AI 浪潮席卷产业的当下,所有人的目光都聚焦在CPU、GPU、存储器这些 “台前主角” 身上,却少有人留意,IP行业正从一个稳定的“慢赛道”一跃成为整个半导体生态中最炙手可热的板块。

如果说芯片设计公司是AI时代的“淘金者”,那么半导体IP厂商就是那个“卖铲人”——在每一颗AI芯片的背后,都离不开IP厂商提供的处理器内核、高速接口和各类功能模块。而当淘金热愈演愈烈时,最先赚得盆满钵满的往往是那些出售工具和补给的人。

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AI淘金热里,IP才是隐形赢家

半导体IP市场的热度,首先体现在持续创新高的市场规模上。鉴于 2025 年全球 IP 市场规模的官方数据尚未披露,本部分分析将优先采用 2024 年的统计数据。

据行业机构IPnest发布数据显示,2024年全球半导体设计IP(知识产权)市场规模达到84.916亿美元(折合约85亿美元),较2023年的70.625亿美元增长20.2%,创下历史新高。其中全球设计IP市场TOP10厂商营收合计70.89亿美元,同比增长22.8%,市场份额从2023年的81.7%提升至83.7%。其中,ARM、Synopsys两家企业合计占据66%的市场份额。

从2016年至2024年,全球IP市场增长了145%,其中,Synopsys和Cadence的增长率分别达到326%和321%,而ARM的增长率为124%。

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IP十强,优势解析

在移动端CPU IP领域,ARM是当之无愧的龙头,是智能手机、AIoT、汽车电子等领域大都选择该架构。ARM的全栈化 IP 矩阵覆盖从低功耗 Cortex-M 系列(MCU)、高性能 Cortex-A 系列(手机 / 服务器),到 AI 专用Neoverse系列(数据中心 / AI 芯片),以及 Mali GPU、Ethos NPU 等完整 IP 组合,满足从边缘到云端的全场景需求。

在生态壁垒方面,目前全球有超千家芯片设计公司基于 ARM 架构开发产品,形成 “ARM 架构→芯片→软件生态→终端用户” 的完整闭环,也是RISC-V 架构最大的竞争对手。

Synopsys Cadence均为EDA龙头,其IP业务是其整体战略的关键一环,旨在与自家的EDA工具形成合力,特别是在数字后端、定制设计和系统级验证等领域提供强大的IP支持。

其中Synopsys提供行业最广泛的基础IP组合,同时拥有业界最广泛的高速接口IP组合,涵盖PCIe、CXL、以太网、HBM、Chiplet互连(UCIe)等所有关键协议。

Cadence侧重高速接口与专用处理器 IP 双线发力,高速 SerDes、HBM 接口性能顶尖,旗下 Tensilica DSP/AI 处理器 IP 具有独特优势,与模拟/混合信号 EDA 工具链融合更紧密。

Alphawave专注于112G/224G等超高速SerDes IP,技术性能对标Synopsys/Cadence,在数据中心、AI 芯片、Chiplet领域快速崛起。并且在UCIe、CXL等Chiplet互联标准上深度布局,为 AI 加速器、HPC 芯片提供高速 Die-to-Die 互联 IP,是Chiplet 架构普及的核心受益者。

Rambus专注于 DDR、LPDDR、HBM 等高速存储器接口 IP,是 AI 加速器、数据中心、智能手机内存互联的核心供应商,尤其在 HBM3/HBM4 等高端存储接口领域技术壁垒极高。LPDDR5T/5x等低功耗存储器控制器 IP,专为移动设备、AIoT 设计,在功耗控制上业界领先。

Imagination的PowerVR GPU IP以低功耗、高能效比著称,在图形渲染、AI 推理融合方面优势显著,支持多精度计算,适配智能手机、汽车电子等严苛功耗场景。

eMemory Technology(力旺电子)是全球最大的嵌入式非易失性存储 IP 供应商,提供 OTP、MTP、Flash、ReRAM 等全品类 NVM IP,广泛应用于 MCU、IoT、汽车电子、AIoT 等领域。

Verisilicon(芯原股份)技术优势是IP 品类丰富,其独特的"SiPaaS"商业模式将半导体IP授权与一站式芯片定制服务有机结合,形成了完整的产业生态闭环。 通过平台化的服务模式,芯原能够为客户大幅缩短芯片开发周期,降低研发成本,提高产品竞争力。

Ceva的无线通信 IP 全球领先,可提供蓝牙、Wi-Fi、5G、UWB 等无线通信 IP,是 IoT、智能手机、汽车电子等领域无线互联的核心供应商,尤其在低功耗蓝牙 IP 领域市占率极高。

SST(冠捷半导体)的技术优势是SuperFlash 嵌入式存储 IP。其专注于嵌入式闪存技术,提供高可靠性、低功耗的 Flash IP,广泛应用于消费电子、工业、汽车等领域,是 MCU、IoT 芯片的核心存储 IP 供应商。

然而,比整体增长更值得关注的,是市场内部正在发生的结构性变化。

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接口IP,增速迅猛

半导体IP主要分为处理器类(CPU/GPU/NPU)、接口类(PCIe/CXL/DDR)、车规级、互联类(Chiplet 相关)等。过去,处理器IP(如CPU、GPU内核)是市场的绝对主角。但随着生成式AI的崛起,系统性能的瓶颈不再仅仅取决于单一计算核心的强弱,而是由“计算能力、内存带宽、互连带宽、系统延迟”中最慢的一环决定。算力正在从“决定性优势”走向“基础设施化”,而决定数据能否高效流动的“连接”能力,则成为了新的权力中心。

这一转变直接反映在IP市场的品类消长上:

在过去很长一段时间里,处理器 IP 都是半导体 IP 市场的核心,占据绝对主导地位。但2024 年有线接口 IP 的增长率达到 23.5%,高于处理器类IP增速,成为 IP 市场增长的主要驱动力。这一领域的增长,主要得益于 PCIe、DDR、以太网和 D2D 等协议的广泛应用。具体来看:

AI算力瓶颈倒逼,高端接口成为“刚需”

当大模型迈入千亿、万亿参数时代,AI芯片、HPC芯片对数据传输带宽的渴求呈指数级飙升,PCIe 6.0/7.0、CXL 3.0、HBM4、224G/400G SerDes这些高速接口,早已不是简单的辅助模块,而是制约算力释放的“命门”。更关键的是,高端接口的设计门槛堪称业内“硬骨头”,涉及高频信号完整性、低功耗控制等多重技术难题,企业自研不仅要投入上亿元研发成本,更要面对流片失败的巨大风险,而Synopsys、Cadence、Alphawave等厂商的成熟商用接口IP,自然成为芯片厂商的最优解。

Chiplet架构普及,拉动接口IP用量激增

Chiplet芯粒架构的普及,彻底颠覆了传统芯片设计逻辑,多芯粒异构集成模式下,不同功能芯粒的协同工作,完全依赖UCIe、SerDes等Die-to-Die接口IP,每颗Chiplet需搭载多组接口实现高速互通,既拉动接口IP用量几乎翻倍,也推动其技术规格持续迭代。

先进制程演进,接口IP愈发不可替代

3nm、2nm先进制程的演进,进一步放大了接口IP的不可替代性:制程节点提升带来的线宽缩小、信号干扰加剧,让接口设计难度呈几何级数攀升,自研周期拉长、成本翻倍,商用IP的性价比与安全性优势愈发凸显;再叠加PCIe、CXL等接口协议每2-3年一次的快速迭代,以及SoC芯片集成度提升带来的IP复用刚需,接口IP的增长动能被彻底激活。

接口 IP 的爆发式增长,不仅重构了半导体 IP 市场的品类权重,更让 “IP 话语权” 成为产业竞争的核心战场,那些手握核心 IP 的企业,既能凭借技术壁垒占据产业链高地,也能通过生态绑定抢占市场份额。正是在这样的产业逻辑下,一场围绕 IP 的布局战悄然打响,巨头们纷纷通过收购、自研等方式,加速构建属于自己的 IP 护城河。

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巨头抢滩,争夺IP话语权

格芯,相继完成两笔收购

去年7月至今年1月,格芯完成了两笔关于IP的收购,分别是收购的EDA+IP龙头企业Synopsys的ARC处理器 IP 解决方案业务、AI和处理器IP领先供应商MIPS。

其中MIPS拥有40 余年处理器IP研发经验,核心产品包括基于RISC-V架构的Atlas系列CPU IP、高性能实时处理器IP,主打中高端边缘计算场景;Synopsys的ARC处理器IP业务覆盖ARC-V(RISC-V)和 ARC CPU IP、DSP IP、神经网络处理单元(NPU)IP,以及相关软件开发工具,主打低功耗、低成本、高可配置性。

两者整合后,格芯可以提供超低功耗 IoT 处理器到高性能边缘 AI 处理器、从CPU/DSP到NPU的全栈式计算 IP 解决方案。值得注意的是,这两笔收购还有另一个核心价值,即让格芯成为RISC-V 生态核心玩家。RISC-V 作为开源指令集架构,凭借开放、灵活、低成本、自主可控的优势,正在边缘计算、物联网、汽车电子等领域抢占ARM的市场份额。

晶圆代工厂向客户提供的IP多为接口类的基础模块,而Arm等公司会针对部分制程节点定制其处理器核心。但通过此次收购,格芯将成为首家基于开源RISC-V指令集架构、面向计算应用场景提供处理器IP的代工厂商。

在晶圆代工领域,台积电凭借先进制程(3nm/2nm)、极致良率、完善生态,占据晶圆代工市场约七成的市场份额,尤其在高端 AI 芯片、手机 SoC 领域几乎垄断。而格芯早在2018年就已决定放弃先进制程研发,聚焦14/12nm及以上特色工艺。因此,选择错位竞争、聚焦差异化,或许会是格芯的成功路径之一。

高通收购Alphawave

Alphawave Semi最初叫 Alphawave IP。正如其名,它是一家纯粹的 IP 供应商,正如上文所言,其核心拳头产品是 SerDes(解复用器),覆盖PCIe、CXL、UCIe等协议。这是一种让数据在芯片内外进行超高速传输的关键技术。去年6月,美国芯片巨头高通宣布以约24亿美元现金收购Alphawave。据悉,Alphawave的客户包括亚马逊AWS等头部企业。

此次收购被视为高通“重返数据中心”的关键一步。2017年,高通曾推出ARM架构服务器芯片Centriq 2400,但因Arm生态薄弱及市场竞争压力退出。2021年,高通以14亿美元收购高性能Arm服务器芯片设计公司Nuvia,重新积蓄技术能量。

此次收购Alphawave,高通旨在AI 数据中心和高性能计算的网络传输技术方面的短板。通过整合Alphawave的高速互联IP,高通可优化芯片间数据传输效率,降低AI算力部署成本,尤其在UCIe小芯片互联领域抢占先机。

此外,IP大厂也在通过收购、技术研发等路线,增强自身实力。2025年4月17日,Cadence宣布,已与 Arm 达成最终协议,收购 Arm 的 Artisan 基础 IP 业务。该业务涵盖标准单元库、内存编译器以及针对领先代工厂先进工艺节点优化的通用 I/O(GPIO)。此次交易将增强 Cadence 不断扩展的设计 IP 产品线,其核心产品包括领先的协议和接口 IP、内存接口 IP、适用于最先进节点的 SerDes IP,以及即将收购的 Secure-IC 公司提供的嵌入式安全 IP。Cadence 硅片解决方案事业部高级副总裁兼总经理 Boyd Phelps 表示:随着 Arm 的 Artisan IP 的加入,Cadence 将进入基础 IP 市场,并支持设计服务和小芯片产品的新增长。

AI算力时代的到来,彻底重塑了半导体产业的价值逻辑,半导体IP从“产业配角”跃升为“核心中枢”,成为决定芯片性能、研发效率与产业话语权的关键变量。未来,随着AI算力需求的持续提升、Chiplet架构的普及与RISC-V的崛起,半导体IP市场将迎来更激烈的竞争与更深刻的变革。