芯原股份发展历程、主要业务、经营模式与收入分析

半导体 IP 领军，赋能设计制造全流程。

1. 国内半导体 IP 领军，产品矩阵完备

芯原股份是国内依托自主半导体 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。凭借超过 20 年的半导体 IP 研发积累，和芯片设计平台即 服务（Silicon Platform as a Service, SiPaaS）模式，公司为芯片设计公司、IDM 厂商、 系统厂商、互联网厂商和 CSP 等客户提供覆盖“设计-制造-封测”全流程的半导体产品解 决方案，覆盖消费电子、物联网、数据处理、汽车电子、计算机及周边、工业等领域。 创始人戴伟民为芯片界“戴氏三兄妹”之一，三人均深耕芯片设计。“戴氏三兄妹” 分别为大哥戴伟民、二哥戴伟进、及三妹戴伟立，均毕业于加州大学伯克利分校。 戴伟民辞任终身教授职位回国创办芯原。戴伟民为加州大学伯克利分校电机工程博士， 取得博士学位后赴加州大学圣克鲁兹分校任教。1995 年，戴伟民创办了 Ultima，2000 年， Ultima 与 BTA（美国伯克利技术公司）合并为 Celestry（2020 年被 Cadence 以 1.35 亿美 元收购）。2001 年，戴伟民辞去终身教授职位，回国创办芯原微电子。 戴伟立、戴伟进同为知名芯片设计公司创始人。1995 年，戴伟立与丈夫创办 Marvell （市值超 4000 亿人民币的 Fabless 厂商）。1996 年，戴伟进联合创立 Silicon Perspective （EDA 公司），2001 年被 Cadence 以约 5 亿美元收购；2007 年，戴伟进二次创业，创立 GPU IP 企业美国图芯，2016 年被芯原以 5752.85 万美元收购，戴伟进加入芯原担任高管。

IP 为公司业务基石。IP 通常指应用在芯片中且具有特定功能、可复用的电路模块。按 照设计实现方式，可分为软核、硬核和固核。1）软核（灵活度最高，可设计性强）：独立 于制造工艺的寄存器传输级（RTL）代码；2）硬核（灵活度低，拿来即用）：是经过系统设计验证、物理版图设计验证和工艺制造获得的半成品或产品，性能确保但灵活度低；3） 固核（介于两者之间）：通常以逻辑门级网表的形式提交，比硬核更具灵活度。 芯原股份是国内第一、全球第八的设计 IP 厂商，已形成丰富的 IP 积累和领先的设计 能力。产品积累方面，公司已拥有 6 大类处理器 IP、智能像素处理平台、基于 FLEXA 的 IP 子系统，以及 1600+数模混合 IP 和多种物联网连接（含射频）IP。工艺制程方面，公司 拥有从先进 5nm FINFET 到传统 250nm CMOS 工艺节点的芯片设计能力，先进工艺节点 14nm/10nm/7nm/6nm/5nm FinFET 和 28nm/22nm FD-SOI 成功流片，实现 5nm 系统级芯 片一次流片成功，多个 5nm/4nm 一站式服务项目正在执行。

2.产业链分工细化，SiPaaS 模式顺应趋势

SiPaaS 模式来自半导体产业链发展与变革，IP 需求增长为产业趋势。SiPaaS 模式指： 公司自身不设计终端产品，而是自主设计、拥有各类集成电路 IP，通过对各类 IP 进行工艺 节点、性能和软件等系统级优化，打造灵活可复用的芯片设计平台，向客户交付 IP 产品或 提供设计+量产制造管理等服务，降低客户的设计时间、成本和风险。 地位中立，类似于芯片开发的“卖铲人”。公司 SiPaaS 模式使公司处于中立地位，这 种商业模式 1）扩大了上下游朋友圈，不直接开发处理器与客户产生竞争关系；2）避免承 担因为产品开发失败或销售不利带来的风险；3）保持公司“轻量化”，专注于 IP 开发与 芯片服务。

中观层面：三次半导体产业链变革，精细化分工为必然趋势。复盘半导体产业链发展， 随着集成电路规模的不断扩大和晶体管体积的不断缩小，各环节职能细化为大趋势。 产业外包，IDM 厂商崛起（20 世纪 70 年代）：美国将半导体系统装配、封测等利润 较低的环节转移到日本等低成本地区。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，半导体产业第一次变革。变革使得半导体产业链 向日本转移，造就了索尼、东芝、日立等企业，拥有芯片设计和生产能力的 IDM 快速发展。 第一次分化（20 世纪 80 年代至 90 年代）：随着日本经济下行，以及美国将半导体产 业链分解至更多低成本的东亚地区，半导体产业链出现第一次分化，美国、日本半导体企 业由IDM模式逐渐转型为只负责设计Fabless模式。产业链的分化造就了中国台湾台积电、 联电等（注重晶圆制造），韩国三星、海力士等（聚焦存储）。同时，为了满足 Fabless 厂商和晶圆厂之间的技术衔接需求，芯片设计服务行业诞生。 设计环节进一步精细化（21 世纪初-至今）：终端产品多样化带来芯片种类的多样化； 同时，集成电路规模快速上升、制程不断推进，设计复杂度快速提升。设计环节进一步分 化出半导体 IP 产业，与原有芯片设计服务行业相融合，造就了 ARM、Synopsys、Cadence、 芯原股份、创意电子、智原等半导体 IP 供应商及设计服务商。

微观层面：制程演进带来集成电路规模不断提升，单颗芯片所需 IP 量进一步上升。随 着先进制程的演进，集成电路中晶体管数量大幅提升，芯片复杂度提升的趋势下，尽管 SoC 和 Chiplet 设计思路不同，但都指向模块化降低设计难度，单颗芯片中所需的 IP 数量大幅 增加。当前，IP 在集成电路设计与开发工作中已成为不可或缺的要素。 先进工艺制程 IC 设计成本急剧上升。先进工艺节点下芯片的设计成本和设计风险大幅 提升，根据芯原股份招股书，成熟应用期的 28nm 芯片设计成本仅为 0.26 亿美元，而当前 处在主流应用期的 5nm 芯片设计成本为 4.26 亿美元。高投入使芯片设计公司需要一定的 “保险”措施支撑来防范风险，而设计服务商具备设计-生产制造管理协同的完备能力，一 站式芯片定制服务和经验证的半导体 IP 成为越来越多芯片设计公司的选择。

3.IP 复用性强毛利高，量产业务规模效应显著

公司主营业务为一站式芯片定制业务、半导体 IP 授权业务。 一站式芯片定制服务包括芯片设计业务、芯片量产业务。①芯片设计业务：公司根据 客户要求进行芯片设计，并委托制造环节供应商（晶圆厂、封装厂、测试场）完成样片生 产，验证过后向客户交付样片获得相关设计收入。②芯片量产服务：样片达标后，客户将 后续量产环节外包给公司，公司提供委外生产+生产管理服务，向客户交付批量的芯片/晶 圆片成品，获得相关收入。 半导体 IP 授权业务包含知识产权授权使用费收入、特许权使用费收入。公司将自有的 半导体 IP 以单个 IP 或 IP 平台的方式授权给客户使用，在客户芯片设计阶段，客户向公司 支付固定的知识产权授权使用费；客户完成芯片设计并量产后，公司按该芯片 的销量获取特许权使用费。

一站式芯片定制、IP 授权收入占比约为 7：3，AI 将带来显著弹性。过去 5 年，公司 一站式芯片定制业务收入占比约 70%、IP 授权约为收入占比约 30%。2024 年，公司芯片 设计业务收入 7.25 亿元，其中 AI 算力相关的收入达到 4.95 亿元，占比约 68%。公司收入 增长的底层逻辑为基于公司 IP 设计的芯片产品的销量增长，后续由 AI 驱动的下游终端产 品创新必将带来爆款产品的出现，对特许权使用费、量产收入带来显著拉动。 动能一：布局广泛，充分受益于各类下游产品的增长。公司 IP 种类全球第二，VPU 全 球领先，据 2024 年报，搭载公司 GPU、NPU IP 的芯片分别累计出货超过 20 亿、1 亿颗。 广泛布局 AIGC、汽车电子、可穿戴设备、数据中心和物联网等下游，独有的上游地位使公 司不必押注单一产品或赛道，而是充分受益于下游领域内任一产品的爆发。 动能二：静态估计特许权使用费有数倍空间。根据 ARM FY2025 数据，License 及相 关收入与 Royalty 相关收入接近 1:1，分别对应公司知识产权授权使用收入、特许权使用费收入。我们认为，在智驾、可穿戴设备及 AI ASIC 等因素推动下，IP 授权业务有望展现规 模效应，对标 ARM，静态看公司特许权使用费仍有 6 倍以上空间；若乐观估计（将芯片设 计收入同样纳入 License 范畴），则有 13 倍空间。

IP 授权业务贡献约七成毛利，利润弹性来自规模效应+渠道优势。与收入结构相反，一 站式芯片定制业务与 IP 授权的毛利贡献约为 3：7；一方面，IP 授权业务直接体现 SiPaaS 模式下 IP 高复用性，同款 IP 复用至多种终端产品，高毛利凸显规模效应；另一方面，设 计+量产业务体现公司与制造端合作紧密，在产品设计-验证-量产全流程上具备渠道优势。

研发强度持续提升，推动多领域前瞻布局。2024 年，公司研发费用为 12.5 亿元，创 历史新高，研发费用率达到 54%。2025 年，定增 18 亿元用于研发 AIGC、智慧出行领域 Chiplet 解决方案，及面向 AIGC、图形处理等场景的 IP，致力于推进“IP 芯片化 IP as a Chiplet”、“芯片平台化 Chiplet as a Platform”和“平台生态化 Platform as an Ecosystem”。

公司在研项目总规模 26 亿元，AI、接口 IP 为重要方向。截至 2024 年末，公司共有 18 个在研项目，其中 AI 相关项目 5 个，总投资规模接近 15 亿元。此外，接口 IP 同样为 重要布局方向，在研项目 2 个，总投资规模超过 2 亿元，涉及 Chiplet 应用、数据中心、 ADAS、AIGC 等前沿应用场景。在芯片系统化趋势下，接口 IP 成为新的重要发展方向， 我们认为，后续公司将会加大在接口领域的布局。

对标台系厂商，研发高峰过后，利润释放规模效应可期。中国台湾厂商智原科技、创 意电子，业务模式与公司基本对标。2024 年两家公司营收分别为 26 亿、59 亿元人民币， 净利率分别为 10%/14%。我们认为，芯原当前还处在研发投入强度较高阶段，随着下游需 求放量+研发峰值过后，芯原营收规模将增大、研发费用率逐步回落，释放利润空间。