打造一体化设计平台，IP行业多轮驱动增长

芯原股份：国际领先IP龙头厂商，致力于打造芯片一体化设计平台。公司以IP为核心打造芯片设计平台即服务SiPaaS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IP种类齐全，工艺覆盖广泛：芯原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；并且拥有从先进的5nm FinFET到传统的 250nm CMOS工艺节点芯片的设计能力。 IP行业多轮驱动增长，芯原积极布局拥抱趋势：随着半导体制程工艺的演进，线宽不断缩小，单位面积可集成IP数量大幅提升，且芯片复杂度的提升带来的设计成本、失败风险增大，将致使越来越多的设计公司依赖成熟IP供应商提供解决方案，叠加国内厂商对于本土供应链安全考虑，公司有望在趋势中持续受益。另外，公司身处行业上游，终端应用多点开花，不惧结构性周期扰动。下游汽车、物联网等领域应用兴起，公司ISPIP通过ISO 26262以及工规IEC 61508认证，多款处理器IP应用上车。 新兴领域布局，抓住国产替代机遇，为构建长期壁垒筑基：1）Chiplet技术开启IP复用新设计模式，公司凭借深厚的IP技术储备在Chiplet领域战略布局，加入UCIe联盟并已推出高端应用处理器平台。2）AIoT应用驱动RISC-V生态加速完善，芯原基于RISC-V架构已有多个项目在客户端推进。3）公司双向布局FinFET、FD-SOI工艺，在多个应用领域满足对产品性能、功耗等多元化需求。 盈利预测与投资建议：预计公司2022-2024年实现营业收入26.77、35.10、46.07亿元，对应PS分别为8.35、6.45、5.07倍。首次覆盖，给予“增持”评级。 风险提示：研发失败、产品或服务客户端认证失败风险，研发人员流失风险，行业增长趋势放缓或行业出现负增长风险，海外经营风险 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。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LogicZSP部门，获取了DSPIP。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。 图1.公司发展历程 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（SiliconPlatformasaService，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%。 图2.公司两大业务相互协同 图3.2021年公司业务占比 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。 表1.全球IP厂商营收排名 表2.全球主要IP厂商IP覆盖情况 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）。 表3.公司处理器IP技术 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。 图4.公司数模混合IP产品类别 表4.公司频射IP技术 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SerDesIP市场规模将分别达到5.66、1.96亿美元。 图5.高速SerDes IP市场规模（亿美元） 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。 表5.公司不同工艺节点开发的数模混合IP（部分节点） 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%。 图6.公司营收及归母净利润情况（亿元，%） 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。 图7.公司分业务营收及增速（亿元，%） 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。 图8.公司分业务毛利率（%） 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。 图9.公司费用率（%） 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。 图10.公司研发费率用及同行业比较 图11.公司研发人员数量及占比（个，%） 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。 图12.公司股权架构（截止到2022年6月30日） 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QuickturnDesign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。 图13.公司高管信息 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。例如根据PrecedenceResearch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 BrainyInsights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。 图14.全球消费电子芯片市场规模（亿美元） 图15.全球汽车电子芯片市场规模（亿美元） 图16.IC产业链示意图 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。 图17.产业升级催生轻设计模式 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