芯片ip授权费用一般多少-财硕| 芯原距离芯片IP之王ARM还有多远？

记者| 曹丽丽

编辑| 陈飞霞

“你认为整个半导体行业最好的工作是什么？” 有记者曾问ARM CEO Warren East这个问题，“Mine。（我的）”Warren的回答带着一丝隐晦。 自豪的。

沃伦确实有这样的信心。 作为全球顶级芯片IP设计公司ARM的CEO，他几乎掌控着全球大多数芯片设计公司的命脉。

所谓芯片IP是指芯片中预先设计并经过验证的功能模块。 芯片设计公司以类似于搭积木的方式购买IP，以实现特定功能，缩短芯片开发时间。 高端芯片IP可谓“芯片之巅”。 它处于全球芯片产业链金字塔的顶端，其技术壁垒不亚于光刻机。

在芯片IP市场，ARM无疑是王者，市场份额达到40.9%。 去年市场份额排名前十的企业中，只有一家中国企业芯原（688521.SH），市场份额为1.8%，排名第七。

上周，去年营收13.4亿元、净利润亏损4200万元的芯原在科创板挂牌，成为A股芯片IP第一股。 新股效应结合概念题材，导致芯原股价大幅上涨。 目前市值约为620亿元。

芯原正在尝试创建自己的生态系统，但在向 ARM 进军的道路上至少存在两个主要障碍。

芯片IP三十年

如果说英特尔的封闭架构代表着“中心化”，那么ARM打造的芯片IP模型则代表着“分封”。 ARM开启了一个新时代。

1990年，苹果、Acorn和VLSI合资成立了ARM。 苹果最初的投资是为了确保其Newton PDA产品的芯片供应。 然而，事与愿违，牛顿PDA并没有成功。 ARM被迫改变策略，不再直接销售芯片，而是以IP的形式将芯片设计授权给其他公司。

该模式的运作方式是这样的：半导体公司向ARM支付固定的许可费（License），获得一次或多次使用ARM IP的权利。 在芯片量产并销售后，半导体公司还将向ARM支付基于单位的专利使用费。

这种做法类似于“分封”。 ARM将部分权力授予“诸侯”，即芯片设计公司。 好处是，在后续的移动互联网、物联网时代，碎片化的应用场景将会越来越多，更适合“诸侯”占据。 然而，“中心化”的英特尔无法触及全部，ARM 理所当然地获得了更大的领地。 当然，“联邦制”也有弊端。 ARM的营收规模远小于英特尔。

1993年，ARM成功将其芯片IP授权给德州仪器。 获得德州仪器背书，标志着芯片IP商业模式得到验证。 1997年11月，诺基亚发布了6110手机，这是第一款内置游戏的手机。 贪吃蛇游戏也被认为是历史上第一款手机游戏。 该手机的芯片是德州仪器公司基于ARM的处理器。 知识产权研发。

ARM的发展步入快车道，并于次年于1998年上市。

ARM的财报显示，其收入分为五类：许可费、版税、开发系统、咨询和服务支持培训。 2000年至2002年间，许可费是主要收入来源，其次是可观的服务和咨询收入。 在此期间，ARM还处于扩大“朋友圈”的阶段，让其芯片IP得到更多芯片厂商的认可。

2003年，随着3G在全球的大规模商用和手机销量的爆发，ARM基于芯片出货量计算的专利费率开始上升。

2007年，iPhone1发布，手机进入智能手机时代。 智能手机需要更快的计算速度。 iPhone1采用了ARM11处理器，进一步凸显了ARM处理器IP的重要性。 2008年，ARM的特许权使用费收入超过了许可费，并且此后一直保持这一趋势。 全球几乎所有智能手机处理器都采用ARM架构，ARM已经进入了向全球芯片公司“收税”的阶段。

以ARM7芯片IP为例，可以看到完整的“征税”机制。

2007年之后，ARM7授权的授权数量基本保持不变，ARM也早已停止支持该芯片IP。 但截至2011年，使用该IP的芯片出货量仍在快速增长，ARM一直在收取相应的专利费。

从上图可以看出，芯片IP公司的收入具有后期制作的特征，特许权使用费收入可能在芯片IP获得授权多年后才出现。

这或许是孙正义愿意以43%溢价收购ARM的原因之一。 2016年，软银集团以217亿英镑将ARM私有化。 以ARM 2015年净利润3.39亿英镑计算，此次收购的静态市盈率约为64倍。

私有化和退市并没有影响ARM的行业地位。 2019年，ARM仍以40.9%的市场份额位居芯片IP市场第一，紧随其后的是两大EDA软件公司：Synopsys（以下简称新思科技）和Cadence（以下简称Cadence电子）。 在本次排名中，芯原以1.8%的市场份额排名第七。

芯原的艰难升级

作为后来者，没有品牌背书、没有生态系统的芯原能否复制ARM模式？

芯原选择了一种称为 SiPaas（芯片设计平台即服务）的模型。 在这种模式下，除了半导体IP授权服务外，公司还为客户提供一站式芯片定制服务。

目前，市场上的芯片定制服务公司主要分为以下几类。 第一类有晶圆厂作为股东。 它最初成立是为了给晶圆厂带来业务，但客户无法选择晶圆厂。 典型例子有法拉第电子、创意电子等； 第二种是与 EDA 工具和 IP 捆绑在一起。 这些公司通过设计服务将其设计方法论、IP和EDA工具渗透到特定的客户项目中，从而间接推广EDA工具。 销售，典型公司如Synopsys科技、Cadence电子等； 第三类是晶圆厂中立型，可以根据不同晶圆厂工艺特点和产能，为客户提供多元化的选择和灵活的服务，例如芯原。

三类模型的诞生是必然的。 第一类公司与晶圆厂关系密切，在排产优先级和成本方面具有优势。 但如果晶圆厂的工艺节点落后，反过来又会限制其发展。 第二类公司的主营业务是EDA工具和IP，利润率极高，而服务利润率则相对较低。 服务仅是对主营业务的补充，并非其发展重点。

芯原作为第三类的存在，与其发展路径有关。

芯原最初的业务是为中芯国际（688981.SH、0981.HK）提供标准单元库。 2004年，公司收购国内芯片设计服务商上海中华，获得了系统级芯片的研发设计能力。 结合原有设计能力，公司开始推出从规格定义到芯片成品的一站式芯片定制服务。

这种模式源于芯原董事长戴为民对行业的判断芯片ip授权费用一般多少，即芯片行业的分工有不断细化的趋势。

20世纪70年代以来，美国将半导体系统组装、封装测试等低利润环节转移到日本等地区，导致半导体行业首次出现细化分工。

20世纪80年代至90年代，台湾台积电和联电两家晶圆厂的诞生，推动了全球半导体产业从IDM（集成器件制造）模式逐步向Fabless+晶圆代工模式转变，推动了第二波晶圆代工浪潮。半导体行业。 分工细化。

21世纪以来，芯片设计难度和成本快速增加，促使芯片设计行业进一步分裂为半导体IP厂商和轻设计厂商，形成目前正在进行的第三次分工。

轻设计芯片厂商一般只做自己擅长的核心部分。 例如，被苹果收购的以色列视觉传感器初创公司PrimeSense，只将核心3D视觉算法部分制作成芯片，将非核心部分留给芯原进行定制，这样可以加快芯片生产速度。 生产进度。 此外，大型互联网公司、系统厂商和成熟的芯片公司也有类似的定制需求。

从营收结构来看，芯原2019年一站式芯片定制业务营收为9亿元，占比67.33%； 芯片IP授权业务收入4.37亿元，占比32.67%。

其中，一站式芯片定制服务又可分为芯片设计和芯片量产服务。 芯片设计涵盖向客户交付芯片样品之前的步骤，量产业务则为芯片量产提供生产管理服务； 芯片IP授权业务分为授权费和特许权使用费（即特许权使用费）。

2019年，芯原的授权费同比增长60%，达到3.4亿元，远高于9470万元的特许权使用费。 这与ARM早期的情况类似，表明该公司仍处于快速扩大“朋友圈”的阶段。 量产的芯片相对有限。

从毛利率来看，2019年公司一站式芯片定制业务毛利率仅为13.66%，而芯片IP授权业务毛利率高达94.78%。

芯原之所以愿意做毛利率极低的一站式芯片定制业务，是基于三点考虑。

一是与IP授权业务的协同。 通过为客户提供定制芯片服务，公司逐渐获得客户信任，促使客户尝试公司芯片IP卡通人物，希望客户在使用公司芯片IP后需要定制服务。

二是量产业务的潜在灵活性。 量产业务根据交付的芯片数量定价。 生产流程跑通后，公司几乎不需要人员支持，毛利基本与净利润相当。

但由于公司量产业务芯片出货量从2018年的96,821片下降至2019年的79,123片，导致2019年量产业务毛利润同比下降24%，量产灵活性下降业务还没有出现。

三是强化技术壁垒，降低风险。 随着先进工艺节点不断向7nm甚至5nm演进，芯片设计成本越来越高。 在7nm的主流应用时期，单芯片的研发成本比28nm增加了近5倍，随之而来的是更高的研发风险。 这种风险让中小型甚至一些大型芯片设计公司望而却步。 但芯原可以花客户的钱，不断提升其技术团队在先进工艺节点的设计能力。 芯原不承担芯片产品终端市场销售的风险和费用、库存风险和费用以及对最终用户的技术支持。 业界首款采用三星EUV光刻机生产的10nm芯片，是芯原为矿机厂商亿邦国际专门定制的。 利用这种模型，芯原可以跟上最先进的工艺节点。 目前，公司在掌握7nm设计的基础上，搭建了5nm FinFET设计平台。

需要指出的是，芯原的一站式定制芯片服务只是规避了芯片研发的经济风险，但诉讼风险依然存在。 亿邦国际以“晶圆质量缺陷”为由将芯原告上法庭，索赔1.78亿元，目前案件仍在审理中。

研发继续，但亏损仍在继续？

从以上分析不难看出，芯原已经建立了一定的技术壁垒。 但在成为行业巨头之前，还存在诸多困难。 前面至少有两个障碍。

持续大量研发投入带来的损失是芯原面临的第一道坎。

在芯片IP行业，大多数企业的研发费用占营收的30%到40%，有的企业在某些年份甚至可以达到70%。 由于ARM的规模效应，这个比例可以降低到30%以下。

2016年至2019年，芯原研发费用占营收比例在37%至30%之间波动。 这个比例虽然不高，但已经让公司不堪重负。

2019年，芯原扣除费用后亏损1.01亿元。 公司全年研发费用为4.25亿元，占营收的31.7%，在A股半导体公司中排名第二。

由于芯片设计公司以研发人员为主，因此公司员工数量与研发费用相对应。 截至2019年底，芯原员工总数为936人，低于威尔公司（603501.SH）、紫光展锐微电子（002049.SZ）和汇顶科技（603160.SH），在芯片设计公司中排名第四。

然而，研发人员的大量支出并没有给公司带来快速增长。 2016年至2019年，芯原营收复合增长率仅为16.7%。 2019年人均收入为143万元，远低于A股半导体设计公司人均收入中位数234万元。 从这一点来看，芯原目前的研发转化效率较低。

另一方面，芯原的投资似乎紧跟ARM的步伐。 ARM于2016年被私有化并退市，从2017年开始，ARM的研发费用大幅增加，净利润直线下降。

行业领导者在研发方面投入如此之多，这给所有同行带来了压力。

正如芯原招股书中所提示的风险：“为保持技术领先性，公司未来将继续较高的研发投入，如果公司经营的规模效应不能充分体现，则可能面临被淘汰的可能性。”未来一定时间内无法运营。” 利润风险。”

在盈利不确定的情况下，芯原的规模效应，即营收增速何时能体现出来，还有待观察。

芯原的真正野心

芯片IP产业生态是芯原面临的第二道坎。

创建生态是芯片企业的最高境界，而生态恰恰是国产芯片的软肋。 其中芯片ip授权费用一般多少，围绕指令集形成的生态最为关键。

指令集是计算机芯片的底层语言。 它是软件和底层硬件之间的一组程序指令。 全球现有的指令集有五种，分别是X86、ARM、POWER、MIPS和RISC-V。

其中，ARM的生态系统最为强大。 目前，芯原的大部分芯片IP都是基于ARM指令集开发的。 2019年，芯原以300万元人民币收购ARM。 这使得芯原与ARM的关系相当微妙，既有竞争，也有合作。

但情况却悄然发生了变化。 芯原招股书称，“目前我国大部分芯片都是基于国外公司的IP授权或架构授权，在核心技术和知识产权的控制上存在较大的技术风险。由于这些芯片的底层技术原因，由于不受国内企业控制ip形象，安全问题没有根本保障，IP和芯片底层架构国产化是解决上述困境的有效途径，市场对国产芯片“自主、安全、可控”的迫切需求芯片为本土半导体IP供应商提供了发展空间，公司目前已获得国家集成电路基金、浦东新兴、张江火炬三个国有资本入股。

目前，ARM的指令集架构生态充满了颠覆者，新近出现的开源RISC-V架构就是其中之一。 与ARM数千页的架构文档相比，RISC-V只有200多页，简单、灵活是其最大的特点。

2018年7月，上海市经济和信息化委员会发布RISC-V相关支持政策。 同年10月，中国RISC-V产业联盟成立，戴伟民被任命为产业联盟主席。 2019年，芯原还投资了国内初创RISC-V处理器芯片芯原科技。

不过，对于RISC-V的前景，业内人士普遍认为RISC-V只是多了一种选择，目前它与ARM之间还存在较大的生态差距。

芯片IP下游的应用端生态也是芯原所看重的。

松山湖科技产业园位于中国消费电子重镇东莞市。 从2011年开始，戴为民每年都会来这里参加松山湖中国集成电路创新高峰论坛。 作为唯一协办方和论坛主持人，他每次都会介绍8至9款国内芯片设计公司的产品，为芯片与应用的关系提供良好的基础。 搭建桥梁。

汇顶科技（603160.SH）、兆易创新（603986.SH）、瑞芯微电子（603893.SH）、全志科技（300458.SZ）等芯片设计公司的产品均在松山湖展出。 当时，这些公司还没有现在这么有名。

一位芯片行业内部人士告诉界面新闻，“无论是芯原还是投资者，其实都可以通过这次活动找到一些早期的芯片投资项目。遗憾的是芯原并没有利用这个机会开展投资业务。”那时。”

事实上，在创新药CRO（合同研究组织）外包领域，将服务延伸至投资的商业模式已有先例。 药明康德、泰格医药等公司拥有庞大的投资业务。

芯原过去很少进行外部投资，这也是其生态系统需要添加的一个环节。