芯原微电子登陆科创板,小米为其第四大股东

创业邦 2020-05-23 14:26

编者按:本文系创业邦原创作品,作者狮刀,未经授权禁止转载。

5月21日晚间发布科创板上市委审议结果,同意芯原微电子(上海)股份有限公司首发上市。此次IPO拟发行4831.93万股,不低于发行后总股本的10%,由招商证券、海通证券担任联席保荐人。

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芯原微电子是做什么的?它是专注于一站式芯片定制及半导体IP授权服务的技术创新平台。简单来说,就是为iPhone、XBOX等类型的公司提供定制化的芯片服务。

打个比方,如果客户想要装修房子,有时候可能会想找一家一站式外包公司从硬装到软装全搞定了,实现一个“北欧轻奢风”。芯原微就是类似于可以一站式解决定制化问题的集成商。

值得关注的是,小米目前持股占比6.25%,是公司的第四大股东。在目前小米的产业投资列表中,已有近20家半导体相关企业。

创新商业模式:SiPaas模式

芯原微的特殊经营模式在于芯片设计平台即服务(Silicon Platform as a Service,SiPaaS)。SiPaaS模式是指公司本身不生产芯片,而是通过为客户提供一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务获取利润,属于典型的智力驱动型企业。

根据芯原微电子的招股说明书,与传统的芯片设计服务公司经营模式不同,芯原微自主拥有的各类处理器 IP、数模混合IP和射频IP是SiPaaS 模式的核心。

通过对各类IP进行工艺节点、面积、带宽、性能和软件等系统级优化,芯原微打造出了灵活可复用的芯片设计平台,从而能降低客户的设计时间、成本和风险,提高芯原微的服务质量和效率。

可见,SiPaaS模式的主要门槛体现在IP上。IP是芯片设计环节的重要基础之一,IP 的选型很大程度上决定了芯片的性能和功耗。

对于客户而言,在一站式芯片定制服务中使用芯原微自有IP,与使用并集成不同第三方IP相比,能够节省成本、提高设计效率。

反过来,芯原微在为客户定制芯片的过程中,不但可以收集和了解不同行业应用领域对IP各技术指标的需求,还可以沉淀和打磨出更符合市场需求的IP,也会根据客户需求定制新的IP,从而持续丰富公司的IP资源库。

这和通常行业内的芯片设计公司经营模式有一定差异,后者往往主要设计并销售自有品牌芯片产品而开展业务运营。但这也同时会带来产品销售、技术支持、库存等费用。

而芯原微采取的SiPaaS模式则不需要公司开发自有品牌的芯片产品。芯原微通过多年来积累的芯片定制技术和半导体IP技术为客户提供芯片定制服务和半导体IP授权服务,产品的终端销售则由客户自身负责。

这样一来,当芯片量产服务规模不断增长时,公司净利润率将逐步提高,将呈现出规模效应。

根据芯原微创始人戴伟民博士的一次采访,这种独特的商业模式是芯原微通过观察全球半导体产业第三次转移及集成电路产业技术升级的发展历程而总结出来的,代表着一种新的芯片设计运营趋势。

在戴伟民看来,SiPaaS模式帮助芯片设计公司从“重设计”到“轻设计”的转变,正如20年前台积电(TSMC)引领芯片设计公司从“有制造”(IDM)到“无制造”(Fabless)的转变一样。

未来风险点:贸易战或会影响技术授权

在报告期内,公司半导体IP授权业务收入分别为23,358.84万元、27,988.41万元、31,155.42万元、22,456.43万元,占主营业务收入比例分别为 28.03%、25.92%、29.46%、36.93%。

不仅如此,根据招股说明书,公司来源于境外的收入金额分别为68,445.33万元、73,060.09万元、77,995.48万元、36,611.91万元,占当期营业收入总额的82.14%、 67.65%、73.75%、60.21%,公司境外收入占比较高。

半导体IP指已验证的、可重复利用的、具有某种确定功能的集成电路模块, EDA 工具是为芯片设计所需的自动化软件工具。

也就是说,芯原微需要获取第三方半导体IP和EDA工具供应商的技术授权。

这个怎么理解呢?以华为和高通为例,比如现在主流处理器架构是PC处理器x86和手机处理器ARM,x86架构被Intel和AMD垄断,ARM架构则被ARM公司垄断。

其他处理器设计公司想自主设计就要有授权,ARM的授权分为3种:一是指令集架构级别的授权,苹果和华为就是指令集架构授权(华为ARMV8);二是IP核(软核)授权,无法对指令集架构修改,只能修改IP核;三是IP核(硬核)授权,一切不能改动,包括工艺参数选择,直接调用。

以ARM给高通、华为授权为例:高通的骁龙855获得的是ARM的IP核的授权, 855芯片介绍中就有“Build on Arm Cortex Technology”字样,也就是说,高通在购买的ARM的IP核的基础上进行了修改,ARM则按照高通要求进行深度定制,高通将这个IP核重新命名为Kryo。

华为海思麒麟980购买的是ARM IP核的授权,麒麟980采用了Cortex-A76 Based CPU,并基于Cortex-A76的IP核进行了改动,但修改和定制幅度比高通少。

假如ARM以后不给中国厂商授权IP核:

一是当ARM发布下一代IP核(例如Cortex-A77、78、79)后,华为只能使用ARM V8架构自主设计IP核跟进,研发速度和资金投入是关键。而高通可以直接通过这个新IP核定制高通855之后的下一代芯片。

二是当ARM发布下一代指令集架构(例如ARMV9、V10)时,华为需要在ARMV8的基础上自主开放出ARMV9指令集架构,技术难度比IP核大很多,同时华为自创的“ARMV9”生态系统需要和ARM系统兼容。

根据招股说明书,报告期内,公司司半导体IP和EDA工具供应商主要为新思科技(Synopsys)和铿腾电子(Cadence),前者是一家美国电子设计自动化公司,后者也是一家在纳斯达克上市的专门从事电子设计自动化(EDA)的软件公司。

可是随着中美贸易战的加剧,如果大供应商均停止向芯原微进行技术授权的话,公司的主营业务势必将遭到挑战。

可以这么认为,芯原微的发展未来取决于“中国芯”的自给率。然而国产替代的过程不是单靠一家企业能够短时间培养和建立起来的,还需要更多厂商以及合作伙伴的共同努力

半导体的战争:产业轮回

从历史发展进程来看,自20世纪60年代半导体产业在美国发源以来,全球

半导体产业因产业链进一步细化和应用市场需求变化,经历了两次产业转移,并 正在进行第三次产业转移。

自1947年第一条晶体管在贝尔实验室诞生,此后20年里,美国在半导体产业里占据了绝对优势。

到了20世纪60年,日本半导体产业开始萌芽,日本也从美国进行了大量的技术引进,完成了初步的技术积累。

从20世70年代起,美国将半导体系统装配、封装测试等利润含量较低的环节转移到日本等其他地区。日本半导体产业也由此开始积累,并借助家用电子市场对半导体技术及产量的需求不断完善产业链,最终在家电领域实现突破,由此产生了半导体产业的第一次产业转移。

从1980至1986年期间,美国的半导体市场从61%下降到43%,而日本由26%上升至44%。这就是半导体的第一次转移,该次转移成就了索尼、东芝、日立等知名企业。这期间,拥有芯片设计和生产能力的IDM得到快速发展。

日本半导体公司一直采用着IDM模式,但进20世纪90年代后,Fabless+Foundry模式成为了半导体产业的主流生产模式,因日本经济泡沫破灭、投资乏力等原因,日本的半导体产业开始没落。这时候,中国台湾的台积电和联电两家晶圆厂诞生了,这也催生了芯片设计服务行业的诞生。

到了21世纪起,随着个人计算机产业向手机产业迈进,终端产品更加复杂多样, 芯片设计难度页快速提升,研发资源和成本持续增加,促使全球半导体产业分工继续细化,芯片设计产业则进一步拆分出了半导体IP产业,而芯片设计服务产业的服务范围也进一步扩大。

中国大陆是第三次转移的关键“阵地”。2000年到2016年,中国半导体市场增速领跑全球,年均复合增速达到21.4%,其中全球半导体年均增速是3.6%,美国将近5%,欧洲和日本都较低,中国半导体消费也已经是全球最大的市场,如今,中国已具备成为半导体强国的实力,现在正是布局这轮产业黄金发展时期的时机。

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图片来源:芯原微电子招股说明书

根据招股说明书,芯原微的募集资金将主要用于IP应用方案和芯片定制平台的开发以及产业化项目。

参考文献:

1.芯原微微电子(上海)股份有限公司招股说明书

2.从“做生意”的角度看半导体行业,芯片设计的投资逻辑是什么?来源:学恒的海外观察,作者:何立中

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