FPGA行业深度：应用边界不断拓宽优质赛道价值凸显_23页_1mb.pdf

敬请参阅末页重要声明及评级说明 证券研究报告 FPGA 行业 深度：应用 边界 不断拓宽， 优质赛道 价值凸显 Table_IndNameRptType电子 行业研究 /深度报告 Table_IndRank 行业评级：中性 报告日期： 2021-12-20 Table_Chart 行业指数与沪深 300 走势比较 Table_Author 分析师：胡杨 执业证书号： S0010521090001 邮箱： 联系人： 刘体劲 执业证书号： S0010120070037 邮箱： Table_Report 相关报告 无。 主要观点： Table_Summary FPGA 可编程性拓展应用边界， 5G+AI+汽车电子引领行业增长 FPGA 芯片最大的特点是可编程性，可通过改变芯片内部连接结构， 实现任何逻辑功能； FPGA 的灵活性使其广泛应用于 网络通信（ 占比 41.3%）、工业控制（ 占比 31.5%）、数据中心（ 占比 10.7%）、汽车 电子（ 占比 6.4%）、人工智能（ 占比 3.8%）等领域。根据 Frost2005 年 5 月至 2011 年 11 月，担任中天联科有限公 司 (Availink)首席技术官 ;2011 年 12 月至 2014 年 3 月，担任新能聚信 (北京 )科技有限公司董事长 ;2012 年 2 月起，担任中信资本控股有限公 司合伙人 ;2012 年 8 月至 2018 年 11 月，担任江苏新能聚信信息科技有 限公司董事长 ;2014 年 3 月起，担任迅捷联动 (北京 )科技有限公司董事 长 ;2015 年 4 月起，担任上海安路信息科技有限公司董事 资料来源：华安证券研究所 整理 （ 2） 深厚的研发实力和技术储备 技术创新是公司持续发展的基石 。安路科技 在硬件芯片设计技术、 FPGA 专用 EDA 软件技术、 FPGA 芯片测试技术、 FPGA 应用方案四个方面均取得了众多研究 成果。截至 2021 年 月 30 日，公司已获得专利 57 项，其中发明专利 46 项，集成 电路布图设计专有权 14 项，软件著作权 17 项，技术储备位居国内 FPGA 行业第一 梯队。 （ 3）创新的软硬件协同研发平台 公司自主创新开发的软硬件协同研发平台，实现了以软件为核心，支持硬件、专 用 EDA 软件、测试、应用 IP 和参考方案的协同设计。 （ 4） 强大的中国市场服务能力 安路科技 作为国内领先的 FPGA 芯片公司较国外公司可以更为快速地了解客 户的应用需求和痛点，更高效地研发产品，为客户提供快速的参考方案和现场支持 等服务。目前，公司已在上海、深圳、北京、武汉、西安、成都等主要城市建立了具 有丰富经验的销售团队，该团队的主要职责为及时响应国内客户的需求，并依据客 户的要求于现场处理 FPGA 芯片调试或其他与公司产品有关的问题。 募投项目助力公司快速发展。 公司募投项目 “新一代现场可编程阵列芯片研发 及产业化项目”将主要研发新一代可编程逻辑单元、存储单元 RAM、高速接口、层 次化互联四大硬件关键技术，持续提高公司 FPGA 产品的逻辑单元数量、运算性能 及数据传输能力，针对先进工艺和大容量逻辑规模进行专用 EDA 软件的算法升级、 性能优化、运行速度提升；“现场可编程系统级芯片研发项目”将重点研发低功耗 FPSoC 架构设计、高性能 FPSoC 架构设计和新一代 FPSoC 软件开发等方向 ， 公司核心竞争力突出，未来将是高增长高壁垒的国内 FPGA 市场的重要玩家，享受 行业增长 +市占率提升的双重成长红利。 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请 参阅 末页重要声明 及评级说明 16 / 23 证券研究报告 图表 21 安路科技 募投项目 序号 募集资金投资项目 项目投资总额 拟使用 募集资金额 1 新一代现场可编程阵列芯片研发及产业化项目 38886.48 37938.28 2 现场可编程系统级芯片研发项目 30061.72 30061.72 3 发展与科技储备资金 32000.00 32000.00 合计 100948.20 100000.00 资料来源： 安路科技招股书 ，华安证券研究所 2.2 复旦微电 复旦微是一家从事超大规模集成电路的设计、开发、测试，并为客户提供系统 解决方案的专业公司。 公司目前已建立健全安全与识别芯片、非挥发存储器、智能 电表芯片、 FPGA 芯片和集成电路测试服务等产品线，产品广泛应用于金融、社保、 城市公共交通、电子证照、移动支付、防伪溯源、智能手机、安防监控、工业控制、 信号处理、智能计算等众多领域。公司主要产品包括安全与识别芯片、非挥发存储 器、智能电表芯片、 FPGA 芯片和集成电路测试服务 ， 过去几年公司的营收 利润 规 模稳步提升。 图表 22 复旦微电 近几年 收入和利润（百万元） 资料来源： 复旦微电 公开资料 ，华安证券研究所 公司拥有齐全的产品线、深厚的技术储备 。 公司先后承担了多项“国家重大科 技专项”项目和上海市战略性新兴产业重大项目，参与制定了信息安全技术射频识 别系统密码应用技术、射频识别系统密码应用技术要求、通用 NAND 型快闪存储器 接口等多项国家标准和行业标准。同时，基于公司长期稳定的购销需求，复旦微与 集成电路产业链上下游厂商构建了牢固的供应链合作关系。目前，公司的 RFID 芯 1,423.79 1,472.84 1,690.90 1,831.79 105.05 -162.61 132.87 388.23 -300.00 -200.00 -100.00 0.00 100.00 200.00 300.00 -500.00 0.00 500.00 1,000.00 1,500.00 2,000.00 2018 2019 2020 2021Q3 营业总收入 归属母公司股东的净利润 营收 同比 (%) 净利润同比 (%) Table_CompanyRptType 行业研究 敬请 参阅 末页重要声明 及评级说明 17 / 23 证券研究报告 片、智能卡芯片、 EEPROM、智能电表 MCU 等多类产品的市场占有率位居行业前 列，且产品性能受到三星、 LG、 VIVO、海尔、海信、联想等国内外 知名厂商的认可， 打造了良好的品牌认知度。 图表 23 复旦微电 核心产品以及应用 系列 细分系列 /产品 产品介绍 应用 领域 安全与识别 芯片 RFID 与存储 卡芯片产品 具有 高频逻辑加密卡芯片、 高频及超高频 RFID 标签 芯片、 NFC 标签芯片等系列 门禁、会员管理、 新零售、智能制造 智能卡与安 全芯片产品 线 支持多种安全加密算法 ， 具 有容量大、安全性高等特点 证件、交通、社保、 金融等领域 智能识别设 备芯片产品 线 包括非接触射频读写器芯 片和非接触卡射频前端放 大芯片 智能移动支付、身 份识别、公共交 通、小额 支付等 领域 非挥发存储 EEPROM 存储 容量 小、擦写次数达百万次 工业、消费电子、汽车 NOR Flash 存 储器 读写速度快、可靠性强、寿 命较长 工业、消费电子、 汽车 SLC NAND Flash 存储 器 结构较简单、成本低、体积 小 网络通讯、安防监 控 智能电表芯 片 智能表 MCU 电子式电能表智能电表的 核心元器件，可实现工业和 家庭用电户的用电信息计 量、自动抄读、信息传输等 功能 智能电表 低功耗通用 MCU 多种控制场景 智能电表、智能水 气热表、智能家 居、物联网 FPGA 芯片 千 万 门 级 FPGA 芯片 采用 65nmCMOS 工艺，高性 能、高性价比 SRAM 型 FPGA 产品 网络通信、信息安 全、工业控制 亿门级 FPGA 芯片 采用 28nm 工艺制程，包含 700k 左右容量的逻辑单元 网络通信、信息安 全、工业控制 嵌入式可编 程器件 PSoC 国内首 款推向市场的嵌入 式可编程 PSoC 产品，内嵌 大容量自有 eFPGA 模块 高速通信、信号处 理、图像 处理、工 业控制等 资料来源： 复旦微电 招股 说明 书 ，华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请 参阅 末页重要声明 及评级说明 18 / 23 证券研究报告 图表 24 复旦微电 分业务营收 (百万元 ) 图表 25 复旦微电各业务占比 资料来源： wind，华安证券研究所 资料来源： wind，华安证券研究所 值得提出的是， 公司在国内 FPGA 芯片设计领域处于领先地位，是国内最早推 出亿门级 FPGA 产品的厂商。 公司自 2004 年开始进行 FPGA 的研发，曾陆续推 出百万门级 FPGA 和千万门级 FPGA，公司于 2018 年第二季度率先推出 28nm 工艺制程的亿门级 FPGA 产品， SerDes 传输速率达到最高 13.1Gbps，并在 2019 年正式销售，目前已经向国内数百家客户发货，填补了国产高端 FPGA 的空白。在 5G 和人工智能时代， FPGA 的优势和重要性日益凸显，具有广阔的市场空间 ，且 FPGA 业务在公司的各项业务上具有最高的毛利率。 图表 26 复旦微电 各业务毛利率 资料来源： 复旦微电招股 说明 书 ，华安证券研究所 公司的主要优势在于拥有强大的产品研发能力，包括丰富的技术积累、优秀而 成熟的研发团队和卓越的技术创新能力 。 公司在 FPGA 领域有着深厚的技术积累， 经过近 20 年的发展，公司从 180nm 万门级 FPGA 发展到目前 28nm 亿门级 FPGA，掌握了 FPGA 相关的所有关键技术，申请了大量的相关专利。其次，公司 具有优秀的 FPGA 研发团队，历经 6 代技术发展历程，公司在设计、流片控制 、 封装、测试方面均已培养了大量具有丰富开发经验的研究人员与操作人员。 762.58 689.62 701.76 609.08 304.55 362.90 295.53 509.51 104.35 108.87 185.28 180.16158.3125 154.84 155.41 203.93 0 200 400 600 800 1000 2017 2018 2019 2020 安全与识别芯片 非挥发存储器 智能电表芯片 FPGA及其他芯片 集成电路产品测试 54.54% 48.92% 48.24% 36.47% 21.78% 25.74% 20.31% 30.50% 7.46% 7.72% 12.74% 10.79% 11.32% 10.98% 10.68% 12.21% 5.48% 6.87% 8.15% 10.04% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 2017 2018 2019 2020 安全与识别芯片 非挥发存储器 智能电表芯片 FPGA及其他芯片 集成电路产品测试服务 61.73% 56.02% 47.17% 45.36% 33.37% 31.47% 33.46% 33.80% 82.83% 79.02% 77.63% 82.10% 48.02% 49.70% 52.50% 55.92% 0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% 2017 2018 2019 2020 安全与识别芯片 非挥发存储器 智能电表芯片 FPGA及其他芯片 集成电路产品测试服务 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请 参阅 末页重要声明 及评级说明 19 / 23 证券研究报告 图表 27 复旦微电募投项目 序号 募集资金投资项目 项目投资总额 拟使用 募集资金额 1 可编程片上系统芯片研发及产业化项目 36000.00 30000.00 2 发展与科技储备资金 30000.00 30000.00 合计 66000.00 60000.00 资料来源： 复旦微电招股 说明 书 ，华安证券研究所 在 未来 研发上，针对人工智能、大数据以及物联网等应用领域，公司正在 28nm 工艺制程上研发基于 FPGA 的 PSoC 芯片，为人脸识别、计算机视觉等新兴领域提 供性价比更优、可靠性更高的人工智能 PSoC 解决方案。 公司同时还开启了 14/16nm 工艺制程的 10 亿门级 FPGA 产品的研发进程，将继续为国产 FPGA 先进技术的突破贡献力量 。 2.3 紫光国微 紫光国微是紫光集团有限公司旗下的半导体行业上市公司，成立于 2001 年， 专注于集成电路芯片设计开发业务，产品及应用遍及国内外，在智能安全芯片、高 稳定存储 器芯片、功率半导体器件、超稳晶体频率器件等核心业务领域已形成领 先的竞争态势和市场地位。 图表 28 紫光国微发展历程 资料来源： 紫光国微官网，华安证券研究所 公司业务布局广泛，且各个业务线条在国内均具有一定的领先地位。 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请 参阅 末页重要声明 及评级说明 20 / 23 证券研究报告 图表 29 紫光国微主营产品分类与应用 系列 /产品 产品介绍 应用 特种集成电路 产品涵盖微处理器、可编程器件、 存储器、总线器件、网络总线及接 口、模拟器件、 SoPC 系统器件和 定制芯片等七大系列产品，近 500 个品种 工控、网络通信、数据 中心 、汽车、 AIOT 智能卡芯片 智能卡安全芯片和以 USB-Key 芯 片、 POS 机安全芯片和非接触读写 器芯片等为代表的终端安全芯片 等 通信、金融、物联网等 领域 石英晶体频率 器件业务 产品覆盖晶体谐振器、晶体振荡 器、压控晶体振荡器、温补晶体振 荡器、恒温晶体振荡器等所有品 类 应用于通讯设备、汽 车电子、工业控制、仪 器仪表等多个领域 半导体功率器 件业务 产品涵盖 SJ MOSFET、 SGT/TRENCH MOSFET、 VD MOSFET、 IGBT、 IGTO、 SiC 等先进半导体功率器件 绿色照明、风力发电、 智能电 网、新能源汽 车 资料来源： 紫光国微年报， 华安证券研究所 公司近五年营收稳定增长，净利润上升表现稳健 ： 图表 30 紫光国微 近几年 收入和利润（百万元） 资料来源： 紫光国微年报 ，华安证券研究所 特种集成电路业务营高毛利率，营收稳健增长， 去 年 开始已经 成为占比第一的 业务。 且 特种集成电路业务增速在公司体系内远高于其他业务，同时毛利率方面表 现突出， 2018-2020 年集成电路的毛利率为 66.4%、 74.4%、 79.6%， 可以看到毛利 率方面常年保持在 60%以上。 1,418.57 1,829.10 2,458.42 3,430.41 3,270.26 3,789.60 336.11 279.89 347.97 405.76 806.42 1,457.40 -40.00 -20.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 0.00 500.00 1,000.00 1,500.00 2,000.00 2,500.00 3,000.00 3,500.00 4,000.00 2016 2017 2018 2019 2020 2021Q3 营业总收入 归属母公司股东的净利润 营收 同比 (%) 净利润同比 (%) Table_CompanyRptType 行业研究 敬请 参阅 末页重要声明 及评级说明 21 / 23 证券研究报告 图表 31 紫光国微 分业务营收 (百万元 ) 图表 32 紫光国微各业务占比 资料来源： wind，华安证券研究所 资料来源： wind，华安证券研究所 紫光国微的特种集成电路业务产品覆盖了多个特种行业需求，主要包括航空、 航天、地面装备、船舶等重要领域。 产品涵盖高性能微处理器、高性能可编程器 件、存储类器件、总线器件、接口驱动器件、电源芯片六大系列，同时可以提供 ASIC/SOC 设计开发服务及国产化系统芯片级解决方案。在芯片产业受到广泛关 注和大力支持的背景下，特种集成电路各产品系列市场占有率逐步提高，多款特 种微处理器产品进入了重要的嵌入式特种应用领域，特种 FPGA 产品已经广泛应 用在电子系统、信息安全、自动化控制等领域，在国内取得了较高的市场占有率； 特种存储器产品已经具有国内特种应用领域最广泛的产品系列；公司的 SoPC 平 台产品也获得了市场的广泛认可和应用；公司目前已开发了 200 余款产品，并与 国内多家行业内重点企业建立了战略合作伙伴关系，并赢得了广泛的市场认同和 声誉。 特种设备领域价 格过高和对安全可控的要求，使国产替代化迫在眉睫。 公司 的 FPGA 产品主要应用于特种要求的场景之下，民用市场使用的相对较少 。在复 杂恶劣的环境下，比如太空环境下需要特殊设计使器件对太空的粒子辐射有可靠 性保证。反熔丝 FPGA 由于其可靠性高，抗辐射等优点，是空间领域使用的主流 FPGA 之一，但反熔丝 FPGA 制造困难且多用在特殊用途领域，目前市场上的宇 航级 /抗辐射级 FPGA 不仅是天价，在复杂多变的国际形势下，推进核心集成电路 的自主可控，构建安全可控的信息技术体系，是我国信息产业发展的重要保障。 特种集成电路发展空间大 ， FPGA业务将是其中重要的收入贡献 。 根据 Market Research Future 的研究，在 2017 年到 2023 年的预测 区间 内，特种集成电路全 516.11 615.67 1,079.27 1,673.19 1370.15 813.36 1,036.27 1,321.23 1,362.63 771.05 161.37 156.81 168.45 196.83 129.46 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2017 2018 2019 2020 2021H1 集成电路 智能卡芯片 石英晶体 存储器芯片业务 其他业务 28.22% 25.04% 31.46% 51.16% 59.77% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2017 2018 2019 2020 2021H1 集成电路 智能卡芯片 石英晶体 存储器芯片业务 其他业务 图表 33 部分宇航 级 /抗辐射级 FPGA 价格 价格区间 品牌 封装 用途 型号 大于 120 万 XILINX BGA 宇航级 /抗辐射 XQR5VFX130-1CF1752V 大于 50 万 XILINX CLCC 宇航级 /抗辐射 XQR4VSX55-10CF1140V 大于 80 万 XILINX BGA 宇航级 /抗辐射 XQR2V6000-4CF1144H 大于 60 万 Atmel MQFP256 宇航级 /抗辐射 AT697F-KG-E 大于 45 万 Atmel MQFP256 宇航级 TSC695F 资料来源 ： 搜狐，华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请 参阅 末页重要声明 及评级说明 22 / 23 证券研究报告 球市场的复合年增长率可能会达到 9%。而亚太地区作为特种集成电路全球市场最 大的组成部分，给紫光国微特种集成电路的发展带来了巨大的机遇。同时公司不 断提升自我研发水平，作为用户国产化率提升的核心器件之一的新一代大规模可 编程 FPGA 系列研发完成，该产品的推出进一步强化公司在该产品领域的龙头地 位，同时也为紫光国微在特种集成电路 领域的后续发展打下了又一层坚实的基础 。 公司作为国内 FPGA 龙头公司之一，凭借核心的技术实力和资源禀赋，未来也将 充分享受需求扩大 +市占率持续提升的双重红利。 风险提示： 1.新产品市场推广风险； 2.下游需求不及预期风险； 3.行业竞争加剧风险 。 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请 参阅 末页重要声明 及评级说明 23 / 23 证券研究报告 Table_Introduction 分析师与研究助理简介 分析师： 胡杨 ， 电子 行业 首席 ， 北京大学硕士，曾任职于中泰证券研究所，擅长产业趋势前瞻判断和产业链交叉 验证，全面负责 华安证券 电子和半导体研究。 研究助理： 刘体劲 ， 上海交通大学管理学硕士， 五 年电子买方研究经历， 2020 年 6 月加入华安证券研究所。 Table_Reputation 重要声明 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，以勤勉的执业态度、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，本报告所采用的数据和信息均来自市场公开信息，本人对这些 信息的准确性或完整性不做任何保证，也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更。报告中的信息和意见仅 供参考。本人过去不曾与、现在不与、未来也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收任何形式 的补偿，分析结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。 免责声明 华安证券股份有限公司经中国证券监督管理委员会批准，已具备证券投资咨询业务资格。本报告由华安证券股份 有限公司在中华人民共和国（不包括香港、澳门、台湾）提供。本报告中的信息均来源于合规渠道，华安证券研 究所力求准确、可靠，但对这些信息的准确性及完整性均不做任何保证。在任何情况下，本报告中的信息或表述 的意见均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司、本公司员工或者关联机构不承诺投资者一定获利， 不与投资者分享投资收益，也不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者务必 注意，其据此做出的任 何投资决策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。华安证券及其所属关联机构可能会 持有报告中提到的公司所发行的证券并进行交易，还可能为这些公司提供投资银行服务或其他服务。 本报告仅向特定客户传送，未经华安证券研究所书面授权，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。如欲引用或 转载本文内容，务必联络华安证券研究所并获得许可，并需注明出处为华安证券研究所，且不得对本文进行有悖 原意的引用和删改。如未经本公司授权，私自转载或者转 发本报告，所引起的一切后果及法律责任由私自转载或 转发者承担。本公司并保留追究其法律责任的权利。 Table_RankIntroduction 投资评级说明 以本报告发布之日起 6 个月内，证券（或行业指数） 相对于同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准， A 股以沪深 300 指数为基准；新三板市场以三板成指（针对协议转让标的）或三板做市指数（针对做市转让标 的）为基准；香港市场以恒生指数为基准；美国市场以纳斯达克指数或标普 500 指数为基准。定义如下： 行业评级体系 增持 未来 6 个月的投资收益率领先市场基准指数 5%以上 ; 中性 未来 6 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 个月的投资收益率落后市场基准指数 5%以上 ; 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。