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      奎芯科技:智能時代的芯片上游企業如何突破?

      半導體IP(Intellectual Property,知識產權),通常也稱作IP核(IP core),指芯片設計中預先設計、驗證好的功能模塊,主要服務于芯片設計,因部分通用功能模塊在芯片中被反復使用,半導體IP即為此類預先設計好的功能模塊,從而在芯片設計中結合使用專用的軟件與半導體IP來縮短芯片設計周期、降低開發成本。

      作為產業鏈的最上游,IP對于半導體行業的重要性無需質疑。2022年,全球IP市場實現了超過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倍價值的芯片市場。

      IP由于性能高、功耗優、成本適中、技術密集度高、知識產權集中、商業價值昂貴,是集成電路設計產業的核心產業要素和競爭力體現。

      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%,第二第三分別為Synopsys和Cadence。

      人工智能時代,集成電路產業的重要性不斷被凸顯。隨著新一輪行業周期的到來,集成電路行業又將迎來增長機遇。在集成電路產業鏈中,位于最上游的IP無疑最先感受到市場的變化。

      集成電路 IP和Chiplet產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,初創公司將迎來新的發展機遇。

      奎芯科技(M SQUARE)于2021年在上海注冊成立,是一家專業的集成電路IP和Chiplet產品供應商。我們致力于解決智慧經濟時代芯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。

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      一家IP和Chiplet企業,如何在巨頭環伺的半導體產業發展壯大?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持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爭力。

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      半導體行業面臨市場變化

      隨著人工智能技術的發展,自動駕駛、AI服務器等領域迎來了爆發式的增長,而作為基礎硬件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號。整體供給調整到位,隨著需求穩步向上,芯片價格有望見底向上,半導體產業鏈即將開啟上行通道。

      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400億人民幣);2023至2032之間的年均增長率約為6.7%,到 2032 年全球集成電路IP行業市場規模將達到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也因此成為市占率最高的IP種類,然而隨著近年數據中心、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,接口類別占所有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,覆蓋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是基礎硬件中芯片領域最不可或缺的組成部分。從趨勢上看,現代數據中心正在從以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芯片之間實現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臺,可擴展的快速互連必不可少。

      因此,陳琬宜認為,隨著半導體行業的快速發展和AI的發展,接口IP市場將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爭。

      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,也叫小芯片,它是將一類滿足特定功能的die(裸片),通過die-to-die內部互聯技術實現多個模塊芯片與底層基礎芯片封裝在一起,形成一個系統芯片,以實現一種新形式的IP復用。

      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餑餑。通過多個芯片的片間集成,Chiplet可以突破傳統單芯片的上限,進一步提高芯片的集成度,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,芯片設計企業只需要設計少量功能單元,即可搭建產品系列平臺,能極大地降低研發及量產的成本。

      陳琬宜透露,奎芯科技將Chiplet技術視為未來半導體行業的重要發展方向,并已在全球范圍內積極布局。她認為,代表云端和手機端硬件技術的大規模高性能芯片已經接近或者超過最大光罩尺寸,降低產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。后摩爾時代,Chiplet架構的應用將由集群數據中心側逐步向邊緣和終端側(手機、汽車等)下沉,大規模高性能芯片持續推動Chiplet技術的演進。

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      奎芯科技產品架構

      為了推動Chiplet技術的發展,奎芯科技已在澳洲布里斯班、美國圣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,支持多種封裝形態。

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      IP企業的生態培養

      IP公司之間的競爭,除了各家技術上的獨特性,更多還要看構建生態的能力。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,還在于聯合下游合作伙伴建立了“IP-芯片-應用”的一體化生態,從而形成市場高壁壘。Arm 僅2022年簽署的授權許可協議就達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態系統供應鏈提供了基礎。

      亞太廠商想要在產業鏈上與巨頭競爭,搭建生態是繞不過的門檻。

      奎芯科技董事長陳琬宜表示,奎芯科技作為供應鏈上游企業,一直注重與下游企業的緊密合作,已經與全球范圍內的XPU企業構建戰略聯盟,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

      在布局下游渠道時,奎芯科技關注的主要賽道包括AI服務器、智能汽車以及消費電子中的AIPC和智能手機等領域。這些領域都是當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,奎芯科技的愿景是成為全球領先的集成電路IP和Chiplet產品供應商。我們將根據芯片產業的演進趨勢,持續打造基于互聯IP的Chiplet產品,積極響應快速發展的芯片和應用需求。同時,我們也將積極參與全球范圍內的產業合作和標準制定工作,為推動半導體行業的健康發展做出更大貢獻?!?/p>




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