國芯科技研究報告：嵌入式CPU二十年磨一劍放量正當時

國芯科技研究報告：嵌入式CPU二十年磨一劍，放量正當時1核心推薦邏輯1.1核心技術(shù)自主可控，指令集架構(gòu)不存在終止風險指令集架構(gòu)能否使用、自主更新是計算芯片公司的靈魂，公司不存在對任何架構(gòu)授權(quán)的重大依賴，是一項巨大優(yōu)勢。1）摩托羅拉和IBM對公司的指令架構(gòu)授權(quán)為長期授權(quán)。公司與上述主要IP授權(quán)方合作時間較長，協(xié)議執(zhí)行情況正常，不存在協(xié)議終止的情形。2）基于架構(gòu)的進一步IP核開發(fā)均系自主。嵌入式CPU的微架構(gòu)及實現(xiàn)技術(shù)作為公司產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢均為公司自主研發(fā)取得。3）Power和RISC-V指令集架構(gòu)相繼開源，使得公司不受限于指令和架構(gòu)授權(quán)。為了應對國際貿(mào)易環(huán)境的不確定性對授權(quán)指令集CPU產(chǎn)品的風險，公司于2017年開始投入基于RISC-V指令集的CPU核和軟件工具鏈的開發(fā)，目前已完成多項成熟產(chǎn)品。1.2二十年積淀，技術(shù)代際積累，形成穩(wěn)健生意模式計算芯片是芯片細分類目中最難的，需要較長時間的技術(shù)積累與用戶反饋，公司提供IP授權(quán)、定制芯片和自主芯片三項業(yè)務，這三項業(yè)務聯(lián)系緊密、交互促進。相比單做其中一兩項業(yè)務的公司，國芯科技三項業(yè)務交叉具有顯著優(yōu)勢。1）自研IP是核心，是保障自主可控的重要因素。公司自主可控的CPU內(nèi)核是公司技術(shù)的最大壁壘，也是公司抬升毛利的關(guān)鍵因素，是另外兩項業(yè)務的基礎(chǔ)。2）定制芯片是自研IP向下游延伸的第一步，是最有利于了解客戶需求的一環(huán)。在自主研發(fā)芯片或為客戶提供芯片定制服務的過程中，通過了解客戶需求，上可為新IP研發(fā)提供方向、豐富儲備，下可為自主芯片做足市場調(diào)研。3）自主芯片是公司充分了解市場需求后，抬升營收和毛利總規(guī)模的重要業(yè)務。自主芯片是基于對市場的了解和與客戶的充分交流衍生出來的產(chǎn)品，這一部分因為定制化需求低，公司投入的銷售費用等成本也將下降。這部分將低價值環(huán)節(jié)也納入進去，毛利率保持在市場平均水平，所以相較前兩部分而言有所降低。但是隨著市場認可度的不斷提升，可實現(xiàn)規(guī)?；纳a(chǎn)，有利于抬升營收和毛利的總體規(guī)模。三者之間在工程經(jīng)驗、質(zhì)量管理和產(chǎn)品可靠成熟度等方面可以相互借鑒和印證，從而保證芯片設(shè)計的成功率、技術(shù)穩(wěn)定性與可靠性，交互驗證也有利于公司的技術(shù)路線始終與市場需求保持高度一致，并持續(xù)迭代升級。1.3天時地利人和，MCU缺貨+公司降維打擊、車規(guī)MCU放量1）MCU缺貨+價格上漲。全球MCU市場規(guī)模約150-200億美元，受益于汽車電動化、智能化趨勢，需求持續(xù)高增，且自20Q3以來，全球MCU進入歷史罕見的缺貨狀態(tài)，兆易創(chuàng)新、ST等廠商MCU價格上漲6-10倍。2）國際形勢催生的自主可控需求極大的加快了國產(chǎn)替代步伐。近年來芯片已成為中美貿(mào)易摩擦中美國的殺手锏，芯片斷供已成為“卡脖子”風險，“造不如買”的國際集成電路產(chǎn)業(yè)鏈邏輯被打破，鏈安全受到嚴重威脅，自主可控必要性大幅提升，極大推動國產(chǎn)集成電路自主可控與國產(chǎn)化替代的步伐。3）降維打擊：嵌入式CPU起家，MCU快速上車。計算芯片堪稱半導體最難的細分領(lǐng)域，國芯科技從嵌入式CPU起家，已經(jīng)解決了最難的部分，進軍MCU是降維打擊，目前已經(jīng)實現(xiàn)車身控制MCU穩(wěn)定出貨，發(fā)動機控制MCU芯片放量在即，這兩部分都屬于壁壘較高的部分，國產(chǎn)廠商份額較低，國芯在國內(nèi)尚不存在競爭。2始于2001，嵌入式CPU二十年磨一劍2.1發(fā)展歷程、股權(quán)、實控人等積淀深厚，嵌入式CPU研發(fā)始于2001年。國芯科技全稱蘇州國芯科技股份有限公司（C*CoreTechnologyCo.,Ltd.），2001年，國芯科技的前身國芯有限，由上?？萍?、南京斯威特、神舟信息各出資500.00萬元共同設(shè)立，從

摩托羅拉引進“M*Core指令集”，開始自主可控嵌入式CPU技術(shù)的研發(fā)。2019年，國芯有限整體變更為股份有限公司。公司管理團隊即為實控人。在2021年12月30日前，鄭茳、肖佐楠、匡啟和直接持有公司14.58%的股權(quán)，并通過聯(lián)創(chuàng)投資、矽晟投資、矽豐投資、矽芯投資、旭盛科創(chuàng)（前述公司主要業(yè)務為投資咨詢和資產(chǎn)管理等，與發(fā)行人主營業(yè)務無直接關(guān)系）間接控制公司13.79%的股權(quán)，合計控制公司28.37%股權(quán)，為公司的實際控制人。國芯科技控股子公司包括天津國芯、北京國芯、上海領(lǐng)晶、廣州領(lǐng)芯、香港國芯、青島國晶。2.2管理層背景管理層均具備相關(guān)技術(shù)背景。鄭茳、肖佐楠、匡啟和工作經(jīng)歷包含芯片設(shè)計、軟件設(shè)計等。3基于強大自研IP能力，提供授權(quán)、定制、自主芯片三項業(yè)務指令集架構(gòu)是指一種類型CPU中用來計算和控制系統(tǒng)的一套指令的集合。指令集架構(gòu)以其復雜性可被分類為復雜指令集架構(gòu)（CISC）和精簡指令集架構(gòu)（RISC）兩大類。嵌入式CPU指令集主要為ARM、PowerPC、MIPS、RISC-V等精簡指令集架構(gòu)。實現(xiàn)指令集架構(gòu)的物理電路被稱為處理器的微架構(gòu)，微架構(gòu)設(shè)計為嵌入式CPU最核心的技術(shù)之一，決定了嵌入式CPU內(nèi)核的性能、功耗等核心指標。目前國內(nèi)外絕大部分芯片設(shè)計企業(yè)通過購買取得成熟嵌入式CPU內(nèi)核授權(quán)的方式進行芯片設(shè)計，少數(shù)國際頂級芯片設(shè)計企業(yè)如高通、蘋果等通過獲得指令集授權(quán)，自行設(shè)計嵌入式CPU內(nèi)核。目前X86為主流的復雜指令集，在計算機市場應用廣泛，但授權(quán)費較高、自主程度較低。精簡指令集中ARM應用最為廣泛，生態(tài)較為完善，但未開源，仍具備一定供應鏈風險以及需要支付授權(quán)費用，MIPS、RISC-V和Power也是精簡指令集，且均已經(jīng)開源，在授權(quán)費用方面能夠節(jié)省一大筆開銷，且在自定義指令實現(xiàn)方面具備較高的自由度，在自主可控領(lǐng)域具備較多應用前景，其中Power架構(gòu)更是以高性能著稱，在對性能、可靠性要求較高的金融、服務器和汽車領(lǐng)域應用廣泛。具備自主IP設(shè)計能力是公司的較強優(yōu)勢。公司為國內(nèi)少數(shù)幾家全面掌握自主可控嵌入式CPU核心技術(shù)且具有豐富產(chǎn)業(yè)化應用經(jīng)驗的企業(yè)。與一般基于第三方IP集成的SoC芯片設(shè)計公司相比，公司具備嵌入式CPUIP核微架構(gòu)按需定制化設(shè)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(jù)應用系統(tǒng)的特點和需求，基于軟硬件協(xié)同設(shè)計技術(shù)，進行更加合理的SoC芯片軟硬件架構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。公司提供IP授權(quán)、定制芯片和自主芯片三項業(yè)務。國芯科技聚焦于國產(chǎn)自主可控嵌入式CPU技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用，按產(chǎn)品類型劃分，主要業(yè)務包括IP授權(quán)、芯片定制服務和自主芯片及模組產(chǎn)品三大板塊，其中芯片定制服務又可分為以交付設(shè)計成果為主的設(shè)計服務和交付定制化量產(chǎn)芯片為主的量產(chǎn)服務。自研IP是核心，是保障自主可控的重要因素。公司自主可控的CPU內(nèi)核是保證芯片自主可控的重要因素，同時也決定了芯片的配套軟件開發(fā)和應用生態(tài)等要求。公司基于近二十年的IP授權(quán)與定制服務經(jīng)驗，圍繞自主研發(fā)的CPU內(nèi)核和相關(guān)IP建立了面向信息安全、汽車電子和工業(yè)控制、邊緣計算和網(wǎng)絡通信三個領(lǐng)域應用的SoC芯片設(shè)計平臺，并以此為基礎(chǔ)為客戶提供芯片定制服務或進行自主芯片產(chǎn)品的研發(fā)，有效縮短了設(shè)計周期，提高了芯片的設(shè)計成功率。定制芯片和自主芯片為自研IP提供行業(yè)需求反饋。公司在自主研發(fā)芯片或為客戶提供芯片定制服務的過程中，能及時了解行業(yè)應用需求，持續(xù)對CPU內(nèi)核進行升級，并為新型號CPU的設(shè)計研發(fā)提供方向，從而進一步豐富公司的嵌入式CPUIP儲備，進一步優(yōu)化公司的SoC芯片設(shè)計平臺。定制芯片和自主芯片得以互相借鑒印證。芯片定制服務主要依據(jù)客戶的定制化需求進行定制設(shè)計與產(chǎn)品量產(chǎn)，自主芯片產(chǎn)品主要依據(jù)公司對市場的理解及下游客戶的需求進行自主芯片設(shè)計與量產(chǎn)，兩者之間在工程經(jīng)驗、質(zhì)量管理和產(chǎn)品可靠成熟度等方面可以相互借鑒和印證，從而保證芯片設(shè)計的成功率、技術(shù)穩(wěn)定性與可靠性。3.1IP授權(quán)：基于架構(gòu)自研IP，再將IP對外授權(quán)IP授權(quán)業(yè)務主要指公司將自主可控的嵌入式CPU內(nèi)核及其SoC芯片設(shè)計平臺授權(quán)給客戶使用，并向客戶提供相關(guān)的全套技術(shù)文件資料，供其進行后續(xù)的芯片設(shè)計與量產(chǎn)。目前除公司外，國內(nèi)外主要的從業(yè)者為ARM、SiFive、龍芯中科和平頭哥。IP授權(quán)的核心業(yè)務模式：基于架構(gòu)授權(quán)自研IP，再對外進行IP授權(quán)。指令集架構(gòu)是各種計算芯片的核心，屬于嵌入式CPU技術(shù)中的基礎(chǔ)技術(shù)，定義了計算芯片各種功能的實現(xiàn)方式。關(guān)于架構(gòu)的授權(quán)層級分為架構(gòu)授權(quán)、內(nèi)核使用授權(quán)（IP授權(quán)）、使用授權(quán)，自主程度依次降低。其中，1）架構(gòu)授權(quán)為最高等級授權(quán)，可以針對應用需求基于指令集進行自主微架構(gòu)實現(xiàn)，特別是針對開源指令集，可以進一步研發(fā)拓展自定義的指令集。公司獲得了M*Core、PowerPC的架構(gòu)授權(quán)，可以定義開發(fā)自主實現(xiàn)不同微架構(gòu)的CPUIP核，同時也在基于PowerPC、RISC-V開源指令架構(gòu)開展CPU核的開發(fā)工作。2）內(nèi)核使用授權(quán)是允許在內(nèi)核的基礎(chǔ)上自行添加外設(shè)，國芯科技的基礎(chǔ)業(yè)務之一——IP授權(quán)就是這種形式。使用授權(quán)是不能對IP進行更改的。公司提供IP授權(quán)的客戶類型主要是新興的芯片設(shè)計公司、成熟的芯片設(shè)計公司、IDM公司和系統(tǒng)廠家。1）新興的芯片設(shè)計公司規(guī)模相對較小，一般選擇將資源集中在芯片產(chǎn)品定義、先進算法和功能以及客戶資源等優(yōu)勢領(lǐng)域，通過采購CPUIP或者其他功能IP進行集成開發(fā)，補充在設(shè)計資源、CPU核架構(gòu)等方面的短板。2）成熟的芯片設(shè)計公司和IDM擁有較強的品牌實力、市場占有率和芯片研發(fā)、設(shè)計和銷售能力，其芯片產(chǎn)品種類較多，產(chǎn)品線較長，難以對各產(chǎn)品線都投入足夠的研發(fā)人員進行芯片設(shè)計和生產(chǎn)管理，會采用購買技術(shù)成熟穩(wěn)定的IP，并且把部分產(chǎn)品的更多設(shè)計環(huán)節(jié)交給芯片設(shè)計服務公司以縮短其產(chǎn)品上市迭代周期。3）系統(tǒng)廠商采購CPUIP授權(quán)主要用于其自有的整機或者模組產(chǎn)品所需的芯片設(shè)計中，一般不對外銷售芯片。標準化的芯片產(chǎn)品難以滿足系統(tǒng)廠商差異化競爭和供應鏈穩(wěn)定的訴求，使得越來越多的系統(tǒng)廠商采用向設(shè)計服務公司定制自有芯片來獲得其產(chǎn)品競爭力和供貨保障。同時受到國外進口芯片供貨短缺的困擾，部分廠商積極尋求國產(chǎn)定制化替代芯片。IP授權(quán)客戶訂單結(jié)構(gòu)不斷改善，大客戶占比不斷提高。從2018-2021年，公司成熟芯片設(shè)計和IDM客戶訂單占比逐年增加，到2021H1年，公司的成熟的芯片設(shè)計公司和IDM客戶占比達70.84%。公司的IP授權(quán)客戶訂單結(jié)構(gòu)不斷改善，大客戶占比不斷提高。架構(gòu)開源浪潮使得公司芯片生態(tài)進一步豐富，受眾有望進一步擴大。公司已經(jīng)基于PowerPC和RISC-V兩個開源架構(gòu)進行CPU核設(shè)計，并形成數(shù)款性能優(yōu)異的CPU核產(chǎn)品。在當前架構(gòu)開源的浪潮下，芯片設(shè)計生態(tài)將得到極大地豐富，受眾也會進一步擴大。3.1.1嵌入式CPU內(nèi)核基于三大指令集開發(fā)嵌入式CPU內(nèi)核，共8個系列產(chǎn)品。公司的指令集來源分別是摩托羅拉、IBM和基于開源的RISC-V指令集自研。公司基于這三大指令集，設(shè)計了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的8大系列40余款CPU核，實現(xiàn)嵌入式CPU技術(shù)的國產(chǎn)化替代，并向客戶提供CPU核的IP授權(quán)，向客戶提供CPU核的IP授權(quán)與全套技術(shù)文件資料支持其芯片設(shè)計與量產(chǎn)。1）基于“M*Core指令集”的嵌入式CPU技術(shù)研發(fā)（2001~2013年）M*CORE指令集是摩托羅拉工程師設(shè)計的指令集架構(gòu)，屬于精簡指令架構(gòu)。這種指令集架構(gòu)的特點是低功耗和高碼密度。摩托羅拉于2003年10月宣布剝離半導體部門，飛思卡爾于2004年由原摩托羅拉的半導體部門組建，2004年7月，飛思卡爾上市，2015年2月，飛思卡爾與NXP達成合并協(xié)議，合并后整體市值400億美金。2001年國芯有限設(shè)立，從摩托羅拉引進“M*Core指令集”，開始自主可控嵌入式CPU技術(shù)的研發(fā)。2002-2008年期間，公司承擔了國家863計劃“高性能C?CORECPU及其應用開發(fā)平臺的研制”和國家技術(shù)創(chuàng)新項目“32位高性能嵌入式CPU開發(fā)”，并先后推出基于臺積電

0.18um、供應商A0.18um、和艦0.18um等工藝的C200和C300系列CPU核與SoC芯片設(shè)計平臺。2009-2013年期間，公司承擔了核高基國家重大科技專項項目“自主知識產(chǎn)權(quán)高性能嵌入式CPU的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”，并先后推出基于臺積電90nm、臺積電65nm和供應商A65nm等工藝的C300和C400系列CPU核與SoC芯片設(shè)計平臺。公司獲得了基于M*Core指令集研發(fā)和銷售的權(quán)利?；贛*Core指令架構(gòu)的CPU已在端安全芯片中實現(xiàn)多次應用。2）基于“PowerPC指令集”的嵌入式CPU技術(shù)研發(fā)（2010~至今）Power架構(gòu)以高性能著稱。Power指令集架構(gòu)是由IBM開發(fā)的，以高性能著稱，蘋果早期的電腦、浪潮服務器等均使用的Power架構(gòu)，目前TOP500超算中，排前兩名的超算使用的就是Power9處理器，現(xiàn)在IBM的大型機使用的仍是自家的Power處理器，Power支持單核四線程技術(shù)，最新一代Power9最多可以擁有24個核心96線程，最高頻率可以達到3.3GHz。Power架構(gòu)在工空、航天、信息安全和汽車領(lǐng)域應用廣泛。Power指令集在通信設(shè)備、航天航空、信息安全、工業(yè)控制和汽車電子等工業(yè)級領(lǐng)域內(nèi)已有廣泛的應用，生態(tài)環(huán)境成熟，其開源將進一步推動基于該類指令集的應用，同時會誕生更多的基于該指令集的嵌入式CPU及SoC芯片供應商，推動指令集生態(tài)環(huán)境的進一步完善，本土廠商的競爭力和產(chǎn)業(yè)生態(tài)將進一步提升。2010年公司從IBM引進“PowerPC指令集”，啟動了PowerPC指令集的嵌入式CPU內(nèi)核研發(fā)，獲得了基于PowerPC指令集研發(fā)和銷售的權(quán)利。2011年公司承擔了核高基國家重大科技專項項目“嵌入式存儲器IP核開發(fā)及應用”，2012年公司承擔了國家國際科技合作專項項目“用于智能終端主控芯片的高端嵌入式CPU關(guān)鍵技術(shù)引進和聯(lián)合開發(fā)”。2011年-2019年期間，公司先后推出基于臺積電

0.18um汽車電子工藝、華虹宏力0.13um汽車電子工藝、供應商A65nm、臺積電28nm、供應商A14nm等工藝的C2000、C8000和C9000系列嵌入式CPU核與面向信息安全、汽車電子和工業(yè)控制、邊緣計算和網(wǎng)絡通信等領(lǐng)域的SoC芯片設(shè)計平臺。目前公司的汽車MCU產(chǎn)品主要基于Power架構(gòu)。Power在嵌入式領(lǐng)域的份額較ARM低，國芯科技基于Power指令集做出嵌入式CPU有望打破ARM壟斷。目前公司用于車身控制的MCU就是基于Power架構(gòu)。3）基于“RISC-V架構(gòu)指令集”的嵌入式CPU技術(shù)研發(fā)（2017~至今）2017年公司開始基于開源的RISC-V架構(gòu)指令集研發(fā)CPU核，目前已完成適用于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點應用的CRV0和工業(yè)控制應用的CRV4L內(nèi)核，并實現(xiàn)對客戶的授權(quán)。公司基于RISC-V的產(chǎn)品主要應用于信息安全和工業(yè)控制。于2017年開始研究開源的“RISC-V指令集”，基于上述三大CPU指令集架構(gòu)進行技術(shù)研發(fā)，設(shè)計了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的8大系列40余款CPU核。3.1.2SoC芯片設(shè)計平臺公司通過基于自主可控的嵌入式CPU核、自主研發(fā)的外圍應用IP模塊并結(jié)合外部采購的部分外圍IP模塊，建立了SoC芯片設(shè)計平臺，可以幫助客戶快速準確實現(xiàn)芯片設(shè)計，提升客戶設(shè)計效率，通過設(shè)計平臺可以有效提高芯片設(shè)計效率和設(shè)計靈活程度，縮短設(shè)計周期，并大幅提高芯片設(shè)計一次成功率，有效減少客戶產(chǎn)品進入市場的時間。公司的SoC芯片設(shè)計平臺業(yè)務面向信息安全、汽車電子和工業(yè)控制、邊緣計算和網(wǎng)絡通信三大領(lǐng)域。公司將體系架構(gòu)設(shè)計、自主可控的嵌入式CPU內(nèi)核、關(guān)鍵外圍IP、SoC軟件系統(tǒng)驗證環(huán)境、面向應用的基礎(chǔ)軟硬件與中間件等進行集成，推出了面向信息安全、汽車電子和工業(yè)控制、邊緣計算和網(wǎng)絡通信三大應用領(lǐng)域的SoC芯片設(shè)計平臺，包括信息安全SoC芯片設(shè)計平臺、汽車電子和工業(yè)控制SoC芯片設(shè)計平臺和邊緣計算和網(wǎng)絡通信SoC芯片設(shè)計平臺，客戶可根據(jù)需求選用高性能或者低功耗的產(chǎn)品。公司SoC芯片設(shè)計平臺目前已承擔多個關(guān)鍵領(lǐng)域的重大產(chǎn)品項目，可實現(xiàn)14nm/28nm/40nm/65nm/90nm/130nm/180nm等工藝節(jié)點芯片的快速開發(fā)。目前每年基于平臺完成數(shù)十款芯片的設(shè)計和數(shù)千萬顆芯片的量產(chǎn)，平臺技術(shù)成熟、穩(wěn)定、可靠。3.2芯片定制服務：設(shè)計+量產(chǎn)全流程服務定制芯片設(shè)計服務與定制芯片量產(chǎn)服務兩大板塊齊頭并進。芯片定制服務主要指公司基于自主可控的嵌入式CPU內(nèi)核和面向應用的SoC芯片設(shè)計平臺，為客戶提供定制芯片設(shè)計服務與定制芯片量產(chǎn)服務。目前除公司外，國內(nèi)外主要的從業(yè)者為智原、創(chuàng)意電子、世芯和芯原股份。3.2.1定制芯片設(shè)計服務定制芯片設(shè)計服務核心是設(shè)計，交付樣片。定制芯片設(shè)計服務是根據(jù)客戶在芯片功能、性能、功耗、成本等方面的定制化需求，進行芯片定義與芯片設(shè)計，形成版圖后由公司或者客戶委托晶圓廠、封裝測試廠進行晶圓生產(chǎn)與封裝測試，并最終向客戶交付通過測試、驗證的樣片。截至2021年年底，累計為超過74家客戶提供超過152次的芯片定制服務。3.2.2定制芯片量產(chǎn)服務定制芯片量產(chǎn)服務核心是量產(chǎn)，交付產(chǎn)品。定制芯片的量產(chǎn)服務是公司為客戶提供的定制芯片設(shè)計服務的版圖數(shù)據(jù)或者客戶設(shè)計提供的版圖或者樣片，為其提供量產(chǎn)服務，并向其交付合格的晶圓或者芯片產(chǎn)品。3.3自主芯片及模組產(chǎn)品：應用范圍覆蓋“云”到“端”自主芯片及模組產(chǎn)品是基于對市場的了解完成的芯片和模組成品。主要企業(yè)包括恩智浦和英飛凌等全球領(lǐng)先企業(yè)，以及中電華大科技、紫光國微、國民技術(shù)等國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)。公司自主芯片及模組產(chǎn)品包括信息安全、汽車電子和工業(yè)控制、邊緣計算和網(wǎng)絡通信等三類芯片產(chǎn)品?，F(xiàn)階段以信息安全類為主，聚焦于“云”到“端”

的安全應用，覆蓋云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能存儲、工業(yè)控制和金融電子等關(guān)鍵領(lǐng)域，以及服務器、汽車和智能終端等重要產(chǎn)品。公司積極發(fā)展汽車電子芯片，覆蓋車身控制、發(fā)動機和新能源電機控制、域控制和新能源電池管理系統(tǒng)控制等方面。3.3.1

信息安全領(lǐng)域公司基于自主可控的嵌入式CPU，成功研發(fā)了信息安全芯片及模組產(chǎn)品，為國內(nèi)少數(shù)可提供“云”到“端”系列化安全芯片及模組產(chǎn)品的廠商?！霸啤卑踩酒I(lǐng)域，具有國際先進水平。公司的技術(shù)可支持多種國密算法和國際通用密碼算法，具有PCIe/USB/SPI等多種外設(shè)接口。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(shè)備、服務器與桌面PC、VPN網(wǎng)關(guān)、路由器、智能交通路側(cè)設(shè)備和智能電網(wǎng)控制設(shè)備等領(lǐng)域。新一代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(yè)同類產(chǎn)品的技術(shù)指標，具有國際先進水平。在“端”安全芯片領(lǐng)域，是少數(shù)汽車通信安全供貨商，金融系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化位居前列。公司是國內(nèi)首家通過銀行卡檢測中心國際PCI5.1標準測評的金融終端安全主控芯片的企業(yè)，實現(xiàn)了支持國密算法的國產(chǎn)金融安全芯片產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)業(yè)化應用位居國內(nèi)前列；公司研制的車規(guī)級安全芯片，通過AEC-Q100標準認證，內(nèi)置高等級安全特性的硬件算法協(xié)處理器，支持國家商用密碼算法及國際密碼算法，并已獲得國密二級證書和國測EAL4+安全證書，為國內(nèi)少數(shù)可為汽車及車聯(lián)網(wǎng)通信安全提供安全芯片的廠商。3.3.2汽車電子和工業(yè)控制：有望打破國際壟斷，實現(xiàn)國產(chǎn)替代車身及網(wǎng)關(guān)控制芯片對標ST、NXP，實現(xiàn)國產(chǎn)替代。公司成功研發(fā)的CCFC2012BC芯片產(chǎn)品是基于國產(chǎn)PowerPC架構(gòu)C*CoreCPU內(nèi)核C2002研發(fā)的一款通用汽車電子車身及網(wǎng)關(guān)控制芯片，對標NXP（恩智浦）的MPC5604BC、MPC5607B系列以及ST（意法半導體）的SPC560B50、SPC560B64系列，封裝形式包括LQFP176/144/100/64等，形成對多款國外產(chǎn)品的替代。已完成發(fā)動機控制芯片，對標恩智浦。公司已完成一款新的發(fā)動機控制芯片CCFC2007PT，該芯片產(chǎn)品是基于國產(chǎn)PowerPC架構(gòu)C*CoreCPU內(nèi)核C2007，芯片工作主頻最高可達264MHz，具備2個DMA控制器，分別支持64通道和32通道DMA，集成SRAM控制器，獨立的代碼閃存和數(shù)據(jù)閃存，4路FlexCAN總線控制器，雙通道FlexRay控制器，32通道eMIOS，4個ADC和其他外圍模塊。該芯片對標NXP（恩智浦）MPC5674F，滿足發(fā)動機高效控制的設(shè)計，特別適合汽車動力總成等汽車電子和其他的需要復雜和實時控制的應用領(lǐng)域。3.3.3邊緣計算和網(wǎng)絡通信領(lǐng)域在邊緣計算和網(wǎng)絡通信領(lǐng)域，支撐存儲服務器關(guān)鍵芯片國產(chǎn)化。公司已成功研制了RAID控制芯片和具備高性能運算、網(wǎng)絡加速及網(wǎng)絡交換的高性能SoC芯片H2048、H2068和S1020。RAID控制芯片采用國芯32位PowerPC架構(gòu)CPU核C8000和32位M*Core指令架構(gòu)CPU核C0組成的異構(gòu)多核處理器，集成高性能RAID算法引擎，具有DDR3、PCIe2.0、SATA2.0等接口,對標LSI的SAS2208。H2048是公司H20x8系列高性能網(wǎng)絡通信處理控制器，均采用國芯32位PowerPC架構(gòu)CPU核C9500，H2048控制器集成高性能密碼算法引擎，具有千兆網(wǎng)、PCIe3.0、USB3.0、RapidIO2.0等高速接口，對標NXP（恩智浦）的MPC8548。H2068在H2048基礎(chǔ)上增加了高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議引擎，硬件上支持通信協(xié)議處理，對標NXP（恩智浦）的MPC8568。S1020是公司研制的64位多核架構(gòu)的高性能網(wǎng)絡通信處理控制器，采用國芯64位多核PowerPC架構(gòu)CPU核C10000，集成高性能密碼算法引擎、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)加速引擎、高性能RAID算法引擎、高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議引擎等，具有萬兆網(wǎng)、千兆網(wǎng)、PCIe3.0、USB3.0等高速接口，對標NXP（恩智浦）的T2040。4財務分析4.1業(yè)務結(jié)構(gòu)和下游應用結(jié)構(gòu)2017-2021年，公司的自主芯片和芯片定制貢獻較多營收，IP授權(quán)具備較高毛利，所占份額位列第三。2021年，自主芯片及模組產(chǎn)品貢獻收入2.20億元，占比54.16%；芯片定制服務貢獻收入0.93億元，占比22.78%；IP授權(quán)貢獻收入0.88億，占比21.60%；其他業(yè)務貢獻收入0.06億，占比1.45%。2017-2021年，信息安全領(lǐng)域貢獻始終最多營收，2021年占比60.75%；

汽車電子份額呈擴大態(tài)勢，2021年占比20.40%，預計占比仍會提升；邊緣計算和網(wǎng)絡通信份額汽車電子份額呈擴大態(tài)勢，2021年占比17.39%。4.2毛利和毛利率分析總體來看，公司毛利率水平維持在60%上下，毛利率水平高于其他存儲、功率等領(lǐng)域Fabless公司，相較于IP授權(quán)領(lǐng)域和其他高性能計算領(lǐng)域的公司也具有毛利率優(yōu)勢。三項業(yè)務中，IP授權(quán)營收屬于較小的一部分，但毛利水平在2021年及以前始終保持最高占比；芯片定制業(yè)務中，設(shè)計業(yè)務和量產(chǎn)業(yè)務毛利率均有一定幅度的下降，設(shè)計業(yè)務主要與公司發(fā)展這部分業(yè)務的戰(zhàn)略相關(guān)，有價格調(diào)整，量產(chǎn)業(yè)務主要與新舊產(chǎn)品交替轉(zhuǎn)換不足相關(guān)；自主芯片業(yè)務毛利率提升主要與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整有關(guān)，毛利率高的品類占比提升。未來隨著公司業(yè)務結(jié)構(gòu)變化，總體毛利水平仍存在下降的可能性，這主要是由于IP授權(quán)增速不及其他兩項業(yè)務增速，屬于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面導致的必然結(jié)果，除此之外，其他部分的產(chǎn)品隨著公司戰(zhàn)略調(diào)整進行調(diào)價也會產(chǎn)生影響。4.2.1IP授權(quán)業(yè)務毛利率保持100%，早期投入已計入當期成本2017-2021年，公司的IP授權(quán)業(yè)務毛利率一直保持100%，毛利率略高于同行業(yè)可比公司平均水平，主要原因為公司的IP授權(quán)業(yè)務主要為將已研發(fā)成功且經(jīng)驗證的成熟IP授權(quán)給客戶使用，其前期投入的人員薪酬等設(shè)計研發(fā)成本在發(fā)生時已直接計入研發(fā)費用，摩托羅拉

M*Core已支付一次性培訓費用100w美元，不涉及其他授權(quán)費用，且目前Power架構(gòu)和RISC-V架構(gòu)屬于開源架構(gòu)，也不涉及授權(quán)費用，因此在架構(gòu)授權(quán)方面公司不發(fā)生額外成本。4.2.2芯片定制服務下游領(lǐng)域自主可控需求高，難度大毛利高公司芯片定制服務毛利率高于同行業(yè)可比公司平均水平，主要是因為公司芯片定制服務的目標領(lǐng)域和客戶群體與同行業(yè)可比公司相比存在較大的差異，主要面向國家重大需求以及信息安全、汽車電子和工業(yè)控制、邊緣計算和網(wǎng)絡通信三大關(guān)鍵應用領(lǐng)域的客戶，相比消費電子，這類客戶對自主可控需求較為強烈，研發(fā)難度普遍較高，為其提供的芯片定制服務的價格一般明顯高于其他客戶，在自主可控方面優(yōu)勢明顯。2018-2021年，公司重大需求領(lǐng)域產(chǎn)品毛利率分別為61.94%、80.00%、86.53%、48.65%，處于較高水平，2021年芯片定制業(yè)務毛利率下降主要與戰(zhàn)略調(diào)整和新舊產(chǎn)品交替有關(guān)。具體的，設(shè)計業(yè)務和量產(chǎn)業(yè)務毛利率均有一定幅度的下降，設(shè)計業(yè)務主要與公司發(fā)展這部分業(yè)務的戰(zhàn)略相關(guān)，有價格調(diào)整，量產(chǎn)業(yè)務主要與新舊產(chǎn)品交替轉(zhuǎn)換不足有關(guān)。4.2.3自主芯片及模組產(chǎn)品毛利水平與行業(yè)持平公司的自主芯片及模組產(chǎn)品毛利率與同行業(yè)可比公司平均水平較為接近。2021年毛利率上升主要受產(chǎn)品需求結(jié)構(gòu)變化影響。受下游客戶對自主芯片需求上升影響，公司自主芯片銷量較多，其中毛利率較高的部分產(chǎn)品占比有所提升，拉高整體自主芯片毛利率水平。4.3利潤表分析銷售費用方面，2017-2021年，公司銷售費用分別為19.35/21.70/23.11/31.23/37.92百萬元，銷售費用率為14.8%/11.1%/10.0%/12.0%/9%。相比于行業(yè)其他公司，公司銷售費用率高于自主芯片模組產(chǎn)品和芯片定制服務可比公司，但略低于一般IP授權(quán)公司，其原因主要是：1）公司重點客戶主要面向國家重大需求客戶，前期客戶開發(fā)、后期客戶維護均需要投入持續(xù)資源成本；2）IP授權(quán)、芯片模組等業(yè)務相較于普通消費級產(chǎn)品，需要更長時間的驗證測試，芯片定制業(yè)務也需要持續(xù)與客戶進行需求溝通，費用投入較大；3）公司采用直銷的銷售模式，在市場開拓中需要更多銷售人員投入。管理費用方面，2017-2021年，公司管理費用分別為17.74/19.64/25.24/25.37百萬元，管理費用率為13.55%/10.08%/10