十年磨一剑，国产FPGA龙头腾飞在即

国产FPGA龙头企业。安路科技是国内首批具有先进制程FPGA芯片设计能力的企业，兼备硬件设计与全流程自主开发软件能力，能够提供PHOENIX、EAGLE、ELF和FPSoC四个FPGA产品。公司重视研发投入，2018~2021研发费用率保持在35%以上，逐步技术积累成为国产FPGA领先企业。2022Q1公司业绩实现扭亏，实现营收2.58亿，yoy72.15%； 归母净利润0.18亿，yoy206.34%。2021年底公司在科创板上市，募资10亿，拟投向研发FPGA和FPSoC中。 FPGA：具有独特结构的逻辑芯片。不同于传统芯片，FPGA引入全新的CLB、LUT等概念并且在内部对于逻辑模块进行连接，独特的结构使得FPGA在使用上可以实现现场编程，即后续的程序决定芯片的用途。Xilinx是发明FPGA的企业，也是目前全球FPGA的头部公司，回顾其发展历程可以发现FPGA产品划时代的意义以及目前全球FPGA发展趋势为多功能模块的整合。根据Frost&Sullivan，2020年全球FPGA市场规模接近70亿美元，预计2025年能达到125亿美元；2020年中国FPGA规模在150亿左右，预计到2025年增长至约330亿。 产品特性带动丰富下游应用领域。由于FPGA具有可编写程序、开发成本相对低、制造周期较短等优势，在工业控制、网络通信、消费电子等领域被广泛应用。特别是当出现新兴领域，专业芯片还无法普及的领域中，FPGA可以发挥自身的绝对优势 。 例如汽车电子行业中 ， 根据Frost&Sullivan，中国汽车电子市场FPGA芯片2020年销售额约为9.5亿，占中国FPGA芯片市场份额的6.3%，未来2021~2025年CAGR将有望达到22.7%。 安路科技同规格产品性能参数全球具有竞争力。对于FPGA芯片，LUT数量和工艺制程是影响其逻辑容量和性能的重要参数。目前公司工艺制程主要为 28nm 和 55nm ，相同工艺制程情况下与国际头部公司对比，在LUT数量、IO数量、DSP工作频率等指标中均有优势。根据Frost&Sullivan，2019年中国市场逻辑单元< 100K和100K~500K的FPGA芯片分别占有38.2%和31.7%的份额；制程在 28nm - 90nm 之间的FPGA芯片在国内占有63.3%的市场份额。公司目前产品可以涵盖国内市场绝大多数的FPGA需求。 紧跟FPGA国际发展趋势，进军FPSoC领域。目前FPGA与CPU和GPU等芯片集合成为FPSoC/PSoC趋势显著，Xilinx自2010年起开始发展PSoC并成功为公司输送成长动能。安路科技在2021年顺利量产第一款低功耗SALSWIFT系列FPSoC产品，同时公司在2021年IPO项目中拟投入研发FPSoc项目金额约为3.01亿。我们预计公司2022/2023/2024年分别实现营收11.6/18.7/27.7亿，归母净利润0.2/0.5/0.9亿，对应当前股价PS 19.1/11.8/8.0x，首次覆盖，给予“买入”评级。 风险提示：下游需求不及预期、新品研发不及预期、客户集中度风险、市场竞争加剧风险、营收不及预期风险。 财务指标 财务报表和主要财务比率 资产负债表（百万元） 现金流量表（百万元） 一、十年磨一剑，打造国内领先FPGA芯片供应商 1.1深耕FPGA芯片设计，十年磨一剑 公司是国内首批具有先进制程FPGA芯片设计能力的企业，兼备硬件设计与全流程自主开发软件能力。公司成立于2011年，长期专注于FPGA芯片设计领域；2014年实现首款EAGLE系列FPGA芯片量产销售，同年发布自主开发FPGA专用EDA软件。公司密切跟踪行业趋势与需求变化，不断丰富产品品类、革新产品工艺制程，先后推出多个系列FPGA产品，并积极布局嵌入式eFPGA IP、FPSoC等业务。历经十年发展，公司于2021年11月登陆科创板上市。 图表1：公司发展历程 公司主要向客户提供FPGA芯片和专用EDA软件两部分产品。在硬件设计方面，目前公司提供PHOENIX、EAGLE、ELF和FPSoC四个系列FPGA芯片，分别定位于高性能、高性价比、低功耗和高集成度可编程逻辑市场，涵盖工业控制、网络通信、消费电子、数据中心等多个应用领域。其中，FPSoC产品新增了面向工业和视频接口的低功耗SWIFT系列。在FPGA专用EDA软件方面，公司拥有全流程自主开发的FPGA专用软件TangDynasty，为公司所有FPGA芯片产品系列提供简洁高效的应用设计开发环境。 图表2：公司主要产品 1.2营收强势增长，产品结构优化提振盈利能力 规模化逐步体现，营收规模增速显著。随着芯片产品不断丰富且竞争力提升，公司营收持续高速增长。2018~2021公司营业收入规模由0.29亿提升至6.79亿，期间CAGR 186.08%。2022Q1公司实现营收2.58亿，yoy72.15%；实现归母净利润0.18亿，同比增长206.34%。主要受益于收入的大幅增长，且研发费用占收入比例持续下降。 图表3：2018-22Q1公司营收及增速 图表4：2018-22Q1公司归母净利及增速 期间费用率逐年下降，初期研发投入成果显著。2018-22Q1公司毛利率分别为30.09%、34.42%、34.18%、36.24%和36.05%，毛利率水平稳中有升。报告期内，公司净利率波动较大，主要系政府补助逐年下降，同时公司保持了持续高额的研发投入。随着经营规模效应彰显、以及初期的研发投入成效显著，公司期间费用率逐年下降，尤其研发费用率大幅下降，22Q1公司净利率由负转正。 图表5：2018-22Q1公司毛利率及净利率情况 图表6：2018-22Q1公司期间费用率情况 产品结构不断优化，驱动公司盈利能力提升。2018-2021年，公司主营收入来自于芯片销售业务，受益于更先进制程、更大逻辑容量及多样功能拓展性的ELF2、ELF3系列芯片产品推出，2019年公司ELF系列量价齐升，营收占比由上年的3.33%提升至66.38%； 随着定位高端市场的PHOENIX系列产能提升，2021年该系列芯片营收占比由上年的0.69%提升至15.57%。由于不同系列产品毛利率与其定位市场具有显著相关关系，随着公司产品进一步向低功耗、高性能的中高端市场拓展，公司盈利能力有望进一步提升。 图表7：主营收入构成 图表8：分产品毛利率情况 公司目前产品下游领域主要可以分为工业控制领、网络通信领域、消费电子领域和数据中心领域。 2018年之前，公司主要产品以EAGLE产品为主，其下游主要应用领域工业控制也作为公司的主要营收领域，在2018年工业控制领域营收占比95.42%； 2019年随着公司 55nm 工艺制程的成熟以及大容量领域FPGA的技术积累，随着ELF2和ELF3的推出，公司竞争力得到加强，与此同时公司在与之对应的通信领域收入占比快速提升； 2020年公司持续稳步发展，巩固自身产品地位的同时扩展ELF2产品矩阵，在消费电子领域取得突破。 2021年起随着公司收入的进一步增加，公司在国内FPGA领域具有一定的市场份额和竞争力，下游各领域均实现稳步增长，其中数据中心等新兴领域收入开始初具规模。 图表9：公司营收按下游应用拆分情况（%） 公司保持高额研发投入，研发团队规模持续扩大。公司长期以来高度重视技术创新和研发投入，不断拓宽芯片产品矩阵，2018年-22Q1公司研发投入分别为3429.10万元、7866.54万元、12553.66万元、24362.22万元和7113.49万元，研发投入总额持续上涨。同时，公司不断扩张研发团队，2021年公司研发人员由上年的213人增加至266人，占公司总人数的81.10%，其中硕博学历占比57.52%。 图表10：2018-22Q1公司研发投入情况 图表11：公司员工构成（截至2021.12.31） 1.3国有股东领投，核心技术人员科班出身 股权结构分散，国有股东领投。公司第一大股东为华大半导体，持股比例29.17%，无控股股东、实际控制人。公司前十大股东中共有4名国有股东，分别为华大半导体、产业基金、上海科创投、深创投集团，持有公司股份的29.17%、9.78%、5.43%和2.06%。 图表12：公司股权结构（截至2022.5.6） 核心技术人员科班出身，实战经验丰富。公司核心技术人员均毕业于复旦大学、上海交大等著名高校对口专业，一方面，拥有夯实的专业基础知识，另一方面，有助于促进公司与高校间合作项目开展。同时公司核心研发人员拥有多年半导体公司工作经验，部分曾就职于英特尔、美满电子等海外知名企业，履历丰富。 图表13：公司核心技术人员介绍 募集资金重点投向FPGA芯片科技创新领域。公司2021年11月上市募集资金10亿元，其中： 募集资金拟投入新一代现场可编程阵列芯片研发及产业化项目3.79亿元，主要用于推进PHOENIX系列芯片升级迭代，重点研发新一代可编程逻辑单元、存储单元RAM、高速接口、层次化互联四大硬件关键技术，持续提高公司FPGA产品的逻辑单元数量、运算性能及数据传输能力。 募集资金拟投入现场可编程系统级芯片研发项目3.01亿元，主要用于战略布局低功耗FPSoC和高性能FPSoC两个方向。 图表14：公司募投项目 二、从产品到企业——多维度理解FPGA 2.1产品视角：FPGA，可现场编程的逻辑芯片 FPGA（现场可编程阵列：Field-Programmable Gate Array）是逻辑电路集成芯片的一种，通常由相互连接的CLB（可配置逻辑块）矩阵构成。FPGA，顾名思义，其最大的特点在于芯片的具体功能在芯片制造结束后可以由用户配置决定，用户可以通过EDA软件对于目标功能和电路进行描述，然后编译为二进制位流数据，再下载至FPGA芯片中实现相关功能。 图表15：XILINX产品：FPGA芯片 图表16：FPGA芯片实现逻辑功能过程 相比于传统逻辑器件，FPGA具有不同的结构：通常由LCB（可配置逻辑模块，由多个逻辑单元LC组成）、IOB（输入输出模块）和内部开关连线构成。在工作中，通过LUT（查找表）中存放的二进制数据来驱动其他电路或者驱动I/O，从而实现不同的功能，LUT通常存放于LCB中，其输入端越多可以实现的逻辑电路就越复杂（例如LUT6逻辑程度大于LUT4）。在一个FPGA芯片中可以有多个查找表LUT组合，最终FPGA的逻辑容量由LCB组成的逻辑阵列的大小决定，通常转换为等效LUT4的逻辑单元统计。 图表17：FPGA本质：逻辑模块传递信号从而实现不同功能 LUT为FPGA独特基础指标。同其他芯片一样，FPGA具有一定的参数用于评判技术水平，主要体现在容量和性能。其中容量包含LUT数量、DSP数量、RAM数量和IO数量等指标；性能包含制造工艺、DSP工作频率、动态功耗等指标。其中LUT数量和制造工艺为FPGA核心指标。 图表18：FPGA各项性能指标介绍 和其他逻辑芯片对比，FPGA最大的特点在于可现场编写程序。常见的例如CPU（中央处理芯片）、GPU（图形处理芯片）、DPS（数字信号处理芯片）等，在被制造完成后，芯片功能就已经被固定，用户在使用过程中无法对芯片的硬件功能进行任何修改。FPGA芯片使用功能没有固定，用户根据自身需求使用EDA软件对FPGA芯片进行功能配置，同时每个FPGA芯片均可实现多次配置，来实现不同功能。 图表19：FPGA所处半导体产业位置 与ASIC相比，具有自身优势。ASIC（专用集成电路：Application SpecificIntegrated Circuit），作为芯片的一种，ASIC服务于设计目的，用于特定的设计功能的同时不具备重新编程的能力。由于最终的使用目的都是特殊化的定制服务，FPGA通常会与ASIC做对比，虽然不可否认ASIC具有能耗、可靠性、大批量生产成本优势，但FPGA具有相对较低的成本以及较短制造时间，同时由