紫光國微研究報告特種集成電路龍頭持續(xù)受益于國產(chǎn)化

紫光國微研究報告-特種集成電路龍頭持續(xù)受益于國產(chǎn)化1、紫光國微：國內集成電路芯片設計龍頭1.1、持續(xù)聚焦集成電路領域，營收業(yè)績穩(wěn)步增長紫光國微是國內領先的集成電路芯片產(chǎn)品和解決方案提供商。紫光國微從事集成電路芯片設計與銷售、石英晶體元器件的開發(fā)、生產(chǎn)和銷售業(yè)務，主要產(chǎn)品包括智能安全芯片、半導體功率器件及超穩(wěn)晶體頻率器件等方面，廣泛應用于移動通信、金融、政務、汽車、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)等多個領域。公司在研發(fā)能力、核心技術、供應鏈和客戶資源等方面形成了體系化的競爭優(yōu)勢，入選工信部第三批專精特新“小巨人”企業(yè)、第二批第一年建議支持的國家級專精特新“小巨人”名單、河北省第三批省級制造業(yè)單項冠軍名單。多次并購拓展業(yè)務范圍，聚焦集成電路領域。紫光國微前身唐山晶源裕豐電子股份有限公司成立于2001年，發(fā)展初期主要從事石英晶體業(yè)務；2012年公司收購北京同方微電子、深圳國微電子，布局智能安全芯片、特種集成電路領域；

2013年子公司深圳國微成立全資子公司紫光同創(chuàng)，開始從事FPGA研發(fā)；2014年公司收購西安紫光國芯76%股權進入存儲器芯片領域，后于2020年轉讓并對該業(yè)務進行剝離。公司通過外延實現(xiàn)業(yè)務拓展和重心轉移，最終形成聚焦特種集成電路和智能安全芯片兩大領域，同時布局半導體功率器件和石英晶體頻率器。紫光國微股權結構穩(wěn)定，目前無實際控制人。2022年7月11日，紫光國微控股股東紫光集團完成工商變更登記手續(xù)，原股東清華控股有限公司及北京健坤投資集團有限公司全部退出，戰(zhàn)略投資人“智路建廣聯(lián)合體”設立的控股平臺北京智廣芯控股有限公司承接紫光集團100%股權，間接控制公司26%的股份，公司實際控制人由中華人民共和國教育部變更為無實際控制人；截至2022年11月30日，紫光國微第一大股東西藏紫光春華投資有限公司持有公司26%股權。與此同時紫光國微控股或參股多家公司：紫光同芯主要從事安全芯片業(yè)務，子公司深圳國微主要從事集成電路業(yè)務，唐山國芯晶源主要從事石英晶體器件業(yè)務，深圳紫光同創(chuàng)主要從事FPGA相關業(yè)務，西安紫光國芯主要從事存儲器芯片業(yè)務現(xiàn)已從公司業(yè)務中剝離。剝離存儲芯片業(yè)務、聚焦集成電路主業(yè)，營收業(yè)績增長穩(wěn)步。2017-2020年公司實現(xiàn)營業(yè)收入18.29/24.58/34.30/32.70億元，取得歸母凈利潤2.80/3.48/4.06/8.06億元；其中2020年公司營收下降、凈利增長，主要原因是

紫光國微剝離虧損的存儲芯片業(yè)務、子公司西安紫光國芯不再并表，若扣除合并范圍變動影響則營收同口徑增長26.38%。2021年公司實現(xiàn)營收53.42億元，同比增長63.35%，取得歸母凈利潤19.54億元，同比增長142.28%；集成電路行業(yè)需求持續(xù)擴張，公司毛利相對較高的特種集成電路業(yè)務規(guī)模持續(xù)擴大，帶動紫光國微整體的營收業(yè)績穩(wěn)步上漲。2022年前三季度公司實現(xiàn)營業(yè)收入49.36億元，同比增長30.26%，取得的歸母凈利潤20.41億元，同比增長40.03%。紫光國微持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品結構，帶動整體毛利率穩(wěn)步提升。公司各項業(yè)務中，特種集成電路業(yè)務、智能卡芯片業(yè)務、石英晶體業(yè)務、存儲器芯片業(yè)務的毛利率

（2017-2021年五年均值）分別為72%/26%/18%/4%。公司逐漸向毛利較高的特種集成電路業(yè)務和智能安全芯片業(yè)務聚焦，并逐漸剝離毛利較低的存儲器芯片業(yè)務。2020年起存儲器芯片業(yè)務完全剝離；2020、2021年公司特種集成電路與智能安全芯片業(yè)務收入合計占總營業(yè)收入的90%以上。2017-2021年，特種集成電路業(yè)務收入占比從28.22%增長至62.98%，毛利率從62.49%增長至77.20%，成為公司收入的主要來源。伴隨集成電路業(yè)務收入占比的持續(xù)擴大，公司整體毛利率逐步提升，2017-2021年紫光國微整體毛利率分別為33.14%/30.15%/35.78%/52.33%/59.48%。公司管理費用率降幅明顯，持續(xù)增加研發(fā)投入。（1）紫光國微持續(xù)減少折舊攤銷及中介費，2017-2021年管理費率從13.07%降低至4.17%、銷售費用率穩(wěn)定在3.7%-6%之間、財務費用率基本維持在1%以下；（2）公司持續(xù)加大研發(fā)投入，2017-2021年研發(fā)費用從0.83億元增長至6.32億元，研發(fā)費率從4.53%增長至11.83%；2020年研發(fā)費用3.47億元，同比增長95.46%，投入主要用于成都研發(fā)中心建設、5G通信設備用小型化OCXO及專用IC研發(fā)、高檔石英諧振器產(chǎn)業(yè)化等項目建設；2021年研發(fā)費用6.32億元，同比增長82.25%，主要用于石英諧振器技改、新型高端安全系列芯片和車載控制器芯片研發(fā)等項目的制造；

2022年前三季度研發(fā)費用為7.57億元，較去年同期增長37.66%。1.2、產(chǎn)品矩陣豐富，持續(xù)深耕特種集成電路及智能安全芯片公司產(chǎn)品矩陣豐富，應用領域廣泛。紫光國微主要業(yè)務包括集成電路芯片和石英晶體元器件方向，產(chǎn)品涵蓋智能安全芯片、半導體功率器件及超穩(wěn)晶體頻率器件等方面；公司產(chǎn)品種類豐富、質量行業(yè)領先，廣泛應用于金融、電信SIM卡、社保、城市公共交通、M2M（MachinetoMachine）、醫(yī)療健康、移動支付、身份識別、通訊基站、汽車電子、工業(yè)控制、儀器儀表、物聯(lián)網(wǎng)等領域。持續(xù)深耕特種集成電路及智能安全芯片，與國內外客戶建立合作關系。紫光國微圍繞市場需求有序進行研發(fā)項目推進。特種集成電路方面，產(chǎn)品不斷豐富迭代，電源管理芯片新一代SoPC芯片順利開發(fā)；智能安全芯片方面，大容量多應用SE安全芯片設計定型，車載安全芯片批量出貨；在小型化、高頻化晶振產(chǎn)品方面，多次外延研發(fā)超結MOSFET產(chǎn)品并取得進展。目前紫光國微已與業(yè)內主流代工企業(yè)形成長期合作伙伴關系，與全球領先的智能卡卡商、電信運營商、金融機構、科研院所、社保、交通、衛(wèi)生等各大行業(yè)客戶形成緊密合作，產(chǎn)品遍布全球市場。2、智能安全芯片：物聯(lián)網(wǎng)&車聯(lián)網(wǎng)浪潮拓展應用場景，下游需求持續(xù)釋放智能安全芯片可獨立加密，應用領域廣泛。智能安全芯片是可信任平臺集成電路模塊，可獨立進行密鑰生成、加解密，內部擁有獨立的處理器和存儲單元，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、傳遞、處理等功能。智能IC卡普遍應用于移動通信、金融支付、身份識別、公共事業(yè)等領域，具體應用包括電信卡、銀行卡、社?？ā⑸矸葑C、公交卡、加油卡、門禁卡及眾多內含安全芯片的卡。據(jù)Eurosmart數(shù)據(jù)，2021年全球電信SIM卡出貨量為49億張，占全球智能卡出貨量51.83%。除傳統(tǒng)公共服務、通信和金融領域外，智能安全芯片的應用場景已拓展至工業(yè)、汽車電子等領域，作為輕量化熟悉計算芯片的MCU芯片已被應用于汽車電子、消費電子、工控、計算機等領域，可滿足下游對芯片的性能、功耗、靈活度的更高需求。智能安全芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望持續(xù)擴張，國產(chǎn)替代空間廣闊。據(jù)Frost&Sullivan預測，2022年智能卡芯片全球市場有望達36.39億美元，中國市場規(guī)模有望達121.22億元，擴張趨勢有望延續(xù)。目前，國內智能卡芯片的本土廠商規(guī)模較小、產(chǎn)值無法滿足國內市場需求，大部分市場份額被國外廠商占據(jù)，且國內高端芯片依靠進口，國產(chǎn)替代存在較大空間。國內主要的智能安全芯片廠商包括紫光國微、復旦微電、中電華大、聚辰股份、國名技術等企業(yè)，根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，2021年紫光國微在國內智能卡芯片市場份額占比達12.77%，排名本土企業(yè)第一，本土企業(yè)已有部分產(chǎn)品達到國際頂尖水準。2.1、5G、物聯(lián)網(wǎng)浪潮驅動金融&非金融IC卡打開智能芯片市場空間金融IC卡增發(fā)和芯片國產(chǎn)化率提升趨勢已經(jīng)顯現(xiàn)，智能卡芯片有望持續(xù)放量。據(jù)中國人民銀行數(shù)據(jù)，截至2021年末，全國銀行卡在用發(fā)行數(shù)量達到92.47億張，金融IC卡累計發(fā)卡量達到64.5億張，金融IC卡發(fā)行量及占比持續(xù)提升；

與此同時，2016-2019年金融IC卡的國產(chǎn)芯片占比從20.7%增長至47.1%，芯片國產(chǎn)化率趨勢已經(jīng)顯現(xiàn)。隨著銀行卡持續(xù)增發(fā)、金融IC卡替換傳統(tǒng)磁條卡的進程不斷推進，技術逐步成熟有望促使芯片國產(chǎn)化率趨勢延續(xù)，國產(chǎn)智能卡芯片需求有望持續(xù)提升。傳統(tǒng)電話卡、eSIM卡、社?？ǖ确墙鹑贗C卡的迭代更新有望打開智能安全芯片市場的需求空間。（1）我國移動用戶規(guī)模穩(wěn)中有升，據(jù)工信部的統(tǒng)計，截至2022年9月末，移動電話用戶總數(shù)達16.82億戶，5G用戶達5.1億戶；5G基站總數(shù)達222萬個，較上年末凈增79.5萬個，5G基站建設推動4G用戶向5G用戶加快轉變，智能卡芯片的需求有望持續(xù)增長。（2）根據(jù)GSMA的預測，2025年全球物聯(lián)網(wǎng)終端連接數(shù)量將達到250億個，中國物聯(lián)網(wǎng)終端連接數(shù)量將達到80億個。相較于傳統(tǒng)SIM卡，eSIM卡在生產(chǎn)運輸、交付、終端連接上更有優(yōu)勢，通信技術的技術發(fā)展和終端應用市場需求驅動傳統(tǒng)SIM卡向eSIM卡轉型。eSIM卡的場景應用拓寬智能安全芯片應用場景，未來有望隨物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)?；涞貙崿F(xiàn)放量。（3）截至2021年底，全國社?？ǔ挚ㄈ藬?shù)已達13.52億人，普及率95.7%，第三代社?？ǔ挚ㄈ藬?shù)1.38億，占總量的10.21%，社?？ㄉ写孑^大的迭代需求。電話卡、社保卡的發(fā)放和迭代持續(xù)進行有望為智能安全芯片打開市場空間。紫光國微深耕安全芯片領域多年、技術成熟，已實現(xiàn)多領域布局。紫光國微是國內最早從事智能安全芯片相關設計研發(fā)的企業(yè)之一，已具備品牌影響力和知名度，產(chǎn)品廣泛應用于移動通信、金融支付、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等領域。（1）在通信領域，公司SIM卡芯片業(yè)務在中國和全球市場的占有率均名列前茅，深度參與

中國移動新一代超級SIM芯片工作；（2）在金融領域，公司產(chǎn)品已通過銀聯(lián)芯片安全認證、國密二級認證、國際SOGISCCEAL、ISCCCEAL4+/EAL6+等國內外權威認證資質，持續(xù)為國內外銀行IC卡芯片市場提供多種產(chǎn)品方案；（3）在物聯(lián)網(wǎng)領域，公司的大容量多應用SE安全芯片已設計定型，子公司紫光同芯的高性能安全芯片產(chǎn)品已對接多個公有云IoT平臺以及運營商IoT平臺，此外紫光同芯攜手中國聯(lián)通發(fā)布國內首款支持雙模聯(lián)網(wǎng)的5GeSIM產(chǎn)品，已在CPE家庭網(wǎng)關、AR/VR、車載終端、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領域廣泛應用。推進高端智能芯片研發(fā)項目，產(chǎn)品設計定型已完成。2021年6月至2022年9月，紫光國微投入1.27億元開展新型高端系列芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目，具體產(chǎn)品包括自主知識產(chǎn)權內核的安全芯片、面向5G多應用的大容量安全芯片、面向5G車聯(lián)網(wǎng)V2X的高性能安全芯片、面向服務器和云計算的高性能安全芯片等高端安全芯片。此次項目面向5G多應用的大容量安全芯片，目前紫光國微項目產(chǎn)品的設計定型已經(jīng)完成。2.2、智能網(wǎng)聯(lián)化釋放汽車MCU新動能，前瞻布局車載控制芯片MCU可在多種場景下實現(xiàn)組合控制，在汽車上從車身到主控環(huán)節(jié)被廣泛使用。MCU（MicrocontrollerUnit）即微控制單元，將計算機的CPU、RAM、ROM、定時數(shù)器和多種I/O接口集成在一片MCU芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應用場合做不同組合控制，協(xié)調各系統(tǒng)和顯示、鍵盤、傳感器、電機等周邊器件的操作，在消費類電子、汽車電子、工業(yè)控制、航天等領域均有廣泛應用。作為MCU重要的下游應用領域，汽車從車身至主控環(huán)節(jié)廣泛使用MCU。伴隨汽車智能網(wǎng)聯(lián)化趨勢，MCU市場規(guī)模有望持續(xù)擴張。據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù)，2020年全球MCU芯片市場結構中汽車電子占比為33%，而中國MCU芯片市場結構中汽車電子占比僅為16%；汽車智能化網(wǎng)聯(lián)化時代的到來，使汽車系統(tǒng)需要更高效能、更高功能的控制單元，伴隨車規(guī)級產(chǎn)品的不斷推出與滲透汽車電子應用占比將持續(xù)上升，汽車電子有望成為MCU市場的重要增長點。據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院預測，2025年全球車載芯片市場規(guī)模有望達111.12億美元，中國車載芯片MCU市場規(guī)模有望達42.74億美元，2021-2025年復核增速達9.96%。汽車MCU國產(chǎn)化發(fā)展是大勢所趨，國內芯片廠商有望迎來機遇。汽車MCU市場技術壁壘高、周期長、安全性強，國內廠商起步較晚、在車規(guī)級芯片市場中處于弱勢地位，國內芯片主要依賴進口。據(jù)前瞻經(jīng)濟學人數(shù)據(jù)，2020年全球汽車電子MCU市場中，瑞薩電子、恩智浦、英飛凌+賽普拉斯的市占率分別為30%/26%/23%，海外廠商占據(jù)絕大部分市場份額。近年來，國際貿易的不確定性及全球芯片供應鏈安全問題凸顯，國內廠商加強研發(fā)、突破技術壁壘、提高芯片國產(chǎn)化程度是大勢所趨。在國家政策持續(xù)加持下，汽車MCU國產(chǎn)化替代進程有望加速，國內芯片廠商將迎來發(fā)展機遇。紫光國微升級業(yè)務部署。公司車載安全芯片已實現(xiàn)批量出貨，THA6系列芯片率先通過ASIL-D流程認證和產(chǎn)品認證的多核域控芯片，已取得AEC-Q100Grade1可靠性認證，支持eVita-Full

信息安全要求，能夠全面滿足汽車應用的安全要求；

基于紫光安全芯片產(chǎn)品的T-BOX、V2X、eUICC、國六OBD、數(shù)字車鑰匙等解決方案，已得到國內外頭部車企、行業(yè)聯(lián)盟認可。2021年6月至2022年9月，紫光國微投入1.31億元開展車載控制器芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目，車載控制器多核控制器芯片主要用于汽車整車控制領域，紫光國微此次項目尚在產(chǎn)品研發(fā)階段。3、特種集成電路：技術與認證壁壘較高，受益于下游需求放量與國產(chǎn)化趨勢集成電路是一種微型電子器件或部件。集成電路主要分為存儲芯片、邏輯芯片、模擬芯片、微處理器芯片等。根據(jù)WSTS數(shù)據(jù)，2021年全球集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模為4630.02億美元，其中邏輯芯片與存儲芯片規(guī)模分別為1548.37/1538.38億美元，約占集成電路產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模的33.44%/33.23%，共同構成集成電路產(chǎn)業(yè)的兩大支柱。微處理器和模擬芯片分別占比17%和16%。汽車領域對芯片的高性能需求實現(xiàn)特種集成電路的高附加值。芯片產(chǎn)品按用途可分為消費級、工業(yè)級、汽車級、特種級，相較于消費級芯片，工業(yè)級、汽車級芯片對溫度、濕度、可靠性等技術要求更高，驗證周期更長，產(chǎn)品具備更高的溢價能力，國際芯片廠商瑞薩電子2022Q3汽車芯片的毛利率為49.3%，工業(yè)/物聯(lián)網(wǎng)芯片的毛利率為62.7%。而特種級芯片需滿足更加嚴苛的參數(shù)要求，行業(yè)技術、資質壁壘、市場價格接受度均高于汽車級、工業(yè)級芯片。紫光國微深耕特種集成電路設計制造，特種集成電路附加值高，毛利率超過70%。3.1、下游需求放量在即，特種集成電路有望迎來黃金時期下游需求持續(xù)景氣，集成電路產(chǎn)業(yè)保持穩(wěn)步增長。隨著消費電子、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療電子等市場需求的不斷提升，集成電路行業(yè)增長穩(wěn)步。未來伴隨5G、車聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術的發(fā)展，更多產(chǎn)品或將植入芯片，集成電路產(chǎn)業(yè)擴張趨勢有望延續(xù)。據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)顯示，2016-2021年全球集成電路市場規(guī)模從2767億美元增長至3838億美元，年均復合增速為6.76%，2022年全球市場規(guī)模有望達4080億美元；據(jù)中國半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2016-2021年中國集成電路市場規(guī)模從4336億元增長至10458億元，年均復合增速為19.25%，2022年中國市場規(guī)模將達12036億元。特種集成電路行業(yè)有望迎來發(fā)展的黃金時期。特種集成電路及器件是指在高溫、低溫、腐蝕、機械沖擊等特殊使用環(huán)境下仍具有較高的安全性、可靠性、環(huán)境適應性及穩(wěn)定性的集成電路及器件。特種集成電路的發(fā)展備受國家關注，國家出臺相關產(chǎn)業(yè)政策積極支持特種集成電路產(chǎn)品的國產(chǎn)化進程。隨著中國電子設計與制造技術水平的全面提升，國內特種集成電路行業(yè)有望迎來發(fā)展的黃金時期。3.2、技術實力構筑競爭壁壘，持續(xù)創(chuàng)新豐富產(chǎn)品矩陣特種集成電路產(chǎn)品矩陣豐富，核心技術國內領先。紫光國微旗下子公司國微電子主要從事特種集成電路業(yè)務，產(chǎn)品包括微處理器、可編程器件、存儲器、網(wǎng)絡總線及接口、模擬器件、SoPC系統(tǒng)器件和定制芯片等七大系列，近500個品種，同時可為用戶提供ASIC/SOC設計開發(fā)服務及國產(chǎn)化系統(tǒng)芯片級解決方案。公司掌握了高可靠微處理器的體系結構設計、指令集設計和實現(xiàn)技術，建立了單片及組件總線產(chǎn)品的設計、驗證和測試平臺，在國內處于領先地位。紫光國微具備行業(yè)領先優(yōu)勢，持續(xù)研發(fā)拓展新品，高射頻ADC有望成為公司新增長點。紫光國微特種集成電路業(yè)務已具備先發(fā)優(yōu)勢。公司特種儲存器、網(wǎng)絡總線、接口產(chǎn)品處于行業(yè)領先地位，特種SoPC平臺產(chǎn)品的系統(tǒng)級芯片已獲得客戶認可，公司行業(yè)地位領先已具備先發(fā)優(yōu)勢。與此同時，紫光國微持續(xù)研發(fā)推出新品，完善產(chǎn)品種類。2022年（1）公司推出了2x納米的低功耗FPGA系列產(chǎn)品；（2）在特種存儲器方面，公司開發(fā)特種NandFLASH、新型存儲器等多個種類；（3）在模擬產(chǎn)品領域，公司向用戶提供齊套的二次電源解決方案；（4）2022年H1推出的高速射頻ADC、新型隔離芯片等新產(chǎn)品也已初步獲得主要用戶認可，有望在“十四五”期間成為公司新的增長點。加大高端特種集成電路投入，聚焦數(shù)模轉換、視頻處理芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化建設。2022年12月27日紫光國微審議通過了《關于變更部分募集資金投資項目的議案》，公司計劃將子公司紫光同芯實施的“新型高端安全系列芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目”、“車載控制器芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目”變更為子公司國微電子實施的“高速射頻模數(shù)轉換器系列芯片及配套時鐘系列芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化建設項目”、“新型高性能視頻處理器系列芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化建設項目”以及“科研生產(chǎn)用聯(lián)建樓建設項目”：

1)高速射頻模數(shù)轉換器系列芯片及配套時鐘系列芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化建設項目投資總額為2.43億元，項目建成后最高可達到年產(chǎn)高速射頻模數(shù)轉換器芯1萬顆、低延時射頻模數(shù)轉換器芯片1萬顆、高性能配套時鐘系列芯片2萬顆，預計可實現(xiàn)營業(yè)收入為1.75億元，年利潤總額為0.99億元；

2)新型高性能視頻處理器系列芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化建設項目投資總額為3.05億元，項目建成后預計每年可生產(chǎn)4萬顆4K高性能多核視頻處理器、4.5萬顆4K高性能AI視頻處理器，預計可實現(xiàn)營業(yè)收入為3.78億元，年利潤總額為2.35億元。紫光國微聚焦子公司深圳國微、變更可轉債募投項目轉向優(yōu)勢業(yè)務方向，彌補公司在高端射頻模數(shù)轉換器市場的空白，有望在模擬IC領域拓展新的業(yè)務增長點。4、紫光同創(chuàng)：FPGA市場空間廣闊，集成化趨勢下布局SOPC有望持續(xù)受益4.1、5G+新興市場驅動，市場空間廣闊FPGA可編程、靈活性高、可并行、低延時，是5G通信及人工智能發(fā)展的理想解決方案。根據(jù)《復旦微電招股說明書》，F(xiàn)PGA（現(xiàn)場可編程門陣列）是一種硬件可重構的集成電路芯片，通過在硅片上預先設計實現(xiàn)具有可編程特性，可通過軟件重新配置芯片內部的資源來實現(xiàn)不同功能，廣泛應用于數(shù)據(jù)中心、航空航天工程、人工智能、工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)以及汽車等領域。FPGA擁有軟件的可編程性和靈活性、兼具硬件的并行性和低延時性，相較于ASIC、GPU等處理器更為靈活，具備上市周期和成本優(yōu)勢。在5G通信、人工智能等迭代升級周期頻繁、技術不確定性較大的領域，F(xiàn)PGA是較為理想的解決方案。FPGA芯片將向先進制程、高密度化發(fā)展，本土企業(yè)市場空間廣闊。據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2019年性價比和良品率較高的28nm-90nm制程的FPGA芯片市占率達63.3%，功率低高性能的28nm以下制程的FPGA芯片市占率為20.9%。實現(xiàn)28nm級FPGA量產(chǎn)的公司多為賽靈思等國際廠商，國內紫光同創(chuàng)、安路科技、復旦微電等先后推出28nm工藝制程FPGA。隨著5G通信設施的全球部署、汽車輔助駕駛的逐漸成熟、數(shù)據(jù)中心需求的增長、人工智能領域的拓展開發(fā)，以及越來越高速率、超精密的技術要求，28nm以及更先進工藝制程的FPGA的需求將持續(xù)擴大，本土企業(yè)市場空間廣闊。FPGA市場增長趨勢或將延續(xù)，2019-2025年國內FPGA市場增速有望達16.98%。根據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)及預測，2019-2025年全球FPGA市場有望從56.8億美元增長至125.6億美元，年均復合增速為14.14%；中國FPGA市場有望從129.6億元增長至332.1億元，年均復合增速為16.98%。工業(yè)、通信等下游領域引領FPGA市場需求。據(jù)Frost&Sullivan預測數(shù)據(jù)，2022年，通信/工業(yè)/數(shù)據(jù)中心/汽車/消費電子/人工智能在國內FPGA下游應用中分別占比41.52%/31.23%/10.54%/6.94%/5.89%/3.88%。（1）在通信領域，F(xiàn)PGA應用在數(shù)據(jù)接入、傳送、路由器、交換機、無線通信基站和射頻處理單元的多種電路板中，實現(xiàn)接口擴展、邏輯控制、數(shù)據(jù)處理、單芯片系統(tǒng)等各種功能。其中5G基站的建設需滿足高速率、低時延、高流量、大連接數(shù)等性能，而FPGA的靈活性能夠隨時改變芯片內部的連接結構，從而實現(xiàn)不同邏輯功能，成為理想的解決方案，通信基站數(shù)量增多將帶動FPGA零部件用量增加；FPGA主要應用在收發(fā)器基帶中，計算復雜度伴隨5G建設中通道數(shù)的增加，F(xiàn)PGA定價有望提高；伴隨5G領域的持續(xù)布局，F(xiàn)PGA有望實現(xiàn)量價齊升。（2）在工業(yè)領域，F(xiàn)PGA應用于視頻處理、圖像處理、數(shù)控機床等方向，實現(xiàn)信號控制和運算加速功能。隨著全球新一代通信設備部署、工業(yè)智能化進程加快以及人工智能與自動駕駛技術等新興市場領域的發(fā)展，F(xiàn)PGA芯片市場需求有望持續(xù)高度景氣。新興應用市場需求涌現(xiàn)持續(xù)拓寬FPGA的應用場景。FPGA芯片已成為支持消費電子、汽車電子、數(shù)據(jù)中心、人工智能等新場景應用的優(yōu)質選擇。（1）FPGA較短的開發(fā)周期能夠匹配消費電子產(chǎn)品較快的迭代周期；（2）FPGA可為汽車電子需求提供靈活的低成本高性能解決方案；（3）FPGA能使數(shù)據(jù)中心的不同器件更加有效地協(xié)同，避免數(shù)據(jù)轉換導致的算力空耗；（4）FPGA在矩陣運算、圖像處理、機器學習、非對稱加密、搜索排序等人工智能領域應用前景廣闊。新興市場需求的不斷涌現(xiàn)為FPGA持續(xù)拓寬應用場景，打開增量空間。全球FPGA市場寡頭壟斷，海外巨頭占據(jù)主要市場份額；國內廠商紛紛布局FPGA，國產(chǎn)替代正在進行。全球FPGA市場由兩大巨頭Xilinx和Intel壟斷，同時在硬件設計和高端的EDA軟件設計上都形成了極強的技術封鎖。據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù)，2019年中國FPGA市場中按銷售額統(tǒng)計Xilinx和Intel分別占據(jù)55.1%/36.0%的市場份額。國外企業(yè)起步較早，Xilinx、Intel（Altera）、Lattice、Microchip等公司通過近9000項專利構筑了牢固的知識產(chǎn)權壁壘，形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈優(yōu)勢，2019年四大廠商的銷售額市場占有率合計達90%以上。國內廠商包括紫光同創(chuàng)、復旦微電、成都華微電子、安路科技、高云半導體等紛紛布局FPGA，逐步進行國產(chǎn)替代。4.2、國內FPGA龍頭，產(chǎn)品系列豐富國內FPGA龍頭廠商，產(chǎn)品系列豐富。紫光國微子公司紫光同創(chuàng)是國內FPGA龍頭廠商，目前公司有Titan系列高性能FPGA、Logos系列高性價比FPGA、Compa系列CPLD共3個系列可編程邏輯器件產(chǎn)品，廣泛應用于通信、圖像視頻處理、數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡信息安全、儀器儀表等行業(yè)。業(yè)務模式定位通用領域，競爭優(yōu)勢凸顯。紫光國微旗下國微電子的FPGA產(chǎn)品主要應用于特種領域，2013年成立子公司深圳同創(chuàng)國芯（現(xiàn)紫光同創(chuàng)），紫光同創(chuàng)FPGA產(chǎn)品主要覆蓋通用市場。與通用芯片相比，特種級芯片的工作溫度范圍更大，電路設計和工藝處理更復雜，檢驗標準更高，造價和維護費用高昂，行業(yè)壁壘高。紫光同創(chuàng)作為紫光國微的通用芯片衍生公司，依托原有的特種芯片生產(chǎn)技術和經(jīng)驗有望形成競爭優(yōu)勢。紫光同創(chuàng)持續(xù)加大研發(fā)投入，深化戰(zhàn)略布局。（1）2021年紫光同創(chuàng)完成新一輪增資，在普通產(chǎn)品領域大規(guī)模FPGA順利實現(xiàn)量產(chǎn)發(fā)貨，中小規(guī)模FPGA產(chǎn)品型號譜系進一步完善，公司在視頻圖像處理、工控和消費市場領域增長迅速，產(chǎn)品總發(fā)貨量實現(xiàn)翻倍提升。（2）在產(chǎn)品創(chuàng)新方面，公司第一代SoPC系列產(chǎn)品順利研發(fā)，內嵌處理器、可編程模塊、高速接口及多種應用類IP等豐富資源，擁有控制運算處理、智能運算處理、高性能計算等多個子系列產(chǎn)品分支，為嵌入式終端、工控、圖像視頻、通訊等領域提供系統(tǒng)級解決方案，具備競爭優(yōu)勢；第二代SoPC產(chǎn)品面向人工智能、機器視覺等領域，研發(fā)正在進行。與此同時公司持續(xù)加大研發(fā)投入，成立第二大研發(fā)基地紫光同創(chuàng)成都研究所，推動公司深耕高精尖技術領域、提升工程量產(chǎn)能力。4.3、集成化或為產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，布局SOPC有望持續(xù)受益全球FPGA龍頭廠商Xilinx產(chǎn)品趨于集成化。美國Xilinx公司發(fā)明了FPGA及可編程SoC，是全球FPGA龍頭廠商，據(jù)中國安防行業(yè)網(wǎng)數(shù)據(jù)，Xilinx全球FPGA市場份額達一半以上，65nmFPGA產(chǎn)品市占率達90%，主要用于軍品和宇航。Xilinx的產(chǎn)品不斷趨于小型集成化：Virtex系列產(chǎn)品尺寸從2002年的0.15um到現(xiàn)如今的可做到16nm，產(chǎn)品面積持續(xù)縮??；與此同時Virtex系列產(chǎn)品可將ADC/DAC集成至FPGA中從而實現(xiàn)芯片更為豐富的功能，并且FPGA+ADDA的異構集成可降低功耗。全球FPGA龍頭廠商Xilinx的產(chǎn)品已趨于集成化發(fā)展。Xilinx旗下產(chǎn)品的SOC方案相比分立器件方案可降低功耗、節(jié)省卡板面積，集成化或為芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。SoC片上系統(tǒng)（System-on-a-Chip、系統(tǒng)級芯片）是將處理器、端口、GPU、DSP、FPGA等所有組件集成在一個硅薄膜襯底上。與傳統(tǒng)主板相比SOC尺寸更小、效率更高；與分立的多芯片系統(tǒng)相比SOC集成了芯片硬件與軟件互聯(lián)的結構，減小了整體的體積、功耗，一體化系統(tǒng)更可靠。據(jù)Xilinx發(fā)布的AnAdaptableDirectRF-SamplingSolution記載，“8收8發(fā)”

的ZynqUltraScale+MPSoC芯片采用分立的FPGA+ADDA方案，功耗約28W；

而ZynqUltraScale+RFSoC芯片采用集成方案，在節(jié)省2塊17mm*17mm面積的同時功耗下降至9W。據(jù)Xilinx發(fā)布的XDF-RFSolutionswithZynq?UltraScale+?RFSoC記載，8T8R200MHzBand42Radio的RF-SOC方案產(chǎn)品相比分立器件方案可節(jié)省70%功耗與42%板卡面積。集成化或為芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢。復盤計算機和手機芯片組的發(fā)展，均是從分立走向集成。（1）在4004處理器時代，CPU僅具備運算功能、無DMA控制器等，計算機需要很多芯片形成芯片組來控制外圍的輸入輸出設備、提供DMA總線等功能設計；伴隨集成電路與計算機的發(fā)展，計算機中芯片數(shù)量下降、功能漸漸整合，逐步發(fā)展為由南橋和北橋兩個芯片組成；2008年Intel開啟酷睿時代，內存控制器、集成顯卡等北橋芯片被集成在處理器上，桌面處理器逐漸SoC化，原來的南橋芯片會提供更多的外圍設備連接功能同時也改名為PCH（平臺控制器）；到了現(xiàn)在，部分I/O鏈接功能直接集成進入CPU、芯片組逐漸形成完整的SoC，集成化是產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。2018年據(jù)anandtech報導，Intel展示內置AlteraArria10GX1150FPGA的XeonGold6138P處理器，目前已經(jīng)將FPGA和CPU集成在一起用于數(shù)據(jù)中心使用。（2）在1G向5G的發(fā)展過程中手機從通訊機逐漸演變成智能機，伴隨功能的豐富而形態(tài)整體趨于小型化。2008年蘋果公司智能手機的示范效應使多點觸控、指紋技術等應用爆發(fā)，觸控及指紋等各種芯片開始陸續(xù)上機，同年蘋果開始自研SoC芯片；2010年蘋果發(fā)布iPhone4搭載SoC芯片的A4處理器，三星、華為等其他廠商紛紛開啟智能手機及SoC芯片的發(fā)展；2014年華為海思推出的第一款手機SoC芯片麒麟910是28nm，后于2020年發(fā)布了基于5nm工藝制程的手機SoC芯片麒麟9000。從通訊機到智能機，手機芯片組從基帶芯片、應用芯片等各種功能芯片的分立逐漸發(fā)展為SoC集成化。未來FPGA或將向集成化發(fā)展。集成化可降低芯片功耗，增加通道數(shù)，可實現(xiàn)芯片更高靈活性及更強適應性，目前Xilinx已實現(xiàn)提供FPGA和SoC的產(chǎn)品組合方案；與此同時FPGA廠商逐漸從單純的提供芯片及開發(fā)工具方案向客戶提供系統(tǒng)級解決方案轉變，未來FPGA或將向集成化發(fā)展。紫光國微布局SOPC，有望隨芯片集成化發(fā)展持續(xù)受益。SOPC（SystemOnaProgrammableChip）可編程片上系統(tǒng)將處理器、I/O口、存儲器以及其他功能模塊集成到一片F(xiàn)PGA內，是基于FPGA解決方案的SOC片上系統(tǒng)設計技術。紫光國微已推出具備現(xiàn)場可編程功能的高性能系統(tǒng)集成產(chǎn)品，并獲得客戶認可。公司第一代SoPC系列產(chǎn)品研發(fā)進展順利，內嵌處理器、可編程模塊、高速接口及多種應用類IP等豐富資源，擁有控制運算處理