1、 1 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。 全市场科技产业策略报告第七十七期全市场科技产业策略报告第七十七期 思考一：谈历史，半导体思考一：谈历史，半导体 IPIP行业发展情况如何？行业发展情况如何？半导体行业经历了三次全 球性的转移，从美国转移到日本，从日本到韩国和中国台湾，最后转移到中 国大陆。三次转移中，主要产品类型变得愈发复杂精密，产业链分工也更加 细化，从原先的 IDM 到设计+代工+封测，而设计行业又进一步分化，上游 产生了 IP 行业，促进了以 ARM、新思科技、铿腾电子、芯原、创意电子、 智原

2、等为代表的半导体 IP 供应商和芯片设计服务提供商的快速发展。 从技术 上来讲，芯片复杂度指数级提升，从 1971 年 Intel 4004 的 2250 个晶体管到如 今 Ice lake 4 核处理器的 46 亿晶体管。 思考二：析壁垒， 半导体思考二：析壁垒， 半导体 IPIP 行业的产业链壁垒到底在哪？行业的产业链壁垒到底在哪？半导体 IP 是芯片 设计中经过验证可以直接使用的模块，如同建筑行业的砖瓦，可以大大降低 芯片设计的难度，加快芯片设计的速度，也是降低设计成本的有效手段。IP 行业的壁垒可以分 To B和 To C 行业来看，To C 行业中，由于存在广大消费 者群体以及大量直

3、接面对消费者的应用软件，软硬件兼容问题至关重要，庞 大的软硬件生态体系构成了难以逾越的竞争壁垒， 如手机处理器领域的 ARM 就依靠着两大操作系统及庞大的用户生态形成了垄断地位； 而 To B行业相对 分散， 不同行业应用区别较大， 软硬件生态作用不如 To C 行业明显，因此 IP 本身的性能、可靠性、易用性以及服务质量等就成为了关键因素。 思考三：看空间，半导体思考三：看空间，半导体 IPIP 行业的市场空间怎么看？行业的市场空间怎么看？全球 IC 市场规模于 2017 年突破 3000 亿美元， 同年芯片设计行业市场规模突破 1000亿美元， 2008 年到 2018 年复合增长率10.

4、03%。而 IP 行业作为芯片设计行业的直接上游， 目前行业营收占芯片设计行业的 4%左右， 与之具有强相关性， IBS 数据显示， 2027 年半导体 IP市场预计将达到 101 亿美元。随着芯片制程缩小，复杂度提 升，设计难度加大，单芯片 IP 使用量也随之提升，目前 7nm 单芯片 IP 使用 量达到 178 个，预计 5nm 将突破 200个，IP 占设计行业营收比例有望提升。 此外全球半导体行业向中国转移，中国市场增速远超国外。2019 年中国半导 体市场规模占全球 52.93%， 近十年复合增长率超 10%，IC 设计行业复合增长 率更是高达 25.5%。近年来，对 IP 行业影响

5、最大的三个技术趋势分别是新晶 体管结构（FinFET/FD-SOI） 、Chiplet 和开放指令集。FinFET 和 FD-SOI 齐头 并进，Chiplet 和开放指令集促进革新，其中 Chiplet 技术可使多核处理器成本 降低 50%，开放指令集中的 RISC-V支持者众多，MIPS/PowerPC 积淀深厚。 思考四： 判格局， 半导体思考四： 判格局， 半导体 IPIP 行业的国内外竞争格局情况如何？行业的国内外竞争格局情况如何？最近十余年， IP 行业格局大体稳定，ARM 占据第一， 拥有超过四成市场份额，在移动设备 处理器领域几乎垄断； Synopsys凭借EDA工具以及较全面

6、的产品线占据第二， 在接口芯片领域份额第一。其余前十常客 CEVA、Cadence 等也各有优势。国 内仅有芯原股份进入全球前十，2019 年，公司营收 13.4 亿元，其中半导体 IP 营收 4.38亿元， 同比增长 40.49%， 占据全球 1.8%的市场份额。目前出现专用 IP 替代通用 IP 的趋势，国产化进程加快，或利好国内半导体 IP 公司。 风险提示：风险提示：国产替代不及预期，国际贸易摩擦风险国产替代不及预期，国际贸易摩擦风险等。等。 Tabl e_Ti t l e 2020 年年 08 月月 23 日日 芯原股份登陆科创板，半导体芯原股份登陆科创板，半导体 IP 产业链相关问

7、题深度探讨产业链相关问题深度探讨 Tabl e_BaseI nf o 新三板新三板策略报告策略报告 证券研究报告 诸海滨诸海滨 分析师 SAC 执业证书编号：S05 赵昊赵昊 分析师 SAC 执业证书编号：S01 相关报告相关报告 康泰医学：原三板公司创业 板过会，上半年防疫相关产 品大幅增长 2020-08-22 未来已来- -深度分析创业板 注册制启动及多层次市场 2020-08-22 吉林碳谷：国内领先的碳纤 维制造商，上半年实现盈利 2020-08-20 快达农化：拟申报精选层， 国内光气定点综合性农药生 产企业 2

8、020-08-20 2020 暑期在线教育营销加 大，获客成本开始下降，素 质教育成热门 2020-08-19 2 策略报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。 内容目录内容目录 1. 写在前面：芯原股份科创板上市，半导体写在前面：芯原股份科创板上市，半导体 IP行业发展如何？行业发展如何？ . 5 2. 思考一：谈历史，半导体思考一：谈历史，半导体 IP行业发展情况如何？行业发展情况如何？. 6 2.1. 市场视角：半导体行业分工精细化，IP 降低设计成本. 6 2.2. 技术视角：EDA 软件与硬件相互

9、促进，电子化使 IP 复用成为可能 . 8 2.3. 行业知名公司：IP 行业 ARM、Synopsys 领头，其他设计公司也提供 IP.11 3. 思考二：析壁垒，半导体思考二：析壁垒，半导体 IP行业的产业链壁垒到底在哪？行业的产业链壁垒到底在哪？. 13 3.1. IP 的必要性：构建芯片大厦的砖瓦，加速芯片设计的合作方式 . 13 3.2. IP 行业壁垒：深度嵌入软硬件生态，产品体系构建护城河 . 15 4. 思考三：看空间，半导体思考三：看空间，半导体 IP行业的市场空间怎么看？行业的市场空间怎么看？. 17 4.1. 全球 IP 市场：IC 设计市场十年复合增长率 10.03%，

10、处理器 IP 占比过半 . 17 4.1.1. IC 及其设计行业：IC 市场规模超过 3000 亿美元，IC 设计市场突破千亿美元 . 17 4.1.2. IP 市场：单芯片 IP 数量超过 200 个，预期十年复合增长率 9.13% . 17 4.2. 中国 IP 市场：中国在全球半导体市场规模中占比超过 50%，自给率稳步提升 . 19 4.3. 行业新技术：FinFET 和 FD-SOI 齐头并进，Chiplet 和开放指令集促进革新 . 22 4.3.1. 新晶体管结构：FinFET 小巧快速，FD-SOI 稳定节能. 22 4.3.2. Chiplet 技术：预期 2024 年市场

11、规模 58 亿美元，多核处理器成本可降低 50% 22 4.3.3. 开放指令集：RISC-V 支持者众多，MIPS/PowerPC 积淀深厚 . 24 5. 思考四：判格局，半导体思考四：判格局，半导体 IP行业的国内外竞争格局情况如何？行业的国内外竞争格局情况如何？. 26 5.1. 全球前十 IP 供应商：总体格局稳定，市场由通用 IP 向专用 IP 转型 . 26 5.2. 国内 IP 供应商：EDA 公司兼营 IP，芯动科技、锐成芯微等稳步发展 . 29 5.3. 芯原股份：国内 IP 市场龙头，中国大陆唯一进入全球前十的 IP 厂商 . 31 6. 二级市场：全市场行情回顾及行业估

12、值分析二级市场：全市场行情回顾及行业估值分析 . 33 7. 一级市场：国内外科技产业投融资回顾一级市场：国内外科技产业投融资回顾 . 36 8. 重点公告：全市场科重点公告：全市场科技产业上市公司重要公告技产业上市公司重要公告. 38 图表目录图表目录 图 1：半导体 IP 行业发展与 IC 行业重要技术节点 . 5 图 2：半导体产业的三次转移与产业链的变迁 . 7 图 3：半导体产业链. 7 图 4：IDM 到 Fabless 再到轻设计模式的转变. 8 图 5：Jack Kilby 发明的世界上第一个集成电路 . 8 图 6：第一个集成电路-移相振荡器专利图 . 8 图 7：Intel

13、 4004 微处理器 . 9 图 8：Intel 4004 Die Shot . 9 图 9：Intel 4004 掩模板图 . 9 图 10：Intel 4004 电路原理图 . 9 图 11：手工刻画掩模 . 10 图 12：Intel Pentium P5 Die Shot.11 图 13：Intel Pentium 4 Willamette Die Shot.11 图 14：Intel Core Ice lake Die shot.11 图 15：Intel Core Ice lake 功能分区 .11 图 16：与芯原股份业务相近的知名公司. 12 图 17：单颗芯片（80mm2）容

14、纳晶体管数量（百万个）. 13 qRtQtOnQnPoPqMtOzRyRmPaQdN6MnPoOoMmMjMmMwOfQsQsOaQoPyQxNtQyQuOoNqM 3 策略报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。 图 18：不同工艺节点各时期芯片设计成本（百万美元） . 13 图 19：2018 年全球领先芯片设计公司研发费用占收入比例 . 14 图 20：游戏中的“IP”-游戏场景素材样例-山涧. 14 图 21：游戏中的“IP”-游戏物体素材样例-飞龙. 14 图 22：麒麟 980 SoC Die

15、Shot 及功能分区 . 15 图 23：Cortex-A76 IP 核架构图. 15 图 24：半导体 IP 行业竞争壁垒 . 16 图 25：全球集成电路市场规模（亿美元） . 17 图 26：全球集成电路设计产业市场规模（亿美元） . 17 图 27：全球半导体产业价值链. 18 图 28：不同工艺节点下芯片所集成的 IP 数量 . 18 图 29：全球半导体 IP 细分市场（十亿美元） . 18 图 30：全球半导体市场按应用细分规模（十亿美元）. 19 图 31：基于技术节点的规划中设计项目数量. 19 图 32：中国 IC 市场规模及国产情况（亿美元） . 19 图 33：全球 I

16、C 市场分地区规模（十亿美元） . 19 图 34：中国大陆集成电路设计产业销售收入（亿元）. 20 图 35：中国集成电路产业中游各环节占比 . 20 图 36：中国芯片设计公司数量. 21 图 37：分地区规划中的设计项目数量 . 21 图 38：三类不同结构的晶体管. 22 图 39：Chiplet 示意图以及市场规模 . 23 图 40：Intel Nervana Spring Crest 神经网络处理器 . 23 图 41：AMD Zen 2 全系列产品均采用 Chiplet 技术 . 23 图 42：Chiplet 可使多核处理器成本降低一半以上 . 23 图 43：RISC-V

17、International Members - Premier Members . 24 图 44：芯原股份主营业务. 31 图 45：芯原股份两大业务营收（万元）. 31 图 46：芯原股份分行业营收（万元） . 31 图 47：芯原股份发展历程. 32 图 48：芯原股份产品历程. 32 图 49：芯原股份五大处理器 IP . 32 图 50：芯原股份数模混合 IP . 32 图 51：芯原股份主要 IP 分类营收（万元）. 32 图 52：芯原股份分地区营收占比 . 32 图图 53：主要指数周涨跌幅：主要指数周涨跌幅. 33 图图 54：周涨跌幅与成交额环比情况：周涨跌幅与成交额环比情

18、况. 33 图图 55：安信新三板科技产业本周个股涨跌幅前十名（：安信新三板科技产业本周个股涨跌幅前十名（%） . 34 图图 56：安信：安信 A股科技产业本周个股涨跌幅前十名（股科技产业本周个股涨跌幅前十名（%）. 34 图图 57：安信：安信 H 股科技产业本周个股涨跌幅前十名（股科技产业本周个股涨跌幅前十名（%）. 34 图图 58：安信美股科技产业本周个股涨跌幅前十名（：安信美股科技产业本周个股涨跌幅前十名（%） . 34 图 59：大盘指数历史市盈率情况（动态市盈率，整体法）. 35 表 1：EDA 工具的发展 . 10 表 2：2007/2013 年全球前十 IP 供应商 . 2

19、6 4 策略报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。 表 3：2017-2019 年全球前十 IP 供应商 . 27 表 4：芯原股份及主要竞争对手优劣势对比. 28 表 5：中国大陆地区主要半导体 IP 供应商 . 29 表表 6：全市场主要指数情况：全市场主要指数情况 . 33 表 7：上周科技产业一级市场投融资追踪 . 36 表表 8：新三板科技公司公告：新三板科技公司公告 . 38 5 策略报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。各项声

20、明请参见报告尾页。 1. 写在前面：写在前面：芯原股份芯原股份科创板科创板上市，上市，半导体半导体 IP 行业发展如何？行业发展如何？ 2020 年 8 月 18 日，芯原股份在科创板上市，首日涨幅达到 284%，市值超过 700 亿元。芯 原股份作为国内半导体 IP 行业龙头，也是中国大陆唯一进入全球前十的半导体 IP 供应商， 将在我国半导体 IP 与芯片设计行业发挥举足轻重的作用。目前全球前十 IP 供应商主要来自 美国和英国，还有少量来自以色列和中国台湾，为了更好地认知半导体 IP 行业未来发展空 间和行业壁垒，我们有必要对全球业内公司和行业整体情况进行研究。 图图 1：半导体半导体

21、IP 行业发展与行业发展与 IC 行业重要技术节点行业重要技术节点 资料来源：各家公司官网，安信证券研究中心制图 芯原股份 2001 年成立以来，先后并购 LSI 公司 ZSP 部门、众华电子、Arcsoft 软件部门以 及曾排名全球前十的 Vivante（图芯科技）公司，如今形成了五大处理器 IP+数模混合 IP+射 频 IP 的产品线，并且市场份额上升至全球第七名。2019 年，芯原股份总营收 13.4 亿元，比 2018 年增加 26.71%，其中半导体 IP 营收 4.38 亿人民币，比 2018 年增长 40.49%，占据全 球 1.8%的市场份额。在各类 IP 中，芯原的 GPU、

22、VPU、NPU、数模混合类 IP 占比较高。 未来随着芯片复杂度以及芯片设计成本的提高，IP 采用量进一步增大，单个芯片采用的 IP 数量将超过 200 个，全球 IP 行业具备一定的市场空间。同时随着全球集成电路产业链向中 国大陆转移，中国大陆地区新设立的芯片设计公司五年复合增长率达到 24.7%，规划中的芯 片设计项目大幅增加，综合增速远超全球，给中国半导体 IP 行业带来了增长空间，芯原作 为行业龙头，发展空间良好。经过三十余年发展，半导体 IP 行业市场份额相对集中，行业 前两大企业 ARM 和 Synopsys 占据了接近六成市场份额，该格局已经保持多年。行业前十 中还有 caden

23、ce、CEVA、Rambus 等公司位臵相对稳定，各自占据一部分市场，芯原和 Achronix 是为数不多新进入前十的公司。 本文将从半导体本文将从半导体 IP 行业发展历史、行业的重要性与竞争壁垒、未来发展空间、全球竞争格行业发展历史、行业的重要性与竞争壁垒、未来发展空间、全球竞争格 局四个角度进行局四个角度进行展开，深入分析半导体展开，深入分析半导体 IP 行业。行业。 6 策略报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。 2. 思考一：谈历史，半导体思考一：谈历史，半导体 IP 行业发展情况如何？行业发展

24、情况如何？ 半导体半导体 IP通常也称作通常也称作 IP核 （核 （IP core） ， 此处） ， 此处 IP也就是指知识产权 （也就是指知识产权 （Intellectual Property） 。） 。 IP 核就是一些可重复利用的、具有特定功能的集成电路模块。IP 由于性能高、功耗优、成本 适中、技术密集度高、知识产权集中、商业价值昂贵，已经逐渐成为集成电路设计产业的核 心产业要素和竞争力体现。当今时代，芯片设计公司如果没有 IP，将难以完成芯片设计，可 以说半导体 IP 的诞生是半导体行业发展的必然。从市场的角度来理解，IP 行业是半导体行 业分工精细化的结果，降低了芯片设计的难度与成

25、本；从技术的角度来理解，IP 是 EDA 发 展和芯片复杂化的结果，没有电子化的芯片设计就没有可以复用的芯片 IP。 2.1. 市场视角：半导体行业分工精细化，市场视角：半导体行业分工精细化，IP 降低设计成本降低设计成本 在如今这个时代，各个产业的发展都伴随着全球产业链的分工合作，以降低综合成本，半导 体产业也是如此。半导体行业的发展伴随着不断的产业转移、技术升级与分工精细化。这三 个过程是同步进行且高度相关的，技术的升级使得芯片产品和半导体产业不断复杂化，因而 分工也不断细化，分工的细化使得半导体产业链环节更多，这也为不同环节的全球转移和降 低成本提供了条件。从历史发展进程来看，自从历史发

26、展进程来看，自 20 世纪世纪 60 年代半导体产业在美国发源以来，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。行第三次产业转移。 20 世纪 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 地区。日本半导体产业由此开始积累，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。该次转 移成就了索尼、 东芝、 日立等知名企业。 这期

27、间， 拥有芯片设计和生产能力的 IDM （Integrated Device Manufacturer，设计、制造、封测一体化垂直整合型公司）得到快速发展。 20 世纪 80 年代至 90 年代，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。中国台湾的台积电和联电两家晶圆厂的诞生，推动美国、日本半导体产业由 IDM 模 式逐渐转变为 Fabless 模式（Fabless 是 Fabrication（制造）和 less（无）的组合，指没有 制造业务，只专注于设计的模式） 。在半导体应用从家电到个人计算机的转型过程中，中国 台湾着重发展半导体制造技术，在半导体产业链中占据了关键地

28、位，韩国则聚焦存储技术， 由此产生了半导体产业的第二次转移。该次转移成就了中国台湾的台积电和联电，韩国的三 星、海力士等企业。与此同时，芯片设计公司和晶圆厂之间的技术衔接与匹配的需求，首次 催生了芯片设计服务行业的诞生。 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，芯片设计产业进一 步拆分出半导体 IP 产业，而芯片设计服务产业的服务范围也进一步扩大。同时，中国大陆 的半导体产业经历了低端组装和制造承接、长期的技术引进和消化吸收、高端人才培育等较 长的时间周期，逐步完成了原始积累，并以国家

29、战略及政策为驱动力，推动了全产业链的高 速发展。随着智慧物联网时代的到来，以及产业发展环境完善、人才回流、政策支持、资本 青睐等众多因素，中国大陆的半导体产业得以在众多领域实现快速与全面布局，正逐步驱使 全球半导体产业从韩国、 中国台湾向中国大陆转移， 即第三次转移。 该次转移促进了以 ARM、 新思科技、铿腾电子、芯原、创意电子、智原等为代表的半导体 IP 供应商和芯片设计服务 提供商的快速发展，也推动了中国大陆集成电路产业相关企业的成长，包括以中芯国际、长 电科技等为代表的晶圆厂和封测厂，以及以华为海思、紫光展锐等为代表的芯片设计公司。 7 策略报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。各项声明请参见报告尾页。 图图 2：半导体产业的三次转移半导体产业的三次转移与产业链的变迁与产业链的变迁