《國芯科技-公司研究報告-自主可控IP為基石云邊端多元布局-230626(32頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《國芯科技-公司研究報告-自主可控IP為基石云邊端多元布局-230626(32頁).pdf(32頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 Table_Main證券研究報告|公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)2023 年 06 月 26 日 買入買入(首次首次)所屬行業:電子 當前價格(元):59.40 證券分析師證券分析師 陳海進陳海進 資格編號:S0120521120001 郵箱: 陳蓉芳陳蓉芳 資格編號:S0120522060001 郵箱: 研究助理研究助理 市場表現市場表現 滬深300對比 1M 2M 3M 絕對漲幅(%)6.51-7.19-10.70 相對漲幅(%)6.16-4.70-6.66 資料來源:德邦研究所,聚源數據 相關研究相關研究 國芯科技國芯科技(68826
2、2.SH):自主可:自主可控控 IP 為基石,云邊端多元布局為基石,云邊端多元布局投資要點投資要點 深耕行業多年,實現嵌入式深耕行業多年,實現嵌入式 CPU IP 自主可控自主可控。國芯科技以摩托羅拉授權的“M*Core 指令集”、IBM 授權的“PowerPC 指令集”和開源的“RISC-V 指令集”為基礎,成功實現基于上述三種指令集的 8 大系列 40 余款 CPU 內核,形成了深厚的嵌入式 CPU IP 儲備。股權架構方面,公司獲得國家集成電路基金入股,核心成員具有深厚技術背景。業績方面,公司 2022 年實現營收 5.25 億元,同比增長28.83%,23 年 Q1 實現營收 1.36
3、 億元,同比增長 173.26%。展望未來,我們預計公司有望把握國產替代需求,通過在車載/信息安全/邊緣計算多領域布局,實現長遠發展?;谌笾噶罴軜?,從基于三大指令集架構,從 IP 到設計形成自主可控到設計形成自主可控。在嵌入式 CPU IP 授權領域,ARM 架構占據主導地位。近年來,在 ARM 架構較高的授權壁壘以及中美摩擦的背景下,國家重大需求和市場需求領域客戶的自主可控需求日益增長,開源類指令集架構存在較大的成長空間。公司基于摩托羅拉授權的“M*Core 指令集”、已經開源的 PowerPC 和 RISC-V 架構,已形成基于上述三種指令集的 8 大系列 40 余款 CPU 內核,
4、并建立了面向信息安全、汽車電子和工業控制、邊緣計算和網絡通信三大 SoC 芯片設計平臺,可根據客戶需求提供嵌入式 CPU IP 授權與芯片定制服務。把握汽車把握汽車 MCU 國產替代窗口,實現產品系列化布局國產替代窗口,實現產品系列化布局。汽車電子為 MCU 市場最大的下游應用場景,根據 Omdia 的數據,2020 年全球汽車 MCU 市場規模為 58 億美元,到 2024 年有望達到 89 億美元。市場格局方面,較高的行業壁壘使得車規級 MCU 市場具備很高的市場集中度,車規 MCU 市場過往主要由瑞薩、恩智浦、英飛凌等國外廠商所占據,然而自 2021 年開始的“缺芯潮”使得整車廠不得不通
5、過更多渠道采購芯片,為國內汽車 MCU 廠商打開了國產替代的窗口。公司已在汽車車身控制芯片、汽車動力總成控制芯片等 7 條產品線上實現系列化布局,并與埃泰克、科世達等十多家 Tier1 模組廠商,濰柴動力、奧易克斯等多家發動機廠商,比亞迪、奇瑞、長安等眾多汽車整機廠商保持緊密合作關系。云云-邊邊-端協同布局,端協同布局,RAID 芯片率先實現國產替代芯片率先實現國產替代。云安全方面,公司產品應用領域廣泛,可面向服務器、VPN 網關、防火墻等領域,主要客戶有深信服、信安世紀、格爾軟件和國家電網等;邊緣計算方面,公司推出了一系列的高性能邊緣計算芯片,處于國內先進地位;端方面,公司端安全芯片產品主要
6、聚焦在生物特征識別、金融安全和物聯網安全等領域,在金融 POS 機、智能門鎖、指紋設別等領域在國內已占有較高的市場份額。RAID 芯片方面,公司在該領域處于國內領先地位,是國內極少數擁有 RAID 控制芯片的廠商,目前公司已推出第一代 Raid 控制芯片,基于該產品的改進版已成功進行內部測試,基于 RISC-V 的第二代更高性能RAID 控制芯片正順利開發中。投資建議:投資建議:我們預計公司 2023/2024/2025 年歸母凈利潤為 1.96/3.44/5.34 億元,對應當前 PE 72.59/41.49/26.71 倍??紤]到 CPU IP 國產替代需求旺盛,疊加公司在下游汽車 MCU
7、、云安全、邊緣計算等領域實現多元布局,首次覆蓋給予“買入”評級。風險提示:風險提示:宏觀經濟復蘇未達預期風險;市場競爭加劇風險;研發不及預期風險-40%-20%0%20%40%60%80%2022-062022-102023-02國芯科技滬深300公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)2/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 Table_Base股票數據股票數據 總股本(百萬股):240.00 流通 A 股(百萬股):187.13 52 周內股價區間(元):37.78-76.75 總市值(百萬元):14,256.00 總資產(百萬元):3,204.56 每股凈資產(元):11.5
8、1 資料來源:公司公告 主要財務數據及預測主要財務數據及預測 2021 2022 2023E 2024E 2025E 營業收入(百萬元)407 525 1,208 2,086 2,972(+/-)YOY(%)57.0%28.8%130.2%72.7%42.5%凈利潤(百萬元)70 77 196 344 534(+/-)YOY(%)53.5%9.6%155.3%75.0%55.3%全面攤薄 EPS(元)0.29 0.32 0.82 1.43 2.22 毛利率(%)52.9%42.0%43.6%44.5%45.9%凈資產收益率(%)2.5%2.7%6.9%10.7%14.3%資料來源:公司年報(2
9、021-2022),德邦研究所 備注:凈利潤為歸屬母公司所有者的凈利潤 DZ8ZvZuYNAlVhUnRsPaQ8QbRtRrRsQtQjMmMsMfQpNqPaQqQzRuOsOsPNZsOqQ 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)3/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 內容目錄內容目錄 1.國芯科技:致力于國產自主可控嵌入式 CPU.6 1.1.基于自主可控 CPU IP 庫,提供芯片定制與自主芯片/模組生產服務.6 1.2.公司股權架構清晰,核心成員技術背景強.7 1.3.公司業績穩步提升,研發費用大幅增長.8 2.基于三大架構,實現 CPU IP 自主可控.10 2.
10、1.ARM 架構占據主導,開源類架構異軍突起.10 2.1.1.ARM 架構指令集占據 RISC 主導地位.11 2.1.2.開源 RISC 架構中,RISC-V 架構有望異軍突起.12 2.2.基于開源架構,從 IP 到設計實現自主可控.13 3.國產替代思路明確,公司產品實現系列化.15 3.1.車規 MCU 性能要求高,市場前景明朗.15 3.2.國產替代需求急迫,對標恩智浦實現全面布局.19 4.云-邊-端協同布局,RAID 芯片實現國產替代.21 4.1.云安全.21 4.2.邊緣計算.23 4.3.端安全.24 4.4.RAID 芯片.26 5.盈利預測與投資建議.28 5.1.盈
11、利預測.28 5.2.投資建議.29 6.風險提示.30 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)4/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖表目錄圖表目錄 圖 1:國芯科技嵌入式 CPU 技術研發歷程.6 圖 2:公司三大業務關系.6 圖 3:公司各業務收入情況(億元).6 圖 4:公司股權結構圖(截止至 2022 年年報).7 圖 5:公司營業收入情況 .8 圖 6:公司歸母凈利潤情況.8 圖 7:公司業務毛利率情況.9 圖 8:公司 IP 授權業務毛利率對比.9 圖 9:公司芯片定制服務毛利率對比.9 圖 10:公司自主信息安全芯片產品毛利率對比.9 圖 11:公司費用率情況
12、.9 圖 12:公司研發費用情況.9 圖 13:嵌入式 CPU 芯片技術.10 圖 14:CISC 與 RISC 指令比較.11 圖 15:全球半導體設計 IP 收入排名(2022).11 圖 16:IP 授權收入市占率情況(2022).12 圖 17:IP 版稅收入市占率情況(2022).12 圖 18:RISC-V 基金會成員.13 圖 19:RISC-V 的收入規模有望呈現指數級增長 .13 圖 20:中國半導體市場規模及預測.13 圖 21:2020 年全球半導體 IP 細分產品占比.13 圖 22:全球 MCU 市場規模與 ASP 預測.16 圖 23:中國 MCU 市場規模及預測.
13、16 圖 24:汽車 MCU 的應用場景 .16 圖 25:全球 MCU 下游應用占比.16 圖 26:2020、2024 下游全球 MCU 市場下游應用格局.16 圖 27:汽車不同位寬 MCU 市場情況.18 圖 28:汽車 MCU 產品市場結構 .18 圖 29:ECU 工作原理圖.18 圖 30:單車 ECU 數量不斷增加.18 圖 31:中國單車搭載 MCU 芯片金額.18 圖 32:中國車規 MCU 市場空間.18 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)5/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖 33:全球車規 MCU 市占率情況(2020).19 圖 34:國際大
14、廠 MCU 貨期與價格趨勢.19 圖 35:恩智浦 2021、2022 財年營收情況(百萬美元).20 圖 36:S32K 汽車通用 MCU .20 圖 37:全球云計算市場規模及預測.22 圖 38:中國云計算市場規模及預測.22 圖 39:前 5 大全球企業上云挑戰.22 圖 40:中國云安全市場規模及增速.22 圖 41:云安全與網絡通信芯片技術路線圖.22 圖 42:邊緣計算的優點.23 圖 43:國內邊緣計算市場規模及預測 .24 圖 44:全球物聯網終端連接數量及預測(億個).25 圖 45:中國物聯網行業發展規模預測(億元).25 圖 46:全球端安全市場規模及預測.25 圖 4
15、7:公司端安全技術路線圖.25 圖 48:全球每年產生的數據量(ZB).26 圖 49:全球算力規模(EFlops).26 圖 50:公司 Raid 芯片技術路線圖.27 表 1:公司核心成員介紹.7 表 2:X86/ARM 架構與 RISC-V 架構比較.12 表 3:國內 CPU 自主可控路線.14 表 4:公司使用的指令集授權協議.14 表 5:公司主要嵌入式 CPU 核 .14 表 6:三大 SoC 設計平臺特點 .15 表 7:不同規格 MCU 性能比較.17 表 8:汽車 MCU 分類.17 表 9:國芯汽車 MCU 布局情況.21 表 10:云計算特征.21 表 11:GPT-3
16、 量級的大模型帶來的 RAID 卡市場空間.27 表 12:國芯科技營收拆分及費用率假設(百萬元).29 表 13:可比公司估值情況.29 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)6/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 1.國芯科技:致國芯科技:致力于國產自主可控嵌入式力于國產自主可控嵌入式 CPU 1.1.基于自主可控基于自主可控 CPU IP 庫,提供芯片定制與自主芯片庫,提供芯片定制與自主芯片/模組生產服務模組生產服務 國芯科技是一家致力于國產自主可控嵌入式國芯科技是一家致力于國產自主可控嵌入式 CPU 技術研發和產業化應用的技術研發和產業化應用的芯片設計公司。芯片設計公司
17、。自公司成立以來,始終堅持“國際主流兼容和自主創新發展”相結合的原則,以摩托羅拉授權的“M*Core 指令集”、IBM 授權的“PowerPC 指令集”和開源的“RISC-V 指令集”為基礎,高起點建立具有自主知識產權的高性能低功耗 32 位 RISC 嵌入式 CPU 技術。目前公司已成功實現基于上述三種指令集的 8 大系列 40 余款 CPU 內核,形成了深厚的嵌入式 CPU IP 儲備。圖圖 1:國芯科技嵌入式:國芯科技嵌入式 CPU 技術研發歷程技術研發歷程 資料來源:公司招股書,德邦研究所 公司主要業務為公司主要業務為 IP 授權、芯片定制與自主芯片及模組產品。授權、芯片定制與自主芯片
18、及模組產品。IP 授權業務授權業務:公司將自主可控的嵌入式 CPU 內核及其 SoC 芯片設計平臺授權給客戶使用,并向客戶提供相關的全套技術文件資料,供其進行后續的芯片設計與量產。芯片定制服務芯片定制服務:公司基于自主可控的嵌入式 CPU 內核和面向應用的 SoC 芯片設計平臺,為客戶提供定制芯片設計服務與定制芯片量產服務。自主芯片及模組產品自主芯片及模組產品:公司產品以信息安全類產品為主,聚焦于“云”到“端”的安全應用,覆蓋云計算、大數據、物聯網、智能存儲、工業控制和金融電子等關鍵領域,以及服務器、汽車和智能終端等重要產品。圖圖 2:公司三大業務關系:公司三大業務關系 圖圖 3:公司各業務收
19、入情況(億元):公司各業務收入情況(億元)公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)7/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:公司招股書,德邦研究所 資料來源:Wind,公司公告,德邦研究所 1.2.公司股權架構清晰,核心成員技術背景強公司股權架構清晰,核心成員技術背景強 公司股權分散,獲得國家集成電路基金入股。公司股權分散,獲得國家集成電路基金入股。截止至公司 2022 年年報披露日(2023/4/27),鄭茳、肖佐楠、匡啟和為一致行動人,直接持有公司 10.94%的股權,并通過聯創投資、矽晟投資、矽豐投資、矽芯投資、旭盛科創間接控制公司 10.34%的股權,其中矽晟投資
20、、矽豐投資、矽芯投資為員工持股平臺。國家集成電路基金為公司第二大股東,持有公司 6.47%的股份,體現出公司發展潛力大,有利于享受國家產業政策支持,實現規模發展。圖圖 4:公司股權結構圖(截止至:公司股權結構圖(截止至 2022 年年報)年年報)資料來源:Wind、公司公告,德邦研究所 公司核心成員技術背景深厚。公司核心成員技術背景深厚。公司核心人員鄭茳、肖佐楠、匡啟和三人均為國務院特殊津貼專家,深耕行業近 20 年,經驗豐富,其中鄭茳與肖佐楠二人曾在摩托羅拉(中國)電子有限公司蘇州設計中心任職。富有技術經驗的管理層能夠更好地把握行業發展趨勢,有利于公司實現技術突破。表表 1:公司核心成員介紹
21、:公司核心成員介紹 姓名姓名 職位職位 簡歷簡歷 012345620182019202020212022自主芯片及模組產品芯片定制服務(量產)芯片定制服務(設計)IP授權其他 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)8/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 鄭茳 董事長 1985 年至 1998 年歷任東南大學講師、副教授、教授、博士生導師、無錫分校副校長;1998 年至 2002 年任摩托羅拉(中國)電子有限公司蘇州設計中心經理;2002 年至 2019 年任國芯有限董事長;現任國芯科技董事長。國務院特殊津貼專家,曾獲“新世紀百千萬人才工程”國家級人選、國家科技進步二等獎、科技部
22、“創新人才推進計劃”科技創新創業人才、全國信息產業勞動模范、江蘇省勞動模范、江蘇省“十大”杰出青年、江蘇制造突出貢獻獎、江蘇省“333 工程”突出貢獻獎、蘇州市首屆杰出人才等榮譽。肖佐楠 國芯科技董事、總經理,微五科技監事、紫山龍霖董事長 1994 年至 1998 年任中國華大集成電路設計公司工程師;1998 年至 2003 年歷任摩托羅拉(中國)電子有限公司蘇州設計中心工程師、部門經理;2003 年至 2019 年歷任國芯有限 IC 設計部經理、總經理;現任國芯科技董事、總經理,微五科技監事、紫山龍霖董事長 國務院特殊津貼專家,曾入選國家特支計劃(萬人計劃),為科技部首批“創新人才推進計劃”
23、中青年科技創新領軍人才,并于 2014 年獲蘇州市“市長獎”匡啟和 國芯科技董事、副總經理 1994 年至 1998 年歷任無錫小天鵝股份有限公司工程師、部門經理;2002 年至 2003 年任江蘇意源科技有限公司部門經理;2003 年至 2019 年歷任國芯有限部門經理、副總經理;現任國芯科技董事、副總經理。國務院特殊津貼專家 資料來源:公司公告,德邦研究所 1.3.公司業績穩步提升,研發費用大幅增長公司業績穩步提升,研發費用大幅增長 公司營業收入持續增長,公司營業收入持續增長,23 年年 Q1 歸母凈利潤暫時承壓。營業收入方面歸母凈利潤暫時承壓。營業收入方面,公司2020/2021/202
24、2年 營 業 收 入 為2.59/4.07/5.25億 元,同 比 增 長12.06%/56.99%/28.83%,公司23年Q1營業收入為1.36億元,同比增長173.26%。歸母凈利潤方面歸母凈利潤方面,公司 2020/2021/2022 年歸母凈利潤為 0.46/0.70/0.77 億元,同比增長 46.92%/53.47%/9.55%,23 年 Q1 公司歸母凈利潤為負,主要原因是 1)公司在該季度大幅增加了研發投入;2)晶圓加工成本的大幅上升;3)營業外收入大幅下降。圖圖 5:公司營業收入情況:公司營業收入情況 圖圖 6:公司歸母凈利潤情況:公司歸母凈利潤情況 資料來源:Wind、公
25、司公告,德邦研究所 資料來源:Wind、公司公告,德邦研究所 公司整體毛利率呈現下降態勢。公司整體毛利率呈現下降態勢。公司 2020/2021/2022 綜合毛利率為66.24%/52.95%/42.02%,呈現下降態勢。2021 年毛利率下降主要原因系公司芯片定制業務以毛利率較低的流片服務為主,以及公司毛利率較低的自主芯片及模組產品收入占比提升。2022 年毛利率下降的主要原因是晶圓生產成本提高。分業務進行對比分業務進行對比:公司 IP 授權業務毛利率達到 100%,主要原因系公司該業務主要為將已研發成功且經驗證的成熟 IP 授權給客戶使用,其前期投入的人員薪0.0%50.0%100.0%1
26、50.0%200.0%0123456201820192020202120222023Q1營業收入(億元,左軸)yoy(%,右軸)-400%-200%0%200%400%600%800%1000%-0.4-0.200.20.40.60.81201820192020202120222023Q1歸母凈利潤(億元,左軸)yoy(%,右軸)公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)9/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 酬等設計研發成本在發生時已直接計入研發費用,因此不發生額外成本;公司芯片定制業務毛利率普遍高于平均水平,主要原因系公司主要客戶群體中國家重大需求領域的客戶占比較高,其產品對自
27、主可控需求較為強烈,研發難度普遍較高,故毛利率較高;公司自主芯片及模組產品毛利率低于平均水平,主要由于毛利率低的自主芯片收入占比比較大。圖圖 7:公司業務毛利率情況:公司業務毛利率情況 圖圖 8:公司:公司 IP 授權業務毛利率對比授權業務毛利率對比 資料來源:Wind、公司公告,德邦研究所 資料來源:Wind、各公司公告,德邦研究所 圖圖 9:公司芯片定制服務毛利率對比:公司芯片定制服務毛利率對比 圖圖 10:公司自主信息安全芯片產品毛利率對比:公司自主信息安全芯片產品毛利率對比 資料來源:Wind、各公司公告,德邦研究所 資料來源:Wind、各公司公告,德邦研究所 注:國民技術選用安全芯片
28、類產品的毛利率,紫光國微選用智能卡芯片業務的毛利率,中電華大科技選擇綜合毛利率,復旦微電選擇安全與識別芯片毛利率 公司費率逐年下降,研發費用大幅上升。公司費率逐年下降,研發費用大幅上升。公司 2020/2021/2022 年整體費用為 54.71%/40.08%/39.99%,呈現逐年下降趨勢,一方面體現公司費用管控效果良好,另一方面也表現出市場景氣度高,公司收入規模上量快。研發費用方面,公司在 2022 年進行了高強度的研發投入,研發費用同比增長 70.11%,有利于公司把握汽車電子芯片和高可靠存儲芯片國產化替代的機遇。圖圖 11:公司費用率情況:公司費用率情況 圖圖 12:公司研發費用情況
29、:公司研發費用情況 0.0%20.0%40.0%60.0%80.0%100.0%120.0%20182019202020212022芯片定制服務(量產)芯片定制服務(設計)芯片定制服務(整體)IP授權自主芯片及模組產品整體84.0%86.0%88.0%90.0%92.0%94.0%96.0%98.0%100.0%102.0%20182019202020212022芯原股份國芯科技0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%80.0%20182019202020212022智原創意電子世芯國芯科技0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0
30、%70.0%20182019202020212022國民技術紫光國微中電華大科技復旦微國芯科技 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)10/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:Wind、公司公告,德邦研究所 資料來源:Wind、公司公告,德邦研究所 2.基于三大架構,實現基于三大架構,實現 CPU IP 自主可控自主可控 2.1.ARM 架構占據主導,開源類架構異軍突起架構占據主導,開源類架構異軍突起 嵌入式嵌入式 CPU 是嵌入式系統的核心。是嵌入式系統的核心。嵌入式系統是一種專用的計算機系統,作為裝置與設備的一部分,通常是一個控制程序存儲在 ROM 中的嵌入式處理
31、器控制板。嵌入式系統由嵌入式 CPU、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶應用程序等部分組成,作為嵌入式系統的核心,嵌入式 CPU 起到控制系統工作的任務,使設備功能智能化、靈活設計和操作簡便。就結構而言,嵌入式 CPU 與普通計算機 CPU 無異,但在功耗、性能、面積等指標上有更高要求,就技術而言,嵌入式CPU 主要涉及 CPU 指令集、CPU 內核與 SoC 芯片三個方面。圖圖 13:嵌入式:嵌入式 CPU 芯片技術芯片技術 資料來源:公司招股書,德邦研究所 指令集架構主要分為復雜指令集架構(指令集架構主要分為復雜指令集架構(CISC)與精簡指令集架構()與精簡指令集架構(RISC)兩)兩
32、大類。大類。指令集架構是指一種類型 CPU 中用來計算和控制系統的一套指令的集合,系統所下達的每一個命令都需要根據 CPU 預先設定好的某一條指令來完成,指令內容包括數據類型格式、指令格式、尋址方式和可訪問地址空間的大小等等。按照復雜性,指令集架構可分為復雜指令集架構(CISC)與精簡指令集架構(RISC)兩大類。CISC 架構以英特爾 x86 為代表,指令集較為豐富,能夠通過專用指令完成特定任務,而以 ARM、RISC-V 為代表的 RISC 指令集由簡單指令構成,通過組合簡單指令完成特殊任務。一般而言,嵌入式一般而言,嵌入式 CPU 指令集主要為指令集主要為 ARM、PowerPC、MIP
33、S、RISC-V 等精簡指令集架構。等精簡指令集架構。-10.0%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%20182019202020212022管理費用率研發費用率銷售費用率財務費用率整體費用率0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%80.0%02040608010012014016020182019202020212022研發費用(百萬元,左軸)yoy(%,右軸)公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)11/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖圖 14:CISC 與與 RISC 指令比較指令比較 資料來源:T
34、ech Journeyman,德邦研究所 2.1.1.ARM 架構指令集占據架構指令集占據 RISC 主導地位主導地位 基于授權模式,基于授權模式,ARM 架構生態基本建立。架構生態基本建立。ARM 架構是一個半封閉式架構,ARM 公司負責研發 ARM 指令集、內核架構、圖形核心和互連架構等,并將它們授權給其他芯片設計公司。ARM 的授權方式主要分為兩種,一種是指令集架構授權,客戶可以基于其獲得的指令架構開發新的 CPU 核用于自有芯片產品開發;二是 ARM CPU IP 核使用授權,客戶基于 ARM 已有 CPU IP 核設計開發自有芯片產品。目前采用 ARM 架構的上下游軟硬件開發廠商數量
35、非常龐大,知名廠商包括蘋果、華為、聯發科等等,基于 ARM 指令集開發的 ARM 處理器內核被廣泛應用于智能手機、電視機、汽車、智能家居、智慧城市和可穿戴等設備上。嵌入式嵌入式 CPU IP 授權領域,授權領域,ARM 架構占據主導地位。架構占據主導地位。根據 ARM 公告,2022財年 Q3 單季度采用 ARM 架構出貨的芯片數量達到 80 億片,創下歷史新高,累計出貨量有望達到 2500 億片以上。根據 ARM 官網介紹,ARM 架構處理器在智能手機應用處理器和物聯網微控制器等領域占據全球 90%市場份額,在汽車電子領域,ARM 架構處理器在車載娛樂和 ADAS 系統領域占據全球 75%市
36、場份額。根據 IP NEST 的數據,2022 年 ARM 公司在半導體 IP 設計收入方面繼續穩坐頭把交椅,市占率達到 41.1%,其中在 IP 授權收入方面市場份額為 25.1%,在 IP版稅收入方面市場份額達到了 60.8%。圖圖 15:全球半導體設計:全球半導體設計 IP 收入排名收入排名(2022)資料來源:IP NEST、半導體行業觀察公眾號,德邦研究所 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)12/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖圖 16:IP 授權收入市占率情況(授權收入市占率情況(2022)圖圖 17:IP 版稅收入市占率情況(版稅收入市占率情況(2022
37、)資料來源:IP NEST、半導體行業觀察公眾號,德邦研究所 資料來源:IP NEST、半導體行業觀察公眾號,德邦研究所 國產替代浪潮下,開源類指令集架構面臨較大機遇。國產替代浪潮下,開源類指令集架構面臨較大機遇。根據半導體產業分析機構 SemiAnalysis 分析師的消息,2024 年后,基于 Arm 公版 CPU 的 SOC 中不再允許使用外部 GPU、NPU 或 ISP,這將極大影響芯片公司自主發展能力。ARM授權費用也十分昂貴,根據法國芯片創業公司 Greenwave 表示,如果需要使用 ARM 架構,需要支付 1500 萬美元的授權費,且授權到期后是否繼續授權和授權費用都需要重新談
38、判。此外,2022 年俄烏戰爭爆發后,ARM 宣布斷供俄羅斯,對俄羅斯國內 CPU 行業產生嚴重負面影響。綜上所述,在 ARM架構較高的授權壁壘以及中美摩擦的背景下,國家重大需求和市場需求領域客戶的自主可控需求日益增長,開源類指令集架構存在較大的成長空間。2.1.2.開源開源 RISC 架構中,架構中,RISC-V 架構有望異軍突起架構有望異軍突起 RISC-V 架構、架構、MIPS 架構、架構、PowerPC 架構相繼開源。架構相繼開源。RISC-V 是一個免費、開放的指令集架構,2015 年,加州伯克利大學將 RISC-V 指令集架構開源。MIPS 于 2018 年底宣布開放其指令集架構,
39、并成立 MIPS Open 組織來管理和指導其發展和推廣。2019 年 IBM 開源了其 PowerPC 指令集架構,并將 OpenPower Foudation 轉移到 Linux Foundation 名下。三類指令集架構的開源給芯片設計者帶來了廣泛的自由和選擇的機會,除了降低芯片的設計門檻,并從一定程度上降低芯片的設計成本之外,有望促進半導體設計領域的重大創新和發展。RISC-V 架構有望成為架構有望成為 ARM 架構最大的挑戰者。架構最大的挑戰者。與 ARM 架構不同,RISC-V 架構為免費開源,后發優勢規避了計算機體系幾十年發展的彎路。X86 與 ARM架構推出時間長,經過多年時間
40、已較為成熟,且發展過程中所暴露的問題已被研究透徹,因此 RISC-V 架構能夠加以規避,此外由于推出時間晚,RISC-V 架構也沒有向后兼容的歷史包袱。RISC-V 架構在篇幅上更為精簡,并在指令集上采用了模塊化的設計,芯片設計者可以針對不同應用靈活修改指令集和芯片架構設計,充分滿足碎片化的應用場景。綜上所述,RISC-V 架構憑借其精簡、靈活、自主可控的特點在信息安全、工業控制、邊緣計算等領域有機會實現突破 ARM 的市場地位。表表 2:X86/ARM 架構與架構與 RISC-V 架構比較架構比較 特性特性 X86/ARM 架構架構 RISC-V 架構架構 篇幅架構 數千頁 少于 300 頁
41、 模塊化 不支持 支持模塊化可配置的指令子集 可擴展性 不支持 支持可擴展定制指令 指令數目 指令數繁多,不同的架構分支彼此不兼容 一套指令集支持所有架構?;局噶钭蛹瘍H 40余條指令,以此為共有 基礎,加上其他常用模塊子集指令總指令數也僅幾十條 易實現性 硬件實現的復雜度高 硬件設計與編譯器實現非常簡單 僅支持小端格式 存儲器訪問指令一次只訪問一個元素 去除存儲器訪問指令的地址自增自減模式.Synopsys,29.60%ARM,25.10%Cadence,6.70%Alphawave,4.40%Ceva,3.00%Others,31.20%SynopsysARMCadenceAlphawav
42、eCevaOthersARM,60.80%Synopsys,5.10%SST,5.00%IMG,5%Cadence,4%Others,20.10%ARMSynopsysSSTIMGCadenceOthers 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)13/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:riscv-mcu,德邦研究所 RISC-V 架構生態發展迅速。架構生態發展迅速。為了推廣 RISC-V 架構,RISC-V 基金會于 2015年成立。短短幾年時間內,谷歌、IBM、鎂光、英偉達等國際主流商業機構和加州大學伯克利分校、麻省理工學院、普林斯頓大學等學術機構紛紛加入 RIS
43、C-V 基金會。國內方面,基于開源的優勢、國家重大需求和市場需求領域客戶的自主可控需求,進一步推動國內 RISC-V 的生態建設,2018 年 9 月我國集成電路領域共65 家重點企業、研究機構、行業協會共同成立了中國 RISC-V 產業聯盟,2019 年 10 月,阿里正式開源 RISC-V 架構的 MCU 芯片平臺,進一步促進 RISC-V 的生態建設。根據 RISC-V 基金會預測,到 2025 年采用 RISC-V 架構的處理器將突破 800 億顆,在 IoT 領域,2025 年 RISC-V 的市場占有率將達到 28%。而在 RISC-V 最有機會發力的 AI 和機器學習領域,RIS
44、C-V 的市場復合增長率將超過 70%,2027 年左右將會有 250 億設備在生態中。圖圖 18:RISC-V 基金會成員基金會成員 圖圖 19:RISC-V 的收入規模有望呈現指數級增長的收入規模有望呈現指數級增長 資料來源:Tech Journeyman,德邦研究所 資料來源:Omdia、Deloitte Insights,德邦研究所 2.2.基于開源架構,從基于開源架構,從 IP 到設計實現自主可控到設計實現自主可控 國內國內 CPU IP 市場規??捎^。市場規??捎^。雖然 2022 年后半導體產業進入下行周期,并未對上游 IP 產生較大波動,一方面由于 IP 授權具有明顯的長尾效應,
45、盈利空間仍存,另一方面下游汽車、AI、大數據等新興市場的不斷涌現,IP 價值得以進一步提升。根據億歐智庫,2022 年中國半導體 IP 市場規模達到 119 億元,其預計到2025 年有望達到 198.8 億元,2022-2025 預計年復合增長率 20%。半導體 IP 亦可分為 CPU IP、GPU IP、NPU IP 等六大類,其中 CPU IP 市場份額占比最大。綜上所述,背靠廣闊市場空間疊加國產自主可控需求,國內 CPU IP 市場面臨較大機遇。圖圖 20:中國半導體市場規模及預測:中國半導體市場規模及預測 圖圖 21:2020 年全球半導體年全球半導體 IP 細分產品占比細分產品占比
46、 資料來源:億歐智庫,德邦研究所 資料來源:億歐智庫,德邦研究所 0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%050100150200250市場規模(億元,左軸)yoy(%,右軸)CPU,35.40%INTERFACE,23.20%GPU,10.50%MISC DIGITAL,5.90%OSP,5.20%OTP/MTP/etc,5.20%men Comp,4.40%其他,10.20%CPUINTERFACEGPUMISC DIGITALOSPOTP/MTP/etcmen Comp其他 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)14/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法
47、律聲明 為實現為實現 CPU IP 自主可控,國內主要存在兩種路徑:自主可控,國內主要存在兩種路徑:1)開發完全自主的指令集,架構,代表廠商有龍芯中科,電科申泰等。以龍芯中科為例,其于 2020 年推出了自主指令系統 LoongArch(龍芯架構)。根據龍芯中科招股書上的表述,LoongArch 架構已通過國內權威第三方機構中國電子信息產業發展研究院的知識產權評估,認定與 ALPHA、ARM、MIPS、POWER、RISC-V、X86 為不同的指令系統設計。2)基于開源指令集架構開發)基于開源指令集架構開發 IP,代表廠商有阿里平頭哥,國芯科技,代表廠商有阿里平頭哥,國芯科技等。等。以阿里平頭
48、哥為例,其發布的玄鐵系列產品已基本完成國際及國內主流操作系統與 RISC-V 的全適配,包括安卓、Debian、Fedora、Gentoo、Ubuntu 等操作系統。這意味著 RISC-V 完全有能力通過云、桌面、終端等不同操作系統承接軟件應用,上層應用開發者 0 代碼即可順滑實現架構兼容。表表 3:國內:國內 CPU 自主可控路線自主可控路線 技術路線技術路線 代表廠商代表廠商 產品產品 自主化程度自主化程度 指令集授權+自研 龍芯中科 電科申泰 LoongArch SW_64 自主化程度高 基于開源指令集架構 平頭哥 國芯科技 玄鐵系列 CRVX 系列等 自主化程度較高 資料來源:各公司官
49、網,龍芯中科招股書等,德邦研究所 基于三大指令集架構,研發自主可控基于三大指令集架構,研發自主可控 CPU 內核實現國產替代。內核實現國產替代。公司堅持“國際主流兼容和自主創新發展”相結合的原則,以摩托羅拉授權的“M*Core 指令集”、IBM 授權的“PowerPC 指令集”和開源的“RISC-V 指令集”為基礎,高起點建立具有自主知識產權的高性能低功耗 32 位 RISC 嵌入式 CPU 技術,目前已形成基于上述三種指令集的 8 大系列 40 余款 CPU 內核,實現了多發射亂序執行、多核總線一致性架構、多核鎖步以及多級 Cache 等主流架構設計,并同步研發了軟件集成開發與調試工具鏈,實
50、現對多種嵌入式操作系統的支持。表表 4:公司使用的指令集授權協議:公司使用的指令集授權協議 指令架構指令架構 是否是否開源開源 授權主體授權主體 授權時間及履行期限授權時間及履行期限 續約安排續約安排 M*Core 否 摩托羅拉 2002 年 4 月簽訂,未約定履行期限 除協議約定的終止情形外,框架協議長期有效;訂單未約定到期后續約安排 PowerPC 是 IBM 2010 年 9 月簽訂,未約定履行期限;2017 年 3 月簽訂補充協議,未約定履行期限 RISC-V 是/資料來源:公司公告,德邦研究所 產品方面產品方面,目前公司 CPU 內核產品包括面向信息安全及物聯網應用的C0/C300
51、系列,面向汽車電子和工業控制的 C2000/C8000 系列,以及面向信息安全、邊緣計算和網絡通信的 C9000 系列。表表 5:公司主要嵌入式:公司主要嵌入式 CPU 核核 CPU 型號型號 性能特點性能特點 典型應用場景典型應用場景 C200 系列 基于 M*Core 指令集,采用 4 級流水馮諾依曼架構和固定 16 位指令長度,以單周期指令為主,跳轉和存儲器訪問采用雙周期指令,支持向量和自動向量中斷,通過全靜態設計降低功耗。工業控制 C300 系列 基于 M*Core 指令集,包括 C306、C312、CS322D 和 C340:C312 以 C200 為基礎,增加了整數乘法和除法指令、
52、分支指令預測機制、指令緩存機制,兼顧成本、功耗和性能,為系列的基準產品;C306 在 C312 基礎上移除了通用影子寄存器功能,成本和功耗更低;CS322D 在 C312 基礎上,集成了適合信息安全產品應用的 存儲器保護單元(MPU);C340 在 C312 基礎上,集成了擴展存儲器管理 單元(MMU)和指令/數據共用的 Cache,提高了 CPU 指令的運行效率。信息安全、汽車電子和工業控制、金融電子 C0 系列 基于 M*Core 指令集,包括 C0 和 CS0:C0 以 C312 為基礎,采用 3 級流水馮諾依曼架構設計,內嵌中斷控制器,是 C*Core CPU 中面積最小、功耗最低的處
53、理器,是 8/16 位處理器的理想換代產品,為本系列的基準產品;CS0 在 C0 基礎上集成了適合信息安全產品應用的存儲器保護單元(MPU)。信息安全、金融電子 C400 系列 基于 M*Core 指令集,兼容 C300 系列處理器指令集,并擴展了可與 16 位指令集自由混合的 32 位指令集、擴展了協處理器指令和 DSP 指令,包括 C400、C405、C410 和 CS420:C400 采用哈佛架構和 8 級流水線設計,擁有獨立的指令緩 存和數據緩存,并可選擇集成 MMU、TCM(緊耦合存儲器)和 FPU(浮點運算單元),實現了系列架構中所有的功能,為該系列的基準產品;工業控制 公司首次覆
54、蓋 國芯科技(688262.SH)15/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 C405 和 C410 是 C400 核的精簡版本,C405 的指令緩存和數據緩存分別只有 4KB,且無 TCM、MMU 和FPU,C410 的指令緩存和數據緩存分別只有 16KB,且無 TCM 和 FPU,MMU 是可選項;CS420 內嵌 C410 核,并集成了適合信息安全產品應用的存儲器保護單元(MPU)。C2000 系列 基于 PowerPC 指令集,包括 C2000、C2002、C2003、C2006 和 C2007:C2000 包含 MMU 和 Cache,具有較強的實時處理能力,為系列的基準產品
55、;C2002 和 C2003 較 C2000 刪除 MMU 和 Cache,成本功耗更低;C2006 則保留了 Cache,指令執行效率較高;C2007 為鎖步處理器,雙核互鎖互檢,具有各種冗余性設計,使之具有更高的可靠性。汽車電子與工業控制 C8000 系列 基于 PowerPC 指令集,為亂序雙發射 7 級流水線超標量處理器。信息安全與工業控制 C9000 系列 基于 PowerPC 指令集,包括 C9000、C9100 和 C9500:C9000 是亂序 5 發射 9 級流水線超標量處理器,支持多核以及多 IO 一致性,采用 PLB6 總線,可完成復雜的嵌入式應用,為系列的基準產品;C9
56、100 基于 C9000 核心,增加了支持 AXI 總線和向量中斷機制;C9500 是多核處理器。信息安全、工業控制、邊緣計算和網絡通信 CRVX 系列 基于 RISC-V 指令集,包括 CRV0 和 CRV4L:CRV0 是支持 RV32IMC,單發射 2 級流水,是 8/16 位處理器的理想換代產品;CRV4L 支持 RV32IMAC,單發射 4 級流水。信息安全、工業控制 資料來源:公司招股書,德邦研究所 利用自主可控利用自主可控 IP,賦能,賦能 Soc 設計平臺。設計平臺。公司通過基于自主可控的嵌入式 CPU 核、自主研發的外圍應用 IP 模塊并結合外部采購的部分外圍 IP 模塊,建
57、立了面向信息安全、汽車電子和工業控制、邊緣計算和網絡通信三大SoC芯片設計平臺,可以幫助客戶快速準確實現芯片設計,提升客戶設計效率。公司 SoC 芯片設計平 臺 已 承 擔 多 個 領 域 的 重 大 產 品 項 目,可 實 現14nm/28nm/40nm/65nm/90nm/130nm/180nm 等工藝節點芯片的快速開發。公司公司基于自主可控的嵌入式基于自主可控的嵌入式 CPU 內核和面向應用的內核和面向應用的 SoC 芯片設計平臺,亦為客戶芯片設計平臺,亦為客戶提供定制芯片設計服務與定制芯片量產服務。提供定制芯片設計服務與定制芯片量產服務。通過芯片定制業務,公司能夠及時了解行業動態,有利
58、于進一步豐富公司嵌入式 CPU IP 儲備,進一步優化公司 SoC芯片設計平臺。此外,公司通過 IP 授權到芯片定制一條龍的方式,不僅在成本和設計效率等方面更具優勢,還有利于提高公司的客戶黏性。表表 6:三大:三大 SoC 設計平臺特點設計平臺特點 系列系列 平臺特點平臺特點 信息安全 SoC 芯片設計平臺 高性能信息安全 SoC 芯片設計平臺采用 32 位高性能的 PowerPC 架構處理器,集成高性能安全協處理器引擎和可重構算法處理器,支持國密算法和國際密碼算法 IP,集成多種抗攻擊防護 IP,提供如以太網、PCIe、DDR 等高速接口?;谠撈脚_設計的高性能安全芯片主要用于密碼設備、服務
59、器與桌面 PC、VPN 網關、路由器、智能交通路側設備、智能電網控制設備等領 域;低功耗信息安全 SoC 芯片設計平臺采用 32 位低功耗的 M*Core 指令架構與 RISC-V 指令架構處理器,集成低功耗的國密算法和國際密碼算法 IP,集成多種抗攻擊防護 IP,提供 USB、SD、SPI、UART、ISO7816 等接口?;谠撈脚_設計的低功耗安全芯片主要用于智能終端、物聯網節點設備、工業控 制設備、汽車和金融終端等領域。汽車電子與工業控制 SoC 芯片設計平臺 汽車電子和工業控制 SoC 芯片設計平臺采用 32 位高可靠的 PowerPC 架構處理器,基于汽車電子工藝設計,集成 CAN
60、總線控制器、Lin 總線控制器、FlexRay 總線控制器和 eTPU 控制器,提供 eMIOS、SPI、ADC、UART 等接口?;谠撈脚_設計的 SoC 芯片主要用于汽車網關、汽車車身、汽車發動機和其它實時控制的應用領域。邊緣計算和網絡通信 SoC 芯片設計平臺 邊緣計算和網絡通信 SoC 芯片設計平臺采用 32 位高性能 PowerPC 架構處理器,集成數據路徑加速引擎(DPAA)、RAID 算法引擎、高性能協處理器引擎和可重構算法處理器,提供 DDR/RapidIO/PCIe/萬兆網絡等高速通信接口?;谠撈脚_設計的 SoC 芯片主要用于網絡基礎設施、電信、路由器、智能計算和存儲等應用
61、。資料來源:公司招股書,德邦研究所 3.國產替代思路明確,公司產品實現系列化國產替代思路明確,公司產品實現系列化 3.1.車規車規 MCU 性能要求高,市場前景明朗性能要求高,市場前景明朗 MCU 廣泛應用于各類電子設備上。廣泛應用于各類電子設備上。MCU(Microcontroller Unit)全稱為微控制器,是將 CPU、程序存儲器、數據存儲器、I/O 端口、串行口、定時器/計數器、公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)16/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 中斷系統、特殊功能寄存器等部件集成在一片芯片上,形成芯片級的計算機。MCU應用場景廣泛,可廣泛應用于智能家具、消
62、費電子、網絡通信、工業控制等領域。市場規模方面,根據 IC insight 與前瞻產業研究院的數據,2026 年全球 MCU 市場規模有望達到 272 億美元,國內 MCU 市場規模有望達到 427 億元。圖圖 22:全球:全球 MCU 市場規模與市場規模與 ASP 預測預測 圖圖 23:中國:中國 MCU 市場規模及預測市場規模及預測 資料來源:IC Insight,199IT 網,德邦研究所 資料來源:前瞻產業研究院,德邦研究所 汽車電子為汽車電子為 MCU 市場最大的下游應用場景。市場最大的下游應用場景。根據中商產業研究院援引Omdia 的數據,汽車電子在全球 MCU 下游應用占比為 3
63、3.5%,排名第一。在汽車電子領域,MCU 主要應用于包括空調控制、車窗升降、車燈控制、座椅控制、儀表板控制、電子剎車、動力系統控制等場景,應用場景十分廣泛。根據 Omdia的數據,2020 年全球汽車 MCU 市場規模為 58 億美元,到 2024 年有望達到 89億美元,提升幅度較大。汽車電子將成為 MCU 市場規模發展最大的助力。圖圖 24:汽車:汽車 MCU 的應用場景的應用場景 資料來源:集微網、每經網,德邦研究所 圖圖 25:全球:全球 MCU 下游應用占比下游應用占比 圖圖 26:2020、2024 下游全球下游全球 MCU 市場下游應用格局市場下游應用格局 0100200300
64、4005002021E2022E2023E2024E2025E2026E市場規模(億元)公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)17/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:Omdia、中商產業研究院,德邦研究所 資料來源:Omdia、BYD 半導招股書,德邦研究所 車規級車規級 MCU 性能要求更高。性能要求更高。車規級 MCU 相比工規、消費類 MCU,在工作溫度、出錯率、壽命等方面要求更高。此外車規級 MCU 在技術指標方面主要還新增了如下要求:1)集成數據加密模塊,并具有全局存儲器保護功能;2)專用的 PWM,比較捕獲單元及定時器;3)靈活的端口功能配置;4)時鐘控
65、制電路的備份和魯棒性,嚴謹的時序約束;5)模擬模塊的寬溫度范圍的指標控制,自校準技術指標的控制等。表表 7:不同規格:不同規格 MCU 性能比較性能比較 消費級消費級 工業級工業級 車規級車規級 溫度溫度 0 度-40 度-10 度-70 度-40 度-155 度 濕度濕度 低 根據使用環境而定 0%-100%驗證驗證 JESD47(Chips)ISO16750(Modules)JESD47(Chips)ISO16750(Modules)ACE-Q100、ISO26262 ISO/TS 16949 出錯率出錯率 3%1%0 使用時間使用時間 1-3 年 5-10 年 15 年 供貨時間供貨時間
66、 2 年 5 年 30 年 資料來源:搜狐汽車研究室、中國市場學會(汽車)營銷專家委員會研究部,德邦研究所 根據位數,汽車根據位數,汽車 MCU 可分為可分為 8 bit、16 bit 與與 32 bit 三類。三類。8 bit MCU 的架構簡單,尺寸、功耗、成本都較低,主要用于簡單的控制功能上,比如空調控制、車窗升降等;16 位 MCU 性能適中,主要用于動力傳動系統、底盤等部分,包括電子剎車、引擎控制、離合器控制、懸掛控制等;32 位 MCU 性能更強,價格更高,能夠完成復雜運算以及控制功能,可以用于高階儀表板控制、網關、車身控制(BCM)、智能座艙相關域控制、動力系統等場景,同時可以作
67、為車用電子系統主控,將分散的簡單控制模塊集中化處理。隨著汽車智能化、電氣化的程度加深,隨著汽車智能化、電氣化的程度加深,32 位已經成為了車用位已經成為了車用 MCU 中的絕對中的絕對主力。主力。根據 IC Insight 的預測,在 2021 年,超過四分之三的汽車 MCU 銷售來自32 bit MCU,預計達到 58.3 億美元左右;16 bit MCU 的收入約為 13.4 億美元;8bit MCU 的收入約為 4.41 億美元。表表 8:汽車:汽車 MCU 分類分類 位數位數 車相關板塊車相關板塊 時間時間 價格(美元)價格(美元)8 bit 低端控制功能低端控制功能:車體的各個次系統
68、,如風扇控制、空調控制、雨刷、天窗、車窗升降、低階儀表板、集線盒、座椅 控制、門控模塊等低階控制功能 1980-1983 年 1 美元 16 bit 中端控制功能中端控制功能:動力傳動系統,如引擎控制、齒輪與離合器控制,和電子式渦輪系統等;底盤機構,如懸吊系統、電子式動力方向盤、扭力分散控制、電子幫輔、電子剎車等 1983-80 年代末 1-5 美元 汽車電子,33.5%工業,27.2%計算與存儲,18.5%消費電子,12.7%無線通訊,5.2%有線通訊,2.9%汽車電子工業計算與存儲消費電子無線通訊有線通訊02040608010020202024 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)
69、18/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 32 bit 高端控制功能高端控制功能:L1/L2 智能駕駛功能中扮演重要角色,如儀表盤控制、車身控制、多媒體信息系統、引擎控制,以及新興的智能性和實時性的安全系統及動力系統(預碰撞、ACC、駕駛輔助系統、電子穩定程序、X-by-wire 等 1990-至今 5-10 美元,部分大于 10 美元 資料來源:電子工程世界,德邦研究所 圖圖 27:汽車不同位寬:汽車不同位寬 MCU 市場情況(百萬美元)市場情況(百萬美元)圖圖 28:汽車:汽車 MCU 產品市場結構產品市場結構 資料來源:IHS、搜狐汽車研究室、中國市場學會(汽車)營銷專家委員會
70、研究部,德邦研究所 資料來源:IC Insight、電子發燒友,德邦研究所 隨著汽車“四化”程度的提升,汽車系統所需的隨著汽車“四化”程度的提升,汽車系統所需的 MCU 用量陡增。用量陡增。每個 ECU中至少用到 1 個 MCU,根據中國市場學會汽車營銷專家委員會研究部的數據,普通傳統燃油汽車的 ECU 數量平均為 70 個左右,豪華傳統燃油汽車的 ECU 數量平均為 150 個左右,而以智能為主打的汽車 ECU 數量平均為 300 個左右,新增部分主要用在智能座艙、車身穩定性以及安全性方面。根據中商產業研究院的數據,預計到 2025 年國內單車 MCU 價值量有望達到 142.46 美元,市
71、場規模有望達到 42.74 億美元。圖圖 29:ECU 工作原理圖工作原理圖 圖圖 30:單車:單車 ECU 數量不斷增加數量不斷增加 資料來源:BYD 半導招股書,德邦研究所 資料來源:Strategy Analysis、NXP,德邦研究所 圖圖 31:中國單車搭載:中國單車搭載 MCU 芯片金額芯片金額 圖圖 32:中國車規:中國車規 MCU 市場空間市場空間 32bit,76.70%16bit,17.60%8bit,5.70%32bit16bit8bit 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)19/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:中商產業研究院,德邦研究所
72、資料來源:中商產業研究院,德邦研究所 3.2.國產替代需求急迫,對標恩智浦實現全面布局國產替代需求急迫,對標恩智浦實現全面布局 全球車規全球車規 MCU 市場主要由國外公司主導。市場主要由國外公司主導。由于應用場景的特殊性,應用于汽車的 MCU 芯片需要先通過 AEC-Q100、IATE16949、ISO26262 功能安全等級認證等第三方認證,后續還要完成整車廠與 Tier 1 的認證才能批量供貨,驗證周期可達 3-5 年。一旦完成認證進入汽車供應鏈之后,同型號芯片的供貨周期會非常長且穩定,整車廠通常不會輕易更換供應商。較高的行業壁壘使得車規級 MCU 市場具備很高的市場集中度,根據 IHS
73、 的數據,2020 年全球車規 MCU 市場主要被國外公司所主導,前五大車規 MCU 供應商市占率為 93%。圖圖 33:全球車規:全球車規 MCU 市占率情況(市占率情況(2020)資料來源:IHS、電子發燒友,德邦研究所 車規芯片“缺芯潮”稍有緩解,國產替代窗口依舊開放。車規芯片“缺芯潮”稍有緩解,國產替代窗口依舊開放。根據富昌電子的市場行情報告,自 2021 年開始的“缺芯潮”在 2022 年 Q4 得到緩解,大多數 MCU產品備貨周期從之前的緊缺或超過 50 周的水平縮短至 35 周以上的水平,但仍與之前 20 周以內的水平有較大差距。在“缺芯”環境下,整車廠不得不通過更多渠道采購芯片
74、,如國芯科技、兆易創新等國內汽車 MCU 廠商有望把握本次國產替代窗口,實現快速發展。圖圖 34:國際大廠:國際大廠 MCU 貨期與價格趨勢貨期與價格趨勢 4.6%4.8%5.0%5.2%5.4%5.6%5.8%6.0%6.2%02040608010012014016020212022E2023E2024E2025E單車價值量(美元,左軸)yoy(%,右軸)8.2%8.4%8.6%8.8%9.0%9.2%9.4%9.6%9.8%0102030405020212022E2023E2024E2025E市場規模(億美元,左軸)yoy(%,右軸)瑞薩,30%NXP,26%英飛凌,23.00%德州儀器,
75、7%微芯,7%ST,5%其他,2%瑞薩NXP英飛凌德州儀器微芯ST其他 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)20/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:富昌電子,德邦研究所 恩智浦恩智浦 2022 年業績創下歷史新高,汽車業務占比超過年業績創下歷史新高,汽車業務占比超過 50%。根據 2022 年恩智浦財報顯示,2022 財年恩智浦實現營業收入為 132.05 億美元,同比增長19.4%,毛利為 75.17 億美元,同比增長 23.90%。汽車業務方面,2023 年實現營業收入 68.79 億美元,同比增長 25.23%,營收占比達到 52.09%,排名第一。恩智浦車
76、規恩智浦車規 MCU 產品主要基于產品主要基于 ARM 架構與架構與 Power PC 架構。架構?;?ARM 架構的產品為 S32X 系列,基于 Power PC 架構為 MPC5xxx 系列,應用涵蓋動力車身控制、ADAS、車身電子、車載娛樂系統、安全、電機控制、網關、底盤等。應用方面,理想第二款SUV-L9就首次搭載了基于恩智浦S32G的中央域控制器,算力超過 10000DMIPS,是 NXP 傳統網關芯片的 10 倍以上;2023 年正式亮相于上海車展的廣汽埃安 Hyper GT 也將采用恩智浦最新一代 S32G3 汽車處理器作為其中央計算單元處理器;4D 毫米波雷達方面,蔚來將采用
77、恩智浦的方案,基于S32R 平臺開展合作。圖圖 35:恩智浦:恩智浦 2021、2022 財年營收情況(百萬美元)財年營收情況(百萬美元)圖圖 36:S32K 汽車通用汽車通用 MCU 資料來源:NXP 財報,德邦研究所 資料來源:NXP,德邦研究所 對標恩智浦實現國產替代,公司汽車電子芯片產品覆蓋全面。對標恩智浦實現國產替代,公司汽車電子芯片產品覆蓋全面。公司致力于成為國內汽車電子芯片的領先供應商,與埃泰克汽車電子(蕪湖)有限公司、科世達(上海)管理有限公司等十多家 Tier1 模組廠商,濰柴動力、奧易克斯等多家發動機廠商,比亞迪、奇瑞、長安等眾多汽車整機廠商保持緊密合作關系。在產品方面,公
78、司已在汽車車身控制芯片、汽車動力總成控制芯片、汽車域控制芯片、新能源電池 BMS 控制芯片、車規級安全 MCU 芯片、汽車電子混合信號類芯片、汽車電子專用 SoC 芯片七條產品線上實現系列化布局,2022 年公司汽車電子芯片實現 400 余萬顆的出貨。0500010000150002021FY2022FYCommunication Infrastructure&OtherMobileIndustrial&IoTAutomotive 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)21/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 表表 9:國芯汽車:國芯汽車 MCU 布局情況布局情況 芯片類型芯片
79、類型 芯片型號芯片型號 對標產品對標產品 推出時間推出時間 汽車車身與網關芯片 CCFC2012BC NXP MPC5604BC、MPC5607B 系列 ST SPC560B50、SPC560B64 系列 2022 年 4 月推出,已進入量產并批量裝車 CCFC2010BC/CCFC2011BC/2022 年成功研發 汽車動力總成控制芯片 CCFC2003PT NXP MPC5634 已在重型發動機中獲得實際應用 CCFC2006PT NXP MPC5554 CCFC2007PT NXP MPC5674 2022 年成功研發,預計 2023 年量產裝車 CCFC3007PT NXP MPC57
80、77 設計中 汽車域控制芯片 CCFC2016BC/2022 年成功研發 CCFC3007PT NXP MPC5777 設計中 CCFC3008PT NXP MPC5775E 預計 2023Q1 完成設計 CCFC3009PT ST Stellar-E 系列 設計中 新能源電池 BMS 控制芯片 CCFC2007PT NXP MPC5674 2022 年成功研發,預計 2023 年量產裝車 CCFC3008PT NXP MPC5775E 預計 2023Q1 完成設計 CCFC3010PT 英飛凌 TC397 系列 預計 2023Q4 投產 車規級安全 MCU 芯片 CCM3320S 主要對標國
81、際領先廠商有恩智浦和英飛凌相關產品 客戶驗證階段 CCM3310S-T/CCM3310S-H/批量供貨 CCM3305S/開發中 汽車電子混合信號類芯片 CCL1100B ST l99dz100g 系列 研發中 CCL1600B Bosch CG903 系列 預計 2023Q1 量產 NFC 射頻收發/預計 2023Q1 量產 汽車電子專用 SoC 芯片 CCD5001/資料來源:公司 2022 年年報,德邦研究所 4.云云-邊邊-端協同布局,端協同布局,RAID 芯片實現國產替代芯片實現國產替代 4.1.云安全云安全 云計算是信息技術發展和服務模式創新的集中體現。云計算是信息技術發展和服務模
82、式創新的集中體現。云計算是一種通過網絡統一組織和靈活調用各種 ICT 信息資源,實現大規模計算的信息處理方式。云計算利用分布式計算和虛擬資源管理等技術,通過網絡將分散的 ICT 資源(包括計算與存儲、應用運行平臺、軟件等)集中起來形成共享的資源池,并以動態按需和可度量的方式向用戶提供服務。根據部署類型分類,云計算可分為公有云、私有云和混合云三類,根據云計算服務提供的資源所在的層次,云計算可以分為基礎即服務(IaaS)、平臺即服務(PaaS)、軟件即服務(SaaS),表表 10:云計算特征:云計算特征 分類方式分類方式 類型類型 特征特征 按部署類型分類 公有云 通過 Internet 網絡,由
83、第三方提供商為用戶提供的能夠使用的云資源,核心屬性在于資源的共享 私有云 通過內部網絡,為客戶單獨使用而構建的云,能提供對數據、安全性和服務質量的最有效控制,私有云的核心屬性是專有資源 混合云 融合公有云和私有云的特點,通過不同業務分布在不同云上的方式,滿足低成本和數據安全的雙重需求 按照提供資源所在層次分類 基礎即服務 用戶通過 Internet 可以租用到完善的計算機基礎設施,例如計算能力、存儲能力、網絡能力等。平臺即服務 指將軟件研發的平臺作為一種服務,以 SaaS 的模式提交給用戶。在 PaaS 平臺上,企業級用戶可以快速開發應用,第三方軟件提供商也可以快速開發出適合企業的定制化應用。
84、軟件即服務 一種通過 Internet 提供軟件的模式,用戶無需購買軟件,而是向提供商租用基于 Web 的軟件,來管理企業經營活動。資料來源:深信服公司公告,德邦研究所 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)22/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 云計算市場規模保持持續增長態勢。云計算市場規模保持持續增長態勢。云計算已經成為全球信息產業界公認的發展重點,市場規模不斷擴大。根據艾媒咨詢的預測,2021 年全球云市場規模達到 2654 億美元,到 2025 年全球云計算市場有望達到 4557 億美元。國內方面,2021 年國內云計算市場規模約為 2330.6 億元,其中公有云計算
85、市場規模為1347.2 億元,私有云計算市場規模為 983.4 億元,到 2025 年國內云計算市場規模有望達到 4795.4 億元,其中公有云計算市場規模有望達到 2890.3 億元,私有云計算市場規模有望達到 1905.1 億元。圖圖 37:全球云計算市場規模及預測:全球云計算市場規模及預測 圖圖 38:中國云計算市場規模及預測:中國云計算市場規模及預測 資料來源:艾媒咨詢公眾號,德邦研究所 資料來源:艾媒咨詢公眾號,德邦研究所 云計算快速發展催生云安全需求。云計算快速發展催生云安全需求。隨著互聯網與數字化的普及,越來越多的企業和個人正在遷移其計算和存儲需求到云計算環境中,用戶不僅僅考慮“
86、如何上云”、而更關注“如何安全上云”,云安全服務需求持續提高,以云技術為依托的云安全服務逐漸成為未來的發展方向。市場規模方面,根據 Gartner 的預測,2022 年全球云安全服務市場規模有望達到 120 億美元。國內市場方面,根據艾睿咨詢的預測,到 2024 年國內云安全市場規模有望達到 254 億元。圖圖 39:前:前 5 大全球企業上云挑戰大全球企業上云挑戰 圖圖 40:中國云安全市場規模及增速:中國云安全市場規模及增速 資料來源:IDC、FreeBuf 咨詢,德邦研究所 資料來源:艾瑞咨詢公眾號,德邦研究所 公司已成為國內云安全芯片市場的領先供應商。公司已成為國內云安全芯片市場的領先
87、供應商。公司云安全產品應用領域廣泛,可面向服務器、VPN 網關、防火墻、路由器、密碼機、智能駕駛路側設備、視頻監控、電力隔離設備、可信計算和 5G 基站等領域,主要客戶有深信服、信安世紀、格爾軟件和國家電網等。公司的云安全芯片不局限于某一類 CPU 芯片,芯片具有標準的高速接口,和鯤鵬、龍芯、兆芯和飛騰等各類國產 CPU 主板皆可實現適配。圖圖 41:云安全與網絡通信芯片技術路線圖:云安全與網絡通信芯片技術路線圖 010002000300040005000202020212022202320242025IAASPAASSAAS0100020003000400050006000202020212
88、022202320242025公有云私有云0%10%20%30%40%對安全的擔憂對應用/數據遷移的擔憂對合規的擔憂不可預見的成本整合工作流程復雜度太高39.0%40.0%41.0%42.0%43.0%44.0%45.0%46.0%050100150200250300201920202021202220232024市場規模(億元,左軸)市場增速(%,右軸)公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)23/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:公司 2022 年年報,德邦研究所 目前,公司主要有目前,公司主要有 CCP903T 系列、系列、CCP907T 以及以及 CCP908
89、T 系列產品。系列產品。CCP903T 系列云安全芯片對稱算法的加解密性能達到 7Gbps,哈希算法性能達到 8Gbps,非對稱算法 SM2 的簽名速度達到 2 萬次/秒、驗簽速度達到 1 萬次/秒,并已通過國密二級安全認證,具備較強的市場競爭力,可廣泛應用于密碼設備、服務器與桌面 PC、VPN 網關、路由器、智能交通路側設備和智能電網控制設備等領域。CCP907T 系列高速密碼芯片同樣集成了公司自主研發的高性能安全計算處理單元 SPU,其對稱密碼算法的加解密性能達到 20Gbps,哈希算法性能達到 20Gbps,非對稱密碼算法 SM2 的簽名速度達到 6 萬次/秒、驗簽速度達到 4 萬次/秒
90、;在行業內處于領先地位 CCP908T 系列云安全芯片對稱算法的加解密性能達到 30Gbps,哈希算法性能達到 30Gbps,非對稱算法 SM2 的簽名速度達到 15 萬次/秒、驗簽速度達到 8萬次/秒,綜合性能達到國際龍頭企業同類產品的技術指標。通過將 CCP903T 系列、CCP908T 系列與恩智浦 C291、P4080、T4240 等業界主流云安全芯片進行對比,公司產品在加解密性能等關鍵技術指標與主流產品處于同等技術水平,并且公司云安全芯片均支持國密算法 SM3 和 SM4,能更好地滿足我國信息安全領域的發展需求。4.2.邊緣計算邊緣計算 發展邊緣計算具有現實意義。發展邊緣計算具有現實
91、意義。由于云端受限于延時性與安全性,不能滿足部分對數據安全性和系統及時性要求較高的用戶需求,故大量數據存儲向邊緣端發展。邊緣計算改變了原先大型任務在中心節點進行分析處理的模式,將其分解為多個更易解決的子任務,并在服務終端就近處理,從而實現更快的網絡服務響應,同時降低云端壓力,因而能夠滿足數據實時處理、智能應用快速響應以及安全隱私保護等需求。圖圖 42:邊緣計算的優點:邊緣計算的優點 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)24/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:億歐智庫,德邦研究所 市場規模方面市場規模方面,根據中國邊緣計算行業現狀深度分析與未來投資預測報告(2023
92、-2030)中的數據,2021 年國內邊緣計算市場規模約為 427.9 億元,其中邊緣硬件市場規模為 281.7 億元,邊緣軟件與服務市場規模達 146.2 億元,預計到 2025 年,國內邊緣計算市場有望達到 1987.7 億元,其中邊緣硬件市場規模有望達到 1359.0 億元,邊緣軟件與服務市場規模達 628.6 億元.圖圖 43:國內邊緣計算市場規模及預測(億元):國內邊緣計算市場規模及預測(億元)資料來源:中國邊緣計算行業現狀深度分析與未來投資預測報告(2023-2030)、觀研天下公眾號,德邦研究所 公司邊緣芯片持續獲得突破。公司邊緣芯片持續獲得突破。公司成功研制了具備高性能運算、網
93、絡加速及網絡交換的高性能 SoC 芯片 H2048、H2068 和 CCP1080T,其中 H2048、H2068 是公司 H20 x8 系列高性能網絡通信處理控制器,均采用國芯 32 位 PowerPC 架構 CPU 核 C9500,分別對標 NXP 的 MPC8548 與 MPC8568,CCP1080T 是公司研發的基于自主 64 位 PowerPC 架構 C*Core CPU 內核的新一代高性能高安全邊緣計算芯片,對標 NXP 的 T2040。4.3.端安全端安全 全球物聯網市場快速增長。全球物聯網市場快速增長。伴隨著5G商業化進程加快和終端產品技術發展,物聯網應用場景不斷涌現,物聯網
94、終端涉及智能交通、智慧醫療、智慧農業等各行各業,呈指數增長態勢,根據 GSMA 發布的報告顯示,2019 年全球物聯網總連接數達到 120 億,預計到 2025 年,全球物聯網總連接數規模將達到 246 億,年復合增長率為 13%。市場規模方面,2019 年全球物聯網收入為 3430 億元,到2025 年有望達到 1.1 萬億美元,國內方面,根據前瞻產業研究院的預測,2026 年中國物聯網市場規模將超 6 萬億元。281.7411.88607.26903.751359.04146.2210.53303.16436.55628.6405001000150020002500202120222023
95、20242025邊緣硬件邊緣軟件 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)25/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖圖 44:全球物聯網終端連接數量及預測(億個):全球物聯網終端連接數量及預測(億個)圖圖 45:中國物聯網行業發展規模預測(億元):中國物聯網行業發展規模預測(億元)資料來源:GSMA Intelligence、中國信通院,德邦研究所 資料來源:前瞻產業研究院,德邦研究所 物聯網快速滲透,端安全需求引人關注。物聯網快速滲透,端安全需求引人關注。相比傳統通信終端,物聯網終端安全能力普遍較弱,已成為物聯網整體安全的薄弱環節。一方面,物聯網終端種類較多,功能、性能、安全
96、需求各不相同,難以提出統一適用的安全標準,另一方面,受限于物聯網終端低成本、低功耗、計算資源有限等現實因素,傳統通信終端設計的安全機制直接配置到物聯網終端上,導致物聯網終端自身安全能力較低。此外,物聯網“云-端”的架構弱化了可信邊界,設備暴露比例高將導致少量終端被攻擊后就可能產生巨大的破壞力,導致整個體系面臨嚴重的安全威脅。因此安全需求已成為物聯網發展過程中最基礎的需求。根據 BlueWeave Consulting 一項研究顯示,2021 年全球端安全市場規模約為 150 億美元,到 2028 年有望達到616 億美元。圖圖 46:全球端安全市場規模及預測:全球端安全市場規模及預測 資料來源
97、:BlueWeave Consulting、C114 通信網,德邦研究所 公司端安全產品具有競爭力。公司端安全產品具有競爭力。公司端安全芯片產品主要聚焦在生物特征識別、金融安全和物聯網安全等領域,公司的終端安全主控芯片產品在金融 POS 機、智能門鎖、指紋設別等領域在國內已占有較高的市場份額。性能方面,將公司用于POS 機 CUni360S-Z 產品,車規安全的 CCM3310S-T、CCM3310S-H 產品與國際競品相比較,公司芯片的關鍵技術指標已達到國內外一流廠商高水平芯片的同等技術水平,并且具有更高的自主可控性。在產品種類方面,公司會基于量產產品市場反饋,針對特定領域推出新產品,滿足市
98、場的需求。圖圖 47:公司端安全技術路線圖:公司端安全技術路線圖 050100150200250300202020212022202320242025消費物聯網終端工業物聯網終端010000200003000040000500006000070000202120222023202420252026市場規模(億元)公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)26/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:公司 2022 年年報,德邦研究所 4.4.RAID 芯片芯片 數字經濟時代,海量數據對算力需求呈指數級增長。數字經濟時代,海量數據對算力需求呈指數級增長。數據方面,以互聯網、云計
99、算、大數據為代表的數字技術高速發展,各種數字化終端設備大規模普及,通信、計算、應用、存儲、監控等各類信息技術應用和網絡逐漸融合,數據已成為全社會重要的生產要素之一。IDC Global DataSphere 顯示,2021 年,全球數據總量達到了 84.5ZB,預計到 2026 年,全球結構化與非結構化數據總量將達到221.2ZB。算力方面,數據量的快速增長,數據處理需求的不斷提高以及數據資源的開放流動促進了算力開發與應用需求增長。根據 Cisco 的預計,2016 年至 2021年全球數據中心負載任務量將成長近三倍,從 2016 年的不到 250 萬個負載任務量增長到 2021 年的近 57
100、0 萬個負載任務量。海量數據對存儲安全提出要求海量數據對存儲安全提出要求,隨著人工智能、大數據與社會融合越來越深入,海量的數據在為大數據和人工智能提供核心支持的同時,也對數據的安全和存儲提出了新的需求。海量數據的存儲需要多個硬盤數據的堆積,RAID 卡已成為很多 AI 服務器的重要配置,未來將迎來廣泛的市場空間。圖圖 48:全球每年產生的數據量(:全球每年產生的數據量(ZB)圖圖 49:全球算力規模(全球算力規模(EFlops)資料來源:IDC,德邦研究所 資料來源:Cisco Global Cloud Index、寒武紀招股書,德邦研究所 AI 浪潮為浪潮為 RAIDRAID 卡帶來新增市場
101、空間??◣硇略鍪袌隹臻g。訓練側訓練側,以 GPT-3 為例,根據Language Models are Few-Shot Learners一文中的數據,該模型參數為 1746 億,訓練所需 Token 數量為 3000 億個,則訓練所需浮點運算次數為 3.14*108 PFlops,同時參考PaLM:Scaling Language Modeling with Pathways一文中的數據,Flops 的利用率為 21.3%,則 GPT-3 訓0100200300400500600201620172018201920202021云數據中心(22%CAGR)傳統數據中心(-5%CAGR)公司首
102、次覆蓋 國芯科技(688262.SH)27/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 練所需浮點運算次數約為 1.47*109 PFlops。假設訓練時間為 30 天,則每秒需要運算的浮點次數約為 568.7 PFlops。推理側推理側,同樣以 GPT-3 為例,根據Language Models are Few-Shot Learners、Scaling Laws for Neural Language Models中的數據,推理側需要的算力是模型參數與 token 乘積的 2 倍。假設每日有 6 千萬人的訪問量,每人平均提問次數為 10 次,每次問答 token 數為 1000,訪問峰
103、值是均值的 5 倍。同時假設 Flops 的利用率也為 21.3%,則 GPT-3 每秒需要處理約 57055.3 Pflops 服務器方面服務器方面,在此選用浪潮 NF5688M6 產品,可提供 5 PFlops 的 AI 計算性能,故 GPT-3 在訓練側和推理側需要約 11499 臺該類型服務器。RAID 卡方面卡方面,該產品可配備 2 個 8i 的 RAID 卡或 1 個 16i RAID 卡,8i 的RAID 卡型號選擇浪潮 PM8204-8i_2GB 產品,根據第三方網站上的價格,單個價格為 6900 元。綜上,一個綜上,一個 GPT-3 量級的大模型能夠為量級的大模型能夠為 RA
104、ID 卡帶來約卡帶來約 1.3 億元的市場空億元的市場空間。間。表表 11:GPT-3 量級的大模型帶來的量級的大模型帶來的 RAID 卡市場空間卡市場空間 訓練側訓練側 單個單個 token 所需所需FLOP 數數 模型參數模型參數 訓練所需訓練所需token 數量數量 Flops 利用率利用率 訓練時長訓練時長 每秒所需的浮點數每秒所需的浮點數(PFlops)服務器算力服務器算力(PFlops)所需服務所需服務器器 6 1.746*1011 3*1011 21.3%30 天 569.2 5 114 推理側推理側 單個單個 token 所需所需FLOP 數數 每日訪問人數每日訪問人數 每人平
105、均提問每人平均提問次數次數 每次問答每次問答 token數量數量 訪問峰訪問峰值值/均值均值 Flops 利用利用率率 每秒所需的浮點數每秒所需的浮點數(PFlops)服務器算力服務器算力(PFlops)所需服務所需服務器器 2 1*108 10 1000 5 21.3%56924.9 5 11385 RAID 卡市場空間卡市場空間 服務器數量(臺)服務器數量(臺)RAID 卡(個)卡(個)價格(元)價格(元)市場規模(億元)市場規模(億元)11499 2 6900 1.6 資料來源:Language Models are Few-Shot Learners、OpenAI,Scaling La
106、ws for Neural Language Models、OpenAI,PaLM:Scaling Language Modeling with Pathways、Google Research,浪潮英信服務器 NF5688M6 技術白皮書,京東,德邦研究所測算 公司公司 Raid 芯片有望率先實現國產化。芯片有望率先實現國產化。目前全球范圍內僅有 Intel、IBM 等少數行業頂尖企業能提供 Raid 產品,隨著國內大數據信息安全生態的發展,未來國內 Raid 芯片的國產化替代程度將進一步提高。公司已成功開發基于公司 C*Core CPU 內核 C8000 的第一代 Raid 芯片產品,該芯
107、片支持 Raid0、Raid1、Raid5、Raid6、Raid10,具有高性能、大緩存、低功耗等特點,可廣泛應用于圖形工作站、服務器數據庫存儲、金融數據庫存儲等領域。公司也根據市場需要對第一代 Raid產品進行修改,目前第一代改進型 Raid 芯片產品已進行量產流片。此外,公司正在基于自主高性能 RISC-V CPU 研制開發第二代更高性能的 Raid 芯片,目前各項工作進展順利,未來有望達到國際主流 Raid 芯片的性能。圖圖 50:公:公司司 Raid 芯片技術路線圖芯片技術路線圖 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)28/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:
108、公司 2022 年年報,德邦研究所 5.盈利預測與投資建議盈利預測與投資建議 5.1.盈利預測盈利預測 公司業務主要為 IP 授權、芯片定制服務、自主芯片與模組三塊業務。公司致力于服務安全自主可控的國家戰略,在汽車電子、云應用和邊緣計算等重點領域皆有建樹,公司業績有望持續增長。針對公司業務情況,我們做出如下預測:1)IP 授權業務:目前我國絕大部分的芯片都建立在國外公司的 IP 授權基礎上,只有實現嵌入式 CPU 等芯片 IP 底層技術和底層架構的完全“自主、安全、可控”才能保證國家信息系統的安全獨立。公司具有 PowerPC、RISC-V 和 M*Core 三種指令架構,有利于滿足不同應用領
109、域產品對指令系統的不同需求,截止到 2022 年 12 月 31 日,公司累計已為超過 107 家客戶提供超過 151 次的 CPU 等 IP 授權。展望未來,國產替代需求將促使更多重大領域企業選擇國內 CPU IP,我們預測公司 IP 授權業務2023/2024/2025 年 營 業 收 入 為 0.83/1.08/1.29 億 元,同 比 增 長100.0%/30.0%/20.0%。2)芯片定制業務:公司具備嵌入式 CPU IP 核微架構按需定制化設計的能力,可以在滿足 SoC 芯片的性能、效率、成本和功耗等資源狀況下,根據應用系統的特點和需求,基于軟硬件協同設計技術,進行更加合理的 So
110、C 芯片軟硬件架構優化設計。由于 2022 年開始晶圓制造處于緊張狀態,公司主要晶圓制造供應商在 2022 年下半年和 2023 年一季度分別提高了晶圓制造價格,公司晶圓單位成本相比去年同期有較大漲幅,導致公司芯片定制業務毛利率出現較大幅度下降,預計隨著下游消費需求整體放緩,晶圓制造緊張狀態將有所緩解。我們預測公司芯片定制服務2023/2024/2025 年 營 業 收 入 為 5.07/8.74/11.93 億 元,同 比 增 長97.5%/72.4%/36.5%。3)自主芯片與模組業務:公司的自主芯片及模組業務以汽車電子、信創和信息安全類為主,聚焦于汽車電子和“云-邊-端”應用。在汽車電子
111、領域,公司覆蓋車身控制芯片、汽車動力總成控制芯片、汽車域控制芯片等 7 條產品線,實現系列化布局;在信創和信息安全領域,公司重點發展云安全芯片、Raid 存儲控制芯片和邊緣計算芯片,覆蓋云計算、大數據、物聯網、智能存儲、工業控制和金融電子等關鍵領域,以及服務器等重要產品。隨著公司產品結構不斷豐富,公司該業務在營收上有望實現突破,我們預計 公 司 自 主 芯 片 與 模 組 業 務 2023/2024/2025 年 營 業 收 入 為6.01/10.82/16.22 億元,同比增長 180.0%/80.0%/50.0%。綜上,我們預計公司 2023/2024/2025 年營業收入為 12.08/
112、20.86/29.72 億元,同比增長 130.2%/72.7%/42.5%,歸母凈利潤為 1.96/3.44/5.34 億元。公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)29/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 表表 12:國芯科技營收拆分及費用率假設(百萬元):國芯科技營收拆分及費用率假設(百萬元)2021 2022 2023E 2024E 2025E 整體營業收入(百萬)407.39 524.83 1208.36 2086.47 2972.39 yoy(%)56.99%28.83%130.24%72.67%42.46%整體毛利率(%)52.95%42.02%43.63%44.4
113、6%45.92%IP 授權 營業收入(百萬)87.99 41.43 82.86 107.72 129.26 yoy(%)30.55%-52.92%100.00%30.00%20.00%毛利率(%)100.00%100.00%100.00%100.00%100.00%芯片定制 營業收入(百萬)92.82 256.71 507.11 874.41 1193.46 yoy(%)-12.4%176.6%97.54%72.43%36.49%毛利率(%)48.65%33.46%43.70%44.23%45.02%自主芯片與模組 營業收入(百萬)220.65 214.59 600.85 1081.53 16
114、22.30 yoy(%)158.8%-2.7%180%80%50%毛利率(%)37.37%43.31%37.0%40.0%43.0%其他服務 營業收入(百萬)5.83 11.82 17.55 22.81 27.37 yoy(%)533.70%102.74%45.00%30.00%20.00%毛利率(%)1.56%2.30%2.30%2.30%2.30%費用率 銷售費用率 9.31%7.10%6.70%6.60%6.50%管理費用率 8.47%7.21%6.50%6.50%6.50%研發費用率 21.96%29.00%27.00%27.00%27.00%財務費用率 0.34%-3.32%-2.0
115、0%-0.85%-0.61%資料來源:Wind、公司公告,德邦研究所預測 5.2.投資建議投資建議 我們選取芯原股份、紫光國微、復旦微電為可比公司??杀裙?2023-2025年平均 PE 倍數為 107.95/71.90/51.39,我們預計公司 2023/2024/2025 年歸母凈利潤為 1.96/3.44/5.34 億元,對應當前 PE 72.59/41.49/26.71 倍??紤]到 CPU IP國產替代需求旺盛,疊加公司在下游汽車 MCU、云安全、邊緣計算等領域實現多元布局,首次覆蓋給予“買入”評級。表表 13:可比公司估值情況:可比公司估值情況 證券代碼證券代碼 公司名稱公司名稱
116、股價(元)股價(元)總市值總市值(億元億元)歸母凈利潤(億元)歸母凈利潤(億元)P/E(X)2023E 2024E 2025E 2023E 2024E 2025E 688521.SH 芯原股份 81.64 407.68 1.51 2.34 3.36 270.60 174.46 121.20 002049.SZ 紫光國微 89.88 763.64 34.44 45.23 57.65 22.17 16.88 13.25 688385.SH 復旦微電 53.85 439.77 14.15 18.04 22.29 31.08 24.37 19.73 行業平均行業平均 107.95 71.90 51.3
117、9 688262.SH 國芯科技 59.40 142.56 1.96 3.44 5.34 72.59 41.49 26.71 資料來源:Wind,德邦研究所 注:收盤價信息截至 2023 年 6 月 21 日,除國芯科技采用德邦預測數據外,其余采用 wind 一致預期數據 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)30/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 6.風險提示風險提示 宏觀經濟復蘇未達預期風險:宏觀經濟復蘇未達預期風險:世界通脹高企,疊加俄烏沖突影響外溢,后疫情時代全球經濟仍面臨較強下行壓力。若宏觀經濟復蘇未及預期,則公司業務下游需求將受到影響。市場競爭加劇風險:市場競爭加
118、劇風險:隨著開源的 RISC-V 指令架構生態逐步成熟,越來越多公司加入基于 RISC-V 的 CPU 研發,包括中科院計算所、阿里等國家重點研發機構和行業巨頭,以及眾多的初創企業,后續公司面臨市場競爭加劇的風險。研發不及預期風險:研發不及預期風險:集成電路行業的研發存在一定的不確定性,若公司研發成果不及預期,可能影響公司的產品開發、交付進度以及客戶的驗收,從而對后續研發項目的開展和公司的持續盈利能力產生負面影響。公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)31/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 財務報表分析和預測財務報表分析和預測 主要財務指標主要財務指標 2022 2023E
119、2024E 2025E 利潤表利潤表(百萬元百萬元)2022 2023E 2024E 2025E 每股指標(元)營業總收入 525 1,208 2,086 2,972 每股收益 0.32 0.82 1.43 2.22 營業成本 304 681 1,159 1,608 每股凈資產 11.75 11.90 13.33 15.55 毛利率%42.0%43.6%44.5%45.9%每股經營現金流-1.06-1.17-0.32-0.08 營業稅金及附加 2 4 6 9 每股股利 0.25 0.32 0.00 0.00 營業稅金率%0.4%0.3%0.3%0.3%價值評估(倍)營業費用 37 81 138
120、 193 P/E 130.66 72.59 41.49 26.71 營業費用率%7.1%6.7%6.6%6.5%P/B 3.56 4.99 4.46 3.82 管理費用 38 79 136 193 P/S 27.16 16.43 9.52 6.68 管理費用率%7.2%6.5%6.5%6.5%EV/EBITDA 180.47 94.77 55.24 34.94 研發費用 152 326 563 803 股息率%0.6%0.5%0.0%0.0%研發費用率%29.0%27.0%27.0%27.0%盈利能力指標(%)EBIT 1 118 217 353 毛利率 42.0%43.6%44.5%45.9
121、%財務費用-17-24-17-17 凈利潤率 14.7%16.3%16.5%18.0%財務費用率%-3.3%-2.0%-0.8%-0.6%凈資產收益率 2.7%6.9%10.7%14.3%資產減值損失-6-7-7-7 資產回報率 2.5%5.9%8.7%11.2%投資收益 36 85 146 208 投資回報率 0.0%3.9%6.5%9.0%營業利潤 55 205 358 556 盈利增長(%)營業外收支 11 0 0 0 營業收入增長率 28.8%130.2%72.7%42.5%利潤總額 66 205 358 556 EBIT 增長率-99.1%16676.8%84.5%62.3%EBIT
122、DA 49 142 243 380 凈利潤增長率 9.6%155.3%75.0%55.3%所得稅-11 8 14 22 償債能力指標 有效所得稅率%-16.8%4.0%4.0%4.0%資產負債率 7.5%14.8%18.8%21.7%少數股東損益 0 0 0 0 流動比率 13.3 6.4 5.0 4.4 歸屬母公司所有者凈利潤 77 196 344 534 速動比率 11.0 4.5 3.5 3.0 現金比率 5.9 1.8 1.2 1.0 資產負債表資產負債表(百萬元百萬元)2022 2023E 2024E 2025E 經營效率指標 貨幣資金 1,215 835 859 1,000 應收帳
123、款周轉天數 171.4 120.0 110.0 110.0 應收賬款及應收票據 320 564 857 1,186 存貨周轉天數 211.3 180.0 150.0 130.0 存貨 218 456 496 651 總資產周轉率 0.2 0.4 0.5 0.6 其它流動資產 970 1,160 1,381 1,574 固定資產周轉率 67.6 124.9 196.2 275.4 流動資產合計 2,723 3,015 3,592 4,411 長期股權投資 27 27 27 27 固定資產 8 10 11 11 在建工程 6 4 3 3 現金流量表現金流量表(百萬元百萬元)2022 2023E 2
124、024E 2025E 無形資產 100 114 127 139 凈利潤 77 196 344 534 非流動資產合計 326 337 348 358 少數股東損益 0 0 0 0 資產總計 3,049 3,351 3,940 4,769 非現金支出 70 38 40 42 短期借款 3 3 3 3 非經營收益-47-84-146-208 應付票據及應付賬款 50 158 196 295 營運資金變動-354-431-314-387 預收賬款 0 0 0 0 經營活動現金流-254-281-76-20 其它流動負債 152 312 520 716 資產-116-39-39-39 流動負債合計 2
125、05 473 718 1,014 投資-748 16-11-11 長期借款 0 0 0 0 其他 40 86 148 210 其它長期負債 23 23 23 23 投資活動現金流-824 64 99 161 非流動負債合計 23 23 23 23 債權募資-22 0 1 1 負債總計 228 496 741 1,037 股權募資 0-102 0 0 實收資本 240 334 334 334 其他-64-60 0 0 普通股股東權益 2,821 2,855 3,199 3,733 融資活動現金流-86-162 1 1 少數股東權益 0 0 0 0 現金凈流量-1,165-380 24 142 負
126、債和所有者權益合計 3,049 3,351 3,940 4,769 備注:表中計算估值指標的收盤價日期為 6 月 21 日 資料來源:公司年報(2021-2022),德邦研究所 公司首次覆蓋 國芯科技(688262.SH)32/32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 信息披露信息披露 分分析師析師與研究助理簡介與研究助理簡介 陳海進,電子行業首席分析師,6 年以上電子行業研究經驗,曾任職于民生證券、方正證券、中歐基金等,南開大學國際經濟研究所碩士。電子行業全領域覆蓋。陳蓉芳,電子行業分析師,曾任職于民生證券、國金證券,香港中文大學碩士,覆蓋汽車電子、車載半導體等領域。分析師聲明分析師聲明
127、 本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格,以勤勉的職業態度,獨立、客觀地出具本報告。本報告所采用的數據和信 息均來自市場公開信息,本人不保證該等信息的準確性或完整性。分析邏輯基于作者的職業理解,清晰準確地反映了作者的研究觀 點,結論不受任何第三方的授意或影響,特此聲明。投資評級說明投資評級說明 Table_RatingDescription 1.投資評級的比較和評級標準:投資評級的比較和評級標準:以報告發布后的 6 個月內的市場表現為比較標準,報告發布日后 6 個月內的公司股價(或行業指數)的漲跌幅相對同期市場基準指數的漲跌幅;2.市場基準指數的比較標準:市場基準指數的比較標準:A
128、股市場以上證綜指或深證成指為基準;香港市場以恒生指數為基準;美國市場以標普500或納斯達克綜合指數為基準。類類 別別 評評 級級 說說 明明 股票投資評股票投資評級級 買入 相對強于市場表現 20%以上;增持 相對強于市場表現 5%20%;中性 相對市場表現在-5%+5%之間波動;減持 相對弱于市場表現 5%以下。行業投資評行業投資評級級 優于大市 預期行業整體回報高于基準指數整體水平 10%以上;中性 預期行業整體回報介于基準指數整體水平-10%與 10%之間;弱于大市 預期行業整體回報低于基準指數整體水平 10%以下。法律聲明法律聲明 。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。在任何情況
129、 下,本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議。在任何情況下,本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容 所引致的任何損失負任何責任。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可 能會波動。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。市場有風險,投資需謹慎。本報告所載的信息、材料及結論只提供特定客戶作參考,不構成投資建議,也沒有考慮到個別客戶特殊 的投資目標、財務狀況或需要??蛻魬紤]本報告中的任何意見或建議是否符合其特定狀況。在法律許可的情況下,德邦證券及其 所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券并進行交易,還可能為這些公司提供投資銀行服務或其他服務。本報告僅向特定客戶傳送,未經德邦證券研究所書面授權,本研究報告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷貝、復印件 或復制品,或再次分發給任何其他人,或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為 本公司的商標、服務標記及標記。如欲引用或轉載本文內容,務必聯絡德邦證券研究所并獲得許可,并需注明出處為德邦證券研究 所,且不得對本文進行有悖原意的引用和刪改。根據中國證監會核發的經營證券業務許可,德邦證券股份有限公司的經營范圍包括證券投資咨詢業務。