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射频IP出货量超千万颗!这家国产厂商细分领域市占率达60%
2023-03-10 来源:芯八哥
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关键词: 射频IP 出货量 市占率

半导体IP(Intellectual Property)是指集成电路设计中预先设计、验证好的功能模块。由于其具有性能高、功耗优、成本适中、技术密集度高、知识产权集中、商业价值昂贵等特点,是集成电路设计产业的核心产业要素和竞争力体现。


最近,芯八哥“走进产业链”栏目记者采访了国n射频IP的领先企业—旋极星源的市场销售部总监李丹,探讨在我国IP产业快速发展的背景下,当前旋极星源企业的发展情况以及对行业未来发展的展望。


射频IP出货量超千万颗,细分领域市场占有率已达60%


据了解,旋极星源成立于2014年,专注于为低功耗物联网、卫星导航等领域的客户提供平台化、一站式射频/模拟芯片定制和IP授权服务。经过多年的发展,目前公司已经设计研发、批量生产了50余款芯片和IP产品,并且得到了国家电网等下游知名客户的高度认可。


在射频IP领域,旋极星源基于业界先进的工艺制程,推出了一系列独具特色的低功耗射频收发机(Transceiver)、基于LC VCO的宽带高性能锁相环芯片(PLL)以及各种射频收发链路的功能模块芯片(Function Block),主要产品特点如下:


?低功耗射频收发机可支持5G NB-IOT和Sub_GHz频段,且支持PSK/FSK/4FSK/OQPSK/OFDM及IQ正交调制方式,并且可兼容NB-IOT R15、国家电网SUB_G+PLC、802.15.4g、802.11ah等各类物联网标准;


?宽带高性能PLL基于多个LC VCO并联结构,在较低功耗下提供极低的相位噪声水平,归一化噪底优于-221dBc/Hz,覆盖频率范围为30M-8GHz;??


?高线性度RF Function Block支持宽频带信号变频及放大,能够满足移动通信、高速短距离无线通信、卫星通信的高动态要求,频率范围可支持300M-6GHz。


旋极星源射频IP系列产品

资料来源:旋极星源


作为当前公司的主推系列产品,低功耗射频收发机自上市以来,已经取得了非常好的发展成绩。


其中,在5G NB-IOT方面,旋极星源推出的AGP2122产品是公司自主研发的国内首款成功商用授权的5G NB-IOT/GNSS双模射频收发IP,采用40nm工艺,单片集成CMOSPA(23dBm),采用低中频/ 零中频接收机和极坐标发射机结构,接收功耗只有同类RF IP的60%,并且面积只有同类RF IP的70%。据李丹介绍,目前该产品已成功授权给国内多家知名客户和欧洲市场,量产出货超过百万颗。


而在Sub_GHz方面,旋极星源自主研发的AGP2142 Sub_GHz Transceiver IP采用了40nm CMOS工艺,支持TDD半双工,可应用于100MHz ~ 960MHz射频信号无线收发。此外,该IP内部还集成了Sigma_Delta小数分频锁相环、自动增益控制(AGC)、12bits SAR ADC/DAC、发射功率放大器、JESD-207射频基带接口等众多元器件,并可支持射频输出功率-40dBm ~+23dBm调节。


该IP拥有超低功耗、超小面积、超高集成度等技术特征,给以数据传输和通信为主的物联网应用带来了创新机遇,不仅可以应用在对无线组网、规模化应用部署数据应用要求较高的无线抄表(如电表、气表)等智慧城市场景中,还可以为工业、农业以及环境监测提供智能解决方案。


李丹说道,凭借国际先进的性能指标以及研发创新力,该系列产品荣获行业知名机构颁发的“2022年度最佳IP产品奖”,已量产使用于国家电网Sub_GHz+PLC双模组网部署中,在国家电网领域芯片上市公司等客户中出货量已经超过千万颗,细分领域市场占有率已达60%。


除了射频IP外,旋极星源的模拟IP 涵盖了ADC\PLL\LDO\RTC\DCDC等技术,全部已在不同客户的多种制程产品中得到验证。


作为公司的IP产品线的重要组成部分,李丹表示:该系列IP基于台积电40nm ULP工艺而研发,具有低成本、低功耗、高性能的特点,涵盖了电源管理、数模转换、时钟管理等主要产品,能够有效助力客户在物联网(IoT)、可穿戴产品、工业控制、智慧城市、汽车电子等市场中提升竞争力。


和行业内众多IP厂商发展路径类似,旋极星源在技术不断积累、规模不断扩大的过程中,也开始把业务从IP授权服务逐渐向客户提供一站式芯片定制服务拓展。


截至目前,公司的芯片定制服务已经形成卫星导航类芯片、物联网类芯片、通用芯片类等多个品线。其中,卫星导航类芯片支持全球四大导航体系,能提供高精度、多模多频段、多通道的射频收发芯片设计。以AGC1412EA芯片为例,该芯片是北斗RDSS射频收发芯片,内部完整集成了接收、发射通道和频率综合器等模块,仅需极少的片外元件即可完成短报文收发、北斗通讯导航等北斗信号的收发工作,是目前行业内面积最小、功耗最低、产品性能最优的产品。


旋极星源导航芯片系列产品

资料来源:旋极星源


SoC 复杂度提升带动IP需求爆发式增长,以旋极星源为代表的国产IP厂商迅速崛起于市场


近年来,随着半导体技术的不断发展,集成电路设计已经逐步进入SoC时代,设计正变得日益复杂。


为了加快产品上市时间,以IP复用、软硬件协同设计和超深亚微米/纳米级设计为技术支撑的SoC已成为当今超大规模集成电路的主流方向。与此同时,随着先进制程的演进,线宽的缩小导致芯片中晶体管数量大幅提升,使得单颗芯片中可集成的IP数量也大幅增加。


根据IBS报告,当工艺节点为90nm时,单颗芯片中集成的IP数量仅为31个;而当工艺节点上升为28nm时,此时单颗芯片中可集成的IP数量为87个,在90nm的基础上IP数量接近翻了2倍;当工艺节点进一步演进至5nm时,可集成的IP数量可高达218个,对相关IP数量的需求又多了1.5倍。


 数据来源:IBS


由此可见,随着集成电路工艺制程的演进与SoC芯片设计复杂度的提升,带动了IP 种类和数量需求不断增长,从而推动了半导体IP市场进一步的发展。根据IPnest 数据,2021 年IP 整体市场规模为54.51亿美元,同比增长率为19.4%,预计未来5年将保持15%的年复合增长率,到2026 年市场规模将达106.85 亿美元。


资料来源:IPnest


竞争格局方面,由于半导体IP行业的客户积累是一个较长期的过程,且客户黏性较强,因此半导体IP市场和其他半导体市场一样,马太效应逐渐凸显。根据IPnest 数据,2021年,全球前十大IP厂商合计市场份额占比约为80%,其中Arm、新思科技、楷登电子分别以40.4%、19.7%、5.8%的占比位列市场前三名;中国厂商方面,仅有芯原股份一家公司进入了这一稀缺性价值赛道,以1.8%的比例位于全球第七名,成为国内IP市场的领头羊。


从类型来看,上述这些IP厂商又可大致分为两类:一类是提供专业领域IP的半导体IP供应商,如Arm、芯原、CEVA、Imagination,另外一类是与EDA工具捆绑型的半导体IP供应商,如新思科技、楷登电子等。


李丹指出:在盈利模式方面,这两类厂商侧重点有所不同。以Arm为代表的专业领域IP厂商主要采用IP许可(License)和版税(Royalty)两种并行的收费模式。其中,IP许可指的是设计公司通过支付一笔IP技术授权费,从而可以在设计中使用该IP,属于一次性收费,价格与IP架构的复杂度挂钩,一般在100万美元到1000万美元之间;而版税指的是在客户在完成销售后,根据芯片销售额按一定比例(通常在1%~3%之间)支付版税给IP厂商,属于长期性收费。目前旋极星源模式与Arm类似,更侧重版税的“提成”收入。而以新思科技为代表的IP厂商,倾向于与公司EDA工具进行捆绑型销售,则更多偏重于IP许可的一次性收入。


业内周知,中国是全球最大的半导体市场之一,但目前我国绝大部分的芯片都建立在国外公司的IP授权或架构授权基础上,不仅面临较高的授权和版税费用,而且面临较大的核心技术和知识产权受制于人的技术风险。


为了做到芯片底层技术和底层架构的完全“自主、安全、可控”,推进关键IP国产化不仅成为了市场参与者自发性的选择,也是保证国家信息系统安全独立的战略需求。尤其在当前中美博弈的背景下,IP和芯片底层架构国产化替代已经迫在眉睫,这将为国内半导体IP供应商带来历史性的发展机遇。


面对行业当前巨大的发展红利,旋极星源选择了具有较高技术壁垒、竞争对手较少、号称是模拟芯片皇冠上明珠的射频芯片IP进行切入,很快就打开了市场。


从供给端来看,目前IP行业竞争格局高度集中且龙头企业地位稳固,IP国产化率低且影响力相对较小。但不难发现,近些年IP市场的格局也正在发生变化,除了巨头们不断在巩固自己的市场以外,国内IP厂商也正在抓住市场机遇,选择更细分的领域发展,并迅速崛起于市场。


李丹分析道,旋极星源之所以选择射频这一细分领域,因为射频芯片技术壁垒高并且市场应用非常广泛。目前,公司的产品在低功耗物联网、智能家居家电、卫星导航定位、测量测绘、国家电网等领域得到了广泛的应用;同时我们与平头哥、ARM中国、Ubiscale(法国)等国内外多家知名企业达成了战略合作协议。此外,我们和Synopsys以及CEVA等世界知名公司在不同项目上都有合作。


资料来源:旋极星源


在研发和市场等领域深耕多年的情况下,旋极星源的付出也迎来了较为甜蜜的收获期。


据公司介绍,2020-2022年连续三年公司业绩都保持了高速增长。其中,2020年公司实现全年营收同比增长152%,全系列的RF IP产品已经在物联网和卫星导航等领域全面开花;2021年,公司营收同比增长78%,产品的性能和品质得到了海内外知名客户的高度认可;2022年,旋极星源营收实现同比增长58%,研发投入近两千万,即使面临行业下行的状况,也依然延续了高速增长的态势。


展望未来,李丹表示:IP本身的市场总值并不大,但它却能够撬动数千亿的半导体市场。尤其在当下半导体供应链“自主可控”的背景下,国内IP厂商将迎来良好的市场空间和发展机遇。旋极星源将继续以低功耗、低成本、高性能为技术驱动,不断对已有产品在工艺和性能上进行迭代升级,把现有的产品做到极致,并根据市场需求不断拓展新的产品线,以帮助公司能够更快速的抢占热点市场,形成发展的正向循环。


IP公司的核心竞争力主要来自于两个方面,一是通过工艺研发或并购带来的IP池的丰富度,另外一个是IP厂商与客户所建立的上下游生态体系。


目前,旋极星源已经积累了业内领先的射频IP技术和丰富的IP池,并且和众多产业链顶级企业保持了良好的合作关系。连续三年的高速发展,对于正处于行业红利期的旋极星源来说,这仅仅是一个开始,相信其未来发展之路将更加绚烂。



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