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设计股份(IP)

  • 职业人才
  • 2023-12-08 17:00
  • 龙泉小编

(报告出品方/分析师:财通证券 张益敏)

1 芯原股份:国内龙头IP供应商, 打造芯片一体化设计平台

1.1. 深耕芯片设计,半导体IP领域攻坚克难

立足IP,致力于打造芯片一体化设计平台。芯原微电子股份有限公司于2001年在上海成立,于2020年8月在上海证券交易所上市。

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公司主要提供一站式芯片设计服务,半导体IP授权服务。2001年,公司依靠30人团队研发出180nm标准单元库,为中国半导体产业起步奠定基石。2004年,公司开始推出一站式芯片定制服务。2006年,公司收购Logic ZSP部门,获取了DSP IP。

后续几年中,公司持续研发,新增高清语音解决方案、高清音频解决方案以及多模无线通信解决方案,并于2010年成为谷歌WebM视频格式在亚洲的首个硬件合作伙伴。

2014年至今,公司通过自主研发以及对知名团队的并购,新增多个可以广泛应用于下游领域的IP。

公司产品及服务广泛应用于消费电子、汽车电子、计算机及周边、工业、数据处理及物联网等领域。

芯片设计方面,公司重视研发,芯片设计能力稳步提升。

自2005年公司陆续实现了基于不同先进制程的芯片设计及流片。

2009年,完成了基于IBM 90nm CMOS工艺的网络交换机芯片流片,完成国内首批基于ARM Cortex-M0 SOC的设计。2012年,完成40nm和28nm的芯片流片。

2016年实现22nm FD-SOI和14nm FinFET芯片设计流片,并在2017年实现28nm FD-SOI和10nm FinFET芯片设计流片,获得众多合作伙伴认可。

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1.2. SiPaaS模式顺应行业发展

以IP为核心打造新商业模式,业务协同效应帮助实现公司研发成果最大化。

公司芯片设计平台即服务(Silicon Platform as a Service,SiPaaS模式)的经营模式以公司拥有的各类处理器IP、数模混合IP 及射频IP为核心,结合公司芯片设计定制技术,为客户打造出可灵活复用的芯片设计平台,降低客户芯片设计时间、风险和成本。

SiPaaS模式中,公司不承担芯片的终端销售,同时降低了市场风险、库存风险,公司专注于技术授权和研发平台输出,在此模式中,公司为客户提供半导体IP授权服务,芯片设计及后续量产服务。

客户选择公司半导体IP后,公司为客户做IP定制修改,根据客户要求满足客户芯片设计及量产的需求,因此公司半导体IP业务与一站式芯片定制业务客户互相导入, 将协同效应发挥到最大。

2022年上半年,公司协同收入占比为68.09%。

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1.3. IP种类齐全,工艺覆盖广泛

公司IP种类齐全,可以满足客户不同需求。公司目前拥有六大处理器IP、1,400 多个数模混合 IP 和射频 IP储备。2021年,公司IP授权业务市场份额位于国内第一,全球第七。

IP种类数量在全球前七中排名第二。公司各类IP均源于公司自主研发的核心技术,在研发时,公司考虑到了各IP内的关联和兼容性,增强IP之间协处理效率,为客户降低了开发成本。

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公司处理器 IP 主要包括图形处理器 IP(GPU IP)、神经网络处理器 IP(NPU IP)、视频处理器 IP(VPU IP)、数字信号处理器 IP(DSP IP)、芯原图像信号处理器 IP(ISP IP)和显示处理器 IP(Display Processor IP)。

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在数模混合和物联网连接IP领域,芯原针对物联网应用领域开发了多款超低功耗的射频IP,支持低功耗蓝牙BLE、双模蓝牙(经典蓝牙+低功耗蓝牙)、NB-IoT、GNSS、802.11x等多种标准,在22nm FD-SOI等多种工艺节点上成功流片,种类涵盖基础IP、数模转换IP、接口协议IP等。

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除了自有IP以外,2021年2月,公司成为Alphawave在中国大陆、香港特别行政区、澳门特别行政区的唯一销售合作伙伴,拥有独家销售其一系列多标准SerDes IP的权利。

SerDes是一种时分多路复用(TDM)、点对点的通信技术,数字化、信息化时代的到来推动云服务器、人工智能、5G基础设施、数据网络、自动驾驶等相关应用的高速发展,对SerDes及相关技术产生了巨大的需求。

根据IPnest,2023年全球和国内高速SerDes IP市场规模将分别达到5.66、1.96亿美元。

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公司拥有从先进的5nm FinFET到传统的250nm CMOS工艺节点芯片的设计能力。

在先进半导体工艺节点方面,公司已拥有14nm/10nm/7nm/5nm FinFET和28nm/22nm FD-SOI工艺节点芯片的成功流片经验,目前已实现5nm系统级芯片(SoC)一次流片成功,多个5nm一站式服务项目正在执行。

保持多种主流技术路线共同发展,有助于公司根据不同工艺节点和不同技术路线的特点,帮助客户采用能满足其应用场景和特定需求,并能在功耗、尺寸、性能、成本等各方面指标达到平衡的最优方案。

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1.4. 四大业务齐头并进,研发助力未来成长

扭亏为盈,规模效应显现。2017年至2021年,公司营业收入保持增长态势。由于公司处于行业上游,技术壁垒高,研发投入大,2021年以前,公司一直处于亏损状态,由于规模效应显现,公司费用率稳步下降,公司净利润稳步提升,于2021年实现盈利。2021年,公司归母净利润为0.13亿元,同比增长151.99%。

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公司有四大细分主营业务,2021年,芯片量产业务占41.36%,芯片设计业务占25.46%;IP授权业务及特许使用权业务分别占比28.52%,4.49%。

受益于半导体行业扩张和持续增长的芯片设计需求,公司芯片设计、芯片量产及IP授权业务均保持高速增长。公司IP数量多,品类全,结合卓越的研发能力,公司未来有望持续高速增长趋势。

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公司各个业务毛利率差异大,IP授权业务毛利率接近100%,芯片设计及量产毛利率相对较低。公司IP研发费用计入费用科目,因此IP授权业务只有相关的人工成本,毛利率高。

公司一站式芯片定制成本高,芯片设计中包括高额的研发及人工成本,以及公司会战略性地与优质客户群体合作,客户议价能力强,毛利率水平也受客户影响较大。

芯片量产业务毛利率受大客户终端产品出货情况影响,波动较大,因为芯片制造成本较高,其中包含晶圆制造、封装、测试等成本,毛利率相对较低。

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公司规模效应显现,期间费用率有稳步下降态势。

得益于公司营收高速增长,公司销售费用率稳步下降。随着公司规模扩大及准备上市,2019年及2020年,公司管理成本增加,导致管理费用率有小幅上涨,后续随着营收高速增长,公司管理费用率有小幅下降趋势。

2022年上半年,受疫情、地缘政治等宏观经济因素影响,公司营收增速放缓,导致公司费用率小幅上升。预期下半年公司营收将恢复稳步增长趋势,公司期间费用率将持续下降。

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公司持续高额研发投入,由于公司有两大业务构成,研发费用率低于IP授权行业,而高于一站式芯片定制行业。

IP授权公司为了保持在行业内的竞争优势,对于IP开发的相关研发投入较高,一站式芯片定制公司在IP研发方面投入较低,研发费用率较低。公司兼具IP定制业务与一站式芯片定制业务,研发费用低于以ARM及CEVA为主的IP授权行业研发费用率,高于世芯、创意电子为代表的芯片定制公司。

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1.5. 股权架构相对分散,公司高层科技背景强劲

公司高管团队兼具管理和技术经验。公司股权结构分散,无实际控制人。截止2022年6月30日,公司第一大股东持股比例为15.7%,公司决策由股东大会及董事会按照公司章程讨论后决定。

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公司创始人兼董事长戴伟民博士是中国半导体行业协会集成电路设计分会副理事长,获得过海内外电子领域多项大奖,曾在各类技术刊物和会议上发表过100余篇论文。

公司执行副总裁戴伟进先生曾任职于Quickturn Design及图芯,具有超过30年的业务管理及产品研发经验。在技术方面,公司底蕴浓厚,领导团队在各专业领域均有多年经验。

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2 IP行业多轮驱动增长,芯原积极布局拥抱趋势

2.1. 身处产业上游,终端应用多面开花,助力公司穿越结构性波动周期

身处IC产业链上游,独特商业模式造就公司逆周期性。公司IP授权业务及一站式芯片定制中的芯片设计业务处于集成电路的上游,可授权IP及芯片设计平台可应用于多领域,业务相对分散,受行业结构性周期影响较低。

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例如根据Precedence Research测算,2021年到2030年,全球消费电子市场年复合增长率为5.1%,而受到宏观政治经济影响,消费电子行业短期增速放缓,但汽车电子因电动化、智能化趋势迎来高速发展,根据The Brainy Insights数据,2021年到2030年,全球汽车电子芯片市场规模年复合增长率达到10.8%。

因此,公司身处产业链上游,布局下游多个行业,当其中一个行业增速放缓时,其他高速发展市场仍会有较好营收,公司受下游市场结构性调整影响较低。

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产业变革催生轻设计模式,公司商业模式顺应发展。

目前,受疫情和宏观经济局势的影响,下游产业需求进行调整时,芯片设计企业在研发投入上更加谨慎,更倾向于选择更灵活的“轻设计”模式进行研发,而芯片设计公司专注于芯片定义、芯片架构、软件/算法,更多的采用半导体IP,减少研发、运营支出。

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随着集成电路下游应用行业细分,系统厂商、互联网公司、云服务厂商、汽车制造企业为了掌握核心技术,控制供应链风险,开始设计自主品牌芯片。

但由于芯片设计能力、水平及经验限制,该类企业往往选择与芯片设计公司合作寻求包括硬件及软件的系统解决方案,来降低芯片研发周期、成本及风险,为芯片设计业务带来市场空间。

与这类企业合作的芯片设计公司会更多地使用已经验证完成的IP,促进半导体IP行业增长。公司独特的SiPaaS商业模式使公司受益,越来越多的客户选择与公司合作。

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2.2. 下游市场迎来新增量,公司IP广布局

下游应用领域扩张,传统行业升级驱动未来发展。

集成电路及半导体行业的技术革新促进了传统行业升级,如汽车行业的电子化、智能化、网联化升级。根据Research and Market测算,全球汽车电子市场规模预计从2021年的2723亿美元增长至2027年的4156亿美元,年复合增长率为7.1%。

随着新能源汽车、自动驾驶、智能座舱、车内娱乐系统升级的推进,未来汽车电子的快速发展将为集成电路领域带来广阔成长空间。

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下游新兴产业高速发展带动上游芯片行业高速扩张。

集成电路技术上的突破也催生出众多新兴产业,如物联网、人工智能大数据等。其中物联网终端应用众多,如可穿戴设备,智能家居等,需要数以万计的连接设备,根据Transforma Insights预测,全球物联网市场规模将在2030年超过万亿美元。每台物联网设备搭载多个芯片,将释放出大量芯片设计及IP需求。

根据Mordor Intelligence数据及预测,全球物联网芯片市场规模将会从2020年的119.80亿美元增长至2026年的276.28亿美元,年复合增长率为14.98%,其中,北美将成为全球最大市场,亚太地区市场增速最快。

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公司技术、经验积累及独特商业模式顺应行业增长趋势,未来可期。

公司在快速发展的下游应用领域均有技术积累和战略布局,2022年上半年,公司汽车电子应用营收增幅最大,达到382%,物联网领域营收超过消费电子成为公司细分领域营收第一。

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汽车电子领域,公司集成多曝光宽动态处理及高级降噪技术的图像信号处理器IP通过了汽车功能安全标准ISO 26262认证。同时公司的图形处理器IP也应用在车载信息娱乐系统中,与全球知名OEM厂商合作。公司的神经网络处理器IP也应用在多家客户的ADAS产品上。

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在AIoT领域,公司的人工智能神经网络处理器IP(NPU IP)已被50余家客户应用在100余个人工智能芯片中,应用于物联网、可穿戴智能设备、智能家居等领域,公司也在物联网拥有众多在研技术及专利,部分实现了IP设计及客户量产验证。

同时,公司SiPaaS商业模式致力于打造一站式、平台化芯片定制服务,为系统厂商,互联网公司,汽车制造企业创造了更加灵活的芯片轻设计服务模式。

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2.3. 工艺演进,单芯片可集成IP数量成倍增加

先进制程演进,单芯片集成IP数量大幅增加。

随着先进制程的演进,线宽不断缩小,单颗芯片上可容纳晶体管数量大幅增加导致单颗芯片可集成IP数量大幅增加,单位面积数量大幅提升。

根据IBS数据,在单颗80的芯片裸片上,16nm工艺节点下可容纳21.12亿个晶体管,7nm工艺节点下可容纳69.68亿个,相应的,单颗芯片可集成IP数量也大幅增加,28nm工艺节点可容纳87个IP,7nm可容纳178个IP。

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随着集成电路设计步入基于多种不同IP组合设计的SoC时代,以及先进制程演进导致晶体管数量大幅增加,IP需求数量大幅增加,未来半导体IP市场规模将高速增长。

根据IBS测算,2018年,半导体IP市场是46亿美元,2027年,半导体IP市场将增长到101亿美元,年均复合增长率为9.13%。

其中处理器IP市场占比最高,将在2027年达到62.55亿美元,年均复合增长率为10.15%。2027年,数模混合IP市场将达到13.32亿美元,年均复合增长率为6.99%;射频IP市场将达到11.24亿美元,年均复合增长率为8.44%。

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芯片设计复杂度提升,愈加依赖成熟IP方案。

随着集成电路设计复杂度的提升,芯片设计难度、成本、风险增大,在引入新工艺后,芯片的签核流程也变得越来越复杂,采用半导体IP不仅可以加速产品上市的时间,也可以降低设计成本和风险。随着芯片设计行业向“轻设计”的模式转变,未来越来越多的芯片设计将依赖成熟的IP供应商提供IP解决方案,公司有望在此趋势中持续受益。

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2.4. 供应链安全问题亟待解决,国产化趋势加速

全球半导体产业链向中国转移,半导体行业迎来国产化趋势。

上世纪70年代以来,全球半导体行业进行了两次产业转移,分别是20世纪70年代从美国向日本转移,及20世纪80至90年代从日本向韩国、中国台湾转移。

目前,随着终端产品复杂多样,应用领域进一步细分,芯片设计难度大幅提升。中国大陆的半导体经过50年的技术引进,经验积累,高端人才培养以及国家战略政策支持,中国半导体产业正全面布局,迅速成长,全球半导体产业正经历第三次产业转移,由韩国、中国台湾向中国大陆转移,促进了众多优秀中国IP供应商、芯片设计服务商及晶圆厂、封测厂的发展。其中,中国芯片设计企业由2020年的2218家增长至2021年的2810家。

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严峻国际形式推动半导体行业进一步国产替代。

我国半导体贸易存在较大贸易逆差,严重依赖海外供应商,从2018年中美贸易战开始,多家中国半导体科技企业受到美国制裁,中国半导体行业发展严重受限。在芯片技术、工艺不断迭代的过程中由于美国的制裁,中国缺乏芯片制造设备及设计软件,半导体产业寻求国产替代迫在眉睫。

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公司依靠自身技术经验优势,有望在半导体产业国产化趋势中持续受益。

公司为客户提供一站式芯片设计服务,在目前的国产化趋势下,公司境内销售收入持续增加。2022年上半年,公司境内营业收入7.32亿元,同比增加73.68%,占比60.89%。

目前,中国半导体行业及集成电路行业严重依赖进口,在国产化趋势下,公司有望在国产替代中持续受益。

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3 新兴领域布局,抓住国产替代机遇,为构建长期壁垒筑基

公司产品种类齐全、技术领先,顺应行业发展趋势,新技术加持驱动未来发展。公司拥有6大处理器IP,1,400多个数模混合IP和物联网连接IP。

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公司IP数量众多、种类齐全,为公司在功能及应用场景扩展上打下基础,公司顺应汽车智能化趋势,多个IP通过车规认证,在物联网及智能穿戴领域,公司大量IP也顺利通过客户验证。

未来,公司依靠强劲的研发能力以及多年经验,着眼于两大行业内新技术以及主流工艺,持续增强核心竞争力。

3.1. Chiplet:IP 复用新模式,打开全新市场空间

随着半导体工艺制程已经逼近物理极限,制程优化带来的性能增强及成本优化越来越不显著,通过先进封装来增强芯片性能,优化制造成本成为另一可行路线。

通过封装数量更多的小芯片取代少量的Soc大芯片,Chiplet技术更好的平衡了芯片设计成本及设计灵活性,同时,由于Chiplet使用小芯片,单芯片面积越小,整体良率越高。

Chiplet技术将一些预先制造好的实现特定功能的裸片,使用TSV等先进封装技术进行连接,构成多功能的异构SiP(System in Package)模式。

Chiplet技术开启了IP硅片级复用的新模式,使用大量IP将大大缩短研发周期,并且不同功能的IP可采用不同工艺进行生产,以此平衡芯片性能及设计端、制造端成本,实现功能模块的最优配置。

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目前,先进封装技术正从2.5封装向3D封装转变,2020年,台积电推出3D Farbic,是由基板晶圆上封装(CoWoS)和整合性扇出(InFO)的后端3D导线连接技术所组成,开始能够为客户提供Chiplet弹性解决方案。

2021年,AMD发布3D V-Cache使用3D Chiplet技术,将含有64MB L3 Cache以3D堆叠的形势与处理器封装在一起。

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Chiplet行业标准规范出台,行业生态高速发展。

过去,互联标准不统一制约了Chiplet发展,2022年3月,十家半导体、封装、IP供应商、晶圆厂和云服务提供商的领导者(AMD、ASE、ARM、Google 云、Intel、Meta、微软、高通、三星、台积电)联合推出新的Universal Chiplet Interconnect Express(UCIe),为当今及未来的Chiplet生态系统提供一体化标准。

UCIe 1.0规范为Die-to-Die互连物理层(physical layer)、协议栈(protocol stack)、软件模型(software model)及符合性测试(compliance testing)提供了完整标准,利用了PCIe及CXL两种成熟的高速互连标准,因此终端客户能够在SoC芯片制造中混合和匹配来自多厂商的芯片组件,开启了Chiplet商业化进程。芯原股份在Chiplet领域战略布局多年,并且成为中国大陆地区首批加入UCIe联盟企业之一。

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HPC高性能计算、自动驾驶或成为Chiplet最先落地行业,公司或将成为全球第一批向客户推出Chiplet商用产品的企业。

高性能计算(HPC)对芯片设计规模的要求更高,需要多种通用的高性能模块,Chiplet有望在HPC领域率先落地。

另外,Chiplet也有望在自动驾驶领域快速落地,自动驾驶领域处理器需要高可靠性及快速迭代,Chiplet可以大幅提升汽车芯片迭代速度,在每次迭代升级后,不需要重新进行芯片设计和车规认证,也降低单颗芯片失效带来的风险,加速汽车芯片上市时间并且提高了可靠性。

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全球Chiplet市场高速发展,MPU将成为Chiplet芯片最大细分市场。

根据Omdia预测,采用Chiplet的处理器芯片市场将在6年内增长9倍,从2018年的6.45亿美元增长到2024年的58亿美元,预计到2035年,将达到570亿美元。Chiplet技术一定程度上避开了摩尔定律,通过用更多的小芯片取代单个硅晶片,提升了可添加晶体管空间,根据Omdia,Chiplet预计将使半导体行业回归两年翻倍周期。

MPU制造商为保持竞争力,始终走在半导体制造行业的前沿,随着半导体工艺即将达到物理极限以及“摩尔定律”的失效,MPU制造商将率先使用Chiplet技术。

目前,全球前五大MPU制造厂商中,有三家参与制定了UCIe标准,根据Omdia预测,MPU将成为应用Chiplet的最大细分市场,预计到2024年,基于Chiplet技术的MPU市场规模将从2018年的4.52亿美元,增至24亿美元。

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Chiplet对于国内芯片产业意义非凡,为国产替代开辟新思路。

Chiplet为处于严峻国际形势下的中国制造行业提供了新思路,为有芯片设计能力的IP制造商扩展了新的商业空间。

在目前国内半导体产业遭遇封锁背景下,采用Chiplet技术,在除核心器件以外,对制程相对不敏感的部分模块可以采用更加成熟工艺制造,通过高密度互联封装可以达到与先进制程SoC相同的性能,并且良率更高、费用更低,可以在一定程度上缓解或解决卡脖子问题。

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公司已经在Chiplet领域进行战略布局,公司是中国大陆地区首批加入UCIe联盟企业之一。

公司凭借深厚的IP以及技术储备,于2021年推出采用Chiplet架构设计的高端应用处理器平台从完成定义到流片仅用12个月,2021年5月,工程样片已经回片,并在当天顺利点亮。

Linux、Chromium操作系统,YouTube等应用在工程样片上顺利运行,该高端应用处理器平台主要面向手机、平板电脑、笔记本电脑、自动驾驶应用,目前此平台正在自动驾驶域控制器上开展验证工作。

2022年到2023年,公司持续推进高端应用处理器平台Chiplet的迭代方案研发,有望成为全球第一批面向客户推出Chiplet商用产品的企业。未来,公司计划以Chiplet形式实现IP芯片化。

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3.2. RISC-V:生态逐步完备,新兴领域扬帆

RISC-V,开启开放指令集架构新纪元。RISC-V是由图灵奖获得者David Patterson团队历经三十年研发的免费、开放的CPU指令集架构。

相较于传统的开放指令集架构,RISC-V通过开放协作促进CPU设计创新,降低了指令复杂程度,支持跨领域的合作创新,通过模块化的架构实现更高的灵活性。2010年以来,RISC-V正经历着高速发展。

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产业联盟牵头,RISC-V逐步建立完备生态。

2015年,旨在促进RISC-V发展及行业应用的非盈利组织RISC-V基金会由加州大学伯克利分校牵头成立。

截止到2021年,RISC-V基金会已经有超过2000家会员,其中包括有加州大学伯克利分校、普林斯顿大学及中科院计算所这样的顶尖学术机构,也包括了在半导体IP、芯片设计、设计工具、机器学习、芯片制造等领域的国际领先企业,例如谷歌、Intel、西部数据、IBM、华为、高通、三星等国际知名企业。目前,越来越多的公司将RISC-V应用到自己的芯片中,如西部数据、英伟达、华米、Intel。

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新兴产业应用驱动RISC-V行业高速发展。

相较于被传统ISA(ARM架构、x86架构)垄断多年的PC、服务器市场相比,在物联网、新能源汽车、异架构计算等新兴领域,RISC-V和传统ISA处于同一起跑线,具备传统ISA巨头不具备的新起跑优势,RISC-V市场将迎来快速发展。

根据Semico Research预测,到2025年,市场将消耗624亿个RISC-V CPU核,2018-2025年的年复合增长率为146.2%,其中,工业应用以167亿个CPU核占据细分行业第一。

RISC-V IP及软件行业也将迎来高速发展,根据Tractica预测,到2025年,RISC-V IP和软件的总市场预计将以54.1%的复合年增长率增长到10.7亿美元。

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从源头指令集出发,赋能国产自主可控。

不同于X86、ARM等架构,RISC-V架构相比于传统ISA背负较少的历史包袱,外加其开源的特点,给到国内厂商从指令集层面出发构建国产自主可控的底层架构机会。

2018年9月芯原股份牵头成立中国RISC-V产业联盟,积极布局、推动国产化RISC-V芯片产业化和应用创新。

2021年12月,公司与上海集成电路行业协会及中国RISC-V产业联盟共同举办了首届滴水湖中国RISC-V产业论坛,搭建了产业交流平台。目前,公司有多个基于RISC- V核架构客户项目正在进行。

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3.3. FinFET + FD-SOI:双向布局主流工艺技术

FinFET+FD-SOI,延续摩尔定律传奇的必要技术。随着半导体工艺制程的演进,当栅极长度逼近20nm时,对电流控制能力大幅下降,漏电率相应提高。

Bulk CMOS 工艺技术将会在20nm走到尽头。对此,加州大学胡正明教授提出两种解决方案。

1999年,胡正明团队发布FinFET(鳍式厂效应晶体管),2000年,胡正明团队发布FD-SOI(超薄绝缘层上硅体技术)。

2011年Intel推出商业化的FinFET技术,应用于22nm工艺制程,从16/14nm开始,FinFET成为半导体厂商的主流选择,推动后续半导体制程发展。

2006年,STM、Leti、Soitec成功研发28nm的FD-SOI晶体管,2007年SOI联盟成立,FD-SOI技术开始走向商业化。

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各有所长,FinFET和FD-SOI应用于不同场景。

FinFET拥有更高的集成度和较快的速度,多应用于云服务、高性能服务器、人工智能、边缘计算、前沿消费电子、长时高性能需求设备。

FD-SOI有更好的模拟和频射性能,更低的软错误率,更优的能耗比和更高集成度,多用于对功耗要求较高的领域,例如物联网、5G、图像传感器、自动驾驶、航空、毫米波雷达、长时待机应用。

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公司在主流半导体工艺节点上均有优秀设计能力,不断增加研发投入助力实现先进工艺设计能力提升。公司可以支持传统28nm CMOS设计。在先进半导体工艺节点方面,公司拥有14nm/10nm/7nm/5nm FinFET和28nm/22nm FD-SOI工艺节点成功流片经验。在22nm FD-SOI上实现自适应衬底偏置电压技术,对超低功耗IoT应用有显著效果。

4 盈利预测和估值

4.1. 盈利预测

公司以IP为核心,打造SiPaaS芯片设计平台即服务商业模式,为客户提供平台化、一站式的芯片设计、量产服务,因此公司半导体IP业务与一站式芯片定制业务客户互相导入,具有协同效应。

公司的主要营收来源为:

1)一站式芯片定制业务,细分为芯片设计业务收入、芯片量产业务收入,

2)半导体IP授权业务,细分为知识产权授权使用费收入、特许权使用费收入。

根据公司发布的2022年前三季度业绩预告,公司前三季度预计实现营业收入18.84亿元,同比增长23.87%,预计实现归母净利润0.33亿元,同比扭亏为盈。

以下我们将逐一分析和预测公司主营业务收入:

一站式芯片定制业务:

公司一站式芯片定制业务除了面向芯片设计公司、IDM厂商以外,来自系统厂商、大型互联网公司、云服务提供商等客户的需求愈加旺盛,截止2022H1,公司一站式芯片定制业务客户总数达到近300家。预计未来伴随客户需求提升,公司设计业务流片量、量产业务出货量也将持续随之增长。

细分业务来看:

1)芯片设计业务收入:随着半导体工艺的不断迭代,以及公司在先进制程芯片设计能力的持续提升,公司14nm以下先进制程占比不断增加,预计未来公司低毛利业务占比减少,毛利率有望迎来稳步增长。

我们预计公司 2022/23/24 年芯片设计业务收入将同比增长17.94%、 28.16%和29.89%,对应毛利率分别为10.20%、10.50%和10.80%。

2)芯片量产业务收入:全球半导体行业在经历了近年来的由于供需错配带来的芯片短缺周期后,全球晶圆厂产能逐步释放,下游厂商拿产能力提升,反映到公司业绩层面有成本端压力缓解迹象。我们预计公司在业务协同导入、国产化趋势推动下,叠加成本端压力减小,我们预计公司2022/23/24 年芯片量产业务收入将同比增长23.77%、 30.50%和32.21%,相应的毛利率分别为15.78%、16.15%和17.27%。

半导体IP授权业务收入:

随着公司IP产品不断推出、已有IP持续更新迭代,公司的技术储备、产品矩阵日渐完善,客户资源加速拓展,截止2022H1,公司半导体IP授权业务客户总数达到近360家。预计未来公司业务除了伴随整体半导体工艺技术演进自然增长外,下游应用领域的多元化,叠加Chiplet技术带来的IP用量增长,以及国产供应链安全的催化作用,将共同驱动公司IP授权业务持续增长。

细分业务来看:

1) 知识产权授权使用费收入:2018-2021年公司半导体IP授权次数逐年上升,2021年全年授权次数达到228次。

2022H1授权84次,同比下降46次,但授权使用费收入达到3.90亿元,同比增长78.94%,反映为单次授权收入大幅增长,原因主要系高价值产品占比提升,比如GPU IP、NPU IP,另外公司ISP IP通过车规ISO 26262以及工规IEC 61508双重认证,带动单价提升。

我们预计公司2022/23/24 年知识产权授权使用费收入将同比增长32.60%、 33.50%和31.00%,相应的毛利率分别为89.00%、87.00%和87.00%。

2)特许权使用费收入:随着公司IP授权业务客户的不断积累,规模效应将进一步扩大。

尤其在特许权使用费收入方面,过去两年由于全球产能紧张压抑了客户产品的量产计划,后续伴随供给侧客户产品的逐步上量,将为公司贡献长期稳的收入增长。

我们预计2022/23/24 年公司特许权使用费收入将同比增长31.85%、 36.05%和31.00%,业务毛利率保持100.00%。

设计股份(IP)

4.2. 估值分析

公司整体于2021财年扭亏为盈,由于目前正处于业绩快速增长阶段,各项费用投入对净利润影响较大,因此我们建议采用市销率(PS)相对估值法对公司进行估值。

目前与芯原股份在商业模式、产品技术布局等方面具有可比性的A股市场上市公司较少,因此我们选取美股上市公司CEVA、Synopsys、Cadence,以及中国台湾公司世芯,和A股上市公司国芯科技作为芯原股份的可比公司,22/23/24年平均PS为7.92/6.21/5.17倍。

设计股份(IP)

5 风险提示

研发失败、产品或服务客户端认证失败风险:公司业务多为定制化服务,假如公司产品或服务面临研发失败,或未能满足客户认证等情况,可能导致公司业绩下行。

研发人员流失风险:公司所处集成电路设计行业属于技术密集型产业,对研发技术人员依赖度高,截至2022年6月30日,公司有研发人员1104人,占员工总人数86.38%。

未来如果公司未能保持在同行业内薪酬水平及晋升制度的竞争优势,未能落实技术人员激励机制,将难以吸引高端人才,甚至骨干技术人员的流失,对公司业绩产生负面影响。

行业增长趋势放缓或行业出现负增长风险:目前,全球集成电路行业主要受汽车、工业等应用的高需求带动,如果未来行业增长趋势放缓或行业出现负增长,可能会导致市场竞争加剧,产品需求下降的情况,对公司业绩及经营产生不利影响。

海外经营风险:公司在美国、欧洲、日本、中国香港、中国台湾等地区设有分支机构并积极开展海外业务。受海外政策法规变动,政治经济局势变化等因素影响,公司海外经营环境日益复杂。如果公司未能及时应对海外市场变化,将对公司发展及业绩产生负面影响。

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