投资价值研究报告：深度探究IP核霸主ARM，AI时代的机会与挑战

Arm是全球IP核行业龙头，担当芯片设计环节的技术基底。Arm为芯片设计厂和IDM提供IP，收取IP授权费，并在芯片最终生产放量时抽成IP版税费。Arm抓住RISC在移动端的低能耗优势，目前占据手机架构超99%的份额，在IP核行业市占率达41.1%，拥有高通、苹果等众多大型客户。 IP核受益于AI新增需求+芯片需求提升+Chiplet+科技巨头自研芯片等行业趋势，Arm长期增长逻辑清晰。半导体发展趋势利好Arm：1）半导体出货量增长和设计难度提升，驱动客户对IP需求持续增长；2）Chiplet趋势下Arm可输出IP硬核，其高价值有望构建Arm新增长点；3）科技巨头自研芯片趋势为Arm输入新客户，促进Arm对数据中心领域加速渗透；4）AI浪潮成为新增动力，短期帮助Arm获得更多授权订单，中长期英伟达超级芯片出货驱动版税收入，长期将使需求提升、版税费率增长、市场份额提升等Arm利好因素进一步增强。 Arm具备内生增长动力，v9新架构预计未来三年内持续拉升版税费率。Arm拥有强大技术护城河，专利数超6800个，近三年研发费用率超40%。推出全新v9架构，技术迭代成为版税费率的核心增长引擎，叠加TCS整体解决方案的推动，我们预计平均版税率将从FY23年的1.7%提升至2.0%以上。同时，订阅制收费有望吸引新客和增加客户粘性，驱动授权收入增长。 针对下游需求构建“TAM增长x市占率提升x版税率提升”三重增长动力，挖掘PC、云计算和汽车等领域增长潜力。通过量化测算Arm的终端产品、基础设施、物联网和汽车等四类下游需求，我们判断终端、基础设施芯片和汽车的版税收入FY24-FY26内将较快增长。1）终端：手机处理器市场受版税率提振；AIPC利好Arm提升PC市占率；预计FY24/25/26终端版税收入的同比增速为3%/30%/27%；2）基础设施：Arm预计云计算TAM未来三年CAGR为16.6%，同时Neoverse系列和巨头自研芯片趋势有望将Arm市占率由10.1%进一步推高，叠加版税率随IP产品迭代而增长，基础设施版税收入将受到三方合力，预计FY24/25/26基础设施版税收入的同比增速为29%/65%/39%；3）汽车：智能化驱动汽车半导体TAM，预计FY24/25/26汽车版税收入的同比增速为21%/36%/31%，未来将持续增长。 盈利预测、估值与评级：AI助力Arm业绩在FY24-FY26高增长，预计FY24授权收入因大客户订单落地而增长，FY25-FY26版税收入有望快速提升，除版税费率提升的内生动力外，下游PC、服务器、汽车等领域具备TAM增长或市占率提升的机遇，预计FY24-FY26Non-GAAP净利润为12.7/16.2/21.8亿美元，折合EPS为1.24/1.57/2.12美元，现价101.7美元对应FY25预测市盈率65X。我们认为①近三年基本面业绩高增长，行业层面受益于“AI算力热潮+半导体复苏”大趋势，公司层面具备版税费率增长、市占率提升等机遇；②PEG估值仍低于同业平均，强劲基本面和AI算力概念有望助其估值提升；③后续具备AI算力+AI终端产品落地+巨头自研芯片等事件催化，有望同时驱动业绩增长和估值抬升。 首次覆盖，给予“买入”评级。 风险提示：Arm中国业务不确定性的风险；Arm与高通存在诉讼风险；Arm受到RISC-V架构挑战的风险；地缘政治风险；软银集团减持Arm股票风险。 公司盈利预测与估值简表 元） 4月1日至当年的3月31日（如FY24起止范围是2023-4-1至2024-3-31） 投资聚焦 关键假设 1、 授权和其他收入 ：假设FY24-FY26传统授权模式的营收同比增速为10%/10%/10%，假设FY24-FY26的ATA和AFA客户数分别为34/43/49和223/235/245个，进而预测FY24-FY26授权收入同比增长41%/20%/13%； 2、版税收入：我们分别假设FY24-FY26期间各芯片下游领域TAM增速、Arm市占率和版税费率，预计FY24-FY26整体版税收入同比增长7%/29%/27%； 1）终端市场事业部：①手机应用处理器，假设FY24-FY26的TAM同比增速为-1%/9%/11%，版税费率为2.2%/2.6%/2.9%，市占率维持在99%；②消费电子相关芯片，假设FY24-FY26的TAM同比增速为-16%/11%/21%，市占率33%/38%/41%，版税费率为2.0%/2.3%/2.6%； 2）基础设施事业部：云计算，假设FY24-FY26的TAM同比增速为4%/15%/12%，市占率为12%/18%/22%，版税费率为2.7%/3.1%/3.4%； 3）汽车事业部：假设FY24-FY26的TAM同比增速为3%/12%/15%，市占率为45%/49%/52%，版税费率为1.7%/1.9%/2.1%； 4）物联网事业部：假设FY24-FY26的TAM同比增速为2%/4%/12%，市占率为64.5%/66.0%/67.5%，版税费率维持在1.4%。 我们区别于市场的观点 利用“TAM增长x市占率提升x版税率提升”搭建更细化的业绩预测方法。Arm官方仅将收入拆分成版税收入和授权收入，拆分颗粒度粗糙。我们将版税收入拆分至终端产品、基础设施、汽车和物联网四大事业部，分别假设TAM增速、Arm市占率和IP版税费率增幅，计算得到细分领域版税收入的同比增幅。 区别的观点：1）市场普遍担忧Arm受RISC-V架构挑战，但通过综合比较，我们判断五年内RISC-V对ARM的替代风险可控；2）市场普遍担忧高通诉讼案，但通过推演诉讼三种可能结果，我们判断诉讼短期不会对Arm造成实质影响。 股价上涨的催化因素 1）AI算力市场规模增长有望超预期，使用Arm GraceCPU的英伟达超级芯片出货量超预期；2）亚马逊、微软、谷歌等云厂商同Arm合作开发自研数据中心CPU芯片；3）FY25期间AIPC终端产品陆续发布，落地性能表现超预期；4）半导体复苏进展超预期，提振搭载Arm的芯片出货量；5）大客户签订合同。 公司估值与评级 AI助力Arm业绩在FY24-FY26高增长，预计FY24授权收入因大客户订单落地而增长，FY25-FY26版税收入快速提升，除版税费率提升的内生动力外，下游PC、服务器、汽车等领域具备TAM增长或市占率提升的机遇，预计FY24-FY26 Non-GAAP净利润为12.7/16.2/21.8亿美元，折合EPS为1.24/1.57/2.12美元，现价101.7美元对应FY25预测PE65X。我们认为①近三年基本面业绩高增长，行业层面受益于“AI算力热潮+半导体复苏”大趋势，公司层面具备版税费率增长、市占率提升等机遇；②PEG估值低于同业平均，强劲基本面和AI算力概念有望助其估值溢价增长；③后续具备AI算力+AI终端产品落地+巨头自研芯片等事件催化，有望同时驱动业绩增长和估值抬升。首次覆盖，给予“买入”评级。 1、公司简介：因移动终端趋势而生的IP核龙头，成为芯片设计环节的技术基底 1.1简介：公司拥有ARM架构，出售芯片IP核 Arm（全称AdvancedRISCMachinesLtd），中文名称安谋公司，成立于1990年11月，是一家总部位于英国剑桥的半导体设计公司。Arm是ARM架构（全称Acorn RISC Machine）的IP所有者和开发商，该架构被用于全球绝大多数智能手机CPU内核。Arm的主要业务是向半导体设计公司设计和授权各类芯片IP核，简化芯片设计流程。2016年7月，软银斥资240亿英镑（折合320亿美元），以全现金方式收购Arm；2023年9月14日，软银出售Arm10%的少数股份以帮助Arm实现在美国纳斯达克市场上市，软银保留其余的约90%股份。 1.2业务：IP核是芯片设计的技术基石，助力半导体产业加速迭代 IP核被称为“半导体皇冠上的明珠”，提供芯片设计的核心技术底座。Arm主要业务是为芯片设计厂商提供IP核授权。IP核是芯片中具有独立功能的集成电路模块的成熟设计，如果将集成电路设计看作搭建房屋的过程，IP核就相当于施工中所需的图纸。芯片设计厂商等客户获得Arm IP授权后，可将外购的多个IP核与自主设计的电路部分拼接成一个复杂芯片。通过在芯片设计环节采用成熟且经过验证的IP核，可降低设计门槛、缩短设计周期、降低设计成本和失败风险，帮助芯片厂商快速响应市场需求。 图1：自主设计和外购的IP核拼接成一个复杂的SoC 图2：IP核产业链图谱 IP核种类丰富。按照交付方式，可分成软核、固核和硬核。1）IP软核：经过行为级功能验证和优化的RTL代码，不含任何物理实现信息，只以HDL文本形式提交给用户，后续结构设计灵活度高，类似房屋的设计图纸而不涉及具体施工细节；2）IP固核：以网表形式提供，完成了门级电路综合和时序仿真等设计环节，但布线设计仍有调整空间，类似房屋渲染效果图，而实际成品仍可改动；3）IP硬核：提供形式为版图，与成套工艺绑定，确保了产品实施路线的稳定性，但不具备任何应用灵活度，类似具体的房屋施工图。客户可以根据自身的业务需求和技术实力，选择合适的IP核类型和设计灵活度。按照设计产品的类型，可分成处理器IP、接口IP、存储IP和模拟IP等。其中Arm主要以处理器IP为主。 IP行业集中度高，Arm位居绝对龙头。IP核行业于90年代开始快速发展，行业主要厂商几经更迭，当前市场竞争格局稳固，行业高度集中，2022年IP行业CR3与CR10分别高达66.1%和80.3%。处理器IP（包括CPU、DSP以及GPU）市场营收占总IP市场营收的近50%，而Arm作为处理器IP市场的绝对龙头，在IP核市场营收占比高达41.1%，远高于第二名Synopsys的19.7%。 1.3发展史：乘移动互联网之风，ARM成长为IP核龙头 1.3.1半导体产业分工细化趋势下，IP核行业应运而生 三次产业转移推动半导体产业分工细化，芯片设计环节进一步拆分出IP核。自20世纪60年代半导体产业在美国发源以来，全球半导体行业经历了三次产业转移。第一次产业转移中，半导体系统装配、封装测试等低利润环节转移到日本，借助家电市场的发展，IDM模式迅速崛起。其后，台积电和联电的诞生推动了第二次产业转移，使美、日半导体产业由IDM模式逐渐过渡发展出专注设计的Fabless模式。21世纪初，随着终端平台从PC向手机端迈进，产品复杂度上升，芯片设计难度加大，研发资源和成本增加，全球半导体产业分工继续细化，芯片设计产业进一步分拆为IP核、EDA工具及设计咨询服务等子行业。 IP核加快芯片设计、制造到出货的流程，成为芯片设计的技术支撑。EDA工具的成熟使得IP核行业迅速发展，成为了半导体设计环节的重要组成之一。产业转移与技术升级同时带来了成本、风险和设计难度的提升。芯片设计公司需要快速响应市场、持续高频迭代产品，使其满足低成本、低风险、高性能、灵活设计的需求，IP核可提供经过验证、可重复使用的芯片设计模块，从而缩短设计周期、减少设计成本以及降低失败风险，因此IP核逐渐被芯片设计厂商采用。 图3：半导体行业分工细化，IP核成为芯片设计一环 图4：RISC相比CISC更适合移动终端需求 1.3.2紧抓PC向移动端转型大势，Arm依赖RISC指令集崛起 终端设备向移动端转型的趋势助力Arm业务快速增长。1985年，Arm的前身Acorn研发出基于RISC的ARM架构，但在PC领域难以与当时的行业标准x86架构抗衡，后续与苹果合作的掌上电脑微处理器也并未得到市场认可。屡屡受挫后，Arm开始转向IP授权模式。进入21世纪，随着手机市场的高速发展，PC行业开始向移动终端转型，对低功耗、高效能芯片的需求完美契合ARM架构的优势，因此ARM架构打败x86架构占据移动端市场。同时，具有开创意义的IP授权商业模式也帮助Arm迅速获得市场份额，先后与诺基亚、三星、苹果、高通等合作开发处理器芯片，逐渐形成其在移动互