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芯片行業(yè)自主可控已經(jīng)成為長期趨勢，且芯片設計有望率先突破。
從產(chǎn)業(yè)格局來看，國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間巨大，但中高端自給率不高，全球企業(yè)中更是少見中國企業(yè)身影。由此可見，芯片國產(chǎn)化并不是一朝一夕便可實現(xiàn)。
在這樣背景下，中國芯想跑贏美、日、韓成為芯片強國，專利遠遠比技術更重要。
國家知識產(chǎn)權局披露2019年主要工作統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2019年，共收到集成電路布圖設計登記申請8319件，同比增長87.7%，集成電路布圖設計發(fā)證6614件，同比增長73.4%。
作為集成電路行業(yè)發(fā)展的難點，芯片設計專利數(shù)同比增長73.4意味著什么？
芯片設計企業(yè)迅猛發(fā)展，知識產(chǎn)權是關鍵
國內(nèi)半導體行業(yè)起步晚卻發(fā)展迅猛，尤其在芯片設計領域有望出現(xiàn)國際一線公司。從2015年開始，國內(nèi)IC設計企業(yè)迅猛增長。
由于芯片設計行業(yè)屬于輕資產(chǎn)行業(yè)，門檻較低，因此中國芯片設計企業(yè)有望最先突破。據(jù)公開資料整理數(shù)據(jù)顯示，自2016年后中國IC設計企業(yè)大增，數(shù)量為1362家；2019年，中國集成電路設計企業(yè)數(shù)量為1780家，和2018年的1698家相比，增加了82家。
與此同時，中國芯片企業(yè)研發(fā)力量較為薄弱，許多知識產(chǎn)權受制于人，且核心技術多集中在美國。據(jù)統(tǒng)計，2018 年美國占了全球 IC 設計份額的 53%，中國占比為 11%。因此，國內(nèi)企業(yè)在拓展海外市場時難免會遇到歐美公司發(fā)起的專利糾紛。
隨著國內(nèi)芯片企業(yè)數(shù)量不斷增加，半導體領域的專利訴訟事件頻頻爆發(fā)，從匯頂科技到上海思立微再到科創(chuàng)版企業(yè)晶豐明源均陷入專利糾紛中。很多行業(yè)人士表示，半導體行業(yè)已經(jīng)進入以知識產(chǎn)權為主要競爭手段的發(fā)展階段。因此，企業(yè)想長足發(fā)展，知識產(chǎn)權至關重要。
在市場競爭愈加激烈的半導體產(chǎn)業(yè)，中國芯片企業(yè)的專利保護意識與能力也在逐漸增強，其中，半導體設計企業(yè)的表現(xiàn)尤為突出。國家知識產(chǎn)權局數(shù)據(jù)顯示，2009-2019年，中國集成電路布局設計專利申請數(shù)和發(fā)證數(shù)逐年增加，到了2019年，專利申請和發(fā)證數(shù)量暴增。
通過上述數(shù)據(jù)可知，在激烈市場競爭刺激下，芯片設計企業(yè)率先突圍，并且有望最先突破專利難關。
專利為何成為芯片設計企業(yè)發(fā)展的關鍵？
在芯片設計領域，專利便處于“一夫當關，萬夫莫開”的地位。
如今，國內(nèi)芯片設計領域呈現(xiàn)“一大多小”的現(xiàn)狀，很多芯片企業(yè)規(guī)模不大，抗風險能力較差。其實，EDA設計和底層架構這兩大核心因素是制約國內(nèi)企業(yè)發(fā)展的主要因素。
作為芯片設計的第一關，EDA技術（即電子設計自動化技術）的出現(xiàn)變革了傳統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)設計理念，為芯片設計提供了極大的靈活性。不過，這一行業(yè)存在高度壟斷，美國的三家公司（Synopsys、Cadence、Mentor）壟斷了全球 65%和國內(nèi)96%以上的市場份額，國內(nèi)僅有10家公司涉及相關業(yè)務且發(fā)展緩慢。
不過，中國芯片發(fā)展迅猛，加之國家及地方政府的大力支持，國產(chǎn)EDA迎來了發(fā)展機遇。在國內(nèi)企業(yè)實現(xiàn)自主可控進程中，底層架構是逃不過的關卡。眾所周知，芯片的底層架構主要分為兩大陣營：一個是以 Intel、 AMD 為首基于復雜指令集的X86 架構；另一個是以IBM、ARM為首的精簡指令集 ARM/MIPS/Power，其中ARM架構占據(jù)手機份額約90%。
中國芯片企業(yè)之所以深受底層架構牽制，是因為底層架構與操作協(xié)同深度綁定。經(jīng)過長時間發(fā)展，基于X86和ARM架構形成的生態(tài)已經(jīng)十分牢固，國內(nèi)芯片廠商重新開發(fā)生態(tài)的可能性也不大。即便是國內(nèi)較為成熟的芯片廠商也是采用國外架構。例如，華為海思采用的是ARM架構，兆芯采用的是X86架構，海光采用的是AMD的ZEN架構，龍芯采用的MIPS架構。
但是底層架構是芯片設計繞不過的門檻，國外企業(yè)掌握著底層架構，手握專利，國內(nèi)芯片廠商便不得不乖乖繳納專利費并且受他人牽制。一些廠商也會采用中外合資方式獲取專利，但美資一旦撤出便會牽扯到專利糾紛。
因此，國產(chǎn)芯片廠商想要長足發(fā)展，將專利權掌握在自己手中才是正途。想在美國芯片設計領域實現(xiàn)突圍，中國企業(yè)只能另辟蹊徑。智慧芽數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)半導體上市公司的海外發(fā)明授權量top10中，一半以IC設計為業(yè)（含2家IDM模式企業(yè)）。
通過上表可以看出，位居第二的匯頂科技的海外發(fā)明授權量為337，其海外發(fā)明授權量占所獲發(fā)明授權量中占比為64.6%。正因為匯頂科技在指紋識別領域一騎絕塵，才使得其專利在海外極具影響力。值得注意的是，國產(chǎn)芯片設計廠商在細分領域頭角崢嶸，但整個芯片設計產(chǎn)業(yè)依舊與美國有著較大差距。
專利突破非一日之功，中國芯未來在何方？
從PC到智能手機，應用市場的發(fā)展推動著半導體行業(yè)經(jīng)歷了兩輪產(chǎn)業(yè)爆發(fā)。未來，5G帶來的萬物互聯(lián)時代將有望引爆半導體行業(yè)。如今，半導體產(chǎn)業(yè)向國內(nèi)轉移已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展趨勢。筆者認為，中國想要抓住這次機遇，除了加大底層技術研究外，更加善于運用開源架構RISC-V的優(yōu)勢。
RISC-V是一個完全開源的處理器架構，而且該架構的生態(tài)建設正處于起步階段，這對于中國芯片廠商來說可謂是天賜良機。此前，中國芯片自主可控無非兩條路：一條是打破現(xiàn)有生態(tài)，建立全新的生態(tài)；另一條是中國依舊跟在美國等發(fā)達國家后面，但這兩個方案均不是中國芯片自主可控的最優(yōu)選擇。
RISC-V的誕生可以讓更多中國企業(yè)加入其中，在規(guī)則尚未建立之前，圈地跑馬、申請專利，成為未來半導體產(chǎn)業(yè)的規(guī)則制定者。
同時，RISC-V簡單和靈活的特性在萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)時代得以凸顯，物聯(lián)網(wǎng)有望成為未來半導體產(chǎn)業(yè)的最重要增長動力。
從終端應用來看，物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量高速增長。截止 2019 年，全球物聯(lián)網(wǎng)設備連接數(shù)量達到 110 億個，其中，消費物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量達到 60 億，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量達到50億。隨著終端模塊增長，半導體需求也將逐步增加。
從消費端到產(chǎn)業(yè)生態(tài)構建，中國與其他國家均處于同一起跑線。修煉內(nèi)功，將芯片行業(yè)命脈-專利牢牢掌握在自己手中，那么，中國芯片的自主可控便指日可待。
今天是《半導體行業(yè)觀察》為您分享的第2202期內(nèi)容，歡迎關注。
