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芯原股份 全球排名第七、国内半导体IP授权龙头,明日上市科创
野韭
一路向北
2020-08-17 21:39:57


1、芯原股份,全球排名第七的半导体 IP 授权服务提供商 ,国内半导体IP授权服务提供商龙头,是一家依托自主半导体IP,为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务的企业,公司收入主要来源于芯片设计、芯片量产、IP授权、IP特许权四大领域,公司主要客户包括IDM、芯片设计公司,系统厂商、大型互联网公司等。

2、芯原股份是国内半导体IP授权服务提供商龙头,2019年中国大陆排名第一、全球排名第七的半导体IP授权服务提供商,2019年在全球半导体IP供应商行业市占率约1.8%公司是集成电路设计服务及半导体IP提供领域国内极少数能与同行全球知名公司直接竞争的公司,与晶圆厂和EDA工具商均保持相对中立的关系,不存在深度绑定,在IP种类的齐备程度上具有较强的竞争力。公司采用SiPaaS的经营模式,IP业务具有可复用性,拥有从最先进的7nmFinFET到传统的250nmCMOS工艺节点的设计能力。

(1)产品方面:公司拥有丰富的 IP 库,拥有高清视频、高清音频及语音、车载娱乐系统处理器、视频监控、物联网连接、数据中心等多种一站式芯片定制解决方案,以及自主可控的图形处理器IP、神经网络处理器IP、视频处理器IP、数字信号处理器IP和图像信号处理器IP五类处理器IP、1,400多个数模混合IP和射频IP。

(2)技术方面:公司在传统 CMOS、先进 FinFET 和 FD-SOI 等全球主流半导体工艺节点上都具有优秀的设计能力,拥有从先进的 7nm FinFET 到传统的 250nm CMOS工艺节点芯片的设计能力,包括 14nm/10nm/7nm FinFET 和 28nm/22nm FD-SOI 等先进工艺节点的芯片设计能力,并已开始进行 5nmFinFET 芯片的设计研发和新一代 FD-SOI 工艺节点芯片的设计预研,在射频及逻辑电路均具备强劲竞争力。2017 年至 2019 年,7nm、14nm 的在执行项目数逐年增加,分别为 9 个、12 个和 18 个。公司保持多种主流技术路线共同发展,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。同时,利用现有设计平台和已有项目经验,公司可根据客户需求对数模混合 IP 进行定制,并针对具体应用场景进行架构和设计的深度优化,实现客户产品的差异化定制。

(3)客户方面:累计半导体IP授权服务客户中超过80家客户已经成功量产,并产生特许权使用费收入。积累了较多产业链上的知名客户,包括英特尔、博世、恩智浦、博通、新突思、美满电子、索喜科技、意法半导体、三星、瑞昱等全球半导体行业知名企业;Facebook、谷歌、亚马逊等全球大型互联网公司;华为、紫光展锐、瑞芯微、中兴通讯、大华股份、晶晨股份、和芯星通等众多国内知名企业。这些企业对芯片的性能和质量需求具有高标准,在其各自领域具有较强的代表性和先进性,对其他有相似芯片需求的企业有较强的示范效应。由于市场响应速度往往对客户公司的业务经营有较大影响,需要其在快速、高质量完成芯片设计的基础上,保证流片成功率和量产的良率,这使得客户在选择芯片设计提供商时,极为谨慎,会重点关注其是否有相应的成功案例。芯原在多领域拥有知名客户的成功案例,这使其在获取新客户时具有较大优势。

(4)业务近况:设计能力逐渐升级,IP 业务量价齐升。半导体制程升级提升行业的增速,但需要设计能力的提升才能享受到升级的红利,芯原的设计能力不断提升,高端制程项目增长亮眼。近年来公司22nm 以下制程的收入绝对数值和相对比例都有较大程度上升,特别是 14nm 以下先进制程的业务收入占比,从 2017 年 22%增长到 2019 年的 53%,绝对数值也从大约 0.46 亿元上升到了近 2 亿的水平,成绩较为亮眼。 IP 业务客户结构优质,授权次数和单次授权使用费显著提高。公司 IP 覆盖范围较广,从处理器 IP 到数模和射频 IP 均有布局,且形成了相当的竞争实力,下游领域主要是消费电子和物联网以及数据处理,对应的客户也都是行业的龙头公司,如 Intel、NXP、Facebook、TI 等。公司 2017-2019 年分别授权 52、47、65 次,单次授权金额分别是 3.9、4.6、5.3 百万元。授权业务的量价提升明显,量的提升来自客户的积累和拓展,价的增加则是单次授予客户的 IP 项目数增多。而随公司的大力研发投入形成具备市场竞争力的 IP,预计会为公司带来较好的营收增长,改善盈利状况。

5、先进制程芯片复杂度及研发成本高增,催化 Fabless 向轻设计再分工。从 IP 需求端来看:面对下游终端的快速迭代,对大多数半导体厂商来说,自研 IP 要比获取授权成本高 2-5 倍,另外使用 IP 授权不仅可以缩减芯片的开发周期,更推出具有竞争力的芯片以满足客户需求,而且还可以规避设计的法律风险,因此获得 IP 许可要比自己开发 IP 更具成本效益。从半导体制造端来看:随着先进制程的演进,线宽的缩小使得芯片中晶体管数量大幅提升,使得单颗芯片中可集成的 IP 数量也大幅增加。根据 IBS 报告,以 28nm 工艺节点为例,单颗芯片中已可集成的 IP 数量为 87 个。当工艺节点演进至 5nm 时,可集成的 IP 数量达到了 218 个。从 28nm 到 7nm,单颗芯片平均 IP 数从 87 提升到 178 个;单颗芯片成熟期的设计成本从 0.41 亿美元至 2.22亿美元。单颗芯片可集成 IP 数量增多为更多 IP 在 SoC 中实现可复用提供新的空间,从而推动半导体 IP市场进一步发展。 全球半导体 IP 市场将从 2018 年的 46 亿美元增长至 2027 年的 101 亿美元。国金证券预计未来十年,IP 授权市场复合增速约 9%,芯片定制渗透率有望从 2019 年的 2%提升到 2029 年的 15%,复合增速约 28%。

6、展望未来,Chiplet 或将革新半导体 IP 商业模式。Chiplet 是能实现特定功能的、未经封装的裸芯片(die),这是一种可平衡计算性能与成本,提高设计灵活度,且提升 IP 模块经济性和复用性的新技术之一。不同供应商、不同工艺节点、不同功能,甚至不同材质的 Chiplet 可以如同搭积木一样,通过先进封装技术(如 Intel 主推的 EMIB、Foveros、Co-EMIB 等封装技术)集成在一起,从而形成一个系统级芯片(SoC)。

随着集成电路技术的不断发展,芯片设计的复杂度不断提升。Chiplet 的实现开启了 IP 的新型复用模式,即硅片级别的 IP 复用。不同功能的 IP,如 CPU、存储器、模拟接口等,可灵活选择不同的工艺分别进行生产,从而可以灵活平衡计算性能与成本,实现功能模块的最优配臵而不必受限于晶圆厂工艺。根据市场研究机构Omdia(原 IHS)的预测,2024 年 Chiplet 市场规模将达到 58 亿美元,而到 2035 年则将达到570 亿美元。Chiplet 的发展演进为 IP 供应商,尤其是具有芯片设计能力的 IP 供应商(如芯原股份),拓展了商业灵活性和发展空间。

7、行业:

(1)产业链全景:集成电路设计企业位于产业链上游,直接面对终端客户需求。全球集成电路产业有两种主流经营模式,分别是 IDM 模式和垂直分工模式。IDM 模式,指垂直整合制造商独自完成集成电路设计、晶圆制造、封装测试的全产业链环节。集成电路设计只是其中的一个部门,企业同时还拥有自己的晶圆厂、封装厂和测试厂。该模式对企业的技术和资金实力要求极高,仅有三星、英特尔等少数国际巨头采用这一模式。垂直分工模式下在各主要业务环节分别形成了专业的厂商,即包括上游的集成电路设计企业(Fabless)、中游的晶圆代工厂和下游的芯片封装测试厂。该模式下,Fabless 企业直接面对终端客户需求,晶圆代工厂以及封装测试厂为 Fabless 企业服务。Fabless 企业只从事集成电路的设计环节,处于产业链上游,技术密集程度较高,是集成电路产业各环节中对科研水平、研发实力要求较高的部分。芯片设计水平对芯片产品的功能、性能和成本影响较大,因此芯片设计的能力是一个国家或地区在芯片领域能力、地位的集中体现之一。

(2)从集成电路行业来看, 21 世纪后随着个人计算机、手机、液晶电视等消费类电子产品市场渗透率不断提高,集成电路行业市场日趋成熟,行业增速逐步放缓。近年在以 5G、物联网、人工智能、可穿戴设备、云计算、医疗电子和安防电子等为主的新兴应用领域强劲需求的带动下,全球集成电路产业恢复快速增长。根据 WSTS 统计,2013 年至 2019 年,全球集成电路市场规模从 2,517.76 亿美元提升至 3,303.50 亿美元,年均复合增长率为 4.63%。中国拥有全球最大的电子产品生产及消费市场,因此对集成电路产生了巨大的需求。IC Insights 的数据显示,中国集成电路市场规模由 2008 年的 510 亿美元增长至 2018 年的 1,570 亿美元,年 均复合增长率约为 11.90%。未来中国的集成电路消费将随着大数据、云计算、物联网、人工智能、5G 等新兴产业的进一步发展而持续增加。面对集成电路的巨大需求,国产集成电路的供给严重不足。2018 年国产集成电路规模仅占中国集成电路市场规模的 15.40%。由此表明,中国集成电路市场自给率偏低,对于进口的依赖程度较高。

(3)从集成电路设计行业来看,近年来随着全球集成电路行业整体景气度的提升,集成电路设计市场也呈增长趋势。根据 IC Insights 统计,全球集成电路设计产业销售额从 2008 年的 438 亿美元增长至 2018 年的 1,139亿美元,年均复合增长率约为 10.03%。我国的集成电路设计产业发展起点较低,但依靠着巨大的市场需求和良好的产业政策环境等有利因素,已成为全球集成电路设计产业的新生力量。从产业规模来看,我国大陆集成电路设计行业销售规模从 2013 年的 809 亿元增长至 2018 年的 2,519 亿元,年均复合增长率约为 25.50%。

(4)一方面,2018 年中国芯片设计公司规划中的设计项目数为 1797 项,该数据预计将于 2027 年达到 3232 项,给设计服务行业带来了更多业务机会;另一方面,随着先进制程的演进,线宽的缩小使得芯片中晶体管数量大幅提升,单颗芯片中可集成的 IP 数量也大幅增加,为更多 IP 在 SoC 中实现可复用提供新的空间,从而推动半导体 IP 市场进一步发展。

8、竞争格局:(1)在集成电路设计服务行业,目前市场上主要分为与晶圆厂紧密结合的设计服务公司、晶圆厂中立的集成电路设计服务公司、与 EDA 工具、IP 捆绑的设计服务公司三类。按区域划分,全球比较知名的设计服务企业有:中国大陆的芯原,中国台湾的创意电子、智原、世芯,美国的 eSilicon、Synage 等,日本的Toppan 等。(2)在半导体 IP 行业,主要分为与 EDA 工具捆绑型的半导体 IP 供应商,如铿腾电子、新思科技等以及提供专业领域 IP 的半导体 IP 供应商,如 ARM、芯原、CEVA、Imagination 等两类。

9、2017、2018、2019 年营业收入分别为 10.8、10.6、13.4 亿元,净利润分别为-1.3、-0.7、-0.4 亿元。可比公司:ARM、CEVA、寒武纪、智原、创意电子、世芯。申万宏源 预测 2020-22 年营收为 16/20/24 亿元,净利润为-0.36/1.12/2.50 亿元。2020 年可比公司平均 PS 53X,给予目标市值 852 亿元,目标价 176 元。 信达证券给与 2022 年 IP 业务 50 倍 PS、芯片定制业务 20倍 PS,目标价 144 元。公司发行价38.53。(资料来源于招股说明书、国泰君安、国金、信达、国元、国盛和申万宏源等券商研报)


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