10.23 芯原股份:中國半導體IP之王的崛起

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芯原股份:中國半導體IP之王的崛起 | 科創板風雲


作者 | 小黎飛刀

芯片行業向來是風雲激盪、豪強輩出,在這個極富傳奇色彩的行業裡,“戴氏三兄妹”無疑是業內難得一見的傳奇人物。

這“戴氏三兄妹”分別是戴偉民、戴偉進、戴偉立,三兄妹都畢業於美國加州大學伯克利分校的計算機科學系和電子工程系,同時都是半導體行業內的風雲人物。

老大戴偉民,原本是美國加州大學聖克魯茲分校計算機工程學終身教授,教學之餘在1995年創辦了一家名叫Ultima的計算機輔助設計,2000年,Ultima與美國伯克利技術公司(BTA)合併成為美國思略科技(Celestry)。2002年,思略科技以1.35億美元出售給美國鏗騰電子。

2001年,戴偉民回國創立了芯原股份,成為國內第一家提供芯片標準單元庫的公司,目前已經發展成為中國大陸排名第一、全球排名第六的半導體IP授權服務提供商。

弟弟戴偉進,1996年創辦半導體公司硅谷遠景,2001年美國鏗騰公司斥資5億多美金併購了該公司。後來戴偉進又擔任圖芯公司總裁及首席執行官,圖芯主要做圖形處理器(GPU),後來該公司被他哥哥的芯原收購了。目前戴偉進是芯原的董事和副總裁。

老妹戴偉立更是牛逼得一塌糊塗,她跟老公周秀文以及周秀文的弟弟周秀武,三人一起在自家的客廳裡創立了美滿科技,專門從事數據儲存器中控制數據高速傳輸的半導體芯片的設計開發,美滿科技目前是全球頂尖的無晶圓廠半導體公司之一。

戴偉立於2000年登上了《財富》雜誌全美40位40歲以下富豪榜,是這個榜單裡首位入選的女性。

今天風雲君就來跟大家一起剖析老大戴偉民創立的芯原股份。


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一、行業狀況分析

半導體這個行業我們以前多次分析過,今天主要聊一聊集成電路設計這個細分行業的狀況。

集成電路設計主要根據終端市場的需求設計開發各類集成電路芯片產品,其在很大程度上決定了終端芯片的功能、性能、成本和複用性等屬性。隨著集成電路行業的迅速發展,在摩爾定律的推動下,集成電路產品的加工面積成倍縮小,複雜程度與日俱增,集成電路設計的重要性愈發突出。

隨著全球集成電路行業整體景氣度的提升,集成電路設計市場也呈增長趨勢。根據研究機構ICInsights統計,全球集成電路設計產業銷售額從2008年的438億美元增長至2018年的1139億美元,年均複合增長率約為10.03%。

從全球地域分佈分析,集成電路設計市場供應集中度非常高。2018年美國集成電路設計產業銷售額佔全球集成電路設計業的68%,排名全球第一;中國臺灣、中國大陸的集成電路設計企業的銷售額佔比分別為16%和13%,分列二、三位。

與2010年時中國大陸本土的芯片設計公司的銷售額僅佔全球的5%的情況相比,中國大陸的集成電路設計產業己取得較大進步,並正在逐步發展壯大。

我國的集成電路設計產業發展起點較低,但依靠著巨大的市場需求和良好的產業政策環境等有利因素,己成為全球集成電路設計產業的新生力量。從產業規模來看,我國大陸集成電路設計行業銷售規模從2013年的809億元增長至2018年的2519億元,年均複合增長率約為25.50%。

從產業鏈分工角度分析,隨著集成電路產業的不斷髮展,芯片設計、製造和封測三個產業鏈中游環節的結構也在不斷變化。

2015年以前,芯片封測環節一直是產業鏈中規模佔比最高的子行業,從2016年起,我國集成電路芯片設計環節規模佔比超過芯片封測環節,成為三大環節中佔比最高的子行業,2018年的佔比規模為38.57%。

半導體IP是半導體設計的一個細分領域,它是指集成電路設計中預先設計、驗證好的功能模塊。IP由於性能高、功耗優、成本適中、技術密集度高、知識產權集中、商業價值昂貴,是集成電路設計產業的核心產業要素和競爭力體現。

隨著超大規模集成電路設計、製造技術的發展,集成電路設計步入SoC時代,設計變得日益複雜。為了加快產品上市時間,以IP複用、軟硬件協同設計和超深亞微米/納米級設計為技術支撐的SoC己成為當今超大規模集成電路的主流方向,當前國際上絕大部分SoC都是基於多種不同IP組合進行設計的,IP在集成電路設計與開發工作中己是不可或缺的要素。

與此同時,隨著先進製程的演進,線寬的縮小使得芯片中晶體管數量大幅提升,使得單顆芯片中可集成的IP數量也大幅增加。

以28nm工藝節點為例,單顆芯片中己可集成的IP數量為87個。當工藝節點演進至7nm時,可集成的IP數量達到178個。單顆芯片可集成IP數量增多為更多IP在SoC中實現可複用提供新的空間,從而推動半導體IP市場進一步發展。

半導體IP市場2018年的市場規模為46億美元,其中處理器IP市場為26.20億美元;數模混合IP市場為7.25億美元;射頻IP市場為5.42億美元。

這個行業內主要的玩家包括ARM、新思科技、鏗騰電子、CEVA、智原、創意電子、世芯、芯原等,其中ARM公司是行業內無可爭議的龍頭老大,芯原是中國大陸排名第一、全球排名前六的半導體IP供應商。


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二、主營產品和商業模式

(一)主營產品

芯原是一家依託自主半導體IP,為客戶提供平臺化、全方位、一站式芯片定製服務和半導體IP授權服務的企業。

公司擁有高清視頻、高清音頻及語音、車載娛樂系統處理器、視頻監控、物聯網連接、數據中心等多種一站式芯片定製解決方案,以及自主可控的圖形處理器IP、神經網絡處理器IP、視頻處理器IP、數字信號處理器IP和圖像信號處理器IP五類處理器IP、1400多個數模混合IP和射頻IP。

主營業務的應用領域廣泛包括消費電子、汽車電子、計算機及周邊、工業、數據處理、物聯網等,主要客戶包括IDM、芯片設計公司,以及系統廠商、大型互聯網公司等。

芯原在傳統CMOS、先進FinFET和FD-SOI等全球主流半導體工藝節點上都具有優秀的設計能力。在先進半導體工藝節點方面,公司己擁有14nm/10nm/7nmFinFET和28nm/22nmFD-SOI工藝節點芯片的成功流片經驗,並己開始進行新一代FinFET和FD-SOI工藝節點芯片的設計預研。

芯原的客戶陣容堪稱豪華,主要客戶包括英特爾、博世、恩智浦、博通、新突思、美滿電子、索喜科技、意法半導體、三星、瑞昱等全球半導體行業知名企業;Facebook、谷歌、亞馬遜等全球大型互聯網公司;華為、紫光展銳、瑞芯微、中興通訊、大華股份、晶晨股份、和芯星通等眾多國內知名企業。

(二)商業模式

芯原的主要經營模式為芯片設計平臺即服務模式(SiPaaS模式)。SiPaaS模式是指基於公司自主半導體IP搭建的技術平臺,為客戶提供一站式芯片定製服務和半導體IP授權的一種商業模式。

相較於“重設計”的Fabless模式,SiPaaS模式是一種“輕設計”模式。在輕設計模式下,芯片設計公司專注於芯片定義、芯片架構、軟件/算法,以及市場營銷等,將芯片前端和後端設計,量產管理等全部或部分外包給設計服務公司,以及更多地採用半導體IP,減少運營支出,實現輕量化運營。

與傳統的芯片設計服務公司經營模式不同,芯原自主擁有的各類處理器IP、數模混合IP和射頻IP是SiPaaS模式的核心。通過對各類半導體IP進行工藝節點、面積、帶寬、性能和軟件等系統級優化,芯原打造出可複用的芯片設計平臺,從而降低客戶的設計時間、成本和風險,提高芯原的服務質量和效率。

芯原並無自有品牌的芯片產品,而是通過積累的芯片定製技術和半導體IP技術為客戶如IDM、芯片設計公司、系統廠商、大型互聯網公司等提供一站式芯片定製服務和半導體IP授權服務,而產品的終端銷售則由客戶自身負責。

該種經營模式使得公司集中力量於自身最為擅長的技術授權和研發平臺輸出,市場風險和庫存風險壓力較小。

三、財務分析

(一)主營業務收入分析

單位:萬元

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首先從成長性來看,公司近三年的營收增速並不高,年複合增長率為12.66%,其中2017年同比增長29.61%,2018年同比增長-2.08%,表現出較大的不穩定性。

從業務模塊來看,一站式芯片定製業務的營收佔比下降趨勢明顯,從2016年的71.97%降至2019年上半年的63.07%。該業務16年至18年的複合增長率為11.53%,其中2017年同比增長33.42%,而2018年同比下降6.76%。

進一步細分來看,其芯片設計業務發展勢頭比較好,近三年的年複合增長率為34.58%,是所以業務模塊中增長最為迅速的一個細分板塊。

這個一方面是因為公司在先進製程上(指28nm及以下)設計能力持續提升,先進製程領域的設計項目金額通常相對較高。從其先進製程流片項目數量佔比來看,從2016年的16.67%上升至2019年上半年的47.62%;另一驅動因素是行業分工細化導致對芯片委託設計的需求不斷增強。

其量產業務的表現很不穩定,2017年同比增長36.93%,2018年同比增長-25.43%。從出貨量來看,16年至18年的量產業務的出貨量(統一折算為8英寸晶圓口徑)分別為78,719片、98,814片、96,821片,量產業務銷售金額和出貨量呈現出一定的波動。

公司芯片量產業務受終端客戶業務及銷量影響,2017年個別客戶產品出貨基本完成,而其新產品在2018年尚處於芯片設計環節,尚未進入量產出貨階段,因此2018年公司芯片量產業務收入相對較低。

相較於其芯片定製業務,芯原的IP授權業務發展得要好一些,營收佔比從16年的28.03%上升至19年上半年的36.93%。該業務2016年至2018年的複合增長率為15.49%,2017年和2018年分別同比增長19.82%、11.32%。

從細分板塊來看,知識產權授權使用費和特許權使用費近三年的複合增長率分別為15.44%和15.59%,大致上旗鼓相當。

(二)主營業務成本分析

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芯原是平臺化芯片設計服務供應商,自身不進行生產活動。其主營業務成本主要由直接材料和直接人工構成,兩者合計佔成本比例在95%以上。其中直接材料主要為採購晶圓、第三方IP等成本;直接人工主要為芯片設計項目人工成本。

從成本結構來看,直接材料佔比存在一定波動,主要原因為,直接材料主要由量產業務中的採購晶圓成本構成,而各期量產業務收入佔比存在一定波動,與直接材料佔比波動趨勢基本一致。

(三)毛利率分析


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整體來看,公司綜合毛利率持續上升,從2016年的32.92%上升至2019年上半年的46.1%。芯片定製和半導體IP授權兩大板塊的毛利率都不在不斷上升,其中芯片定製業務毛利率從16年的10.97%上升至18年的18.08%;IP授權業務的毛利率從16年的89.26%上升至18年的96.35%。

芯片定製業務毛利率上升主要得益於規模效應和協同效應。隨著公司芯片設計經驗不斷積累並模塊化,形成了部分經過驗證的、系統性的解決方案,其可複用性較強,能夠有效降低公司業務成本,使得人均產出逐年上升,規模效應逐漸顯現出來了;另外公司平臺化經營模式日趨成熟,不斷豐富的半導體IP儲備與芯片定製業務密切協同以實現價值最大化。

IP授權業務的毛利率一直處於較高水平,因為IP研發投入進行費用化處理,IP授權業務成本構成主要為知識產權授權使用中的技術支持成本,這些成本佔項目收入比例較低。

(四)費用率分析

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從綜合費用率來看,2017年出現了明顯的下降,同比下降了6.29個百分點,這個主要是隨著公司經營規模擴大,規模效應逐漸顯現。自2017年開始,綜合費用率一直保持在46.5%至47%之間,比較穩定。

分明細來看,銷售費用率總體上呈下降趨勢,從2016年的9.26%降至2019年上半年的7.29%,其中2017年降幅比較明顯,同比下降1.63個百分點,2017年雖有小幅下降,但是降幅很小。從銷售費用的結構來看,主要是人力成本和市場費用,兩者合計佔比在80%以上。

其管理費用率呈現出小幅波動狀態,大致在5%左右波動,2019年上半年上升至7.84%。從費用構成來看,主要是人力成本和專業服務費用,其中專業服務費的佔管理費比例提升較快,從2016年的17.59%上升至2019年上半年的36.26%;人力成本的佔比在55%左右。

身處競爭激烈的半導體行業,研發是重中之重,所以其研發費用是重頭戲。2016年至2018年,芯原的研發支出金額分別是3.1億、3.32億、3.47億,佔營收比例分別是37.18%、30.71%、32.85%,這個研發費率是相當高的,公司營收的三分之一基本上都用於研發了。半導體行業是高度技術密集型行業,作為一家參與國際競爭的半導體設計公司,芯原不得不保持較強研發投入以不斷增強在半導體IP和芯片定製領域的技術實力。

公司的財務費用率波動較大,費用構成來看,利息支出和匯兌損益等最主要的驅動因素。其中匯兌損益主要來自於國外客戶的銷售收入,因為不少大客戶都是外國公司,其歷年的前五大客戶中,經常出現的公司有博世、恩智浦、英特爾等,17年財務費用較高主要是產生匯兌損失1367.78萬元。

公司2017年、2018年利息支出較高,主要是國家集成電路基金在該期間以可轉換債券形式對公司進行投資所產生的利息費用計提。

(五)運營效率分析

應收賬款週轉率(次)對比分析:


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芯原2016年和2017年的應收賬款週轉率比較穩定,年週轉率維持在6次以上,2018年有較大幅度下降,降至4.81次。這個主要是因為2018年四季度公司與芯思原(關聯公司)及FLC公司分別簽訂知識產權授權合同形成應收賬款2,882.08萬元、3,524.05萬元,導致當年應收賬款週轉率降幅較大。

從行業對比來看,芯原的週轉率跟世芯比較接近,高於Ceva,低於智原和創意電子,這是因為各家的主營業務差異較大,Ceva主營IP授權業務,應收賬款週轉速度低一些;智原和創意電子主營芯片定製,應收賬款週轉率相對高一些。

存貨週轉率(次)對比分析:


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芯原的存貨週轉率明顯高於三家同行業公司,這個主要是因為這三家可比公司以芯片定製為主,而芯原除了芯片定製,還有大量的IP授權業務,IP授權業務幾乎沒有存貨,所以導致其存貨週轉率大幅高於其他芯片定製類公司。

(六)資產結構和償債能力


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公司資產端主要是貨幣資產、應收賬款、無形資產和商譽,四項資產佔總資產比例73.59%。

其無形資產主要是第三方授權許可、軟件使用權、專利權、客戶關係權、非專利技術等,其中專利權、客戶關係權、非專利技術主要為2016年併購圖芯美國時產生;第三方授權許可主要為從外部採購的知識產權授權許可;軟件使用權主要為公司研發活動和設計業務所需的設計軟件(如鏗騰電子、新思科技的EDA工具),這些基本都是外購所得,公司的研發支出沒有進行資本化。

商譽1.74億主要是2016年收購圖芯美國所產生,風雲君注意到,圖芯美國2018年度的淨利潤只有243.75萬元,不過2019年上半年淨利潤4944.28萬元,所以目前商譽是否發生減值不好說,但是存在商譽減值的風險。

負債端主要是應付賬款、己結算未實現收入、預收款項和其他應付款,合計佔總負債的比例為71.02%。其中預收賬款主要是19年上半年接到芯片量產業務訂單預收客戶款項;其他應付款主要是應付知識產權授權款項、應付關聯方往來款;已結算未實現收入類似於預收款。

截止到2019年6月底,芯原公司的資產負債率為36.95%,負債中以經營負債為主,金融負債較少,主要就是短期貸款1000萬元,所有總體來看債務風險較低。

結束語

芯原股份經過近二十的發展,已經崛起為中國大陸排名第一、全球排名前六的半導體IP供應商,其客戶包括英特爾、博世、恩智浦、Facebook、華為等眾多國內外知名企業,公司已具備了一定的國際競爭力。

從業績來看,公司營收增速不穩定,特別是2018年主營業務收入出現了小幅下滑;另外由於其研發費率長期保持在30%以上,導致其綜合毛利率長期低於綜合費用率,公司處於持續虧損狀態,不過虧損幅度在逐年減少,2019年上半年實現了淨利潤474.19萬元,後續應該主要觀察其營收和毛利率增長情況,這是其盈利能力改善的核心驅動因素。



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