1、证券研究报告 作者：卫书根 执业证书编号：S0930517090002 2020年7月9日 寒武纪(688256.SH)：稀缺性&可能性兼备 的AI通用计算芯片拓荒者 科创板新股纵览 请务必参阅正文之后的重要声明 稀缺性：底蕴深厚，技术和产品性能位列全球第一梯队，行业门槛高，是国内通用 AI计算芯片领域的领先厂商。同时基于自主智能处理器指令集，完成云端、边缘端、 终端产品线布局。结合自有的基础系统软件，实现了从通用型智能芯片到云、边、 端通用生态的跨越。 可能性：公司背靠中科院计算所，账上超过40亿现金储备以及25亿募集资金加持， 掌握了在应用市场及生态建设上去证明自己的机会窗口。在中美争端的
2、背景下，公 司完全自主方案的稀缺性面临良好的发展契机。云端训练和推理芯片借助计算集群 项目，打开了生态建设与产品迭带正循环的切口。边缘推理芯片在边缘计算需求扩 张的背景下，包括V2X等新的应用领域有望带来新的较为平齐的外部竞争环境，是 突破契机。终端智能芯片IP授权业务随着1V新品上市及新客户拓展，2021年大概率 恢复正增长。云端市场借助资源优势和集群项目打开生态正循环切口，边缘端借助 新应用弱生态机遇，终端芯片恢复增长，三个领域公司均将面临可供展望的发展窗 口。在整个AI计算芯片市场未来五年超过45%复合增速的背景下，公司存在价值兑 现的机遇和可能性。 核心观点 2 rQoRpPtPnOq
3、PqOsRoPoNtPbRaO6MsQoOoMnNeRmMqPiNrQpM6MmNqQMYoMoNvPsOsO 1、稀缺性&可能性 2、产品与业务展望 3、市场空间和竞争格局 4、风险提示 请务必参阅正文之后的重要声明 公司发展历程 资料来源：公司产品发布会等信息整理，光大证券研究所整理 稀缺性一：底蕴深厚，技术和产品性能全球第一梯队 4 底蕴深厚：公司从2008年开始探索处理器架构与AI的交叉领域，2013年研发首个 深度学习处理器架构DianNao，获处理器架构顶尖学术会议ASPLOS 2014最佳论文 奖，是智能芯片领域全球被引用次数最多的学术论文。2017年将寒武纪1A处理器IP授 权
4、华为海思使用，搭载在华为Mate10手机上，是全球首款AI手机芯片。截至2020年 2月29日，公司已获授权的境内外专利有65项，PCT专利申请120项。 请务必参阅正文之后的重要声明 稀缺性一：底蕴深厚，技术和产品性能位于全球第一梯队 5 产品性能全球第一梯队：公司目前产品包括：（1）终端智能处理器IP：寒武纪1A、 1H、1M，与ARM同类产品相比，单核计算性能略高，性能功耗比等方面较为接近。 （2）云端：寒武纪思元100（推理）、思元270（训练和推理）、思元290（研发中， 训练和推理）与英伟达、海思同类产品在性能功耗比上较为接近，在峰值计算性能上 英伟达最新研发的Tesla A100
5、有明显领先。（3）边缘端：寒武纪思元220（推理）， 性能功耗比上公司与海思同类产品略高于英伟达同类产品，峰值计算性能上英伟达略 微领先。 制程工艺接近或达到最先进水平：思元100、270均采用16nm制造工艺，在研的思 元290采用7nm工艺，思元220采用16nm工艺。 请务必参阅正文之后的重要声明 稀缺性二：自主指令集和架构，产品线布局完整 6 自主指令集和架构：公司迄今已自主研发三代商用智能处理器指令集，云端、边缘 端、终端三条产品线所有智能芯片和处理器IP产品以及基础系统软件均构建于自研的 MLU指令集基础之上。同时公司为云边端全系列智能芯片与处理器产品提供统一的平 台级基础系统软件
6、Cambricon Neuware，打造开发者生态，便捷程序跨终端移植。 共用相同的自研指令集与处理器架构，和基础系统软件平台，实现了从通用型智能芯 片到云、边、端通用生态的跨越。 公司主要芯片产品及软件平台介绍 资料来源：公司公告，光大证券研究所整理 请务必参阅正文之后的重要声明 稀缺性二：自主指令集和架构，产品线布局完整 7 业务结构：以云边端自主智能芯片为基础，公司业务包括：终端智能处理器IP、云 端智能芯片和加速卡、智能计算集群系统三部分。2019年智能计算集群系统实现收入 2.96亿元占比66.72%，毛利率58.23%；云端智能芯片及加速卡实现收入0.79亿元占 比17.77%，毛
7、利率78.23%；终端智能处理器IP实现收入0.69亿元占比15.49%，毛利 率99.77%。边缘端芯片思元220发布时间较短，尚未形成销售收入。从公司收入结构 变化可见，公司2017-2018年99%的收入来自终端智能处理器IP授权业务，2019年新 增云端智能芯片和加速卡和智能计算集群系统业务收入。 2017-2019年公司收入结构 资料来源：公司公告，光大证券研究所整理 请务必参阅正文之后的重要声明 可能性一：自主&外部争端&稳健存续，拥有自证机会 8 公司在研的云端训练和推理芯片思元290和英伟达的Tesla A100均是采用7nm的制 程工艺，对代工的要求很高，在中美争端的背景下，
8、公司完全自主方案的稀缺性面临 好的发展契机。同时公司起家中科院计算所，体系内能够获得较好的资源支持。两方 面的优势因素作用下，公司相比英伟达同类产品在生态上的差距有望随着应用的扩展 逐步缩小，从而进入产品迭带与生态建设的正循环。 公司背靠中科院计算所，账上超过40亿现金储备以及25亿募集资金加持，公司无疑 是AI计算芯片初创公司中资金实力最雄厚之一。公司已有成熟且性能领先的产品发布， 应用的加载&生态的建设需要时间培育，在国家政策支持&产业资源支持&募集资金 支持三方面的支撑下，公司掌握了在应用市场及生态建设上去证明自己的机会窗口。 请务必参阅正文之后的重要声明 可能性二：云&边&端面临可供展
9、望的发展窗口 9 云端训练和推理芯片：2019年主要通过和曙光合作的AI服务器Phaneron以及珠海 和西安的两个计算集群的项目实现出货。我们认为这类项目合作机遇的价值远大于财 务的价值，一款新的芯片产品在最初拓展市场时，获得用户的使用并逐渐建立生态至 关重要，性能等指标反而不是最为核心的竞争要素。而和曙光合作的AI服务器项目， 以及地方的计算集群项目，无疑为公司的芯片产品提供了用起来的机会，打开了生态 建设与产品迭带正循环的切口。 边缘推理芯片：随着5G的应用深入，边缘计算需求将持续扩张。而处于探索期的市 场参与者拥有一个较好发展的外部环境。包括中国具有优势的V2X等领域，未来都有 可能成
10、为重要的需求来源。公司边缘端计算芯片思元220发布时间较短，期待后续的 市场表现。 终端智能芯片IP授权业务：由于客户选择自研而形成很大冲击，但随着1V新品上市 及新客户拓展，2021年大概率恢复正增长。 云端市场借助资源优势打开生态正循环切口，边缘端借助新应用弱生态机会，终端 芯片恢复增长，三个领域公司均将面临可供展望的发展窗口。 1、稀缺性&可能性 2、产品与业务展望 3、市场空间和竞争格局 4、风险提示 请务必参阅正文之后的重要声明 云端市场借助资源优势打开生态正循环切口 11 运算训练和推理芯片：公司思元100/270芯片已经完成联想、浪潮、新华三、曙光、 宝德、技嘉、长城飞腾的产品认
11、证，客户包括中科曙光（2019年销售6384万元思元 100加速卡应用于横琴先进智能计算平台一期项目）、北京金石智信（销售收入340万 元）、江苏恒瑞通（销售收入255万元）、浪潮信息（销售收入233万元）、金山云 （销售收入227万元）等。思元290采用7nm先进制程工艺，预计2021年将形成收入。 2019年公司云端智能芯片及加速卡业务口径实现销售7888万元，其中思元100加速 卡实现收入7728万元，芯片实现收入78万元，思元270加速卡实现收入82万元。在计 算集群业务项下，思元270加速卡实现收入1.4亿元，思元 100 加速卡实现收入109万 元，主要由于后者能够提供更强的人工智
12、能计算能力支持。公司目前在手思元270加 速卡项目订单1182万元。2020H1预计收入0.63-0.65亿元同降1.62%-4.65%。 不容忽视的是，公司2019年的云端芯片的收入（包括芯片业务口径和计算集群业务 口径）主要来自恒琴两期和西安协创计算平台项目贡献。目前尚无等规模在手项目， 但项目的标杆效应加上生态逐步建立，以及性能更高的290上市，有望逐渐进入收入 与生态互相促进的阶梯正循环。 请务必参阅正文之后的重要声明 智能计算集群提供产品和生态建设的练兵场 12 公司智能计算集群系统仅解决人工智能领域的计算需求，核心价值在于为公司的计 算芯片产品找到应用落地场景，以标杆项目为案例，推
13、广寒武纪智能芯片的开发者生 态，在应用过程中实现产品迭带与生态建设正循环。 公司先后中标横琴先进智能计算平台（二期）项目和协同创新港2号研发中试楼数据 中心人工智能计算平台项目。目前横琴项目第一批供货硬件设备、授权软件已完成验 收，2019年确认2.07亿元，第二批供货硬件设备、授权软件总计11.86亿元还待部署， 也是公司当前计算集群项目唯一在手合同。协创项目2019年已交付完成并确认收入 8108万元。2019年横琴和协创项目总共贡献公司智能计算集群业务实现收入2.96亿 元。在新基建及AI应用场景泛化的背景下，公司的标杆项目的优势有利于公司未来更 好的市场开拓。2020H1预计收入约10
14、-20万元，主要系上海脑科学与类脑研究中心项 目优化服务收入。 请务必参阅正文之后的重要声明 边缘端产品借助新应用弱生态机会实现突破 13 边缘端计算芯片：公司边缘端智能芯片及加速卡产品思元220推出不久，目标客户包 括人工智能技术企业、智能交通解决方案提供商、大型商业银行、智能物联网系统供 应商等。用于支持边缘计算场景下的智能数据分析与建模、视觉、语音、自然语言处 理等多样化的人工智能应用。 思元220目前已在多家潜在用户进行测试，预计2020年二季度开始可逐步形成销售， 2020年内实现规模化出货，目前在手订单644万元。除此之外公司与某互联网龙头企 业正在进行商务洽谈且确定性相对较高的采
15、购合同，预计总体金额1000万元左右。边 缘市场的优势在于新应用弱生态，对于参与者有一个相对平齐的外部 竞争环境。而公 司在AI领域的技术及开发生态积累，面临较好的市场竞争力与竞争环境。2020H1预 计收入440-530 万元，主要系2020年公司边缘智能芯片及加速卡产品实现规模化销 售。 请务必参阅正文之后的重要声明 智能终端IP授权业务2021年大概率恢复正增长 14 智能终端处理器IP产品：公司第一代IP产品寒武纪1A2017年开始授权华为海思使用， 搭载在华为麒麟970芯片上。2018年第二代寒武纪1H开始授权海思使用，搭载在麒麟 980芯片上，同年推出第三代寒武纪1M产品，新一代终
16、端智能处理器芯片 IP 产品寒 武纪1V目前正处于研发阶段。公司终端IP授权业务采用固定费用+提成费用的商业模 式。除了海思外，寒武纪终端智能处理器 IP业务客户还有杭州博雅鸿图视频技术有限 公司、厦门星宸科技有限公司、展讯通信（上海）有限公司等，但整体收入贡献较小。 由于海思选择自研自己的终端IP产品，2019年公司智能终端处理器IP产品实现收入 6877万元同降41%，预计2020年来自海思的收入继续下降。2020Q1寒武纪 1A 和 1H 产品合计 IP 授权收入为 316.18 万元，预计全年授权收入为 600-800 万元。1M 系列产品在手订单为与北京智芯微电子科技有限公司签署的
17、672 万元（含税）销售合 同，目前正在洽谈的潜在客户有 5 家，预计有 3 家或以上客户会在 2020 年签约， 2020 年 IP 授权收入预计金额约 1,000 万元。随着1V等新品推出以及新客户拓展， 公司IP授权业务2021年大概率恢复正增长。2020H1预计收入500-550万元同降83%- 84%，主要系预计从海思取得的终端智能处理器 IP 授权业务收入同比下降较大。 请务必参阅正文之后的重要声明 营业数据及2020年指引 15 公司2017-2019年分别实现营收0.08、1.17、4.44亿元，实现归属于母公司股东净 利润-3.81、-0.41、-11.79亿元，研发支出0.
18、3、2.4、5.43亿元。扣除股权激励费用 影响2017-2019年实现归属于母公司股东净利润-0.17、-0.41、-2.35亿元。 公司预计2020 年主营业务收入为6-9 亿元，同比增长 35%-103%；归属于母公司 所有者的净利润为-6.5到-4 亿元，扣除非经常性损益后归属于母公司所有者的净利润 预计为-8到-6 亿元。 1、稀缺性&可能性 2、产品与业务展望 3、市场空间和竞争格局 4、风险提示 请务必参阅正文之后的重要声明 市场空间：全球及中国市场未来五年维持45%以上复合增速 17 2020年仅智能手机、AR/VR、无人机等在内的消费电子市场AI智能芯片需求量预计 达到26.
19、11亿美元，而智能驾驶有望带来更广阔的市场需求。IDC预测，云端推理和训 练对应的智能芯片市场，预计将从2017年的26亿美元增长到2022年的136亿美元， 年均复合增长率39.22%。ABI Research预计，边缘智能芯片市场规模将从2019年的 26亿美元增长到2024年的76亿美元，年均复合增长率23.93%。 全球及中国人工智能芯片市场未来五年增长趋势 资料来源：公司招股书 请务必参阅正文之后的重要声明 竞争格局：老巨头与后发者同台竞技 18 AI计算行业的参与者主要包括三类公司：(1)以Intel、Nvidia、海思为代表的传统芯 片龙头企业，借助自研及外延等手段拓展到AI计算
20、芯片领域，典型如Nvidia2020财年 在数据中心的AI计算芯片实现29.8亿美元收入，相比2014年增长14倍。(2)以寒武纪 为代表的通用AI计算芯片，以及地平线等为代表的专用AI计算芯片的初创公司，尚处 于市场开拓阶段。(3)以Google TPU、百度XPU为代表的互联网巨头自研主要供自己 使用的AI计算芯片。 英伟达2014-2020年数据中心计算芯片营收变化 资料来源：英伟达年报 请务必参阅正文之后的重要声明 股东结构：实际控制人为董事长陈天石先生 19 公司在上市前经过六次增资扩股，发行前为公司董事长陈天石，持股比例33.19%； 第二大股东为中科算源(中科院计算所100%持有
21、)，持股比例18.24%；第三大股东为 艾溪合伙(公司的员工持股平台)，持股比例8.51%。除此之外的股东还包括国投基金 持有3.92%，阿里创投持有1.94%， 科大讯飞持有1.19%等。实际控制人为陈天石。 公司上市前的股权结构 资料来源：招股说明书 请务必参阅正文之后的重要声明 募投项目：投向云端训练、推理及边缘计算芯片等方向 20 公司本次公开发行4010万股人民币普通股（A 股）募集资金25.8亿元，扣除发行费 用后的募集资金净额24.98亿元，主要用于新一代云端训练芯片及系统项目 、新一代 云端推理芯片及系统项目、新一代边缘端人工智能芯片及系统项目和补充流动资金。 公司募投项目 资
22、料来源：招股说明书 1、稀缺性&可能性 2、产品与业务展望 3、市场空间和竞争格局 4、风险提示 请务必参阅正文之后的重要声明 市场拓展与生态建设不达预期的风险 研发、管理不到位等导致技术落后的风险 外部争端对公司产生不利影响的风险 风险提示 22 请务必参阅正文之后的重要声明 谢谢观看! THANK YOU! 光大证券计算机研究团队 姜国平 计算机行业首席分析师 执业证书编号：S0930514080007 电子邮件：J 联系电话： 卫书根 分析师 执业证书编号：S0930517090002 电子邮件： 联系电话： 万义麟 联系人 电子邮件：
23、联系电话： 原点资产 请务必参阅正文之后的重要声明 24 分析师声明 本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师，以勤勉的职业态度、专业审慎的研究方法，使用合法合规的信息，独 立、客观地出具本报告，并对本报告的内容和观点负责。负责准备本报告以及撰写本报告的所有研究分析师或工作人员在此保证，本研究报告中关于任何发行商或证 券所发表的观点均如实反映分析人员的个人观点。负责准备本报告的分析师获取报酬的评判因素包括研究的质量和准确性、客户的反馈、竞争性因素以及光大证券股 份有限公司的整体收益。所有研究分析师或工作人员保证他们报酬的任何一部分不
24、曾与，不与，也将不会与本报告中具体的推荐意见或观点有直接或间接的联系。 行业及公司评级体系 买入未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数15%以上； 增持未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数5%至15%； 中性未来6-12个月的投资收益率与市场基准指数的变动幅度相差-5%至5%； 减持未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数5%至15%； 卖出未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数15%以上； 无评级因无法获取必要的资料，或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件，或者其他原因，致使无法给出明确的投资评级。 基准指数说明：A股主板基准为沪深300指数；中小盘基准为中小板指
25、；创业板基准为创业板指；新三板基准为新三板指数；港股基准指数为恒生指数。 特别声明 光大证券股份有限公司（以下简称“本公司”）创建于1996年，系由中国光大（集团）总公司投资控股的全国性综合类股份制证券公司，是中国证监会批准的首 批三家创新试点公司之一。根据中国证监会核发的经营证券期货业务许可，光大证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务。 本公司经营范围：证券经纪；证券投资咨询；与证券交易、证券投资活动有关的财务顾问；证券承销与保荐；证券自营；为期货公司提供中间介绍业务；证券投 资基金代销；融资融券业务；中国证监会批准的其他业务。此外，公司还通过全资或控股子公司开展资产管理、直接投资、
26、期货、基金管理以及香港证券业务。 本证券研究报告由光大证券股份有限公司研究所（以下简称“光大证券研究所”）编写，以合法获得的我们相信为可靠、准确、完整的信息为基础，但不保证我 们所获得的原始信息以及报告所载信息之准确性和完整性。光大证券研究所可能将不时补充、修订或更新有关信息，但不保证及时发布该等更新。 本报告中的资料、意见、预测均反映报告初次发布时光大证券研究所的判断，可能需随时进行调整且不予通知。报告中的信息或所表达的意见不构成任何投资、 法律、会计或税务方面的最终操作建议，本公司不就任何人依据报告中的内容而最终操作建议做出任何形式的保证和承诺。在任何情况下，本报告中的信息或所表述 的意见
27、并不构成对任何人的投资建议。客户应自主作出投资决策并自行承担投资风险。本报告中的信息或所表述的意见并未考虑到个别投资者的具体投资目的、财务 状况以及特定需求。投资者应当充分考虑自身特定状况，并完整理解和使用本报告内容，不应视本报告为做出投资决策的唯一因素。对依据或者使用本报告所造成的 一切后果，本公司及作者均不承担任何法律责任。 不同时期，本公司可能会撰写并发布与本报告所载信息、建议及预测不一致的报告。本公司的销售人员、交易人员和其他专业人员可能会向客户提供与本报告中 观点不同的口头或书面评论或交易策略。本公司的资产管理部、自营部门以及其他投资业务部门可能会独立做出与本报告的意见或建议不相一致
28、的投资决策。本公司 提醒投资者注意并理解投资证券及投资产品存在的风险，在做出投资决策前，建议投资者务必向专业人士咨询并谨慎抉择。 在法律允许的情况下，本公司及其附属机构可能持有报告中提及的公司所发行证券的头寸并进行交易，也可能为这些公司提供或正在争取提供投资银行、财务顾 问或金融产品等相关服务。投资者应当充分考虑本公司及本公司附属机构就报告内容可能存在的利益冲突，勿将本报告作为投资决策的唯一信赖依据。 本报告根据中华人民共和国法律在中华人民共和国境内分发，仅供本公司的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告仅向特定客户传送， 未经本公司书面授权，本研究报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或复制品，或再次分发给任何其他人，或以任何侵犯本公司版权的其他 方式使用。所有本报告中使用的商标、服务标记及标记均为本公司的商标、服务标记及标记。如欲引用或转载本文内容，务必联络本公司并获得许可，并需注明出处 为光大证券研究所，且不得对本文进行有悖原意的引用和删改。
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