中国IP行业四大机会：AI与汽车，Chiplet和RISC-V

半导体IP是指集成电路设计中预先设计、经过重复验证的、可重复使用的功能模块。在整个芯片设计过程中，结合使用EDA软件与半导体IP能够有效缩短设计周期，降低设计成本。

根据半导体IP分析机构IPnest的统计数据，2022年全球设计IP同比增长20.2%，达到了66.7亿美元。在年均600多亿美元的全球芯片研发开支中，IP只占36亿美元，虽然占比只有5%，但其价值和影响力却远远超出用金钱衡量的份额。从市场价值来看，IP的全球市场规模只有几十亿美元，却带领着5000亿美元的半导体产业不断向前发展。

中国半导体IP行业正处于快速发展的阶段，根据第三方调研机构的数据，2022年中国半导体IP市场规模达到了119亿元人民币，并预计到2025年将达到198.8亿元人民币，2018-2025年的年复合增长率约为20%，这表明中国市场的增长速度超过了全球平均水平。

此外，国产IP在各个细分领域布局广泛，部分企业的销售收入、全球市场占有率已能位居前列。根据IPnest在2024 年的统计，从半导体IP 销售收入角度，芯原股份是中国排名第一、全球排名第八的半导体IP授权服务提供商；在全球排名前十的企业中，IP种类排名前二。

另外，在IPnest的2024年年度IP行业报告中显示，锐成芯微的模拟及数模混合 IP 排名挺进全球第二、继续保持中国第一的位置，无线射频通信IP继续保持中国第一，嵌入式存储IP继续保持中国大陆第一的排名位置。同时，锐成芯微跻身成为全球排名第10的物理IP提供商，相较上年提升了7个名次。

然而面对外界对先进工艺封锁愈演愈烈，国内能力又无法短时间内达到要求的情况，中国芯片行业正面临工艺路径分岔的抉择。而IP是芯片设计上游供应链中技术含量最高的价值节点之一，IP厂商需要与EDA公司、芯片设计公司和Foundry等产业链上下游紧密合作，来推动整个产业链的发展。

能否通过Chiplet（芯粒）、异构封装等新技术来减少对国外高端制造工艺路径依赖？智能化浪潮下，中国IP企业能否在AI芯片、汽车芯片上攻下一些山头？最核心的CPU IP方面，RISC-V真的能和Arm、x86三足鼎立了吗？带着这些问题，《电子工程专辑》在ICCAD 2024上采访了多家中国领先的IP企业。

Chiplet和UCIe标准在中国推广的如何了？

作为IP领域的领军企业，芯原股份正在积极推动Chiplet的落地。芯原股份创始人、董事长兼总裁 戴伟民 强调了成为真正的Chiplet供应商所需的三个核心条件：有先进芯片设计能力（特别是先进工艺如5纳米和3纳米）、掌握先进的封装技术以整合不同工艺的模块，以及拥有高质量的IP组合。

芯原股份创始人、董事长兼总裁 戴伟民

“Chiplet颗粒的核心是高质量的IP。”他指出，芯原在上述三个方面都有深厚积累，除了拥有6大类核心的处理器IP，以及1600多个数模混合和射频IP，在芯片设计方面，芯原已经有5nm芯片设计项目一次流片成功的经验，并正在进行多个4nm/5nm项目的研发。公司也成功完成了CoWoS项目设计，并正在推进面板级封装技术的研究。这让芯原在推进Chiplet技术方面具有独特优势。但是戴伟民也强调，“不要为了追求Chiplet概念而过度分割芯片设计，要综合考量应用需求和性价比。”

戴伟民提到了两个主要的Chiplet应用赛道：云上AI训练与自动驾驶。中国在自动驾驶领域具有领先优势，并且有意愿采用Chiplet技术来提升汽车的可靠性和适应不同的AI需求级别。他认为，国内新能源汽车制造商可能会率先采用Chiplet技术， “这一时间节点已经领先于欧美在汽车芯片Chiplet化的商业落地时间表。汽车芯片走Chiplet之路已经在全球领先汽车企业中形成了共识。中国的快速反应和布局将有利于延续我们在新能源汽车领先全球的发展势头。”

奎芯科技联合创始人 唐睿 分享了奎芯科技如何利用其接口IP和I/O Die的技术优势，在高性能计算（HPC）领域推动Chiplet的发展。通过集成最新的UCIe标准，奎芯已经在ML100 I/O Die上实现技术突破，该产品集成了最新的32Gbps UCIe IP，有效提升了内存带宽和计算节点内的内存容量，能够实现与HBM内存的有效连接，不仅提高了性能，还降低了封装成本。此外，面对美国对中国大陆的技术限制，Chiplet方案有助于国内公司更灵活地获取流片资源，同时增强了产业链的安全性。

奎芯科技联合创始人 唐睿

关于UCIe标准在国内的发展情况，唐睿表示虽然初期业界对其寄予厚望，但实际上不同IP公司之间的互联互通仍然是一个重大挑战。奎芯在UCIe IP方面具有先发优势，公司致力于构建开放生态，为客户提供灵活性和互操作性的解决方案，特别是在支持2D和2.5D封装实现、16G及32G速度的标准IP方面取得了进展。

UCIe 2.0标准将推动Chiplet技术从平面向立体发展，这是行业发展的必然趋势，但奎芯目前重点仍然放在巩固2D和2.5D技术的基础上，尚未规划3D技术。至于国内2.5D封装能力不足的问题，唐睿认为这既涉及到晶圆厂也涉及到封测厂，需要整个芯片制造行业的共同努力来解决。

针对车规芯片，RISC-V可以做些什么？

今年11月，东风汽车推出了基于芯来科技NA900系列内核的DF30，这是行业内首款基于RISC-V多核架构并符合AUTOSAR标准的MCU产品。然而，在车载领域，Arm内核依然占据主导地位。当前RISC-V在车载MCU领域的应用面临哪些关键问题？什么时候能实现大规模应用？

芯来科技创始人 胡振波 针对RISC-V在车载领域的应用现状和发展前景进行了详细的阐述。他指出，考虑到芯片行业的周期性（从设计到量产通常需要两三年），RISC-V在车规芯片中的进展速度其实已经算非常迅速了。

他提到，国内已经有数十家汽车芯片公司正在使用芯来的RISC-V CPU IP进行相关产品的开发，“这表明RISC-V在这一领域的接受度和应用速度还是比较快的。”只是很多芯片公司在宣传上相对低调， 所以对普罗大众而言RISC-V的感知度有限。

芯来科技创始人 胡振波

同时胡振波也承认，在任何新技术都会遇到挑战，特别是CPU这种特殊的IP。对于RISC-V来说，主要的问题在于软件生态系统的建设。

不过，胡振波认为这一点在车规市场反而有希望能够解决，因为车辆内部的固件、操作系统和Tier-1供应商框架都是比较封闭、有限且可控的，这意味着只需要解决特定范围内的兼容性和认证问题即可。因此，如果国内产业能够协同合作，共同推动软件、应用、开发工具及编译器的发展，那么RISC-V在国内车规市场的前景是非常有希望的。

RISC-V作为一种计算IP，可以将其应用场景宏观地分为两个领域：“看得见”的计算场景（如智能座舱等）和“看不见”的计算场景（如雷达、摄像头、传感器、ECU等）。胡振波认为，在前者中，Arm+Android生态在这一领域占据主导地位，短期内RISC-V的软件生态还是有距离的；但在后者中，RISC-V有很大的发展空间，因为这些组件对软件生态的依存度不高，只要达到行业标准并通过认证，就可以被采用。随着时间推移，即使消费者可能不会直接感知到，但RISC-V仍将以一种悄无声息的方式渗透进汽车这些“看不见”的部分，为整个行业带来革新。

目前，国内汽车供应链安全受到广泛关注，此前四大行业协会建议减少对国外芯片的依赖。“真正的产业落地仍需努力。” 胡振波认为，当前正是RISC-V在中国落地的最佳时机，抓住这一时间窗口很重要，芯来也正积极与产业链上的合作伙伴一起携手前进。

RISC-V生态破局要靠谁？

在讨论RISC-V生态时，胡振波指出，RISC-V的生态发展具有其独特性，已经不再依赖单一公司的努力。“RISC-V作为一个国际标准，其生态是全行业共同推动的结果，全球的大中型公司、创业公司、科研院所、政府等都在为RISC-V生态的成熟贡献力量。”胡振波认为，RISC-V生态会因为行业整体的推动而不断进步，所有的RISC-V的参与者都会相应的水涨船高。芯来科技也在通过各种方式，为RISC-V生态的发展贡献自己的一份力量。

胡振波进一步介绍了芯来科技RISC-V IP 2.0模式，这是芯来科技为解决本土客户痛点而推出的新模式。他解释说，传统的IP授权模式是按项目进行，这导致了高门槛、高决策成本和长决策时间。芯来科技的2.0模式包括两个主要方面：

1. 随芯包模式：这种模式将传统的单个项目授权制转变为订阅制。在订阅期内，客户可以不受限制地在所有项目中使用RISC-V CPU IP，享受全方位的技术服务和升级更新。这种模式简化了本土客户的获取流程并降低准入门槛，缩短了决策周期，降低了商务谈判的成本，使得更多本土企业能够快捷地采纳RISC-V IP和技术。
2. 子系统模式：这种模式针对SoC设计中80%的共性需求，以及本土芯片公司面临的人员、时间和资金紧张问题，芯来科技不仅仅是提供CPU IP，还包括总线、SoC常见外设等共性IP。芯来科技通过丰富的全栈自研IP和平台化的搭建，能够快速为客户提供定制化的SoC子系统，包括CPU、总线、外设以及配套软件等，颠覆式地减少客户的工作量和时间，赋能客户专注于其自身独特的20%价值创造部分。

胡振波强调，RISC-V IP 2.0模式能为本土客户带来独特价值，芯来科技已经服务了近300家客户，并在子系统方面服务了近100家客户。 

RISC-V在AI芯片中扮演的新角色

在AI芯片领域，RISC-V CPU IP的应用也日益增多。胡振波解析了RISC-V CPU IP在AI芯片设计中扮演的多重角色及其带来的新业务机会。

首先它是一种替代传统CPU IP的选择。在构建AI芯片时，CPU IP作为SoC中的控制单元是不可或缺的。过去，企业主要依赖获取ARM CPU IP授权。然而，随着RISC-V的兴起，它提供了更为灵活且成本效益更高的替代方案。对于寻求降低授权费用并希望拥有更大定制空间的企业来说，RISC-V CPU IP成为了一个理想选择。这不仅促进了市场竞争，为客户提供了一个更具性价比和灵活性的选择，也为芯来科技这样的RISC-V IP供应商创造了新的商业机会。

其次，支持可编程性的小型RISC-V内核开始成为AI芯片基础元素。AI算法快速迭代的特点促使了NPU设计思路的变化——从完全硬化的专用电路转向包含一定比例可编程组件的设计。为了应对算法的频繁更新，许多公司在其大型NPU中嵌入众多小型RISC-V内核，这些内核充当基础计算单元，能够实现更高效的可编程计算能力。这种做法不仅提高了系统的适应性和响应速度，同时也降低了开发难度和成本。相比Arm内核，使用RISC-V内核可以避免高昂的授权费用和技术限制，同时允许更多的修改和扩展。此外，RISC-V的开放标准特性使得公司可以选择自研或购买合适的RISC-V IP，简化了开发流程。

最后，高性能并行计算CPU IP（或称为VPU IP）可辅助NPU处理复杂算子。随着AI模型复杂度的增加，特别是那些不再局限于简单矩阵运算而是涉及到更多种类、更加复杂的算子，AI芯片需要额外的支持来处理这些通用但复杂的计算任务。为此，除了强大的NPU外，还需要一个或多个高性能的并行计算CPU IP，以辅助处理灵活的算子。这类CPU IP通常具备高向量宽度（例如512位或1024位），以便高效地执行多种类型的数学运算。由于Arm提供的SVE扩展过于昂贵且主要面向通用服务器领域，而支持标准RISC-V Vector指令集的RISC-V CPU IP成为了一个极具吸引力的选择。目前，在国内，芯来科技的NI900系列CPU IP是最具代表性的高性能并行计算CPU IP，受到了很多本土AI芯片公司的青睐，被用于提供辅助性的高性能计算能力。“高性能并行计算CPU IP（或称为VPU IP）这一角色不是要替代NPU，而是作为不可或缺的一部分来辅助NPU完成通用性计算。” 胡振波说道。

放弃路径依赖后，IP企业如何与Foundry协同？

随着DTCO（设计到制造协同优化）、STCO（系统到制造协同优化）等概念的兴起，EDA（电子设计自动化）厂商、IP（知识产权）企业和晶圆代工厂之间的合作日益紧密。

针对国内IP企业如何与全球领先的晶圆厂合作，确保在先进的工艺上保持领先，以及这种合作模式对未来产品开发的影响，锐成芯微CEO 沈莉 表示，物理IP的特点在于紧跟工艺发展，需要在特定的工艺节点上，利用晶圆厂提供的PDK（工艺开发包）进行开发。

锐成芯微CEO 沈莉

因此 沈莉 认为，与业界领先的晶圆厂保持密切沟通至关重要。一方面，可以通过客户驱动，为客户定制射频类IP；另一方面，也可以超前于客户的应用需求，与晶圆厂进行前期交流、沟通及布局，配合其新工艺IP的前期规划，提前验证IP。这两种方向都是物理IP厂商的重要发展路径。

对于整个产业而言，提前于客户的应用需求布局IP的重要性逐渐显现。随着大模型应用、边缘AI等需求的兴起，对IP的性能开发提出了更高要求，如功耗更低、性能更强、传输更远等。这推动了IP企业的不断创新和内部迭代。“同时，晶圆厂的工艺也在不断演进，从40纳米、28纳米逐渐发展到6纳米、5纳米，这既是为了满足晶圆厂的布局需求，也是为了满足客户的应用需求而推动。” 沈莉 说道。

在谈到国产高性能芯片的突破之路时，芯耀辉副总裁 何瑞灵 表示，面对当前形势，国产高性能芯片需要在摒弃路径依赖的基础上寻求突破。国产IP在半导体的国产替代进程中很重要，国内IP企业在创新方面做了很多努力，虽然不能完全解决问题，但正在尝试适应和解决问题。

针对半导体先进工艺分岔和国内先进封装技术落后的问题，何瑞灵指出，国内先进封装与国际水平确实存在差距，同时行业封装和制造的物理规律也无法被打破。从IP角度来看，可以通过优化设计和创新来加速技术推出。

例如，在DDR5速率提升方面，国内IP企业在低于主流工艺的节点上实现了更快的速率，这既满足了市场需求，也体现了创新的力量；面对某些技术限制，如HBM所需的深沟槽电容器（DTC）密度，可以通过优化设计参数（如降低目标值）来加快产品上市速度，尽管这可能意味着一定的性能折衷。

同时何瑞灵表示，Chiplet技术也是一种解决方案，在国内缺乏顶级先进封装能力的情况下，也能通过组合不同工艺节点的芯片模块实现性能提升。“对于不需要极致性能的应用场景，可以在传统GE电路板上实现UCIe标准，从而绕过对先进封装技术的依赖。”

如何看待国产替代和行业内卷？

随着美国在高科技领域对中国的限制加剧，芯片设计环境的国产替代成为一个重要发展方向。那么当前半导体IP的国产化程度目前达到什么层次了？

唐睿 表示，目前还没有具体的统计数据来衡量国产化的程度，但实现全产业链端到端的国产化任重道远。“从工程师的角度出发，架构师通常会选择最熟悉且成熟的IP和EDA工具以确保任务的成功交付，而不是基于情感选择国产工具或IP。因此，单纯追求国产替代而不考虑为客户创造价值是不可行的。”

当前，Chiplet技术是一个国内公司可以抓住的变局机会。唐睿认为，虽然国外公司在Chiplet方面起步较早，但实际产品并不多。对于中国而言，由于工艺受限，7-12纳米芯片可能就需要采用Chiplet来实现算力突破、功能叠加和异构集成等创新路径。这不仅为国内公司提供了超越现有框架的可能性，还促使它们开发出真正独特的产品和服务，而非简单替换。此外，国内上游IP公司在支持本土Fabless方面表现出更高的灵活性和支持力度，能够快速响应客户需求，这也是一个重要的竞争优势。

面对模拟芯片行业内的激烈竞争和价格战，锐成芯微作为国内最大的模拟IP供应商，提供的IP不仅服务于模拟芯片厂商，还包括大量数字芯片厂商的模拟模块需求，因此模拟芯片市场的波动对其影响有限。

沈莉 提到，锐成芯微的产品线和工艺布局比较均衡，特别是在电源类芯片领域，已经与国内一些领先的模拟芯片企业建立了合作关系，并提供存储类IP支持。随着市场发展周期的波动，长期稳健的可能是少数大型企业，而作为IP提供商，锐成芯微不仅与大型企业合作，也服务那些有潜力的企业和其他中小客户，同时支持与配合他们向更深工艺定制化方向的发展。

针对产业加速整合的现象，沈莉 认为，整合是行业发展的一个自然结果，但在整合之前，更重要的是加强交流与合作。例如，在EDA和IP领域，除了三大巨头（Synopsys\Cadence\西门子EDA）之外，许多小公司也拥有独特的创新点，可以助力模拟IP的优化和发展。“整合应当是一个水到渠成的过程，最终目的是为了实现双赢。整合之后，整个中国半导体产业将继续向上成长。中国庞大的人口基数意味着巨大的国内市场潜力，经历了以创新驱动的小企业和创业公司整合而成的大企业，将更具有活力和创新能力。。”

此外，中国企业不仅可以着眼于国内市场，还可以拓展海外市场，这是一个更大的发展空间。沈莉 引用了联发科技（MediaTek）董事长蔡明介书中关于中国台湾地区PC周边产业发展历程的例子，说明即使是在外部市场需求驱动下，也可以建立起强大的产业链和技术能力。因此，整合只是中国半导体产业发展过程中的一个环节，未来还有广阔的发展空间等待挖掘。

未来发展规划

何瑞灵 表示，芯耀辉专注于国产先进半导体IP业务，提供包括研发、授权、定制和服务在内的一揽子IP解决方案。公司在国产先进工艺或主流先进工艺上拥有全套接口IP以及Foundation IP的全套解决方案，涵盖了PCIe、DDR、HBM、UCIe、USB、MEP、HDMI以及小IP如SDMMC、MIPI等99%用户会用到的IP，这些IP都有量产和验证的经验。

芯耀辉副总裁 何瑞灵

“目前芯耀辉已经成功实现了从传统IP到IP2.0的战略转型。” 何瑞灵 说道，通过一站式完整IP平台解决方案实现了全面升级，不仅提供高性能低功耗、高度兼容的高速接口IP，还配套提供基础IP和控制器IP，帮助SoC客户从外到内提升性能。注重产品的可靠性、兼容性与可量产性，并提供系统级封装支持，优化PHY布局、Bump和Ball排布，提升量产性能，帮助客户加速产品上市。

同时，芯耀辉通过整合完整的子系统资源，从方案制定到集成验证，再到硬化和封装测试，提供端到端的解决方案。此外，公司积极推动国产供应链，提供Substrate和Interposer设计参考，协同上下游产业链，助力产业技术突破。

沈莉在谈到公司未来是否考虑向市场规模更大的处理器IP或接口IP拓展时表示，“锐成芯微短期内仍将致力于物理IP的研发和产品线拓展。”同时，随着国内设计公司对处理器IP和数字类IP的需求增加，公司将以积极开放的态度与这些IP企业和客户企业合作，共同创建更好的IP平台，包括数字+物理的平台，以更好地服务新的应用需求。

结语

中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军教授在ICCAD 2024的演讲中提到，中国IC设计行业2024年成长率11.9%，而全球范围内这一数字是19%。虽然看上去中国的成长率落后于全球平均值，但是加上2022年的数据一起看，中国这两年的增长还是高于全球的（EETC注：全球数据在2022、2023年下滑严重，导致2024年成长值偏高，而中国则保持稳步增长）。

明年会更好还是更差？在采访最后，各位受访嘉宾也在总结性发言中，或对2025年半导体行业的趋势进行展望，或对公司发展做出规划。

戴伟民表示，按照目前的发展情况，中国半导体行业接下来肯定会出现并购潮。然而，并购并非易事，尤其是“人”的问题，如不同公司的文化融合等。他强调了开放合作的重要性,建议创业者心态要摆正，初期不要过于计较并购价格，能够迅速并入“航空母舰”级别的大公司，对于今后的股票价值是有益的。

沈莉对2025年保持观望态度，但长期而言充满信心。她引用了Gartner的技术成熟度曲线，认为技术发展经历高峰期和泡沫挤掉后，回归理性的阶段是一个非常理想的时机，此时能将创新成果实地落地应用。她指出，目前中国半导体行业正在经历回归理性的过程，看好由AI、汽车等带来的新增长点，“大家抱团合作，避免非理性或无序的内卷和竞争，通过资本运作实现资源整合等方式渡过这个周期。整个行业目前非常缺专业人才，尤其是在新兴应用领域如AI和汽车电子方面，将涌现大量新的应用，中国半导体行业在回归成长周期时，将迎来广阔的市场需求。”

唐睿表示，很难对2025年做出预测，但从微观层面来看，项目还是在有条不紊推进当中。他提到，尽管最近有一些新的限制出现（例如台积电对7纳米客户的自查），但需求仍在，只是被变成了另外一个晶圆厂的替代方案或退阶方案。他认为，“半导体行业从全球角度看，复苏是不均匀的，只有AI复苏了，但2025年那些原来没有复苏的行业会跟进复苏和提升。”同时，他也提到了三个交叉赛道都处于早期阶段，包括AI对芯片的要求、Chiplet的发展和全面芯片国产化，因此未来可期。

何瑞灵指出，芯耀辉的服务覆盖HPC、AI、通讯、网络、汽车、物联网和消费类电子等多个应用领域。公司未来的侧重点会根据市场情况调整，但基本能够支持99%的应用需求。“与芯片设计公司的业务模式不同，芯耀辉专注于IP的研发和服务，而芯片设计公司则专注于自己的芯片设计和差异化。芯耀辉的目标是帮助客户将更多资源投入到芯片架构和差异化设计上，提高市场竞争力。”

胡振波则谈到在IP层面上，过去中国非常依赖于海外大IP公司的供应，尤其是CPU领域。然而，RISC-V的出现不仅在全球范围内形成了一个新的生态机会，也为本土产业链带来了前所未有的机会。因为RISC-V是开放的标准，不是某个公司或国家私有的标准，所以只要本土公司开发的相关RISC-V技术、IP和芯片，就可以做到本土供应链的自主可控。在SoC层面上，他提到了Chiplet技术可以很好地发挥我们本土成熟工艺或多元化工艺的优势，也许能够开辟出新的业态和生态。