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奎芯科技:智能時代的芯片上游企業(yè)如何突破?

半導體IP(Intellectual Property,知識產(chǎn)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(fā)成本。

作為產(chǎn)業(yè)鏈的最上游,IP對于半導體行業(yè)的重要性無需質(zhì)疑。2022年,全球IP市場實現(xiàn)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(yōu)、成本適中、技術密集度高、知識產(chǎn)權集中、商業(yè)價值昂貴,是集成電路設計產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)業(yè)要素和競爭力體現(xiàn)。

然而,在這個行業(yè)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(yè)高度集中,前三名市場占有率總和達到66.2%。IP行業(yè)市占率第一為ARM,ARM在處理器IP方面具有絕對優(yōu)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(chǎn)業(yè)的重要性不斷被凸顯。隨著新一輪行業(yè)周期的到來,集成電路行業(yè)又將迎來增長機遇。在集成電路產(chǎn)業(yè)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(chǎn)品供應商奎芯科技董事長陳琬宜表示,IP市場的發(fā)展熱點正在從處理器IP轉(zhuǎn)向接口IP,從IP轉(zhuǎn)向Chiplet。在技術熱點變化過程當中,初創(chuàng)公司將迎來新的發(fā)展機遇。

奎芯科技(M SQUARE)于2021年在上海注冊成立,是一家專業(yè)的集成電路IP和Chiplet產(chǎn)品供應商。我們致力于解決智慧經(jīng)濟時代芯片互聯(lián)和應用垂直整合問題。目前公司員工超170人,研發(fā)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(yè),如何在巨頭環(huán)伺的半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)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(yōu)勢,通過定制化服務和技術支持優(yōu)勢來縮小與國際主流廠商之間的差距,同時,企業(yè)還應積極尋求國際化發(fā)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(yè)面臨市場變化

隨著人工智能技術的發(fā)展,自動駕駛、AI服務器等領域迎來了爆發(fā)式的增長,而作為基礎硬件的半導體行業(yè)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(fā)展讓接口IP成為了市場熱點。

半導體行業(yè)是典型的周期性行業(yè),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(qū)間為2019年第三季度至2022年第二季度,下行區(qū)間為2022年第二季度至2023年,總體處于去庫存階段。行業(yè)券商的一份研報表示:主動去庫存結束,2024年半導體行業(yè)浮現(xiàn)周期上行信號。整體供給調(diào)整到位,隨著需求穩(wěn)步向上,芯片價格有望見底向上,半導體產(chǎn)業(yè)鏈即將開啟上行通道。

具體到IP行業(yè),根據(jù)market US預測,2022年全球IP行業(yè)市場規(guī)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(yè)市場規(guī)模將達到110億美元以上。

在IP行業(yè)中,發(fā)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(yè)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(shù)據(jù)中心、人工智能等對于互聯(lián)需求的爆發(fā)式增長,接口IP成為了發(fā)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(yè)務,目前已陸續(xù)推出LPDDR、PCle、SerDes、MIPI、USB、HDMI、DP、HBM等互聯(lián)接口IP,覆蓋6nm到180nm、多個晶圓廠超過400多個不同制程節(jié)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(xiàn)代數(shù)據(jù)中心正在從以CPU為中心轉(zhuǎn)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(xiàn)無縫高速通信的多節(jié)點、多GPU/AI系統(tǒng)的需求也在與日俱增。要打造功能強大且能夠滿足業(yè)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(yè)的快速發(fā)展和AI的發(fā)展,接口IP市場將迎來更加廣闊的發(fā)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(chuàng)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(nèi)部互聯(lián)技術實現(xiàn)多個模塊芯片與底層基礎芯片封裝在一起,形成一個系統(tǒng)芯片,以實現(xiàn)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(yè)成為了香餑餑。通過多個芯片的片間集成,Chiplet可以突破傳統(tǒng)單芯片的上限,進一步提高芯片的集成度,被視為延續(xù)摩爾定律的關鍵技術。對于行業(yè)而言,其價值在于,芯片設計企業(yè)只需要設計少量功能單元,即可搭建產(chǎn)品系列平臺,能極大地降低研發(fā)及量產(chǎn)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(yè)的重要發(fā)展方向,并已在全球范圍內(nèi)積極布局。她認為,代表云端和手機端硬件技術的大規(guī)模高性能芯片已經(jīng)接近或者超過最大光罩尺寸,降低產(chǎn)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(shù)據(jù)中心側逐步向邊緣和終端側(手機、汽車等)下沉,大規(guī)模高性能芯片持續(xù)推動Chiplet技術的演進。

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奎芯科技產(chǎn)品架構

為了推動Chiplet技術的發(fā)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(yè)的合作。其Chiplet互聯(lián)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(yōu)勢,支持多種封裝形態(tài)。

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IP企業(yè)的生態(tài)培養(yǎng)

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(tài)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(lián)合下游合作伙伴建立了“IP-芯片-應用”的一體化生態(tài),從而形成市場高壁壘。Arm 僅2022年簽署的授權許可協(xié)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(tài)系統(tǒng)供應鏈提供了基礎。

亞太廠商想要在產(chǎn)業(yè)鏈上與巨頭競爭,搭建生態(tài)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(yè),一直注重與下游企業(yè)的緊密合作,已經(jīng)與全球范圍內(nèi)的XPU企業(yè)構建戰(zhàn)略聯(lián)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(fā)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(yè)增長的重要驅(qū)動力,也是奎芯科技全球戰(zhàn)略布局的重點。

在對于企業(yè)整體的發(fā)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(chǎn)品供應商。我們將根據(jù)芯片產(chǎn)業(yè)的演進趨勢,持續(xù)打造基于互聯(lián)IP的Chiplet產(chǎn)品,積極響應快速發(fā)展的芯片和應用需求。同時,我們也將積極參與全球范圍內(nèi)的產(chǎn)業(yè)合作和標準制定工作,為推動半導體行業(yè)的健康發(fā)展做出更大貢獻?!?/p>




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