中国芯片设计专利数同比增长73.4%意味着什么?|亿欧数说

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芯片行业自主可控已经成为长期趋势,且芯片设计有望率先突破。

从产业格局来看,国内半导体产业发展空间巨大,但中高端自给率不高,全球企业中更是少见中国企业身影。由此可见,芯片国产化并不是一朝一夕便可实现。

在这样背景下,中国芯想跑赢美、日、韩成为芯片强国,专利远远比技术更重要。国家知识产权局披露2019年主要工作统计数据显示,2019年,共收到集成电路布图设计登记申请8319件,同比增长87.7%,集成电路布图设计发证6614件,同比增长73.4%。

作为集成电路行业发展的难点,芯片设计专利数同比增长73.4意味着什么?

芯片设计企业迅猛发展,知识产权是关键

国内半导体行业起步晚却发展迅猛,尤其在芯片设计领域有望出现国际一线公司。从2015年开始,国内IC设计企业迅猛增长。

由于芯片设计行业属于轻资产行业,门槛较低,因此中国芯片设计企业有望最先突破。据公开资料整理数据显示,自2016年后中国IC设计企业大增,数量为1362家;2019年,中国集成电路设计企业数量为1780家,和2018年的1698家相比,增加了82家。

与此同时,中国芯片企业研发力量较为薄弱,许多知识产权受制于人,且核心技术多集中在美国。据统计,2018 年美国占了全球 IC 设计份额的 53%,中国占比为 11%。因此,国内企业在拓展海外市场时难免会遇到欧美公司发起的专利纠纷。

随着国内芯片企业数量不断增加,半导体领域的专利诉讼事件频频爆发,从汇顶科技到上海思立微再到科创版企业晶丰明源均陷入专利纠纷中。很多行业人士表示,半导体行业已经进入以知识产权为主要竞争手段的发展阶段。因此,企业想长足发展,知识产权至关重要。

在市场竞争愈加激烈的半导体产业,中国芯片企业的专利保护意识与能力也在逐渐增强,其中,半导体设计企业的表现尤为突出。国家知识产权局数据显示,2009-2019年,中国集成电路布局设计专利申请数和发证数逐年增加,到了2019年,专利申请和发证数量暴增。

通过上述数据可知,在激烈市场竞争刺激下,芯片设计企业率先突围,并且有望最先突破专利难关。

专利为何成为芯片设计企业发展的关键?

在芯片设计领域,专利便处于“一夫当关,万夫莫开”的地位。

如今,国内芯片设计领域呈现“一大多小”的现状,很多芯片企业规模不大,抗风险能力较差。其实,EDA设计和底层架构这两大核心因素是制约国内企业发展的主要因素。

作为芯片设计的第一关,EDA技术(即电子设计自动化技术)的出现变革了传统数字系统设计理念,为芯片设计提供了极大的灵活性。不过,这一行业存在高度垄断,美国的三家公司(Synopsys、Cadence、Mentor)垄断了全球 65%和国内96%以上的市场份额,国内仅有10家公司涉及相关业务且发展缓慢。

不过,中国芯片发展迅猛,加之国家及地方政府的大力支持,国产EDA迎来了发展机遇。在国内企业实现自主可控进程中,底层架构是逃不过的关隘。众所周知,芯片的底层架构主要分为两大阵营:一个是以 Intel、 AMD 为首基于复杂指令集的X86 架构;另一个是以IBM、ARM为首的精简指令集 ARM/MIPS/Power,其中ARM架构占据手机份额约90%。

中国芯片企业之所以深受底层架构牵制,是因为底层架构与操作协同深度绑定。经过长时间发展,基于X86和ARM架构形成的生态已经十分牢固,国内芯片厂商重新开发生态的可能性也不大。即便是国内较为成熟的芯片厂商也是采用国外架构。例如,华为海思采用的是ARM架构,兆芯采用的是X86架构,海光采用的是AMD的ZEN架构,龙芯采用的MIPS架构。

但是底层架构是芯片设计绕不过的门槛,国外企业掌握着底层架构,手握专利,国内芯片厂商便不得不乖乖缴纳专利费并且受他人牵制。一些厂商也会采用中外合资方式获取专利,但美资一旦撤出便会牵扯到专利纠纷。

因此,国产芯片厂商想要长足发展,将专利权掌握在自己手中才是正途。想在美国芯片设计领域实现突围,中国企业只能另辟蹊径。智慧芽数据显示,国内半导体上市公司的海外发明授权量top10中,一半以IC设计为业(含2家IDM模式企业)。

通过上表可以看出,位居第二的汇顶科技的海外发明授权量为337,其海外发明授权量占所获发明授权量中占比为64.6%。正因为汇顶科技在指纹识别领域一骑绝尘,才使得其专利在海外极具影响力。值得注意的是,国产芯片设计厂商在细分领域头角峥嵘,但整个芯片设计产业依旧与美国有着较大差距。

专利突破非一日之功,中国芯未来在何方?

从PC到智能手机,应用市场的发展推动着半导体行业经历了两轮产业爆发。未来,5G带来的万物互联时代将有望引爆半导体行业。如今,半导体产业向国内转移已经成为行业发展趋势。笔者认为,中国想要抓住这次机遇,除了加大底层技术研究外,更加善于运用开源架构RISC-V的优势。

RISC-V是一个完全开源的处理器架构,而且该架构的生态建设正处于起步阶段,这对于中国芯片厂商来说可谓是天赐良机。此前,中国芯片自主可控无非两条路:一条是打破现有生态,建立全新的生态;另一条是中国依旧跟在美国等发达国家后面,但这两个方案均不是中国芯片自主可控的最优选择。

RISC-V的诞生可以让更多中国企业加入其中,在规则尚未建立之前,圈地跑马、申请专利,成为未来半导体产业的规则制定者。

同时,RISC-V简单和灵活的特性在万物互联的物联网时代得以凸显,物联网有望成为未来半导体产业的最重要增长动力。

从终端应用来看,物联网终端数量高速增长。截止 2019 年,全球物联网设备连接数量达到 110 亿个,其中,消费物联网终端数量达到 60 亿,工业物联网终端数量达到50亿。随着终端模块增长,半导体需求也将逐步增加。

从消费端到产业生态构建,中国与其他国家均处于同一起跑线。修炼内功,将芯片行业命脉-专利牢牢掌握在自己手中,那么,中国芯片的自主可控便指日可待。

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