亏损收窄业绩好转，芯原股份又看上中芯国际要做的Chiplet

　　虽然芯原股份-U（688521.SH）的股价不断创新低，从最高的174元已经跌了67.7%，但公司交了一份相当漂亮的年报，营收突破15亿元人民币，四季度实现盈利，全年净利润亏损也大幅收窄，2021年盈利在望。
　　芯原股份是一家依托自主半导体IP，为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务的企业，目前形成了图形处理器ISP、神经网络处理器NPU、视频处理器VPU、数字信号处理器DSP和图像信号处理器ISP五大处理器类IP，还拥有1400多个数模混合IP和射频IP，应用领域涵盖消费电子、汽车电子、计算机及周边、工业、数据处理和物联网等，下游客户包括IDM企业、芯片设计公司及云服务提供商等，目前是全球第七大IP供应商、中国大陆第一大IP供应商，有望成为中国大陆的Arm。
　　此外，在年报中芯原股份还提到想进军Chiplet这种先进的封装技术，而这是中芯国际在先进制程遭遇＂卡脖子＂后寻求突破的领域。
　　第四季度实现盈利，研发投入再创新高
　　2020年芯原股份实现营收15.06亿元，同比增长12.4%；归母净利润亏损0.26亿元，同比增长37.9%；扣非归母净利润亏损1.07亿元，同比下降5.9%。2020年公司毛利率45%，相比去年40.2%有所提升，但由于大比例的研发投入，净利润还处于亏损状态。2020年管理费用和销售费用基本稳定，财务费用率提升至2%，主要是汇率损失所致，因为公司一半以上的收入来自海外市场：
　　资料来源：Wind股票整理，阿尔法经济研究
　　值得注意的是时隔5个季度后，第四季度芯原股份实现盈利，当季度归母净利润0.60亿元，扣非归母净利润0.21亿元，主要系2020年第四季度起新签量产订单大幅增长和优质大客户持续放量所致：
　　资料来源：Wind股票，阿尔法经济研究
　　2020年芯原股份研发投入高达6.21亿元，研发费用率41.2%，为历史新高，公司坚持对半导体IP和系统级芯片定制平台的研发投入，根据发展战略继续推进战略研发项目，高端应用处理器平台、数据中心视频转码平台等项目取得突破性进展。目前公司有13项在研项目，涉及图形处理器技术、视频处理器技术、神经网络处理器技术和基于格芯22nm FD-SOI工艺的高速接口及模拟IP平台等，多项技术处于国际先进水平：
　　资料来源：芯原股份年报，阿尔法经济研究
　　值得注意的是，2020年芯原股份研发投入资本化比例为14.45%，去年同期则为0，主要是因为公司对本年度立项的三个战略研发项目高端应用处理器平台项目、数据中心视频转码平台和TWS蓝牙连接平台项目进行评估，认为有别于以往费用化的IP研发项目，且三项目旨在开创新型模式即开发基于专用ASIC芯片的软硬件平台，具有可复用性，公司可销售该平台及相关产品给各个目标客户，未来将为公司带来不断收益。当然公司可以这么说，但投资者需要谨慎，毕竟研发费用资本化是一种比较常见的财务造假手法。盈利能力肥廋分明，先进节点业务紧跟时代
　　芯原股份的主要经营模式为芯片设计平台及服务（SiPaaS）模式，通过积累的芯片定制技术和半导体IP为客户提供一站式定制服务和IP授权服务，从而降低客户的设计时间、成本和风险，这也是Arm和新思科技等IP企业的商业模式。盈利模式上，芯原股份主要通过向客户提供一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务（含平台授权）取得收入。2020年公司实现营收15.06亿元，其中一站式芯片定制业务营收9.22亿元，同比增长2.2%；半导体IP授权业务营收5.84亿元，同比增长33.3%，营收占比提升至38.8%。
　　芯原股份一站式芯片定制服务分为芯片量产业务和芯片设计业务，2020年芯片量产业务营收6.53亿元，同比增长22.5%，主要系2020年优质大客户持续放量所致；芯片设计业务营收2.68亿元，同比下降27.4%，主要系报告期内公司抽调部分研发人员推进战略发展项目。2020年公司一站式芯片定制服务新增客户数量超过15家，累计客户数量超过270家：
　　资料来源：芯原股份年报，阿尔法经济研究
　　2020年芯原股份半导体IP授权业务实现营收5.84亿元，同比增长33.3%，其中知识产权授权使用费收入5.04亿元，同比增长46.9%；特许权使用费收入0.80亿元，同比下降15.8%。2020年公司IP授权次数达到134次，较2019年的65次大幅增加，IP授权服务新增客户超40家，累计客户超过300家：
　　资料来源：芯原股份年报，阿尔法经济研究
　　技术上芯原股份拥有从先进的7nm FinFET到传统的250nm CMOS节点芯片设计能力，包括14/10/7nm FinFETh饿28/22nm FD-SOI等先进工艺节点芯片设计能力，5nm FinFET的设计研发和新一代FD-SOI工艺节点芯片设计也开始了预研，可以说公司IP研发能力与当前芯片设计水平同步，这是公司的竞争优势之一。
　　2020年芯原股份在28nm及以下节点上的流片项目数为16个，占比55.2%，同比增长10%。截止2020年底，公司在执行项目数为115个，其中14nm及以下节点项目数达到24个：
　　资料来源：芯原股份年报，阿尔法经济研究
　　值得注意的是，芯原股份一站式芯片定制业务毛利率偏低，其中无论芯片量产业务还是芯片设计业务毛利率均偏低。公司半导体IP授权业务毛利率超过90%，其中营收占比较大的知识产权授权使用费毛利率由2016年的84.4%提升至2020年的95.2%，营收占比也从19.3%提升至33.5%。业务优化有助于提升公司综合竞争力：
　　资料来源：Wind股票整理，阿尔法经济研究先进封装技术Chiplet，为何芯原股份要参乎一把？
　　2020年中芯国际被纳入实体清单，先进制程研发和产业化面临各种困境，而蒋尚义的入主一度导致人事危机，联席CEO一度扬言出走。当然最终蒋尚义成功入主并负责Chiplet先进封装业务，梁孟松博士也成功留任并负责先进制程的研发，中芯国际人事危机解除，并且未来业务也有了更清晰的规划，也算是双赢。
　　当前随着SoC芯片的制程越来越小，集成度越来越高，其研发成本和制造成本也呈几何倍数增长，比如28nm的芯片研发成本约为5000万美元，而7nm芯片研发成本上涨到3亿美元，未来3nm芯片研发成本更是高达15亿美元之巨，绝大多数设计企业已经难以承受。Chiplet是一种可平衡计算性能与成本，提高设计灵活度的新技术之一，其基本原理是把一些不同工艺节点的芯片裸片，通过先进的3D集成等技术封装在一起，从而形成一个系统芯片，同时Chiplet也是摩尔定律遭遇物理瓶颈下还可以延续的重要技术：
　　资料来源：芯原股份年报，阿尔法经济研究
　　目前已经有AMD、英特尔和台积电为代表的半导体厂商已经先后量产了可行的Chiplet方案、接口协议和封装技术，当然AMD作为Fabless企业，其采用Chiplet技术的芯片还是由台积电完成。在先进封装中台积电处于第一梯队，过去近十年其相继发展出了InFO、CoWoS等封装技术并将其逐渐整合成3D Fabric先进封装技术平台。2012年台积电与赛灵思一起推出了当时最大的FPGA，将四个相同的28nm芯片并排放在硅中介层上，并为此开发出TSV（硅通孔）、RDL等技术，将其实现互连，并将该技术命名为CoWoS。2017年台积电还推出InFO，使用polyamide film代替CoWoS中的硅中介层，从而降低单位成本和封装高度。
　　台积电的下一代先进封装技术是SoIC（System of Integrated Chips）集成电路系统，是从SoC演变而来，其技术核心是以关键的铜到铜结合结构，应用TSV工艺，将多个芯片粒以3D堆叠的方式集成在一起。目前台积电已经实现了12层堆叠。台积电强调SoIC技术不仅在能效上取得突破，而且也提供了延续摩尔定律的机会：
　　资料来源：台积电会议资料，阿尔法经济研究
　　英特尔的EMIB嵌入式多核心互连桥接封装是一种2.5D封装技术，其优点是可以将不同工艺节点的芯片封装在一起，比如2018年英特尔展示了将10nm、14nm和22nm三种不同工艺的芯片封装在一起做成单一处理器：
　　资料来源：英特尔官网整理，阿尔法经济研究
　　Chiplet可以将不同工艺节点、材质、功能的具有特定功能的芯片裸片集中封装，可解决7nm、5nm及以下节点中性能与成本的平衡，并有效缩短芯片设计时间并降低风险。芯原股份看中的是Chiplet所继承的SoC的IP可复用特点，属于硅片级别的IP复用，公司认为Chiplet的发展为IP供应商尤其是具有芯片设计能力的IP供应商拓展了商业灵活性和发展空间。当然Chiplet未来发展空间很大，Omdia预计2024年采用Chiplet的处理器芯片的全球市场达到58亿美元，比2018年的6.45亿美元增长9倍，2035年将达到570亿美元。
　　未来芯原股份的目标是将从半导体IP供应商升级为Chiplet供应商。
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