以全球半導體產業現階段發展狀況而言,為了跟上高速運算(HPC)應用市場日益加快的腳步,也為了滿足高速運算高階IC晶片的產製需求,包括晶圓代工、封裝測試次產業廠在內的半導體台廠,正積極往更高階、先進的IC晶片製程發展。
高速運算(HPC)發展加速 矽智財(IP)扮演關鍵角色
與此同時,包括處理器、網通晶片、射頻前端等IC晶片在內晶片的設計難度,也因為客戶對晶片運算速度的「無法滿足」,因而跟著不斷向上提高。
因此,為了協助各家IC設計業者能夠將產品及時上市,又可以順利穩定毛利率水準,在分工合作、按時交貨營運考量下,外購矽智財(IP)成為IC設計業者最合理、適切的解決方案。
而終端應用市場規模的逐步擴增,催生更多新IC技術規格與新晶圓製程,對於半導體上游具更高速功能與更多樣化型態IP的應用需求,勢必只會有增無減,再也回不去了。
IP意為矽智財(Silicon Intellectual Property),通常用於滿足特定應用規格,為可經過事先設計、定義、驗證可重複使用的功能IC電路區塊。
IP矽智財通常已通過設計驗證,設計人員以矽智財作為參考基礎,進行晶片電路圖設計,可以以縮短完成設計所需時間周期。矽智財可通過協議方式,由一方提供予另一方使用,或由一方獨自完全占有。
IP矽智財概念源自於產品設計專利證書、原始碼版權等物件。電路設計工程師可以矽智財為基礎,設計特殊應用積體電路、現場可程式化邏輯閘陣列的邏輯電路,以減少設計成品所需期程。
IP矽智財可區分為軟核、硬核、固核。
軟核通常與製程無關,為具暫存器傳輸級硬體描述語言描述的設計代碼,可進行後續應用設計;硬核為前者透過邏輯綜合、布局、布線後的一系列表徵文件,具特定製程形式、物理實現方式;固核則通常介於前述二者之間,已通過功能驗證、時序分析等過程,電路工程設計人員可以邏輯閘級網表形式獲取運用。
矽智財產業進入門檻較高 IP公司通常享有較高毛利率
由於晶片具特定功能的積體電路設計技術,同時具備模組化特性,也因其有效性已經過驗證,並且能夠被重複使用,因此,當相關IC設計廠商以IP矽智財作為設計基礎,即可自既有資料庫中,搜尋出其他相對應的IP矽智財,進一步結合設計;如此一來,除了可以組合成具備複雜運作功能的IC晶片之外,同時也可以因此縮短完成新產品設計所需時間。
簡單而言,矽智財即為於IC設計過程中,必須使用到電路設計流程的智慧財產權,所扮演的角色至關重要。
IP矽智財公司的主要營收,約可區分為三項來源,分別為前期授權費用、產品正式銷售後所支付一定比例權利金、其他費用。同時,由於產業進入門檻相對較高,IP矽智財公司通常都能享有較高毛利率。
伴隨半導體產業高速成長下,順勢帶動積體電路晶片IC設計型態日漸複雜,IP矽智財運用的市場商機強勢躍上檯面。受惠矽智財授權、外包需求與日俱增之下,智原(3035)、力旺(3529)、晶心科(6533)、M31(6643)、愛普(6531)等台灣IP矽智財廠有望雨露均霑,創意(3443)、世芯-KY(3661)後市亦值得持續留意。
高速運算、數據中心、物聯網 催動IP廠爆發性成長
過去前十年中,半導體IP廠業務的成長動能,主要依賴智慧型手機市場的持續成長。然而,伴隨全球智慧型手機應用市場發展已臻成熟階段、成長動能已開始減緩後,取而代之者,為高速運算、資料中心、有線與無線網路、物聯網等應用領域市場需求,將迎來一波爆發成長熱潮,市場預估將成為半導體IP廠後續營收成長主要動能。
根據市場研究機構IBS統計資料指出,全球半導體IP矽智財市場規模,將自二○一八年四六億美元,逐步成長至二○二七年一○一億美元,期間的年複合平均成長率(CAGR)為九.一三%。
受惠高速介面市場需求 M31今年上半年營運暢旺
IP矽智財業者主要營收來源,約可分為三大主要部分:第一為「IP授權」收入,業者銷售所擁有IP技術,向客戶收取授權金或權利金模式,毛利率高達一○○%;第二為「NRE」委外設計服務收入,為替客戶進行IC委外設計服務,此部份業務毛利率約三○%至五○%;第三為「TurnKey」服務收入,等於除NRE服務以外,再加上IP業者代客戶處理晶片代工生產製造相關事宜,此部份業務毛利率儘管相對較低,約僅十五%至二○%,但整體可貢獻營收金額反倒較高。
台灣半導體矽智財(IP)廠M31(6643),七奈米製程高速介面、類比製程市場需求,強力飆升。法人機構看好M31受惠此波市場趨勢下,中國客戶專案數量有望大幅增加,全年度業績可望改寫歷史新高紀錄,且客戶訂單能見度放眼至今年全年度下,M31今年上半年有望大舉搶下PCIe Gen4、新一代USB訂單,營收業績有機會更上一層樓。
去年下半年開始,因受惠5G、人工智慧(AI)等市場需求推動,七奈米製程下單需求因而持續成長。除此之外,中國政府官方積極「去美化」效應影響下,晶圓代工廠、IC設計廠多已開始擴大與台灣半導體業者合作,M31亦受惠其中,中國客戶專案量大幅增加之下,大賺授權金、權利金商機。
M31旗下基礎元件IP業務,近年來積極與晶圓代工廠擴大合作,包括七奈米、五奈米、三奈米等先進製程IP已完成認證,並已自去年開始小幅貢獻營收。由於公司IP矽智財目前已獲得美系廠客戶採用,運用於採用先進製程的處理器中,一旦客戶於今年內開始量產後,M31將可獲得權利金營收挹注。
此外,M31目前正全力開發PCIe、USB等高速傳輸介面IP;其中,PCIe部分,已進入PCIe Gen4市場,可提供客戶七奈米、十二/十六奈米製程投片服務,成為貢獻公司下半年營收業績主要推手。至於USB部分,M31所推出USB 3.2 Gen 2/Gen 2x2高速傳輸介面IP,則以鎖定十二/十六奈米製程為主,已成功獲得客戶導入投片量產。
高速介面IP業務部分,高效能運算(HPC)、5G帶動大數據儲存、移動需求,M31的十二奈米、十六奈米PCIe Gen 4及USB 3.2 Gen 2x2矽智財IP已獲得客戶採用,七奈米PCIe Gen 4 IP亦開始挹注營收貢獻。M31目前已經展開七奈米,以及更先進製程的PCIe Gen 5、USB 4等高速IP研發作業,並已與客戶簽約完成,今年將可帶進營收、獲利貢獻。
5G點火AI、HPC應用爆發 創意營收有望重回高檔水準
M31今年營運前景展望樂觀。除五奈米、四奈米等先進製程外,M31可望認列相關IP矽智財授權權利金收入。
PCIe Gen 5、USB 4等高速傳輸介面IP,可望進一步帶來營收貢獻,加以第一季新簽合約授權金明顯衝高,法人機構推估M31今年合併總營收,將可上看達三八○○萬至四○○○萬美元規模,與去年同期相較,將成長一五%至二○%年增率,同時也將再創歷史新高,年度獲利亦將續創歷史新高紀錄。
市場法人看好台積電所轉投資的「NRE(委託設計)」廠創意(3443),今年營運成長動能可期。受惠5G所帶動人工智慧(AI)、高速運算(HPC)、物聯網(IoT)等市場需求大增下,創意今年ASIC、晶圓產品營收有望成長二○%。
由於5G無線高速通訊帶動AI、HPC、IoT等應用需求大增,各家Data Center相繼推出自行研發的AI、HPC CPU,於七奈米以下高階先進晶圓代工製程中,全球僅餘下台積電(2330)、三星二大晶圓代工廠。
其中,又以台積電的產能規模較大,全球知名客戶因而將IC晶片設計外包給創意,透過可完整對接台積電七奈米以下高階先進製程,與CoWoS、InFO、SoIC等2.5D、3D高階IC封裝製程優勢,可成功滿足AI、HPC客戶拉貨需求,因此提高創意市場競爭優勢。
預估創意於今年先進製程的新案加入量產期程後,ASIC、晶圓產品中,既有產品的貢獻將下降至八一%。由於創意去年第四季在手訂單中,握有四個應用七奈米製程的接案,將陸續於二○二一至二○二二年量產,預估創意今年ASIC、晶圓產品營收,將可成長二○%。
預估二○二一年新案量貢獻,可占創意整體營收一八%,二○二五年新案貢獻將擴大至五○%。
創意二○二○年5G通訊占整體營收比重二二%,預估二○二一年將占營收比重二五%;AI相關應用占比一一%,二○二一年將占一七%比重。由於七奈米以上高階製程與先進封裝(CoWoS)代工服務,主要用於AI、高速運算(HPC)、5G Networking,預估未來五年,AI、5G將成為創意主要營運成長動能。
今年主攻先進製程 創意營運谷底已過
創意今年主攻七奈米、五奈米等先進製程相關客戶訂單;以目前狀況而言,公司營運谷底已過;除上半年可順利完成二款七奈米NRE開案之外,下半年NRE接案包括伺服器高速傳輸介面IC、AI處理器、先進製程網通IC、固態硬碟控制IC等,同時,更已順利取得五奈米測試晶片設計案。
隨著下半年營運邁入成長爆發期後,因受惠採用七奈米製程、CoWoS先進封裝製程,人工智慧、高效能運算(AI/HPC)處理器NRE業務開始認列營收緣故,第三季營運料將明顯轉強。
法人樂觀預估,創意NRE單季營收貢獻可逾十億元,且伴隨NRE營收占比提升之下,也將有望同步拉高毛利率水準。因此,市場法人看好創意下半年營運可望轉強,因此進一步上修其全年營收預估值,認為創意營收有機會回到二○一八年時高檔水準。
中國力拚CPU自製政策 世芯-KY後市獲利成長可期
歐系、港系外資法人機構,對台灣IC設計專業廠世芯-KY(3661)出具研究報告指出,由於看好中國力拚CPU自製政策,世芯-KY後市營收、獲利可望持續成長。
歐系外資表示,世芯-KY於中國擁有強大研發團隊,專注於HPC(高速運算)等項目,以及高節點的AI;受惠中國官方全力支持自主PC、CPU發展政策下,預計世芯-KY至二○二三年,於當地市場的銷售額,將可見到多達三二%的複合平均年增率(CAGR)。
由於目前中國積極發展自家CPU研發、生產計畫,努力提升自主化、自製解決方案比例,伴隨中國CPU市場普及率的提高下,世芯-KY來自中國CPU量產相關營運貢獻力道,二○一九年營收占比三五%至四○%,預估二○二○年更可進一步上看達五○%。
世芯-KY目前已於中國接獲規模約達五○○○萬美金的七奈米案件,預計今年可持續推進。
處理器大廠超微(AMD)加持 高速傳輸IP廠祥碩營運看旺
美系外資法人表示,台灣IC設計專業廠祥碩(5269),為超微(AMD)所設計的高速傳輸相關應用介面IC業務,為其主要收入成長來源,自二○一六年開始正式出貨以來,複合平均年增率成長強勁,目前占整體營收比重已達七○%以上。
強勁的成長動能,也因此促成了AMD PC、整體PC占比,分別達六○%、逾八○%比重。
美系外資指出,展望未來前景,AMD仍將是祥碩主要的營運重心,也將會進一步擴展至其他領域/產品,包括為中國客戶定製高速I/O、PCIe伺服器/數據中心交換機、與Apple晶片相關USB控制器,以維持公司穩定成長動能、利潤率水準。
客戶導入RISC-V邊緣運算產線 晶心科推進七奈米先進製程
另一方面,祥碩也可望利用與AMD豐富的合作經驗,獲得非x86 PC市場競爭契機。透過利用其於USB控制器市場領先地位,和可靠的記錄,與AMD合作。同時,祥碩預計自今年開始,與蘋果相關業務進行接觸,合作初期,應該會從MacBook相關應用領域開始,後續營運成長潛力靚。
台灣IC設計專業廠晶心科(6533),持續拓展「RISC-V」應用市場,目前已成功搶下5G、邊緣運算、雲端系統應用等相關授權合約,同時亦已朝向七奈米先進製程市場繼續向前邁進。
由於雲端運算整合應用於5G、資料中心、區塊鏈等相關領域,因此對運算效能要求較高,晶心科於晶片製程開發業務方面,亦提供搭配四○奈米至七奈米不同先進IC晶圓製程的設計服務,協助客戶可順利依照不同應用場景,選擇最具成本效益的IC晶圓製程。
晶心科瞄準三大應用板塊市場,先前所推出多款產品線,已獲得客戶導入應用,成功打入5G、雲端系統等應用領域。
法人機構指出,儘管晶心科去年上半年業務受新冠肺炎疫情影響,但與客戶端簽訂合約腳步方面,公司仍積極持續向前,因而得以順利切入邊緣運算、雲端等應用市場,後市持續成長動能令人期待。