接口IP，销量大增

自2020年以来，人工智能的爆发式增长无疑推动着半导体产业的发展。基于GPU的人工智能处理需要尽可能强大，但系统只有依靠顶级互连才能达到最佳性能。各个子系统需要以更高的带宽和更低的延迟进行互连，这就需要更先进的协议，例如DDR5或HBM内存控制器、PCIe和CXL、224G SerDes等等。

设计超级计算机时，原始处理能力固然重要，但访问内存的方式、延迟和网络速度的优化才是成功的关键。人工智能也是如此，因此互连协议变得至关重要。

2024年，接口IP市场增长23.5%，达到23.65亿美元。我们预测2024年至2029年期间该市场将保持增长，与2020年代20%的增速相当。人工智能正在推动半导体行业的发展，而互连协议的效率正在提升人工智能的性能。良性循环！作为对比，2023年，半导体市场下滑，但接口IP市场却增长了17%。

接口 IP 类别在所有 IP 类别中的占比已从 2017 年的 18% 上升至 2023 年的 28%。我们认为，到 2024 年，这一趋势将在十年内进一步扩大，接口 IP 的占比将增长至 38%（这将对处理器 IP 的占比造成不利影响，处理器 IP 的占比将从 2023 年的 47% 上升至 2029 年的 41%）。我们预测，2029 年 IP 市场规模将达到 150 亿美元，其中接口 IP 本身的占比将达到 54 亿美元。

与往常一样，IPnest 按协议对未来五年（2024-2028 年）进行了预测，并计算了各协议的复合年增长率（下图）。如图所示，预计大部分增长将来自三个类别：PCIe、内存控制器 (DDR) 以及以太网、SerDes 和 D2D，这三个类别的 5 年复合年增长率分别为 17%、17% 和 21%。这并不奇怪，因为所有这些协议都与以数据为中心的应用相关！如果考虑到 2024 年排名前五的协议的权重为 22 亿美元，那么预测 2029 年的价值将达到 49 亿美元，复合年增长率为 17%。

这一预测基于以数据为中心的应用（简称AI）的惊人增长。纵观台积电2024年按平台划分的收入，HPC显然是驱动力。我们预计，从2020年开始，这一趋势至少会持续到2029年。

Synopsys 自 21 世纪初以来通过战略收购以及提供集成解决方案（包括 PHY 和控制器）在各个协议和应用领域都建立了稳固的地位，占据了超过 55% 的市场份额。我们仍然没有看到任何竞争对手能够挑战领导者的地位。紧随其后的是 Cadence 和 Alphawave，市场份额约为 15%，与领导者相差甚远。

我们认为，2025年及以后，十年内将发生重大战略转变。专注于高端IP架构的IP供应商将尝试制定 多产品战略 ，并 推广基于领先IP  （PCIe、CXL、内存控制器、SerDes等）的ASIC、ASSP和chiplet。一些公司已经开始行动，例如Credo、Rambus或Alphawave。Credo和Rambus在ASSP上已经取得了可观的收入，但我们最多要等到2026年才能看到chiplet上可衡量的成果。

2024年，设计IP收入达到85亿美元，创下20%的历史新高。有线接口仍然是推动设计IP增长的主要动力，增幅达23.5%，但我们预计处理器类别在2024年也将增长22.4%。这与排名前四的IP公司——ARM（主要专注于处理器）以及领先的有线接口领域——Synopsys、Cadence和Alphawave——的增速一致。前四大供应商的增幅甚至超过了市场增速（增幅在25%以上），2024年的总市场份额为75%，而2023年为72%。

他们的首选目标是面向排名第二、第三和第四的 IP 公司，面向 ARM 和高性能计算 (HPC) 应用的移动计算。HPC 细分市场的首选 IP 基于 PCIe 和 CXL、以太网和 SerDes、芯片到芯片 (UCIe) 以及包括 HBM 在内的 DDR 内存控制器等互连协议。值得补充的是，他们定位于能够满足 AI 超大规模开发者需求的先进解决方案（技术节点）供应商，即使新思科技也瞄准了主要市场，并且实际上享有更高的收入。

2024年的设计IP市场如何与半导体市场走势保持一致？纵观台积电2024年第四季度各平台的收入，我们发现高性能计算（HPC）占53%，智能手机占35%，物联网占5%，汽车占4%，其他占3%。按平台划分，HPC、智能手机、物联网、汽车和数字消费电子（DCE）的收入分别较2023年增长了58%、23%、2%、4%和2%，而其他平台的收入则有所下降。

2024年，IP市场主要受到支持高性能计算（HPC）应用并销售有线接口的供应商（Synopsys、Cadence、Alphawave和Rambus）以及销售智能手机CPU和GPU的供应商（ARM和Imagination Technology）的强劲推动。IP市场与半导体市场完美契合，其年均增长主要来自单一领域：高性能计算（HPC）（即便ARM的表现值得关注，同比增长26%）。

回顾2016年至2024年IP市场的发展历程，可以发现一些关于主要趋势的有趣信息。全球IP市场增长了145%，而前三大供应商的增长却不均衡。排名第一的ARM增长了124%，而排名第二的Synopsys增长了326%，排名第三的Cadence增长了321%。

市场份额信息更为重要。ARM 的市场份额将从 2016 年的 48.1% 增长到 2024 年的 44%，而 Synopsys 的市场份额将从 13.1% 增长到 23%。

这可以通过 2016 年至 2024 年复合年增长率的比较来综合：

• 新思科技复合年增长率为19%

• Cadence 复合年增长率 19%

• ARM 复合年增长率 9%

IPnest 还根据许可和特许权使用费 IP 收入计算了 IP 供应商排名：

到 2024 年，新思科技 (Synopsys) 将以 32% 的市场份额位居 IP 许可收入第一，而 ARM 将以 30% 的市场份额位居第二。

Alphawave 成立于 2017 年，目前排名第四，仅次于 Cadence，这表明高性能 SerDes IP 对于现代数据中心应用至关重要，并有助于构建高性能互连 IP 产品组合，从而支持其在 7 年内从 0 增长至超过 2.7 亿美元。提醒：“别乱用 SerDes！”