公司首次覆盖报告：深享FPGA国产化机遇，生态壁垒强化竞争优势

深耕FPGA广阔市场，盈利能力持续改善 安路科技是一家专注于FPGA赛道的芯片设计公司，其FPGA芯片形成了以EAGLE高性价比系列、ELF低功耗系列和PHOENIX高性能系列组成的产品矩阵，并广泛应用于工业控制、网络通信、消费电子、数据中心等领域。考虑到全球FPGA市场空间广阔且正处于高速国产化渗透期，我们预计公司2022-2024年营业收入为11.32/16.70/24.49亿元，归母净利润为0.08/0.65/1.45亿元，当前股价对应PS为23.5/15.9/10.9倍。首次覆盖，给予“买入”评级。 FPGA是寡头垄断赛道，国产化替代已现曙光 复盘全球FPGA市场竞争格局的形成历程，我们发现1990-2000年赛灵思的专利壁垒阻挡了新进入者的冲击，且2000年至今生态壁垒使得海外头部FPGA厂商的市场份额愈发集中、形成了寡头垄断的竞争格局。依靠国有电子集团的产业链资源和资金支持，安路科技、紫光同创等的FPGA产品实现了快速的发展，均实现了 28nm 产品的放量。在2022Q1，安路科技实现了扣非归母净利润第一次转正，这标志着公司产品化和盈利能力进入了新的阶段。 重视封装测试工序，高端化产品持续推出 不同于传统标准器件的晶圆成本占比超过60%，公司产品的晶圆成本占比仅为35-40%；由于对封装材料和测试失效率的高度追求，2021H1公司产品的封装和测试成本占比合计高达58%。基于ELF、EAGLE、PHOENIX三大产品系列，公司对各大产品系列的子系列也进行了持续的升级。对于ELF系列，从ELF1到ELF3，公司在LUT数量、分布式RAM容量、DSP和PLL的数量、接口数量等方面进行了全方位升级。对于EAGLE系列，EAGLE4也是对AL3的全面升级。 风险提示：新产品研发进度存在不确定性；半导体行业景气度存在周期性波动；下游客户拓展速度存在不确定性。 财务摘要和估值指标 1、深耕FPGA广阔市场，盈利能力持续改善 1.1、海外大厂技术背景，产品高端化持续演进 安路科技是一家专注于FPGA赛道的芯片设计公司，其FPGA芯片形成了以EAGLE高性价比系列、ELF低功耗系列和PHOENIX高性能系列组成的产品矩阵，并广泛应用于工业控制、网络通信、消费电子、数据中心等领域。 制程升级是产品高端化的重要标志。公司自成立以来便专注于FPGA的研发设计，目前形成高性价比、低功耗、高性能三大产品系列。在高性价比方面，公司于2014年推出65nm AL3系列芯片，并于2016年推出更高制程的55nm EAGLE4系列芯片；在低功耗方面，公司于2015年推出130nm ELF1系列芯片，随后推出两代 55nm 系列芯片；在高性能方面，FPGA芯片国产化进程的快速推进对国产FPGA的容量、性能都提出更高的要求，公司于2020年推出高性能28nm PHOENIX1系列芯片，成为国内首批具有28nm FPGA芯片设计及量产能力的企业之一。 拓宽产品丰富性，布局FPSoC产品。FPSoC集成了FPGA、MCU、Flash和接口模块等，具有加快FPGA与MCU之间通信速度的优势。2021年公司顺利量产第一款低功耗SALSWIFT系列FPSoC产品，且正在研发一款高效率FPSoC芯片。 图1：安路科技FPGA芯片持续迭代 国企大股东具有较强资金实力和产业背景。安路科技的第一大股东为华大半导体（29.17%），华大半导体是中国电子信息产业集团（CEC）整合旗下集成电路企业而组建的专业子集团，实际控制人为国务院国资委。 核心技术人员大多具有外企技术背景。如表1所示，副总经理黄志军曾就职于全球EDA软件大厂Magma和Synopsys，具有较深厚的EDA软件技术积累。副总经理徐春华、副总经理梁成志等多为技术人员曾就职于FPGA大厂Lattice，具有较多的FPGA芯片开发经验。 图2：华大半导体为第一大股东，上海安芯为员工持股平台 表1：核心技术人员大多具有外企技术背景 1.2、营业收入快速增长，研发费用率持续优化 2022Q1公司营业收入增速达72.15%。受益于FPGA国产化进程的持续推进，2018-2021年公司营业收入保持高速增长，复合增速达186.08%。受益于产品品类的持续丰富叠加下游需求的高度景气，2022Q1公司营业收入达2.58亿元，同比增长72.15%。 2021年高性能PHOENIX系列产品快速上量。作为国产民用FPGA的头部厂商，公司的 28nm 高性能PHOENIX系列产品一经推出便获得了广泛的关注。在2021年，PHOENX系列产品的营业收入同比增幅达5339.40%，这使得该系列产品的营收占比实现快速提升。 图3：2022Q1公司营业收入增速达72.15% 图4：2021年PHOENIX系列营收大幅提升 扣非归母净利润在2022Q1实现第一次回正。由于研发费用较多且产品尚处持续推广期，2018-2021年公司各季度扣非归母净利润均为负值。随着研发费用率的持续降低，2022Q1公司扣非归母净利润第一次回正，这标志着公司步入了产品销售规模可以覆盖运营成本的阶段、具有重要意义。 政府补助使得归母净利润波动较大。在2018-2021年扣非归母净利润均为负值的情况下，由于2019年政府补助高达9785万元，2019年公司的归母净利润回正。 图5：扣非归母净利润在2022Q1实现第一次回正 图6：政府补助使得归母净利润波动较大 新品推出优化毛利率水平。根据2021年年报，我们注意到放量后的FPSoC系列和PHOENIX系列的毛利率均高于EAGLE系列和ELF系列，这意味着随着公司高端产品营收占比的持续提升，公司的毛利率水平预将呈现逐步提升趋势。 研发费用率降低助力净利率修复。由于营业收入增速显著快于研发费用增速，2017-2021年公司的研发费用率持续降低，已逐步接近海外FPGA头部厂商的20-30%研发费用率水平。在毛利率持续修复且研发费用率持续下降的过程中，我们认为公司的净利率预将呈现持续提升趋势。 图7：2021年PHOENIX系列毛利率较高 图8：安路科技研发费用率逐步接近海外龙头水平 2021年营收季节性波动开始弱化。受通讯和消费客户备货呈现季节性变化的影响，2018-2020年公司营业收入也呈现出季节性变化特点。受益于下游需求高度景气，叠加公司产品得到客户充分认可，2021年公司营业收入呈现逐季上升趋势。 网络通信占据最大的营收占比。受益于公司大容量FPGA的技术积累及网络通信领域客户的顺利导入，2019-2021H1年网络通信领域营收占比较高。由于高性能PHOENIX1系列产品的推出，2021H1数据中心的营收占比有所提升。 图9：2021年营收季节性波动开始弱化（亿元） 图10：2021H1网络通信占据最大的营收占比 2、国产化替代是国产FPGA快速渗透的核心原因 2.1、FPGA是一种可编程的标准器件 FPGA是一种可编程的标准器件。如图11所示，逻辑芯片可分为标准器件和定制芯片两类，其中，FPGA属于标准器件中的可编程逻辑器件（PLD）。相较于逻辑模块数量较少的CPLD、PLA等低端PLD，FPGA具有高集成化、高设计自由度的优势。 图11：FPGA属于标准器件中的可编程逻辑器件 FPGA由多个可编程逻辑模块构成，正向着更多的可编程逻辑模块持续发展。 如图12所示，岛型FPGA由逻辑要素（逻辑块）、位于芯片四周的输入/输出要素（I/O块）、布线要素（开关块、连接块、布线通道），以及存储器块和乘法器块等部分组成。从结构来看，相邻的逻辑块、开关块、连接块组成一个可重复逻辑模块，然后模块呈阵列形排列最终形成岛型FPGA。从功能来看，逻辑块和乘法器块都是用来实现逻辑函数的运算电路，存储器件则提供存储功能。 图12：FPGA由多个可编程逻辑模块构成 逻辑块是用来实现逻辑的电路块，LUT是逻辑块的核心部分。逻辑块主要由触发器和LUT组成，分别用于实现“何时进行逻辑运算”和“如何进行逻辑运算”两大功能。对于时序逻辑控制，触发器是一种只能存储1个二进制位的存储单元，可以用作时序逻辑电路的记忆元件，用于控制信号能否输入逻辑块。对于逻辑运算函数，输入信号在输入逻辑块后会得到对应的输出信号，且输出信号的值取决于函数真值表，而LUT恰恰是一种用于存储函数真值表信息的SRAM。 输入信号数量决定了LUT的容量，显著影响着FPGA的逻辑复杂度。LUT的输入是内存表的地址信号，输出就是该地址所选字的1位数据，因此，LUT的容量与地址信号的数量相匹配。如图14所示，4输入信号对应着16bit的SRAM容量。 图13：LUT起到了真值表的作用 图14：输入信号数量决定了LUT的容量 2.2、FPGA产业是具有高壁垒的寡头垄断赛道 发展初期是百家争鸣的局面（1970-1990年）。1970-1990年FPGA产品性能尚处不成熟阶段，在此期间，多家FPGA、CPLD厂商依靠技术创新而占据一席之地，各厂商的技术路线和产品性能各具特色。 专利壁垒阻挡了新进入者（1990-2000年）。1990-2000年FPGA产品性能日益成熟，其市场规模得到了快速提升，越来越多的玩家开始布局FPGA赛道。但是，赛灵思的专利壁垒使得新进入者难以实现产品化，最终新进入者不得不离开FPGA赛道。 生态壁垒形成行业寡头（2000-2010年）。在2000-2010年，一方面，FPGA向更高制程和更高集成化的发展趋势提高了行业的技术壁垒，另一方面，头部FPGA厂商的生态建设基本完成提高了行业的生态壁垒。随着进入壁垒的持续提升，即使赛灵思的专利保护期已过，新进入多因资金枯竭而无法实现产品量产。 头部厂商依次被标准器件巨头收购（2010年至今）。Intel、AMD等标准器件巨头为了将自身产品布局扩张到半定制、定制芯片赛道，纷纷展开了对FPGA厂商的并购，最终赛灵思、Atmel、Altera等头部FPGA厂商都被标准器件巨头并购。 图15：FPGA是寡头垄断赛道 国产FPGA厂商背后均有雄厚的资金支持。如图16所示，不同于海外FPGA是成熟后被标准器件巨头收购，国产头部FPGA厂商在创立之初便有较强的投资方，其原因为：在全球FPGA产业已相对成熟时，国产FPGA公司才开始创立，因此，国产FPGA公司需要较多的产业资源支持和资金支持才能实现产品化。 图16：国产FPGA厂商背后均有雄厚的资金支持 3、“产品丰富化+高端跃迁”推动公司快速成长 3.1、重视封装测试工序，高端化产品持续推出 不同产品系列定位于不同应用场景。根据产品的性能特点与目标市场的应用需求，公司的FPGA芯片产品形成了以PHOENIX高性能系列、EAGLE高性价比系列和ELF低功耗系列组成的产品矩阵，广泛应用于工业控制、网络通信、消费电子、数据中心等领域。如表2所示，从应用场景来看，ELF低功耗系列适用于功能拓展领域，EAGLE高性价比系列适用于逻辑控制领域，PHOENIX高性能系列适用于高速信号处理领域。 表2：公司FPGA芯片应用场景多元化，应用领域广泛 ELF子系列的升级是全方位的。如表3所示，对于ELF1，ELF1整体性能定位于FPGA与CPLD之间，具有接口数量较少、集成度较低、只针对LUT4的特点。 对于ELF2，相较于ELF1，ELF2属于纯粹的FPGA，在LUT数量、分布式RAM容量、DSP和PLL的集成、接口数量等方面进行了全方位升级。对于ELF3，相较于ELF2，由于逻辑模块数量的显著提升，ELF3具有2个PLL用于实现更精确的时钟管理。 表3：ELF各子系列产品持续推进性能升级 随着各系列产品的持续迭代，各系列产品性能会出现交叉。如表4所示，对于AL3，EAGLE系列的产品定位高于ELF系列，但由于AL3的推出时间显著早于ELF3，于是出现了AL3和ELF3整体性能相近的情况。对于EAGLE4，相较于AL3A10，EAGLE_10在乘法器方面进行了升级；EAGLE_