中國芯片設計專利數同比增長73.4%意味著什么?

張繼文 · 2020-01-26 14:02

芯片行業自主可控已經成為長期趨勢,且芯片設計有望率先突破。

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圖片來源:Unsplash

芯片行業自主可控已經成為長期趨勢,且芯片設計有望率先突破。

從產業格局來看,國內半導體產業發展空間巨大,但中高端自給率不高,全球企業中更是少見中國企業身影。由此可見,芯片國產化并不是一朝一夕便可實現。

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。國家知識產權局披露2019年主要工作統計數據顯示,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證6614件,同比增長73.4%。

作為集成電路行業發展的難點,芯片設計專利數同比增長73.4意味著什么?

芯片設計企業迅猛發展,知識產權是關鍵

國內半導體行業起步晚卻發展迅猛,尤其在芯片設計領域有望出現國際一線公司。從2015年開始,國內IC設計企業迅猛增長。

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圖片來源:億歐網

由于芯片設計行業屬于輕資產行業,門檻較低,因此中國芯片設計企業有望最先突破。據公開資料整理數據顯示,自2016年后中國IC設計企業大增,數量為1362家;2019年,中國集成電路設計企業數量為1780家,和2018年的1698家相比,增加了82家。

與此同時,中國芯片企業研發力量較為薄弱,許多知識產權受制于人,且核心技術多集中在美國。據統計,2018 年美國占了全球 IC 設計份額的 53%,中國占比為 11%。因此,國內企業在拓展海外市場時難免會遇到歐美公司發起的專利糾紛。

隨著國內芯片企業數量不斷增加,半導體領域的專利訴訟事件頻頻爆發,從匯頂科技到上海思立微再到科創版企業晶豐明源均陷入專利糾紛中。很多行業人士表示,半導體行業已經進入以知識產權為主要競爭手段的發展階段。因此,企業想長足發展,知識產權至關重要。

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圖片來源:億歐網

在市場競爭愈加激烈的半導體產業,中國芯片企業的專利保護意識與能力也在逐漸增強,其中,半導體設計企業的表現尤為突出。國家知識產權局數據顯示,2009-2019年,中國集成電路布局設計專利申請數和發證數逐年增加,到了2019年,專利申請和發證數量暴增。

通過上述數據可知,在激烈市場競爭刺激下,芯片設計企業率先突圍,并且有望最先突破專利難關。

專利為何成為芯片設計企業發展的關鍵?

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,國內芯片設計領域呈現“一大多小”的現狀,很多芯片企業規模不大,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企業發展的主要因素。

作為芯片設計的第一關,EDA技術(即電子設計自動化技術)的出現變革了傳統數字系統設計理念,為芯片設計提供了極大的靈活性。不過,這一行業存在高度壟斷,美國的三家公司(Synopsys、Cadence、Mentor)壟斷了全球 65%和國內96%以上的市場份額,國內僅有10家公司涉及相關業務且發展緩慢。

不過,中國芯片發展迅猛,加之國家及地方政府的大力支持,國產EDA迎來了發展機遇。在國內企業實現自主可控進程中,底層架構是逃不過的關隘。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架構占據手機份額約90%。

中國芯片企業之所以深受底層架構牽制,是因為底層架構與操作協同深度綁定。經過長時間發展,基于X86和ARM架構形成的生態已經十分牢固,國內芯片廠商重新開發生態的可能性也不大。即便是國內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,國外企業掌握著底層架構,手握專利,國內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,國產芯片廠商想要長足發展,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突圍,中國企業只能另辟蹊徑。智慧芽數據顯示,國內半導體上市公司的海外發明授權量top10中,一半以IC設計為業(含2家IDM模式企業)。

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圖片來源:億歐網

通過上表可以看出,位居第二的匯頂科技的海外發明授權量為337,其海外發明授權量占所獲發明授權量中占比為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,國產芯片設計廠商在細分領域頭角崢嶸,但整個芯片設計產業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,應用市場的發展推動著半導體行業經歷了兩輪產業爆發。未來,5G帶來的萬物互聯時代將有望引爆半導體行業。如今,半導體產業向國內轉移已經成為行業發展趨勢。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的優勢。

RISC-V是一個完全開源的處理器架構,而且該架構的生態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:一條是打破現有生態,建立全新的生態;另一條是中國依舊跟在美國等發達國家后面,但這兩個方案均不是中國芯片自主可控的最優選擇。

RISC-V的誕生可以讓更多中國企業加入其中,在規則尚未建立之前,圈地跑馬、申請專利,成為未來半導體產業的規則制定者。

同時,RISC-V簡單和靈活的特性在萬物互聯的物聯網時代得以凸顯,物聯網有望成為未來半導體產業的最重要增長動力。

從終端應用來看,物聯網終端數量高速增長。截止 2019 年,全球物聯網設備連接數量達到 110 億個,其中,消費物聯網終端數量達到 60 億,工業物聯網終端數量達到50億。隨著終端模塊增長,半導體需求也將逐步增加。

從消費端到產業生態構建,中國與其他國家均處于同一起跑線。修煉內功,將芯片行業命脈-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。

(文章來源:億歐網;文章作者:張繼文)

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