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AI晶片推手!IP股獲利揭祕

本文共4092字

經濟日報 記者王郁倫/專題報導

AI應用發燒,台積電歐亞業務資深副總暨副共同營運長侯永清表示,「AI加速器需求今年成長2.5倍,成為半導體需求最耀眼領域。」AI晶片開案激增,帶動IP(矽智財)需求,當AI遇上IP,強力催生多檔千金股,雖然台灣目前僅一家業者入榜全球前10大IP公司,國際科技巨頭還是前仆後繼來台尋求合作夥伴。台灣IP業實力究竟如何?未來能否躍上主導地位?

AI加持 IP商搶當「千金股練習生」

晶片由許多IP模組組成,隨科技產業發展晶片功能日新月異,IC設計公司要開發晶片,不可能自行研發全部IP,台積電創立促成半導體產業分工發展,專業IP公司因而誕生,近年的AI熱帶動IP需求大增,IP業者營收紛紛衝高。

「AI的變化非常快,每100天就是一個世代,但我們開IC(晶片)要18~24個月,相當AI已經5個世代,但沒有任何人能預測5個世代之後的事。」Skymizer執行長唐文力解釋,IC設計公司不僅會同時開發好幾代產品,且不會自己做全部的IP,特定IP會向更有競爭力的業者購買。

他形容:IP產業特質就是一個競速的「膽小鬼遊戲」(面對面的兩台賽車同時催油門,誰膽小就踩煞車退出賽局)。

AI巨浪為IP產業帶來龐大需求,國際科技巨頭紛紛來台尋求合作,META用晶心科技IP開發AI加速晶片MTIA,AWS的訓練與推論晶片Trainium1/Inferentia2委託世芯-KY設計服務,英特爾的AI晶片Gaudi2及Gaudi3與特斯拉的AI晶片Dojo1也找上世芯。

愈先進製程晶片需要的IP數量等比級數上升,憑藉技術跟服務優勢,台灣IP產業從幕後走向台前,不僅新創業者投入,資源充沛的大廠更躍入分食,IC設計龍頭聯發科成最受矚目的IP巨鯨,神盾集團、鈺創、群聯、英業達、Skymizer也都跨入IP業。

聯發科的ASIC(特定應用積體電路)晶片設計服務業務2019年就拿下思科網通晶片大單,更與Google合作,看好此波AI加速器需求,副董事長暨執行長蔡力行今年6月在COMPUTEX 2024演說更宣示加入Arm Neoverse CSS(運算子系統)聯盟,瞄準的就是ASIC市場高達450億美元(1.44兆元新台幣)商機。

IP產業重研發人力導向,不僅毛利率高達100%,成功的IP還可以授權給不同客戶,並收權利金(royalty),特殊的商業模式(按客戶晶片賣出數量抽一定比例金額)也讓成功的IP具備長尾效應,「一個IP可以賣30年!」晶心科技董事長林志明接受專訪說。

不過IP研發初期的投資費用高昂,即使一個IP可以賣30年,但前3年就得攤提完所有開銷,且還必須不斷投入新製程研發,故IP公司往往必須撐過早期開發期才能步入獲利。

然而因AI市場機會大,高技術密度,市場給予IP股高本益比肯定,不僅世芯-KY一度榮登股王,力旺也位列千金股,IP產業是孵化許多千金股的高含金量市場。

AI大浪來了 台灣IP股準備好了嗎?

IP產業分為IP及IC設計服務兩類型公司,目前仍是少數強者閃星光。相較於台灣的晶圓代工產業居世界第一大、IC設計產業居世界第二強,台灣IP產業在國際排名尚非前段班,各公司業績懸殊,但為何說台灣IC設計服務業是隱形冠軍?

「台灣IP產業市占不高,這是因為起步較晚,大約10幾年前才開始發展而已,國際更早,加上規模大,資本雄厚所以可以到處灑錢併購。」M31董事長陳慧玲表示,M31有的IP對手也都有,國際大廠就像大象,她形容M31是小動物,「大象一腳就可以把我們踩死的那種。」

IP產業共分兩類業務型態,首先是「IC設計服務業」,除IP授權,協助客戶規格制訂,並做後段設計(物理實現physical implementation),再下單晶圓代工廠,故營收規模較大,第二類是專業「IP公司」,專注開發特定IP再做授權。

《經濟日報》新聞部盤點台灣IP產業市占低於20%。根據IPnest統計,全球2023年IP市場產值70.35億美元,年增5.8%,其中IP企業10強,台灣僅力旺一家入榜,排名第9、市占率1.4%,而安謀(Arm)跟新思科技(Synapsys)就吃下超過6成全球市場。

「IC設計服務」提供一條龍服務,營收規模較大,聯發科預估2024年ASIC設計服務市場規模約120億美元,以此推算,世芯-KY、創意、智原三大台灣IC設計服務公司市占率約23%(聯發科沒有公布ASIC營收),一家外資Jefferies報告則預估世芯-KY、智原、創意等3業者市占率40%。

「台灣IC設計服務業是隱形冠軍!」創意總經理戴尚義指出,雖很難預估市場規模多大,因為很多雲端服務客戶數量難以統計,但創意積極投入先進製程,保持彈性的商業模式,是在產業中具備的競爭優勢。

台灣IP產業大點兵 這3家跑最快

IC設計服務公司方面,世芯-KY在2023年營收超車創意電子,居第一大,創意緊追在後;力旺以記憶體IP授權業務營收衝最大,在IP產業中居營收第三大,台灣IP公司多小而美,在專業領域各自發光,晶心科技今年拿下RISC-V市占龍頭躍上一線。

IP產業中另一支輕裝部隊是「專業IP公司」,靠開發IP收權利金、授權金,營收規模較小,各在專屬領域發光,以記憶體IP公司力旺專注衝刺權利金收入,目前營收規模最大,在記憶體IP類別中市占排名第二,億而得排名第四。

從營收規模來說,目前世芯-KY、力旺、創意是三家年營收在300億元左右的IP業者,世芯-KY跟創意是靠設計服務業務衝高業績,力旺是少數單純靠IP授權金衝上300億元的公司。

台灣專業IP公司各有專注利基市場,包括運算處理器IP、高速傳輸IP、類比IP、基礎元件IP及資安IP等類別,其中晶心科技為台灣運算類IP龍頭,同時也是全球RISC-V IP 供應商中市占率達30%的大廠。

高速傳輸IP公司M31是台灣高速傳輸IP第一大,但全球市占率不到1%,業界粗估IP排名13~14名。

IC設計大廠如聯發科、瑞昱則手握海量IP,被視為跨入IP產業的黑馬,聯發科早在2016年左右就領頭跨入IP業,最著名一役就是替思科設計網通晶片,外傳近年與Google及AWS等國際科技巨頭也都有密切合作,業界判斷未來「IC設計產業」跟「IP產業」界線將更模糊化。

「聯發科跨入ASIC晶片設計服務業有兩個優勢,第一是手上IP多,第二是有經濟規模,取得晶圓代工產能成本比較低。」Skymizer董事長賴俊豪分析。

AI開創5契機 IP廠翻轉版圖看今朝

科技發展驅動IP需求,加上台積電不斷投入先進製程,新IP的開發難度為搭配新製程也不斷拉長,生成式AI應用發酵,大數據帶動萬物聯網應用發展,《經濟日報》採訪歸納有5大IP新機會。

UCle介面IP是什麼?

摩爾定律面臨瓶頸,追求效能的翻倍越來越困難,產業發展出利用小晶片Chiplet、異質整合技術提高處理器效能的方法,利用封裝技術把不同晶片封在一起,既能提高良率又降低成本(部分功能晶片不需要太先進製程),由於晶片間需要資訊傳輸,業界發起UCIe聯盟(通用晶片模組互聯介面Universal Chiplet Interconnect Express),獲高通、英特爾、AMD、Arm、Nvidia、台積電、日月光、華邦、愛普科技和三星等支持,這個開放規格也採納PCIe及CXL等標準。

資訊安全IP能防駭

物聯網及Edge AI最擔心駭客攻擊,不僅資料容易被盜,若自駕車行車中資料被切換,將導致重大人身安全風險,故安全IP重要性大增,除軟體資安IP,力旺轉投資熵碼科技投入軟硬體資安IP,利用物理不可仿製功能(Physically Unclonable Function, PUF)安全技術將IP金鑰及創造金鑰的方式放在Edge裝置,提高防駭能力。

運算IP有多強?

AI吹皺一池春水,雲端服務業者開ASIC需求大增,低功耗又高效能運算處理器晶片將大增,雲端需要AI加速器晶片,邊緣裝置端的Edge AI 晶片也大量出現,而邊緣端裝置ASIC需求被業界預期在2025年上半將大量問世。

AI IP有助自我升級

生成式AI要能在各式各樣的硬體裝置上運作,需要LPU(語言模型處理器)或NPU(類神經網路處理器)跑AI模型,晶片業者會將這類LPU IP或NPU IP整合在自己晶片中,晶片就能「升級」運行AI模型,IP好不好就看能否精準執行AI功能,由於這類IP需求未來大增,有業者正開發這類AI IP,這類AI IP雖不受製程影響,最大挑戰則是在AI日新月異中,AI演化快速,IP也必須跟進迭代。

高頻寬記憶體及高速傳輸IP

隨生成式AI帶動及LLM大語言模型訓練所需,資料傳輸需求大增,高頻寬及傳輸速率的資料傳輸介面不斷推進,IP需求大增,而記憶體的傳輸介面更被視為LLM存取資料速度瓶頸,故如何提高記憶體頻寬也成為IP界新關鍵應用。

台灣的挑戰跟未來

IP技術與晶圓製程有緊密關連,隨先進封裝技術CoWoS及小晶片的效益獲得大廠認可,能跟上技術開發相對應IP的業者,就能取得先占優勢提高授權業務量,台積電這座護國神山成為不少IP企業的底氣。

台灣有優質的半導體人才,雖然數量有限,卻是研發力最高的一群,業者認為關鍵在於如何選擇利基戰場,在綁定半導體製程的硬體IP(後段設計)領域,台積電不斷引領推進先進製程,台灣的IP業者緊緊跟隨成為競爭力關鍵。

在軟體IP(前段設計)領域,台灣業者面臨強大國際競爭對手,晶心科技選擇RISC-V紮根,聯發科則與輝達結盟切入車用市場,並拓展ASIC業務,另一群新創則搶進AI處理器處女地。

面對國際IP巨人,台灣適合發展IP產業嗎?業界分析有利與不利因素兼有,台灣有先進晶圓製造實力,高素質工程師優勢,但也面臨貿易戰法規限制快速變化,美國雲端大廠殺價壓力及新競爭者加入挑戰,在AI滾滾大浪拍打下,業者坦言慎選賽道及客戶,方是致勝之機。

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