复旦微电研究报告FPGA广阔天地公司迎来第二成长曲线

复旦微电研究报告-FPGA广阔天地公司迎来第二成长曲线一、国内领先的集成电路设计企业1.1公司技术储备深厚，产品线齐全超大规模IC设计企业，历史悠久。上海复旦微电子股份有限公司成立于1998年，主要从事集成电路设计、开发、测试业务，并为客户提供系统解决方案。公司与2000年在香港创业板上市，是国内第一家上市的集成电路设计企业，2014年转到香港主板上市。公司产品线丰富，技术储备扎实。目前主要产品包含FPGA芯片、安全与识别芯片、非挥发存储器、智能电表芯片、集成电路测试服务，2021年营收占比分别为16.58%、33.61%、27.98%、11.48%和9.38%。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。FPGA芯片：公司是国内领先的FPGA芯片设计公司，目前有千万门级FPGA芯片、亿门级FPGA芯片、嵌入式可编程芯片（PSoC）三种产品。公司自2004年开始进行FPGA研发，陆续推出百万门级FPGA和千万门级FPGA，于2018年Q2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，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。千万门级FPGA适用于网络通信等应用，亿门级FPGA可应用于5G通信和人工智能等对传输速度要求较高的领域，嵌入式可编器件PSoC可在一些高可靠领域应用，其下游客户广泛分布于网络通信、智能中心等。安全与识别芯片。目前有RFID与存储卡芯片、智能卡与安全芯片、智能识别设备芯片等多个产品系列。RFID与存储卡芯片系列可用于身份鉴别、电子货架等领域，下游客户包括芯诚智能卡等卡商；智能卡与安全芯片产品线可用于芯片卡，包括社保卡、银行卡、交通卡等，下游客户包括一些高校、公共交通公司等；智能识别设备芯片系列产品可应用于门锁、金融POS机等领域。非挥发存储器。目前主要产品为EEPROM存储器、NORFlash存储器和SLCNANDFlash存储器。公司存储芯片产品线可提供多种接口、各型封装、全面容量、高性价比的非挥发存储器产品，具有多种容量、接口和封装形式，在网络通讯、电脑、手机、消费类电子产品、物联网终端、安防监控、医疗设备、家电、汽车电子及工业控制设备等领域有较大需求。智能电表芯片：主要包括智能电表MCU、低功耗通用MCU等。智能电表MCU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，公司产品在国家电网单相智能电表MCU市场份额占比排名第一；公司低功耗通用MCU产品正积极向智能水气热表、智能家居、物联网等行业拓展。集成电路测试服务。公司通过控股子公司华岭股份为客户提供从芯片验证分析、晶圆测试到成品测试的集成电路测试服务整体解决方案，集成电路测试的具体内容包括晶圆测试及成品测试。经过多年的发展，公司技术研发能力和平台实力不断提升，测试技术领域显著扩大，为市场开拓夯实了基础。1.2营收增长稳定，2021年业绩高增行业景气度提升叠加公司FPGA产品放量，公司业绩高增。营收端，公司营业收入从2018年的14.24亿增至2021年的25.77亿，CAGR为21.9%，利润端，公司归母净利润从2018年的1.05亿增至2021年的5.14亿，CAGR为69.8%。2019年业绩下滑由于行业景气度的下滑、公司存货跌价准备和研发费用增加，2021年公司实现归母净利润5.14亿元，主要源于行业景气度的提升、FPGA芯片的放量和整体产品结构的优化。安全与识别芯片产品占比最大，FPGA产品占比不断上升。公司2018-2021主营构成中，安全与识别芯片收入占比最大，2021年占比为34%，FPGA芯片的收入占比不断上升，从2018年的11%增至2021年的17%，体现了公司FPGA芯片随着国产替代不断放量的趋势。各产品线毛利率差异大，FPGA芯片毛利率最高，公司综合毛利率相较同行较高。2021年公司多产品线毛利率均上升，除FPGA芯片外的其他四条产品线毛利率水平相近，而FPGA业务由于高技术壁垒，高研发投入带来的高定价，以及应用领域的因素，2021年毛利率为84.71%，远高于其他业务。公司的可比公司为紫光国徽、兆易创新、安路科技等，公司综合毛利率在2019年短暂下降后持续上升，2021年为58.91%，处于领先地位。资产负债率稳定，应收账款周转效率逐渐提高。公司始终保持稳定的资产负债率，与可比公司相较而言，公司资产负债率处于中游，资产负债率较为稳定。应收账款周转天数方面，公司近年应收账款周转天数持续下降，应收账款周转率提升。1.3多方共同持股，实施股权激励绑牢优秀管理层公司股权较为分散，无控股股东及实际控制人。公司的前两大股东分别为复旦复控和复旦高技术，分别持有公司13.46%和13.10%的股份，第三大股东为上海政本，持股比例为6.4%，公司单个股东单独或者合计持有的股份数量均未超过公司总股本的30%，无实际控制人。管理层履历优秀。董事长蒋国兴先生，复旦大学计算数学专业本科学历、教授级高级工程师，担任多家科技公司董事长、总经理多年，行业经验极为丰富。总经理施雷先生，复旦大学管理科学专业硕士学位、教授级高级工程师，担任多家商业投资公司总经理多年。副总经理俞军先生，复旦大学无线电电子学学士学位及电子学与信息系统专业硕士学位、高级工程师，历任复旦大学微电子学院助教、讲师、副教授、高级工程师、微电子学院副院长。总工程师程君侠女士，复旦大学物理系半导体专业学士学位，拥有多年集成电路设计经验。公司实施股权激励绑牢优秀管理层。公司员工通过4个持股平台持有股份，即上海圣壕、上海煜壕、上海煦翎、上海壕越，合计持有3517.2万股内资股，21年7月公司在科创板发行新股后，员工合计持股比例为4.32%。持股员工中大多数为公司的高级管理人员、核心技术人员，公司目前正计划实施股权激励政策，绑牢优秀管理层和技术专家，构建国内一流的技术研发团队，持续推进公司的核心研发项目。二、FPGA：5G、人工智能驱动成长，公司技术国内领先2.15G、人工智能推动FPGA市场快速增长FPGA是现场可编程门阵列，在1985年由赛灵思的创始人RossFreeman发明。指一切通过软件手段更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元，完成既定设计功能的数字集成电路。FPGA是在PAL（可编程逻辑阵列）、GAL（通用阵列逻辑）、CPLD（复杂可编辑逻辑器件）等可编程器件的基础上发展而来作为ASIC领域的一种半定制电路。FPGA类似于集成电路中的积木，使用时可按用户自身需求和想法进行拼搭，形成不同功能和特性的电路结构，适应不同场景的应用需求。目前随着5G和AI持续推进，FPGA全球市场规模保持高增，根据Frost&Sullivan数据，2021年全球FPGA市场规模为68.6亿美元，2025年有望达到125.8亿美元，CAGR为16.4%。中国FPGA市场规模2021年为176.8亿元，目前占到全球市场比重为40%，到2025年能够达到332.2亿元，CAGR为17.1%，市场份额上升至42%。5G网络通信领域对FPGA需求量不断上升。由于5G通讯对基站射频芯片的连接速度、低延时、连接密度、频谱带宽等方面有更高要求，且新增的一些5G关键技术的迭代升级时间较长、技术不确定性较大，ASIC芯片性价比低，这为FPGA应用于5G领域提供了时间窗口。Frost&Sullivan数据显示，2021年中国通信领域的FPGA规模达到73.6亿元，约占中国FPGA市场规模的42%，近年来中国通信FPGA市场规模增速在15%以上。政策支持5G技术推进。我国高度重视5G技术的研究，近些年来不断推出5G支持性政策，2020年2月，工业和信息化部发布《关于推动5G加快发展的通知》，强调加快5G网络建设进度；《国家“十四五”规划纲要》提出，加强原创性引领性科技攻关和关键数字技术创新应用，建设现代基础设施体系。在一系列的政策支持下，我国5G基站建设持续推进。我国5G基站数量连年攀升，占比全球领先。近三年来我国5G基站数量持续上升，目前中国拥有规模最大、技术最先进的5G独立组网络，中国移动、华为等国内企业5G核心研发和网络测试推进顺利，5G标准必要专利份额我国位于全球第一，2020年我国5G基站数量占全球七成，2021年我国已建成5G基站142.5万个。未来5G基站数量有望超800万个。根据联通网络技术研究院专家估计，5G基站数量可能达4G基站的1.5-2倍，2021年我国4G基站数量已经超过586万个，保守估计5G基站数量在未来能够达到4G基站数量的1.5倍，则我国5G基站数量有望超过850万个。我国各省份公布的政府政策显示，2022年各省份规划建设5G基站的数量均大幅上升，其中广东省计划建成5G基站数量最多，计划建成22万个5G基站。据智讯咨询的分析，每年5G基站数量能够按照63.6%的复合增长率上涨，预计到2025年中国5G基站数量将达到800万个左右。基站中FPGA使用量增长。5G基站数量增多对FPGA需求的增加主要有两方面，首先是因5G通信基站数量的增多而提高对FPGA零部件的需求，价值量上升，其次是5G单基站的FPGA用量增大，4G时代的单基站FPGA的用量在2-3块，由于5G通道数大幅增加，设备对逻辑控制、接口速率要求提高，5G时代单基站的FPGA用量有望提升至4-5块。灵活配置特点赋予FPGA优势，低固定成本使FPGA生产更具灵活性。FPGA是基于通用逻辑电路阵列的集成电路芯片，该类芯片最大的特点是在制造完成后其具体功能由用户配置决定。在成本端，ASIC有较高固定成本，而FPGA具有优势，在产量规模小的情况下，FPGA无需支付一次性的大额流片成本。具备灵活性和高处理效率的FPGA在人工智能领域成为主流发展趋势。人工智能领域作为加速计算的分支，同样要求低延时性和并行性，FPGA在人工智能领域有高处理效率和灵活性的优势，与ASIC等其他竞品来看，FPGA灵活性更强、系统扩展性较好、并行运算加速表现出色，且FPGA产品的开发周期相对较小，又能够与CPU搭配起到加速卡的作用，在相同性能下比GPU的单位能耗低，因此FPGA在人工智能领域是更优选择。目前，CPU+FPGA+AI或者CPU+FPGA+GPU融合架构的PSoC芯片兼具了SOC的灵活性和通用性、FPGA的硬件可编程性和专用AI加速核或GPU的的高效性，有极好的能效加成，因而逐渐成为主流发展趋势。国内外FPGA应用于人工智能领域市场规模呈现增长。根据semicoResearch的数据，人工智能领域内的FPGA市场需求量未来五年CAGR达38.4%，2023年市场规模有望达到52亿美元，相对于目前60-70亿美元的FPGA市场，AI领域内的FPGA市场规模不容忽视。根据Frost&Sullivan数据，我国人工智能领域的FPGA用量未来将保持12%-20%的增长率持续上涨，预计到2025年能达到12.5亿元的规模。特种集成电路对芯片的温宽、抗腐蚀能力、封装形式乃至体系架构等有不同的输入型要求，FPGA应用到特殊温度、湿度、压力、安全等环境中具有一系列优势。第一，FPGA可靠性较高，在特殊处理后可以适应特殊环境中的各种恶劣条件；第二，FPGA能够减少系统设计的复杂度，减小板级电路上PCB布线不当带来的电磁干扰，保证电路性能；第三，FPGA修改灵活，后期可根据实际情况进行调整或扩展。基于以上优势，FPGA在特种集成电路中有广阔前景。世界第一大FPGA厂商赛灵思的财务报告中显示，最大的业务板块是AIT（宇航与防务、工业与检测、测试与测量），2021年AIT收入约14亿美元，在营收中占比44%。未来中国FPGA工业领域市场规模也将不断上升，持续推动特种集成电路领域的FPGA市场。2.2公司FPGA业务营收、销量、毛利率表现突出FPGA营收和销量持续增长。公司近三年来FPGA芯片营业收入不断提升，2021年公司FPGA实现营收4.27亿元，主要原因为亿门级FPGA和PSoC产品持续放量，同时快速导入终端客户。公司加大通信领域FPGA占比，FPGA定价大幅上涨。在均价上，2019年FPGA均价呈下降趋势，主要原因为公司积极拓展单价相对较低的通信、工业控制等应用领域，导致2019年FPGA及其他芯片整体均价下降至每颗2.27元，自2020年公司FPGA均价大幅提升，2021年均价涨至7.49元，由于5G时代对通道数和计算复杂度的要求增加，未来FPGA的均价有望进一步提高。FPGA毛利率远超公司其他业务。FPGA芯片由于存在高技术门槛，研发周期长，所需研发投入也比较高，因而产品的定价显著高于其他芯片，毛利率远远领先公司其他业务，单FPGA芯片来看，近些年毛利率均在95%以上。2.3公司FPGA技术国内领先，有望受益于国产替代加速28nm、14/16nm等先进制程FPGA市场空间大。相对于28nm以上制程的FPGA，28nm、14/16nm工艺制程的FPGA具有制程优势，具有功耗较低、面积较小、计算能力等优势，这些优势将进一步推动先进制程FPGA在通信设备、自动驾驶等领域的应用，并且随着5G时代通信设施的部署、汽车辅助驾驶技术的成熟、不断增长的数据中心需求、人工智能领域的开拓创新，以及要求的高速率、超精密的技术，28nm、14/16nm工艺制程FPGA将获得更大的市场空间。国内突破28nm工艺制程FPGA的公司较少。不同FPGA工艺节点对应不同的主流应用场景，国际第一大FPGA厂商赛灵思将28nm以上制程产品均定义为先进产品，目前国内能够实现28nm工艺节点FPGA量产的公司较少，市场的主要份额仍由赛灵思等行业龙头占领。国内的FPGA厂商主要有8家：复旦微电、紫光同创、国微电子、安路科技、成都华微电子、智多晶、高云半导体、京微齐力，目前所有国产厂商在国内市场的营收份额占比很少，而复旦微电是国内首家推出亿门级FPGA产品的公司。市场和技术国外垄断，急需国产替代。全球的FPGA市场几乎被三大巨头Xilinx，Altera

（被Intel收购），Lattice垄断，他们在硬件设计和高端的EDA软件设计上都形成极强的技术封锁，其他厂商进入市场有软硬件双重难度。且国外企业起步较早，Xilinx、Altera、Lattice等公司通过近9000项专利构筑了牢固的知识产权壁垒，并形成了非常强大的产业生态链，巨头厂商的全球市场占有率达到了90%以上，国内市场急需国产替代。目前，由于FPGA的推广需经历从Designin到Designwin，再到批量销售的过程，周期相对较长。公司有望受益于国产替代加速进程。我国FPGA研发基础相对薄弱，研发人员稀缺。美国头部厂商Intel，Xilinx，Lattice研发相关人才近万人，由于发展较晚，中国FPGA设计研发人才匮乏，国内头部厂商人才缺乏，成为制约中国FPGA行业技术发展和产品升级的核心因素。但国内头部企业如紫光同创背靠清华大学，复旦微电背靠复旦大学，具备较强的人才资源优势。公司目前已经开启14/16nm工艺制程的10亿门级FPGA产品的研发进程，填补了国产高端FPGA的空白，有望在未来受益于国产替代机遇。目前公司亿门级FPGA推进顺利，已向国内数百家客户导入产品。复旦微在2018年发布了采用28nm工艺制程的亿门级FPGA产品，产品包含700k左右容量的逻辑单元，SerDes模块最高支持13.1Gbps，2019年向市场导入亿门级FPGA产品，2020年公司的前五大客户中，四家已购入公司亿门级FPGA产品，获得了下游客户的普遍认可。截止2021年2月底，基于28nm工艺制程的FPGA产品已有229家客户，客户分布在通信、工业控制及高可靠领域。公司持续进行研发创新，28nm制程的PSoC芯片和14/16nm制程的十亿门级FPGA产品逐步放量，继续为国产FPGA先进技术的突破贡献力量。公司的青龙系列产品目前逐步出货，是国内首款推向市场的嵌入式可编程PSoC产品，工艺制程为28nm，内嵌大容量自有eFPGA模块，并配置有APU和多个AI加速引擎，可广泛用于高速通信、信号处理、图像处理、工业控制等应用领域。目前复旦微是国内唯一的国产28nmPSoC供应商，由于公司PSoC产品能耗表现较好，目前产品市场反响良好，后期公司会逐步升级产品性能，能够应对更多、更复杂的应用场景要求，产品竞争力将进一步提高，相关产品市场拓展的困难较小。公司目前开启了14/16nm工艺制程的十亿门级FPGA产品的研发进程，相关产品预计将于2021-2022年进行产品流片，计划2022年提供产品初样，2023年能够实现产品量产，继续为国产FPGA先进技术的突破贡献力量。三、传统业务：产品结构调整迎来新机遇3.1安全与识别芯片随物联网浪潮迎来新3.1.1安全与识别芯片为公司第一大收入来源，产品线丰富公司第一大收入来源，量价逐步回升。安全与识别芯片在公司主营业务中占比最大，2019-2021年销售收入分别为7.02、6.09、8.66亿元，占主营业务的比例分别为47.65%、36.02%、33.61%。同时2021年销量为15.2亿颗，同比增长11.3%，均价提升至0.57元。安全与识别芯片产品线丰富。该产品线主要有RFID与存储卡芯片智能卡与安全芯片、智能识别设备芯片三类，其中营收占比最大的为智能卡与安全芯片，也是公司的重点发展方向，2020年智能卡与安全芯片实现营收3.58亿元，占安全与识别芯片收入的59%；其次为RFID与存储卡芯片，2020年实现营收1.73亿元，占安全与识别芯片收入的28%；此外智能设备识别芯片2020年实现营收0.71亿元。安全与识别芯片领域客户资源丰富。复旦微在安全与识别芯片领域研发多年，积累了丰富的客户资源，目前RFID产品与存储芯片领域的终端客户有中国银联、汉朔、SES-imagotag等；智能卡与安全芯片产品的客户分布在社保、金融、交通等领域；智能识别设备芯片产品的终端客户有新大陆、联迪等公司。2018-2020年公司在安全与识别芯片领域的前五大客户收入占比波动较小，2020年，前五大客户收入占比为40.61%，公司锁定了较为优质的大客户。3.1.2RFID与存储卡芯片随物联网加速爆发期将不断扩张物联网浪潮来袭，给RFID与存储卡芯片带来增量市场。物联网是世界各国新一轮产业革命的重要内容与发展方向，其中RFID是物联网感知层中的重要组成部分，未来在安全访问控制的应用案例和在零售业的采用率将会增加。全球市场来看，RFID芯片市场规模将持续增长，根据沙利文预计，2020年全球RFID芯片的市场规模达到15.9亿美元，2016-2018年均复合增长率达到7.3%，国内市场来看，2020年中国RFID芯片市场规模达到52.1亿元，2016-2018年均复合增长率达到8.8%。公司RFID芯片覆盖高频、超高频、双频三类，未来重点领域为超高频和传感器，满足物联网的识别与感知需求。公司RFID与存储卡芯片产品线经多年研发，目前已有多个系列产品，领域应用广泛。未来该产品线的重点发展领域将在超高频和传感器领域，将推出超高频读写器芯片、符合国际协议的标签芯片等新品，为客户提供有竞争力的整体解决方案，并重点开发温度、湿度、气体等各类传感器，来满足物联网对识别与感知的需求。3.1.3智能卡与安全芯片处于国内领先梯队，多方面驱动需求增长公司智能卡与安全芯片产品处于领先水平。智能卡与安全芯片作为公司的重点发展方向，在国内智能卡领域处于领