公司拥有多项芯片核心技术 RISC-V商用将打新想象空间

2020/8/27 13:47:49 | 广州万隆·证券研究中心

  芯原股份 -U(688521) 跟踪报告

  

  基本亮点:

  

  1 ,  公司从事芯片设计服务和IP 授权业务,在A 股上概念独一无二,掌握包括GPU 、NPU 等大量芯片IP 储备, 也未来物联网、人工智能发展不可或缺的技术,未来想象空间非常大。

  

  关注点:

  

  1 ,  公司技术方面进展

  

  2 ,  科创板整体估值情况

  

  分析

  

  1,  芯片设计服务企业受益于芯片行业分工的长期趋势芯片产业的发展历程,从 IDM 模式演变成 Fabless,设计、代工、封测的分工模式。在2010 年后在芯片设计领域又进一步分工出设计、EDA、IP 授权、设计服务等的轻设计模式。


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  从 IDM 到 Fabless 再到轻设计模式,行业背景是芯片性能的大幅度提升,无论是晶圆代工、或设计,技术难度大幅度提升,单个项目的投资成本也是大幅度提升,令投资风险大增,一旦某一项目失败,行业龙头级的厂商都难以承受。

  

  除了工艺难度提升外,下游应用的改变,从 PC 到智能手机再到物联智能终端,产品的种类大幅度提高,产品的更新换代时间也是越来越快,产品需求碎片化,这就需要上游芯片厂商有快速响应市场要求。芯片设计这部分又进入步分工。芯片设计的价值链可分为芯片的定义,架构设计、IP 选型、工艺评估、设计、验证、物理实现、软件设计等等。根据不同公司的优势,又可以把设计分拆给不同公司完成,以达到提升效率的目的。


  芯片设计再分拆出来的业务主要由芯片设计服务公司完成,芯片服务公司目前主要有 3 类型:1、与晶圆厂紧密合作,作为芯片设计与晶圆中间的桥梁;2、直接面向芯片设计公司需求,提供包括晶圆量产在内全产业链服务企业,可以分包芯片设计的所用工序;3、提供EDA 工具的软件企业。


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  全球芯片设计服务企业主要集中度台湾、中国大陆。国内主要是灿芯半导体、芯原。灿芯半导体主要合作是中芯国际,属于以上第一类,为客户在中芯国际实施流片,落实晶圆制造等服务。芯原则是面向多个晶圆厂,也可以提供设计中全部工序业务。


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  全球集成电路设计的市场有 1200 亿美元,这种设计服务外包的市场目前只有 140 亿人民币左右,渗透率不足 2%。但随产业进一步细分以适物联网时代,估计未来 10 年复合增长率28%。


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  为了适应市场和产业的进一步细分,芯片的设计也越来越变得“模块化”目前主流的芯片多使用 SoC 芯片模式。SoC 芯片,就是在设计时把不同的功能嵌入到一个芯片中。从 0 开始设计一个完整所有功能的芯片是一个非常复杂的工程,为减少工作量提升效率, SoC 芯片可以使用 IP,减少开发设计的工作量。IP 厂商先设计好某一模块,如 ROM,DSP,GPU,或芯片接口。芯片设计厂商在直接拿这些已经设计好的模块,放入自己的 SoC 芯片设计中,自己只设计核心的部分。带动起这种采购 IP 的模式最成功例子是 ARM 公司。ARM 的做法是自己搭建一个设计框架和一些关键的零件的设计 IP。然后把框架、IP 卖出去,再由苹果、高通、华为这些芯片厂商按自己需求,搭建自己的 SOC 芯片,通俗地理解像搭积木。


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  ARM 公司通过授权模式带动起了 IP 授权的商业模式,细分出专门从事 IP 的公司,把 IP 卖给芯片设计公司。芯片内的不同部件也有不同的技术高低,IP 按壁垒也可以分为明显 IP、标准 IP,基础 IP。最核心、门槛也最高的明星 IP 只有极少数掌握,目前市场上最主要就是指 ARM 公司。其次是芯片接口的 IP,再次之是单元库、外设 I/O 的基础 IP.


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  2 ,公司芯片设计服务全球领先,P IP  储备丰富,在未来的  AI 、物联网等应用想象空间大公司主要业务两部分,芯片设计服务和 IP 授权。芯片设计服务占收入 67%,IP 授权占收入比低,但由于是毛利特高,以 32%收入贡献 77%毛利,从技术门槛、发展潜力,IP 授权才是公司比较核心的业务。


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  芯片设计服务:

  

  公司具备芯片设计的全部工序的能力,但公司不单独推出芯片产品,主要承接客户服务需求。芯片设计工序众多,可以粗分为设计业务和量产业务,简单地理解是前者是承接了芯片设计公司外包,后者的业务是协助芯片设计公司把设计了的芯片进行量产。设计业务主要对应客户对芯片定制化需求,如系统厂商、小米、阿里等本身不是芯片企业,但作为下游有定制作需求,会把设计外包。而芯片量产业务,对应客户是传统的芯片厂商或新创小型芯片设计企业,根据公司的经验与晶圆厂对接,加快芯片量产落地的进程。


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  公司最核心的业务还是 IP 授权业务。前文所述,芯片的 IP 可以看作芯片内特定功能模块。公司在 IP 储备上非常丰富,除中央处理器、存储器、和内存编译器的 IP 没有外,基本芯片设计设计的大部分 IP 类型。


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  众多 IP 中,技术门槛高、公司又有优势的公司有 GPU IP。公司的 GPU IP 可以用于手机、平板、PC 等等消费电子领域。公司 GPU IP 市场占有仅次于 ARM 和 Imagination 主要下游应用于汽车电子、安防、物联网等。特别是在车载信息系统中,前 10 大车机 OEM 厂商大部分会用公司的 GPU IP。公司与车规芯片龙头 NXP,也有深入合作,NXP 正推出新一代处理器,也是选用了公司的 GPU IP。


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  公司这些芯片 IP,都是未来智能汽车、AI、物联网等等领域所必须的,尽管目前公司收入规模并不大,但随下游应用的落地拓展,公司这些 IP 的储备带来的想象空间非常大。


  3 ,V RISC-V  架构的商用将为公司 P IP  业务带来新想象空间在目前芯片行业中,从小至 MCU,高级至 iPhone A14 芯片都是走 ARM 的架构。或者说目前的消费电子、物联网很大程度上构建于 ARM 的生态环境之下。ARM 公司垄断大部分 IP,在华为被制裁中,华为与 ARM 的合作也是受到很大影响。随 5G、物联网、AI 的新应用兴起,一种可替代 ARM 的新 RISC-V 的指令集架构在 10 年诞生,与 ARM 最大的不同是 RISC-V 是免费开源的,在 RISC-V 架构下开发芯片不需要对 ARM 支付专利,也不容易受到美国制裁。RISC-V 相当于在 ARM 生态外,建立新的生态体系。开源和免费的特点,RISC-V 对于国内技术自主来说相当有利。目前全球不少企业都已经参与到 RISC-V 研发中,以推动其走向商业化。


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  国内方面在 18 年成立了 RISC-V 产业联盟,其中公司就是理事长单位,可说是国内牵头企业。公司已经在研发 RISC-V 的 MCU 等相关产品。


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  ARM 在芯片领域的影响力毋庸置疑,假如美国把 ARM 作为制裁中国高科技的手段,破坏力无法想象,而 RISC-V 可能是中国自主可控最好选择。而 RISC-V 的商用化,相当于在ARM 以外建立一个没有垄断的新战线,意味着国产自主可控的巨量需求、打破垄断的新环境,对于作为国内 IP 龙头的公司来说,想象空间巨大。


  总结:

  

  公司从事的芯片设计服务、IP  授权业务,拥有 GPU 、NPU  等大量核心技术 IP ,在未来物联网、AI  中应用的空间广阔。RISC-V  的商用可能将打开公司新的想象空间。

  

  风险提示:

  

  1,  估值不低,科创板的估值体系变化可能对公司股价有大影响

  

  2,  国外收入占比不低,中美冲突可能打压国外业务

  

  3 ,V RISC-V


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