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第62期 嵌入式微處理器的王者--ARM專利大剖析

March 22, 2012

IPAMA智管會 李文強/吳致緯 博士/姚永慎/王維位/陳珮慈 發表
2012/03/22

全球矽智產(SIP)市場

  保護智慧財產(Intellectual Property,IP) 在半導體設備與材料產業的重要性與日俱增。對全球半導體廠商而言,強烈且有效的半導體/矽智慧財產(Semiconductor/Silicon Intellectual Property, SIP) 保護至關重要。

  而智慧財產(IP) 是一項理想的半導體設計功能,為需要動態資料儲存、電源關閉時的資料可用性以及突然斷電時的資料保護等功能的應用軟體提供快速、安全的非揮發性資料儲存等。典型的應用軟體包括工業控制與汽車應用軟體、資料轉換系統、RAID 資料儲存與資料處理,因此可以明顯的減少廠商在設計及開發上的時間。發展IP產業有助於IC設計產業發展優點有:

一、加快IC設計公司推出產品的速度

  由於IC產品由多種IP所組成,經與IC設計服務公司合作,將所需要的IC功能加入,避免為了解決某項不熟悉技術而延宕產品推出的時程,因此可加快IC設計廠產品推出的速度。

二、增加小型IC設計公司發展機會

  小型IC設計公司如自行開發所有IP將耗費相當多人力及資源,且EDA( 電子設計自動化軟體及光罩費用對於小型設計公司更是一筆龐大付擔,如將IP委外設計加上IP 的turn-key 服務,將可降低相當多的費用支出。

三、加速產品往輕薄短小發展

  電子科技產品為了便利性,逐步朝向輕薄短小發展,因此除了IC載板微縮外,必需將晶片整合成SoC,並將製程往更先進發展,透過IC設計服務公司的各種IP可解決大部分技術障礙,讓SoC技術整合門檻降低。

  隨著科技產品走向輕薄短小的趨勢,系統廠商開出各式獨特的產品,也使得集成電路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 商機越來越龐大,為因應此一趨勢,SoC的開發成為當前的發展重點。但SoC因設計的複雜度高,缺點是開發的時間太長,尤其對消費性產品而言,產品生命週期都相當的短,當看見商機到產品開發完成,廠商可能已錯失商機。因此廠商轉向先以SIP做為因應之道,SIP主要是將晶片堆疊後,再封裝成一顆高度較高的立體晶片,以因應消費性電子產品生命週期縮短的特性。故未來產業將朝向終端產品生命週期長的以開發SoC為主,生命週期短的消費性產品則SIP為主。(source from :台灣工銀證券,2008)

SoC與SIP差異性

資料來源:台灣工銀證券,2008

  根據Gartner Inc. 資料指出,2008全球矽智產市場價值約為21億美元,其成長率為7.7%,其中依下表所示,矽智產方面主要可依技術分為三類:

  一、Processors 
  二、Physical IP 
  三、Other IP

  而2008全球全球半導體設計智慧財產(design IP) 市場價值約為14.86 億美元,其成長率為8%;全球全球矽智產技術授權(technology licensing) 市場價值約為5.87億美元,其成長率為6.8%,總市場價值約20.7億美元,其成長率為7.7%,其中以Processors 類中的Microprocessors此項的市場價值為最高,高達5.82億美元。(source from:Semiconductor IP in 2008, Gartner Inc )

2008年全球矽智產市場價值分類項目分析表

資料來源:Gartner Inc.

Microcontroller & Embedded Microprocessors

 

市場價值分析

  依據Semicast Research 2009 年最新的研究指出,預測ARM架構之收益即將於2011年超越Power 架構和x86架構,成為32-bit 微控制器和嵌入式微處理器(microcontroller and embedded microprocessor) 架構的領導者,該研究指出,以ARM為基礎架構的微控制器和嵌入式微處理器之收益,在2007年至2013年有著21%的複合年均增長率,如下圖所示,2007年這五種架構的微控制器及嵌入式之微處理器總體市場價值約為47.5億美元,2009年有微些降幅,但之後隨即開始上升,預計2013年該市場總體價值約達86億美元;其中許多市場分析師非常看好ARM架構未來發展,預計於2013年ARM架構在微控制器及嵌入式之微處理器的市場價值將遠遠超過其他四種架構。(source from:SEMICO Research Corporation)

資料來源:Semicast Research,2009/04

 

ARM集團之基本背景介紹

  ARM集團總部在英國England and Wales ,母公司全名為Arm Holdings Plc 。ARM的前身為Acorn Computer ,成立於1983年,Acorn Computer 於1990年將其設計團隊獨立出來成立Advanced RISC Machines Ltd (ARM) ,其母公司Arm Holdings Plc 於1998選擇在倫敦證交所以及NASDAQ 掛牌上市。ARM集團以發展處理器相關產品為主,全球共有13個據點,分成3大商業領域,分別是行動電話(mobile phones) 、消費性電子產品(consumer electronics) 、嵌入式數位裝置(embedded digital devices) 等領域。ARM是全球領先的矽智產(SIP) 供應商,並被半導體及電子業界評為過去30年全球最有影響力的10家公司之一。

 

ARM集團發展里程碑

資料來源:ARM Holdings Plc 公司資訊;IPAMA 智管會整理,2010/8

 

ARM集團之相關企業資料

  下面將整理出ARM集團之子公司名稱、併購公司及集團內相關企業的公司彙整資訊,以作為專利檢索之基礎。

  

ARM Holdings Plc 相關公司彙整資訊資料來源:ARM Holdings Plc 公司資訊;IPAMA 智管會整理,2010/8

資料來源:ARM,IPAMA 智管會整理,2010/12

 

ARM的晶片出貨數量

  矽智財的特性就是技術門檻高,競爭者少,且可以專業分工,加速產品開發,重複使用高,可以為客戶節省成本,生命週期可以長達4-6年之久,根據ARM執行長East指出,ARM產品的生命期相當長,10年前的設計目前還能收到權利金。

  利用ARM的矽智財所設計製造的晶片越來越多,如下圖所示,2005年ARM的晶片出貨數量約為17億,到了2008年其數量達40億,2009年稍微下降至39億片,自1990年以來,ARM 出貨的晶片數量約為180億片。

資料來源:ARM,IPAMA 智管會整理,2010/12

 

ARM的晶片出貨數量

  矽智財的特性就是技術門檻高,競爭者少,且可以專業分工,加速產品開發,重複使用高,可以為客戶節省成本,生命週期可以長達4-6年之久,根據ARM執行長East指出,ARM產品的生命期相當長,10年前的設計目前還能收到權利金。

  利用ARM的矽智財所設計製造的晶片越來越多,如下圖所示,2005年ARM的晶片出貨數量約為17億,到了2008年其數量達40億,2009年稍微下降至39億片,自1990年以來,ARM 出貨的晶片數量約為180億片。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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