电子元件行业：IP核行业研究，模块化芯片设计，稀缺性价值赛道-20200618-长江证券-29页_1mb

电子元件行业：模块化芯片设计与IP核行业研究总结

核心内容

IP核是芯片设计环节中逐步分离出来的、经过验证的、可重复使用的设计模块，旨在降低冗余设计成本、减少错误风险并提升设计效率。IP核是半导体产业链专业化分工的产物，也是推动芯片设计行业升级的重要方向。随着5G、物联网、人工智能等技术的发展，IP核行业正迎来新的增长机遇。

主要观点

1. IP核的必要性

   • 芯片用量和品类的持续增长，使得IP核成为提升设计效率、降低成本的重要手段。
   • 随着制程工艺的进步，芯片设计难度加大，IP核的使用成为必然趋势。
   • IP核可帮助芯片设计公司快速实现产品迭代，特别是在智能终端创新加速的背景下。

2. IP核的类型

   • 软核：基于RTL代码，可修改，但时序性能不确定，成本低，使用灵活。
   • 固核：部分功能预布局，其余由编译器优化，具备中等灵活性和可预测性。
   • 硬核：完全布局布线，与工艺绑定，成本高，灵活性低。

3. IP核行业发展趋势

   • 行业集中度高，ARM、Synopsys、Cadence等公司占据主导地位。
   • 技术、生态和平台化建设成为竞争核心。
   • 随着半导体国产化进程加快，国内IP供应商有望在稀缺性驱动下抢占市场。

4. IP核商业模式

   • 主要为“授权+版税”模式，ARM是典型代表。
   • 授权费用根据IP复杂度不同而有所差异，版税比例通常在1%~3%之间。
   • 企业可通过不同授权级别满足不同需求，如单用途、多用途、终身授权等。

关键信息

全球IP核市场格局

• ARM占据全球IP核市场约40%份额，是行业龙头。
• Synopsys和Cadence分别为第二和第三大IP核供应商，合计占比约25%。
• 其他IP核供应商市场份额较小，合计约21%。

IP核行业增长动力

• 需求端：5G、物联网、人工智能等新应用推动芯片用量和品类快速增长，预计2030年全球半导体市场将达10527.20亿美元，年均复合增长率9.17%。
• 供给端：ARM、Synopsys、Cadence等公司通过多年积累和并购，形成强大的IP核技术储备。

技术与商业模式

• ARM：专注于架构授权，毛利率长期高于90%，净利率逐步提升至30%以上。
• Synopsys：以EDA为核心，IP业务占比持续提升，毛利率长期高于75%。
• Cadence：全球前三IP供应商，毛利率在80%~90%之间，净利率和ROE表现优异。

国内IP核市场前景

• 国内芯片设计公司数量快速增长，2015年仅736家，2019年达1780家，年均复合增长率24.71%。
• 初创企业难以承担IP核研发成本，因此IP授权成为重要选择。
• 国产替代浪潮推动国内IP核供应商发展，未来将占据重要地位。

图表与数据概览

• 图1：报告逻辑结构
• 图2：IP核的特征与优势
• 图3：ARM IP应用设计示例
• 图4：软、固、硬核的区别
• 图5：IP核范例示意图
• 图6：全球半导体市场增长趋势
• 图7：ARM经营阶段
• 图8：全球半导体市场数据
• 图9：芯片出货量增长
• 图10：芯片设计成本变化
• 图11：IP核行业发展与半导体产业趋势一致
• 图12：ARM商业模式
• 图13：ARM授权级别
• 图14：IP核数量与工艺节点的关系
• 图15：全球IP应用结构
• 图16：2018年IP核品类结构
• 图17：全球IP核市场格局
• 图18：IP核市场集中度变化趋势
• 图19：全球IP授权市场格局
• 图20：全球IP版权收费格局
• 图21：ARM预计2021年实现第二个千亿出货量
• 图22：ARM主要产品
• 图23：ARM应用领域
• 图24：ARM营收及利润增速
• 图25：ARM业务结构
• 图26：ARM IP授权收入占比
• 图27：ARM毛利率与净利率
• 图28：ARM研发费用比例
• 图29：ARM IP核生态系统
• 图30：芯片设计成本构成
• 图31：ARM生态降低芯片设计成本
• 图32：Synopsys IP业务占比增长
• 图33：Synopsys围绕EDA构建综合服务能力
• 图34：Synopsys IP品类广泛
• 图35：Synopsys IP业务成为重要支柱
• 图36：Synopsys营收增长
• 图37：Synopsys净利润增长
• 图38：Synopsys毛利率
• 图39：Synopsys研发费用比例
• 图40：Cadence IP核能力
• 图41：Cadence平台化建设
• 图42：Cadence十年增长
• 图43：Cadence净利润提升
• 图44：Cadence ROE增长
• 图45：Cadence研发支出比例
• 图46：IP竞争核心
• 图47：国内初创芯片设计公司数量
• 图48：IP研发成本高，初创企业难以承担

风险提示

1. 下游芯片需求不及预期。
2. IP行业竞争格局恶化。

投资建议

• 行业评级：看好
• 公司评级：建议关注具备IP核核心技术的国内企业，如芯原股份等。

联系方式

• 分析师：莫文宇、杨洋
• 执业证书编号：S0490514090001、S0490517070012
• 电话：(8621) 61118752
• 邮箱：mowy@cjsc.com.cn、yangyang4@cjsc.com.cn