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“半导体IP王国”上市背后的芯原股份:陷入亏损泥潭

作者:admin 发布时间:2020-06-16 21:27点击:

继中国微电子之后,另一家集成电路公司踏上了科技板领域。 9月20日晚,上海证券交易所披露,芯原股份的上市申请被受理。

记者检查发现,这家名为芯源的公司具有独特的经营模式和独特的经营理念。它没有自己的芯片品牌,但是拥有丰富的IP(知识产权)和深厚的设计技能,它为Intel和NXP提供了,Broadcom,Samsung和其他世界一流的芯片公司提供一站式芯片定制服务以及半导体IP许可服务。

“芯原就像芯片行业的药明康德一样。”对于芯原股份的重要性和行业地位,IC设计界的一些人这样形容《上海证券报》的记者。芯原的独特商业模式也赢得了众多资本的青睐,并获得了国家集成电路产业投资基金(以下简称“大基金”)和小米基金的祝福。

这是“学习和卓越”的典型例子。在2000年左右的“创造核心”热潮中,曾任加州大学终身教授的戴为民回到上海,建立了专门从事集成电路IP和设计服务的核心业务。

根据招股说明书(公告稿),芯原股份拟此次公开发行不少于4819.3万股,募集资金不超过7.9亿元,投资于智能穿戴设备IP(知识产权)应用解决方案和系统。集芯片定制平台开发和产业化项目。核心投资的最新融资后估值不低于30亿元。

记者发现,芯原是一家具有独特商业模式的公司。作为一家集成电路设计公司,芯原没有自己的品牌产品,但它为Intel,NXP,Broadcom,三星,紫光展瑞等公司提供芯片设计服务或IP许可服务。

“芯原就像芯片行业的一样药明康德。”对于轩yuan独特的商业模式,IC设计行业的一些人在采访中使用了这种类比。芯源股份是全球领先的芯片设计外包服务。此外,其芯片设计和服务能力不亚于世界领先的芯片设计公司。根据数据,药明康德是全球公认的最全面,研究集成最全面的小分子化学药物发现,研发和开发综合服务平台之一。

芯原将其业务模型定义为:芯片设计即服务(Silicon Platform as a Service)模型(以下称为“ SiPaaS模型”)。该公司为具有各种IP和公司独立拥有的累积芯片定制技术的芯片设计公司提供基于平台的全方位一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务。

作为“芯片行业的药明康德”,芯原与最先进的芯片公司共享业务,并向世界销售IP和设计服务。

根据声明草案,芯原在美国,欧洲和日本设有分支机构,并正在积极拓展海外业务。报告期内,公司海外收入分别为6.84亿元,7.31亿元,7.8亿元和3.66亿元,分别占公司营业总收入的82.14%,67.65%,73.75%和60.21%。现时阶段。

良好的实力吸引了许多强大的股东。鑫源股份透露,在公司的红筹结构被拆除后,大笔资金和小米基金已经对该公司进行了投资。截至目前,他们的持股比例分别为7.9849%和6.2521%,使其成为第四和第五大股东。 芯原的股东还包括著名的半导体公司,例如英特尔,IDG资本和私募股权投资机构。

“芯原在2018年已录制了50个型号,并且已大批量出货了10纳米FinFET芯片。全球首个7nm EUV已在2018年成功录制。”此前,芯原公司创始人兼董事长戴伟民在演讲中解释了核心的“研发能力”。这可能是芯原股份吸引大笔资金的地方。记者了解到,一般的芯片设计公司每年不能流送2到3个芯片,而内核的设计能力和实力却遥遥领先。

具体来说,芯原在全球主流半导体工艺节点(例如传统CMOS,先进的FinFET和FD-SOI)中具有出色的设计能力。就先进的半导体工艺节点而言,该公司已经具有成功的14nm / 10nm / 7nm FinFET和28nm / 22nm FD-SOI工艺节点芯片的流片经验,并已开始对下一代FinFET和FD-SOI工艺节点芯片。

在专利方面,芯原股份披露,截至报告期末,芯原股份在全球拥有有效的发明专利117项,商标62项,在中国注册的集成电路布图设计专有权104项,软件著作权12项,丰富的技术秘密储备。

自18年前成立以来,芯原不仅坚持自主创新,而且通过并购和战略合作形成了“引进,消化和重吸收”的闭环,以积累更多的知识产权并迅速增强其实力。例如,在2006年,芯原收购了LSI Logic的ZSP(数字信号处理器)部门。 ZSP部门已整合到芯原的组织结构中,并成为其重要平台之一; Vivante)基于全股票交易达成了最终合并协议,这大大增强了公司的研发实力。

芯原股份有限公司的未来发展也吸引了投资者的注意。 “芯原股份是中国很少有的芯片公司,它们在研发方面的投资很高。”对于芯原股份的财务表现,集成电路行业的一些人介绍说,高研发投入会拖累财务指标,但是长期持续的研发投入只能积累深厚的技术和长期竞争力,尤其是在IP服务方面。 “核心研发投资可与世界一流公司相媲美。只有专注于产品的公司才能敢于保持如此高的研发投资,只有这样做,才能保持公司的持续竞争力并最终赢得胜利。”

芯原股份透露,公司在2016年,2017年,2018年和2019年上半年的研发投入分别占营业收入的37.18%,30.71%,32.85%和31.99%,远高于许多国内芯片设计公司。

“此外,芯原股份独特的商业模式也使其具有潜在的良好增长。”对于芯原股份的未来,上述人士认为,芯原股份是基于其首创的“灯光设计”新格式。一方面,它使芯片设计公司更加“轻装上阵”,并且可以快速开发市场;另一方面,该模型极大地消除了芯原股份的市场风险和库存风险压力,使其可以专注于IP和芯片的设计与开发。 “随着IP和设计能力的积累,芯原和中国的芯片设计公司将进入共生形式的加速增长。”

对于未来的发展,芯原透露,该公司将继续保持对半导体IP研究与开发的投资,并选择机会进行投资或合并以扩大核心半导体IP储备;该公司将继续基于先进流程(包括基础和应用软件平台)升级系统级芯片定制平台,为数据中心,可穿戴设备,智能城市,智能家居,智能汽车和其他应用的芯片创建核心技术平台。应用程序。

在人工智能领域,芯原股份已经处于领先地位。根据本公开,核心网络的神经网络处理器IP已被全球近30家公司批量生产的人工智能芯片产品所采用。 Compass Intelligence报告显示,在2018年人工智能芯片公司排名中,芯原在全球排名第21位,在中国公司列表中排名第3位。

中兴和华为事件发生后,半导体的本地化迅猛发展,IP的重要性日益凸显。最近,由科学技术委员会提交注册的芯原微电子(上海)股份有限公司(下称芯原股份)引发关注,引起了关注。半导体IP之王”。

半导体IP是指经过验证,可重复使用并具有特定功能的集成电路模块。由于其高技术密度,集中的知识产权和昂贵的商业价值,它处于产业链的顶端。

但是,令人感到尴尬的是,全球半导体IP市场的核心股票份额仍不到2%。同时,其累积的IP大部分来自并购。就关键中央处理器(CPU)IP而言,它完全失去了发言权。缺乏可自我控制的IP也是中国“缺乏核心”现状的一个非常薄弱的环节。

中国的半导体知识产权没有足够的天然基因,市场被海外公司垄断。软银旗下的英国公司ARM是绝对的霸主,占有40%以上的份额,其性能遥遥领先。相比之下,新元股份自成立以来已近20年没有盈利,却累计亏损近16亿元。在国内替代的大趋势下,中国需要继续努力实现知识产权自主。

随着集成电路技术的不断升级,芯片设计的复杂性不断增加,行业分工趋于精细化,IP行业的应用也应运而生。出生于1990年的ARM已成为先锋。中国的半导体IP市场起步较晚。芯原股份有限公司成立于2001年,拥有30名员工。以中芯国际开发的标准单元库为起点,是国内首个IP授权。

但是实际上,在中国,关于知识产权的讨论很少。直到去年ARM提供华为的供应中断的消息之后,IP才受到更多关注,从而加剧了IP本地化的紧迫性。那么,中国半导体IP的现状如何?可以说,芯原股份的代表性样本存在较大差距。

从市场情况来看,当前的半导体IP市场仍不突出,但它也是赢家通吃的轨道,呈现出高度集中的趋势,美国和英国公司处于主导地位。

根据市场分析公司IPnest的报告,2019年全球半导体IP市场的总价值约为39.4亿美元,同比增长5.2%;其中排名前十位的供应商占总数的78.1%,其中7家是美国和英国的公司,软银集团在2016年投资了ARM,ARM以300亿美元的价格被收购,占据了40%以上的市场; Synopsys和Cadence在美国排名第二和第三,占总数的24%以上,即前三个占据了64%以上的份额。

事实是,中国大多数芯片都高度依赖海外IP授权,这是外资企业模式背后的事实。从前十大中国公司的角度来看,VeriSilicon和eMemory Tech(力旺电子)在台湾的市场份额分别仅为1.8%和1.2%,这也反映出中国在IP市场上的市场份额较低。话语权。

就储备而言,VeriSilicon当前具有五种类型的处理器:图形处理器(GPU),神经网络处理器(NPU),视频处理器(NPU),数字信号处理器(DSP)和图像信号处理器(ISP)。 IP,以及1,400多种数模混合IP和射频IP。但是,值得注意的是,这五种处理器IP以及许多其他IP都是通过外部并购从芯原获得的,并不是完全意义上的自主创新。

与排名靠前的海外同行相比,芯原具有完整的IP类型范围,但没有中央处理器(CPU)IP。数据显示,处理器IP是全球最大的IP组,市场份额为60%,其中通用CPU IP市场最大,市场份额超过40%。 芯原公开的CPU IP供应商是ARM和Synopsys,但它们基本上由ARM垄断。它在全球手机市场的份额超过90%,奠定了ARM在移动时代的主导地位。

芯原在CPU IP中的份额不足无疑是一个巨大的市场损失。这也是高性能计算(如中国的CPU IP)普遍失语的现状。 芯原在招股说明书中承认,它在需要集成CPU IP的应用程序中具有竞争劣势,在高端计算机和智能手机等应用程序中,与全球顶级IP供应商存在一定的技术和生态差距。此外,外国公司主导着嵌入式非易失性存储器,存储器编译器和其他IP,核心库存也缺乏储备。

芯原在另一个主要的国内芯片设计行业中也面临瓶颈问题。在运营和技术研发的过程中,该公司将根据需要购买第三方半导体IP和EDA供应商技术许可,而垄断了全球60%以上EDA市场的Synergy和Keng Teng Electronics是两家公司。核心供应商。业务方面,这两家公司在IP方面也有较高的发言权,可以说这对国内半导体行业造成了多次打击。

这些只是中国半导体IP差距的一些主要表现。根据行业观点,国内半导体IP仍处于起步阶段,IP公司的整体规模相对较小。它在高端领域缺乏话语权,同质化比较严重。短期内很难突破。其背后是中国天生缺乏IP基因的挫败感。

长期关注并研究了半导体产业发展的翔峰投资执行董事任刚在接受搜狐科技采访时表示,底层的半导体结构和最上游的产业基本上都集中在美国等海外国家 。这些公司已经积累了数十年的国内IP市场的这种情况是不可避免的。如果中国公司想取得突破,不仅需要时间和资本投资于技术,而且还需要考虑市场和兼容性问题。

但是,尽管全球半导体IP市场由巨头垄断,但垂直方向仍存在一些可喜的变化。从集中度的角度来看,2017年排名前十位的供应商总份额达到84.6%,2018年略降至80.1%,呈小幅下降趋势,而ARM控制了IP市场的50%以上在过去两年中也占有市场份额有些下降。

这表明IP市场的市场活力不断增强。例如,主要从事嵌入式非易失性存储器的IP许可的美国公司SST(Silicon Storage Technology,Inc.)直接从2018年的前十名跃升至2019年的第四名。支持业绩的强劲增长,这也导致鑫源股份等公司的排名下降。

芯原主要有两个主要业务,一个是外包芯片定制业务(包括芯片设计和芯片批量生产),另一个是半导体IP授权业务。收入来自收取授权费并根据客户对公司IP的使用情况完成设计。针对产品销售而收取的特许权使用费也是IP市场的主要商业模式。

但是,芯原的收入近年来有所波动,2017年至2019年分别约为10.8亿元,10.57亿元,13.4亿元;其主要来源仍来自芯片定制业务,该业务将在2019年贡献67%的收入。2019年半导体IP许可业务的收入约为4.38亿元人民币,过去三年的复合增长率为达到25%,远高于芯片定制业务的增长率,占近33%,并保持持续增长。

值得注意的是,知识产权业务的盈利能力非常突出。 2019年,核心许可IP许可业务的毛利率接近95%,高于酒王贵州贵州茅台,比芯片定制业务高出约81个百分点。因此,IP许可业务是该公司的利润之头。贡献了近80%的毛利。

实际上,高毛利润在IP市场中相对普遍。例如,ARM的毛利率全年稳定在95%以上,第六大IP供应商CEVA的毛利率也稳定在90%以上,超过了半导体领域的其他公司。产业链。突出知识产权在产业链中的最高地位和极高的议价能力。但是这项赚钱的生意并不容易。 IP需要长期的技术积累,完整的生态系统,持续的研发投资以及对公司业务战略和能力的测试。

近三年来,核心研发支出分别为3.32亿元,3.47亿元和4.25亿元,占总收入的30%以上,基本保持稳定。这也带来了连续的亏损-从2017年到2019年,芯原股份的总亏损为2.37亿元,自成立以来累计亏损达15.81亿元。该公司还预计,今年上半年将至少亏损8000万元人民币,而研发费用将同比增加超过1亿元人民币。此外,由于疫情的影响,公司芯片设计业务的效率下降,以前持续亏损的情况可能无法持续。

持续的研发投资是IP公司巩固其核心竞争力的关键,ARM和CEVA也是。在2019年,他们的研发费用比率将分别保持在40%和60%左右,这也在一定程度上影响盈利能力。去年,CEVA的净利润不足3万美元,同比下降了95%以上; ARM在过去三年中投资了超过7亿美元,是退市前2015年的两倍多,2015年的净利润超过了8美元。1亿美元降至去年的不足3亿美元。

但是,研发并不是决定强度的唯一因素。任刚说,知识产权公司之间的竞争,除了每种技术的独特性外,还更多地取决于生态建设的能力。 ARM可以成为移动时代的核心因素。除了诸如CPU和GPU架构之类的核心IP外,这是因为合作伙伴已经建立了IP核心芯片应用程序的集成生态系统,因此形成了很高的壁垒。

但是生态建设需要时间,这与客户的积累密不可分。截至去年底,芯原有限公司已向250多个客户授予了IP授权,而去年的授权数量仅为65。另一方面,ARM去年仅签署了1767个许可协议,在过去的五年中,它已经积累了450多个客户,其中包括IBM,高通,Nvidia,微软,苹果和其他世界知名公司。这为ARM建立完整的生态系统供应链提供了基础,这对于国内IP公司来说也是一个空白。

目前,半导体行业已经进入了继PC和智能手机之后的新发展周期,其主要变革动力来自物联网,云计算,人工智能,大数据和5G通信等新应用的兴起。

市场咨询机构IBS预测,这些应用将推动全球半导体市场从2019年的4009亿美元增长到2030年的105270亿美元,年均复合增长率为9.17%;到2030年,中国半导体市场规模将达到6212亿美元,同期复合增长率达到10.26%。

该机构还预测,到2027年,全球半导体IP市场将达到101亿美元。在国内替代,政策和资金浪潮的支持下,国内芯片初创公司和芯片设计将得到推动。近年来,项目也在迅速增长,这无疑也将有助于IP市场。

但是对于尚未成为气候的国内IP市场,要获得更高的声音并不容易。在这次采访中,任刚在接受搜狐技术采访时反复提到,国内IP必须在角落里超越,否则要打破ARM的垄断,而具有开源生态的RISC-V指令集是目前最大的机会。中国乃至全世界的许多大公司都在尝试。

芯原股份有限公司董事长戴为民也公开认为,RISC-V可能是中国芯片产业的新机遇。由于物联网应用的分散性质适合进行游击战,因此中国芯片行业的RISC-V确实非常出色。机会。

RISC-V是由加利福尼亚大学伯克利分校开发的第五代RISC(精简指令集计算机)CPU指令集体系结构。由于其自由和开放,低成本和低功耗的优点,它已在全世界引起广泛关注。这显然与主导PC时代的X86架构和主导移动时代的Arm架构不同。这两项专利均由巨头控制。前者甚至没有外部许可,而后者则需要高额的许可费用。

在赶上半导体本地化之后,RISC-V在中国受到越来越多的追捧,并且有数据表明,数百家国内公司正在开发或使用RISC-V体系结构产品,例如阿里巴巴的平头和中天威。 ,以及昭仪创新,华密科技,建安科技,北京君正等企业。

芯原还是RISC-V的活跃启动子。 2018年,联合国的许多RISC-V公司,研究机构和投资机构作为第一任主席单位成立了中国RISC-V产业联盟。加快完善国内RISC-V“ IP芯片-软件-整机-系统”产业生态系统。此外,VeriSilicon还投资了RISC-V领域,此前曾参与了VeriScience(第一家国内专业RISC-V IP公司)的两轮融资。

物联网为RISC-V提供了发展机会。阿里巴巴集团副总裁戚肖宁表示,传统的通用芯片模型越来越难以适应零散的AIoT场景的需求。开源和开放是大势所趋。这使得RISC-V的碎片化功能与Internet和人工智能行业的特征更加兼容,从而为其提供了更多与ARM竞争的机会。甚至业界都认为RISC-V为中国提供了X86和ARM。框架之外的自治的第三条道路。

根据咨询公司Semico Research去年发布的一份报告,到2025年,使用RISC-V的芯片数量预计将增加到624亿,从2018年到2025年的复合增长率为146%。这些芯片将主要用于在工业和PC,消费电子,通信等领域。这意味着RISC-V有望迎来爆炸式发展,它与ARM的竞争才刚刚开始。

但是,尽管RISC-V在过去几年中发展迅速,但它在国内外仍处于早期阶段。完全验证成熟可靠的IP的形成需要花费时间。另外,RISC-V的片段化特性在一定程度上也是不利的。如何确定统一标准以确保兼容性也是一个需要解决的问题。主要竞争对手ARM并非观望者。网络时代也占据了主导地位,并且已经采取了许多措施,导致许多人担心RISC-V只是一时兴起。

对于RISC-V的未来发展,戴为民表示,选择这样的开源体系结构是一项艰巨的任务,成功需要集群效应,还需要更多的行业坚持长期投资。任刚还表示,人工智能和物联网等新应用的兴起确实会带来很多机会。这取决于谁能掌握ARM和RISC-V。关键是看创新。

尽管有减损,但由于国内迫在眉睫,RISC-V仍然是中国难得的机遇,这需要政策,资金和人才的共同努力。中国是否可以利用它摆脱对海外的依赖,实现独立和可控的知识产权,时间就是答案。

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