2023年高通公司专题报告 以无线通信技术起家-目前聚焦于芯片设计领域

2023年高通公司专题报告以无线通信技术起家_目前聚焦于芯片设计领域核心观点：当前，高通不仅是一家通信技术公司，而是一家集成通信连接能力、高性能低功耗芯片设计能力与AI能力的AIoT企业：高通依靠在无线通信领域深厚的技术积累打造了坚实的专利壁垒；在芯片设计领域，高性能低功耗计算能力领先，并转向直接基于ARM指令集设计的芯片；在AI领域有较多技术积累，AI引擎支撑上层芯片算力，推出AI栈实现AI能力复用，能让手机芯片支持Transformer模型、在手机端运行AI画图大模型。此外，高通通过打造统一技术路线图，发展多元化业务，在汽车、物联网、元宇宙等领域寻找新的出路，到2031年，公司潜在市场规模将达到7000亿美元。手机：高通发家于无线通信技术，掌握2G/3G/4G/5G通信技术，基带芯片与联发科、三星等形成寡头垄断格局，在高端基带芯片形成专利壁垒。高通全面掌握5G射频前端，智能手机射频前端市场份额领先，销售方案为“基带芯片+射频前端+毫米波”捆绑策略。未来增长在于5G手机渗透率提升带动高端手机芯片需求，高通市场份额进一步提升。汽车：高通打造骁龙数字底盘，涵盖车联网、座舱、自驾、车对云服务。高通拥有业界领先的座舱芯片设计能力，8155芯片是当前中高端汽车主流座舱芯片选择，新一代8295也已定点蔚小理、广汽等厂商。自驾方面，高通发布骁龙ride平台，集成SoC芯片、视觉系统、自动驾驶栈等，具备定制化与灵活性。受益于汽车智能化，公司汽车业务有望快速发展。物联网：高通蜂窝物联网模块芯片市占率全球第一，应用场景涵盖零售、医疗、工业手持设备、物流仓储管理等。全球蜂窝通信模组将继续维持高景气度，叠加下游物联网模组厂商库存水平好转，公司物联网业务预计回暖。元宇宙方面，高通发布多款XR设备专用芯片，并与Meta展开深度合作，随着23年VR设备销售恢复，高通该领域业务也将迎来进一步进展。一、高通基本面情况公司以无线通信技术起家，目前聚焦于芯片设计领域高通是全球移动设备及其他无线产品基础技术、产品开发的领导者。公司成立于1985年，因CDMA技术闻名，是世界领先的无线技术公司。公司于1991年在纳斯达克上市，代码为QCOM。1999年起，公司逐步剥离手机研发和系统设备业务，专注于半导体芯片技术。2007年，公司超越德州仪器，成为全球第一大无线芯片供应商。公司业务涵盖技术领先的3G、4G、5G芯片组、系统软件以及开发工具/产品，还有技术许可的授予。应用领域包括手机、汽车、移动计算、网络设备和物联网等行业。安蒙就任高通新总裁，定义未来发展方向安蒙出任新总裁，定义未来发展方向。2021年7月，安蒙就任高通第4任CEO，将继续坚持研发具有变革性的领先技术。和前任CEO相比，技术出身的安蒙将更专注于技术创新：进入高通后，安蒙一直从事技术相关工作。安蒙于1995年加入高通担任工程师，先后担任了公司QCT产品管理副总裁、QCT产品管理高级副总裁兼QCT的联席总裁、移动与计算部门的联席总裁等职务。公司将以智能手机中积累的连接、终端侧智能和高性能低功耗计算等技术领先优势，围绕手机、汽车、IoT三大“智能网联边缘”场景持续扩展“统一的技术路线图”。高通的定位不再是传统的通信技术公司，而是一家领先的AIoT公司。公司业务实现较快增长手机从4G到5G的升级带动公司中高端手机芯片业务增长，同时公司开始完善低端手机SoC芯片布局，此外公司实施业务多元化增长战略，汽车与物联网业务增长明显，使得公司近两年业绩保持高增。公司2022财年营业总收入为442亿美元，同比增长32%。QCT业务营收376.8亿美元，同比增长39%；QTL业务营收63.6亿美元，同比增长1%。QSI业务营收0.31亿美元。公司2022财年净利润129.4亿美元，同比增长43%。其中QCTEBT为128.37亿美元，同比+65%；QTLEBT为46.28亿美元。23FYQ1，公司实现营收94.63亿美元，同比增长12%，其中QCT营收79亿美元，QTL营收15亿美元。23FYQ1，公司实现净利润22.35亿美元，同比增长34%。预计23FYQ2，总营收为87-95亿美元，按中值计算，环比-3.8%，同比-18.5%；QCT实现营收74-80亿美元，按中值计算，环比-2.5%，同比-19.0%，QTL实现营收12.5-14.5亿美元，按中值计算，环比-10%，同比-15.6%。QCT业务是公司最大收入来源，其中手机业务占比最高公司QCT（高通CDMA技术）业务为公司最大的营收来源，2022财年营收占公司总营收的85%，QTL（高通技术授权）业务占比为14%，QSI（高通战略投资）业务占比为0.07%。QCT业务中，智能手机占比超6成，物联网占比约2成：22财年智能手机业务营收250.3亿美元，同比增长49%,占比为66.33%，该业务上涨原因主要是5G芯片销售量提升；射频前端业务营收43.3亿美元，同比增长4%，占比10.02%；物联网业务营收69.5亿美元，同比增长37%，占比19.34%，主要是由于消费、边缘网络和工业产品的物联网收入增加；汽车业务营收13.7亿美元，同比增长41%，占比4.3%，主要是对数字驾驶舱产品的需求增加所致。公司收入主要来自中国地区，费用率下降，净利率逐步提升分地区看，中国地区收入占比达74%。2022财年，高通在中国大陆地区收入为281.19亿美元，占比73.73%。2018-2022财年，中国始终为第一大收入来源，除了2019年因中美贸易战比例有所下滑外，其余年份均保持在约60%左右的份额。毛利率：基本稳定，受苹果、华为和解费用影响，19、20年毛利率较高，超过60%，通常情况下，毛利率在55%左右。2022财年公司毛利率基本持平，主要是QCT毛利率增加以及利润率较高的QTL收入占QCT收入的比例下降。规模效应下，费用率持续降低：研发费用率基本稳定。2022年高通研发支出81.94亿美元，同比增长14.19%，研发费用率为18.54%。规模效应下，销售、管理费用率持续下降，自2018年的13.14%下降至5.81%。随着费用率下降，净利率逐步提升，2022年净利率为29.27%，维持在较高水平。手机需求下降导致公司22Q4营收下滑，存货高企2022Q4（23FYQ1），公司实现营业收入95亿美元，同比下降11.2%，主要是手机需求下降所致。当前公司库存处于较高水平，2022Q4，公司库存69.32亿美元，存货周转天数为147.69天，处于历史高位。随着手机行业需求持续下降，公司预计2023年上半年渠道库存水平依旧会保持高位，此外，物联网中的多个终端行业也面临着需求弱于预期和库存水平上升的问题。由于半导体行业需求恶化及渠道库存增加，公司预计23年第一季度业绩将有所下滑。预计23年第一季度实现营收87-95亿美元，中值同比-18.49%，其中QCT营收74-80亿美元，中值同比-18.95%，QTL营收12.5-14.5亿美元，中值同比-15.63%。二、高通三大核心优势高通核心优势概述领先的通信能力：历史积淀的3G/4G/5G基带芯片设计能力，并将优势延伸至射频前端；低功耗、高性能计算：公司SoC芯片在低功耗领域具有绝对优势，领先同行业的能耗比优势，并将能力从手机延伸到物联网和汽车等领域。端侧领先的AI能力：低功耗、大算力的AI芯片+丰富的AI引擎/软件栈，构筑端侧领先的AI能力。核心优势一：基带芯片是用来合成或者解码基带信号基带芯片是用来合成即将发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码。具体来说，发射时，把音频信号编译成用来发射的基带码；接收时，把收到的基带码解译为音频信号。同时，也负责地址信息（手机号、网站地址）、文字信息（短讯文字、网站文字）、图片信息的编译。其主要组件为处理器和内存。基带芯片可分为五个子块：CPU处理器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器和接口模块。CPU处理器对整个移动台进行控制和管理，包括定时控制、数字系统控制、射频控制、省电控制和人机接口控制等；信道编码器主要完成业务信息和控制信息的信道编码、加密等；数字信号处理器主要用作信道均衡和语音编码/解码；调制/解调器主要完成GSM系统所要求的高斯最小移频键控(GMSK)调制/解调方式；接口部分包括模拟接口、数字接口以及人机接口三个子块。核心优势二：高通高性能、低功耗计算能力全球领先高通作为全球最大的无线半导体供应商，其芯片设计（尤其移动端芯片）能力出众，具有业界领先的高性能与低功耗。高通大部分芯片直接从ARM购买IP，以此为基础进行相应修改，例如Kryo芯片以及骁龙芯片。Nanoreview公布的排名显示，以骁龙8为代表的高通芯片处于行业前列。另一方面，为了进一步提升芯片性能并抢占市场份额，高通开始转向直接基于ARM指令集设计芯片，开发定制内核。ARM公司本身并不参与终端处理器芯片的制造和销售，而是通过向其它芯片厂商授权设计方案来获取收益。ARM是一种RISCMPU/MCU的体系结构，是AdvancedRISCMachineLimited公司提供的产品。Arm采用IP授权的商业模式，专注于IP设计，向其他芯片厂商收取技术授权费用，同时也向芯片收取版税。ARM的的IP核为了兼容前几代架构，在性能上做了妥协。随着新的ARM架构版本不断推出，ARM的IP核为了保证兼容性，不得不在性能上有所取舍，因此，ARM指令集直接授权的芯片设计公司，例如苹果，设计出来的CPU芯片要优于直接基于ARM公版软核设计出来的芯片。核心优势三：高性能低功耗AI能力，端侧丰富的AI软件栈高通重视AI技术研发，广泛与实验室合作，提升公司AI能力。2007年起高通就开始基于脉冲神经元来做机器视觉和运动控制应用研究，高通广泛与实验室展开合作，例如FacebookAI团队、腾讯AILab、谷歌云、索尼实验室等。高通还宣布成立高通AI研究院，在公司范围内开展前沿人工智能基础研究。高通AI算法能力处于行业领先地位。据高通AI研究院，高通在模型量化、群等变卷积网络、on-device学习、无线AI、联邦学习等八个领域处于行业第一，未来高通计划将追求离散最优化、神经推理、3DAI等领域的第一。高通推出AIEngine与AIStack，用以整合公司的AI能力。AIEngine拥有业界较高的AI硬件性能，具有丰富的生态，而AIStack更是将手机、汽车、物联网设备、VR设备进行统一，整体从AI模型、硬件与软件着手，更好适配各种AI应用。系统级硬件设计：Qualcomm的异构计算方案面向不同类型功能、基于不同类型数据、在不同计算精度水平上，可以支持大量卷积或循环神经网络。AIEngine硬件：多核异构并行计算核心。①HEXAGON向量处理器：运行涉及向量数学的应用；②ADRENOGPU：运行对浮点精度有要求的应用；③KRYOCPU：支持相对较少向量处理、非规则性数据结构和/或复杂流程控制的应用；④SENSINGHUB：双核AI处理器，常感摄像头。AIEngine专为在设备上快速高效地运行AI应用而设计，支持INT8、FP32、FP16等数据格式。软件方面：包括骁龙神经处理引擎NPE、AndroidNN和HexagonNN。1）骁龙神经处理引擎（NeuralProcessingEngine,NPE）可帮助开发者节省神经网络运行的时间和工作量；2）AndroidNNAPI，让开发者能通过Android操作系统直接访问骁龙平台；3）HexagonNeutralNetwork（NN）库让开发者可以直接将人工智能算法在Hexagon向量处理器上运行，优化机器学习运行效率。2022年11月，高通发布了新一代旗舰骁龙8计算平台，搭载第八代AI引擎，性能相比之前全面提升。相较于上一代，Hexagon处理器的AI性能提升4.35倍，对INT4精度的支持可将持续AI推理的每瓦性能提高60%，而上一代骁龙8Gen1AI算力达到27TOPS；KryoCPU性能提升35%，能效提升40%；Adreno740GPU的图形渲染速度提高了25%，算力达到2.1TFLOPs（FP32）。三、手机、基带、射频前端等业务发展情况全球智能手机销量保持高位，5G智能渗透率进一步提升22年全球智能手机出货量同比下滑11%。根据IDC数据，2021年全球智能手机出货量为13.55亿台，同比上升4.84%。全球智能手机出货量自2016年达到高峰后开始下降，2021年有所上升，2022年全球智能手机出货量12.06亿台，同比下滑11%。全球5G智能手机出货量快速增长，渗透率迅速提升。根据IDC数据，5G手机占比将持续提升，到2022年将占据全球智能手机出货量的一半以上，到2026年将上升到80%。主流手机商包括三星、苹果、小米，均积极去库存全球手机厂商主要为三星、苹果、小米等。根据Counterpoint数据，2022年，全球手机市场竞争格局相对分散，三星占据22%排名第一，苹果占据19%排名第二，小米、Vivo、Oppo分别占据13%、9%、9%，排名第三、第四和第五。主要手机厂商均积极采取去库存策略。2022年第四季度，小米存货共计504亿元，环比下降5%，苹果存货共计68亿美元，存货周转天数为7.92。目前手机厂商积极采取去库存策略，这对于高通未来手机芯片业务是较好的指引。三星方面，2022年高通发布三季报的同一天，宣布其与三星的进一步合作：同三星的专利许可协议延长到2030年，且为三星未来推出的高端产品供应骁龙系列产品。此外，5G芯片价格远高于4G芯片，大概是4G芯片的两倍，随着5G手机渗透率提升，主打中高端手机芯片的高通有望从中受益。高通手机SoC及基带芯片市占率领先在手机SoC方面，高通仅次于联发科占据市场第二大份额。根据Counterpoint数据，2022年Q3，高通智能手机AP/SoC出货量占比为31%，仅次于占比35%的联发科，苹果出货量占比16%，展锐出货量占比10%，三星出货量占比7%。在基带芯片方面，高通出货量遥遥领先。根据TechInsights数据，2022年Q3，高通全球基带芯片出货量占比为62%，份额占比第二的联发科占比26%，三星占据了6%的市场。高通手机芯片出货量保持较高水平高通手机芯片出货量保持较高水平。根据群智咨询数据，2021年，高通智能手机SoC芯片出货量为4.05亿颗，相比2020年的3.82亿颗有所提升。高通手机芯片出货量处于行业内较高水平，仅次于联发科5.40亿颗的出货量。高通财报显示，2020财年，高通MSM芯片（指带有基带芯片的移动处理器，包含在QCT业务下，QCT业务涵盖手机、汽车、物联网、VR等领域，2021财年后公司不再披露该数据）出货量为5.75亿颗。5G发展预计将带动射频前端市场稳定增长5G频段的拓展对射频前端器件提出了新的需求，未来几年射频前端市场有望保持稳定增长。根据华经产业研究院预测，到2024年，全球射频前端市场将增长至273亿美元，其中2020-2024年年均复合增长率为16%，主要增量来自5G新增频段。根据集微咨询预测，到2024年，全球智能手机蜂窝通信射频前端旗舰市场将达到166亿美元，2019-2024年年均复合增长率将达到9.7%（2010-2021年全球半导体市场规模年均符合增长率为5.8%）。智能手机射频前端市场集中度较高。2G-4G时代Broadcom、Skyworks、Qorvo为智能手机射频前端主要生产厂商。随着高通逐步布局射频前端产业，其5G智能手机射频前端市占率不断提升。2021年高通射频前端单元累计出货量达80亿个，单个组件出货量均超过3亿个，在智能手机射频前端领域收入排名第一。2022财年，高通射频前端业务营收43.3亿美元。四、汽车、物联网等业务发展情况高通基于先进无线通信技术，引领C-V2X领域发展C-V2X是指蜂窝车联网，主要包括车对车（V2X）、车对基础设施（V2I）、车对行人（V2P）以及车对网络（V2N）的连接。C-V2X是开发智慧交通系统的重要技术推动因素。高通引领C-V2X领域发展。高通把C-V2X技术引入3GPP进行标准化，C-V2X标准最终版本于2017年6月份完成，包括V2I、V2P、V2N、V2V。随后，高通发布了9150C-V2X芯片，是全世界第一个可以商用的的C-V2X的解决方案，针对3GPPRel-14版本C-V2XPC5直接通信进行优化，同时支持包括北斗系统在内的高精度定位。目前,高通在全球车载网联领域市场份额位居第一,全球有超1.5亿辆汽车采用了高通的车载网联方案。在车联网/C-V2X领域市场占有率全球第一，产品应用于全球二十余家车企，份额占比超过90％。公司是智能座舱领域霸主，座舱芯片性能领先2019年高通发布第三代座舱芯片：SA6155P、SA8155P和SA8195P。其中SA8155P性能强劲，AI芯片算力约8TOPS，目前已经广泛用于奔驰、吉利、小鹏、蔚来等数十家车厂中的中高端车型。2021年，发布第四代座舱芯片SA8295P，更是拥有业界绝对领先的能力。高工智能数据显示，22年1-10月搭载高通平台智能座舱交付量达到192.67万辆，份额占比达到27.05%；在22款新车交付量方面，高通平台在域控市场的占比则更是高达86.45%。结合产品性能、搭载车型、芯片产量、迭代能力等，高通无疑是智能座舱芯片的霸主。第四代座舱芯片分为三个等级，具备高度扩展性和灵活性2019年，高通发布以SA8155P为代表的第三代智能座舱芯片，SA8155P是骁龙855的车规版，采用7nm制程，是当前中高端车型中使用的一款主流智能座舱芯。国内首款采用8155芯片的是长城的摩卡，硬件方案由博时提供。2021年，高通发布第四代座舱芯片SA8295P，是骁龙888的车规版，采用三星5nm制程。这款芯片集成高通第6代KryoCPU，Hexagon处理器，多核高通AI引擎，第6代AdrenoGPU和Spectra图像信号处理器ISP等，CPU算力超过200KDMIPS，GPU算力超过3000GFLOPS、支持WiFi6和蓝牙5.2，AI算力达到30Tops。SA8295有三种配置以适应不同等级车型，预计2024年开始量产，目前车厂普遍采用8155芯片，未来将逐步替换成8295。SA8295后，高通将推出SA8795，其AI算力将达到60TOPS。高通智能座舱基本涵盖了国内主流中高端车型，定点厂商有蔚小理、广汽、吉利等。通过收购补齐自动驾驶领域短板2021年10月，高通宣布与自动驾驶公司Veoneer达成最终收购协议，高通将与投资机构SSWPartners以每股37美元，总计45亿美元（约合290.03亿元人民币）的全现金交易方式收购Veoneer自动驾驶软件业务Arriver，打造骁龙RideVisio系统；此次收购前，高通、宝马和Arriver宣布就自动驾驶技术开展长期开发合作，涵盖从新车评价规范（NCAP）、L2级别先进驾驶辅助系统到L3级别高级自动驾驶功能。通过收购Arriver，高通助力汽车制造商快速落地软件开发。Arriver通过将Veoneer的下一代感知和驾驶策略堆栈和高通最新的骁龙汽车SoC及加速器产品，创建可以从入门级扩展的全堆栈高端自动驾驶解决方案。汽车电子电气架构走向域集中/中央计算是确定性趋势汽车智能化的发展推动汽车芯片算力的提升。传统的分布式EE架构已经无法支撑起OTA、L3及以上的自动驾驶能力，汽车EE架构已经走向域集中，未来架构将具有协同增效、计算集群、服务导向等特点。软件定义汽车时代真正到来。根据博世对EE架构发展的趋势预测，未来将由数个域控制器控制汽车主要模块功能，并进一步通过中央计算设备和云端服务程序把控车辆整体。根据特斯拉、高通、英伟达对于芯片的规划，未来座舱与自动驾驶芯片将更倾向于运行在同一个SoC架构之上，应用程序和域之间的边界将越来越模糊。未来舱驾一体化趋势所在，高通发布骁龙RideFlex2022年9月20日，英伟达在GCT大会上发布AI算力达到2000TOPS的4nmThor芯片，替换了原来计划发布的Atlan芯片，统一智能座舱、自动驾驶和自动泊车领域，实现完全L4级别自动驾驶算力。2022年9月22日（23年1月正式发布），高通推出骁龙RideFlex芯片（包括Mid、High、Premium三个级别，Premium单颗芯片AI算力600TOPS以上），集成智能座舱、自动驾驶、网路、机器视觉等多项应用功能，结合加速器芯片，AI算力同样达到2000TOPS，RideFlex芯片包含十大部件：Snapdragon处理、显示处理、安全管理器、安全处理、音频数字信号处理、视频处理、嵌入式视觉加速器、光谱图像信号处理器、AdrenoGPU和KryoCPU。RideFlex芯片可扩展的特性允许厂商快速打造各类车载应用功能，同时精简成本开销。首款骁龙RideFlexSoC现已出样，预计将于2024年开始量产。中国将成为物联网最大市场，高通与中国厂商开展广泛合作中国将成为全球最大的物联网市场。根据IDC数据，到2024年中国物联网市场支出将达到约3000亿美元，未来5年的复合增长率将达到13%，中国或将超越美国成为全球第一大物联网市场，同时预计2024年中国制造业、政府、消费者三大行业的支出将占市场总支出的一半以上。高通积极与中国物联网领域厂商开展合作。2020年，高通与20家中国企业联合发起“5G物联网创新计划”，2022年高通物联网创新应用蓝皮书显示，中国厂商利用高通丰富的全球化解决方案，在智慧城市、智慧办公、智慧交通等领域实现快速突破。物联网业务已经成为高通第二大创收领域高通物联网业务分为消费电子、工业与边缘网络三类，其中：消费电子类：在语言/音乐方面，打造Sound骁龙畅听技术平台，发布第二代S5和S3芯片；XR方面，发布骁龙XR2平台与AR平台；工业领域：于2021年推出7款芯片，分别应用于不同场景，包括零售、物流管理、运输、相机应用，工业手持设备等；边缘网络：推出CloudAI100，旨在加速边缘应用普及；2022年6月，收购以色列初创公司Cellwize以推动公司5GRAN创新，加速5G建设，包括5G边缘计算业务发展2022财年，公司物联网业务营收69.48亿美元，同比增长37.42%，占总营收15.72%，为公司除手机外第二大创收领域；2022Q4，公司物联网业务营收16.82亿美元。主要物联网模组厂商存货压力有所缓解2022Q3，各物联网模组厂商库存情况有所改善。移远通信、日海智能、有方科技、美格智能存货周转天数均有所下降，五大物联网模组厂商（移远通信、广和通、日海智能、有方科技、美格智能）2022Q3平均存货为11.85亿元，相较于年初有所下降，与Q2基本持平，使用五大物联网模组厂商平均营业成本、期初平均存货与期末平均存货计算出平均存货周转天数，可以看到，2022Q3五大厂商平均存货周转天数为97.79天，环比有所改善。下游物联网模组厂商库存情况好转，预计高通库存压力也将有所缓解。XR是移动计算未来，高通积极布局高通于2007年启动了首个AR研发项目，2018年推出骁龙XR1平台，为当时全球首款XR设备专用芯片，2019年推出XR2平台，2021年推出XR1AR智能眼睛参考设计，收购智能手机增强现实公司wikitude，2022年推出骁龙XR2+