用需求。同時,我們也将積極參與全球範圍内的産業合作和标準制定工作,為推動半導體行業的健康發展做出更大貢獻。”

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