2023年ARM公司研究报告:处理器行业基石,看好汽车、服务器及PC市场份额提升

  • 来源:中信建投证券
  • 发布时间:2023/11/02
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ARM公司研究报告:处理器行业基石,看好汽车、服务器及PC市场份额提升。ARM在处理器行业的份额提升趋势明显。处理器IP行业公司主业务处理器IP属于芯片设计核心环节,自上而下影响行业生态及配套设施。处理器架构选择及切换的驱动力来自(1)性能及功耗比;(2)下游软件生态及供应商丰富度。目前ARM在移动端、服务器等领域已被验证具有比x86架构更优的能耗比,且在非通用领域生态丰富度大幅超过尚在发展早期的RISC-V,ARM架构不仅在服务器、PC等传统领域快速获得份额,且在汽车电子、MR等成长赛道抢占先机。许可证+版税收入模型在芯片产品的全生命周期持续产生收入,公司长期收益稳定。ARM的收入来自许可证...

一、行业概况:处理器IP格局稳固,汽车&数据中心&IoT等成为下游增长驱动

半导体IP行业:处理器IP市场格局稳固,接口IP增长较快

半导体IP(Intellectual Property)是一些可重复利用的、具有特定功能的集成电路模块,根据亿欧智慧库 数据,2022年芯片设计行业年产值大约几百亿美元,其中芯片IP年产值约60亿美元。 半导体IP分类包括处理器IP(CPU/GPU/NPU/VPU/DSP/ISP…)、接口IP(USB/SATA/HDMI…)、物理IP、数字IP。 根据iPnest,2022年处理器IP、接口IP、物理IP、数字IP的行业规模分别为33亿、17亿、11亿和6亿美元。按 照细分领域来看,接口IP总规模增长较快,从2016年至2022年增长了170%;处理器IP作为接口中的第一大类, 技术和生态壁垒较高,竞争格局较为稳固。

全球芯片设计产业图谱

IP核是芯片设计的一个专业环节。芯片设计行业的上游供应商主要包括EDA企业、IP核供应商。 IP核供应是半导体设计精细化分工的结果,IDM/Fabless等类型的芯片设计制造企业通过IP采购实现产品的特定功能,以 可复用模式实现行业的风险共担、生态共享。

二、主营业务长期稳健:订阅制研发服务+量产期长尾版税收入

ARM公司历史沿革

Arm Holdings是一家总部位于英国剑桥的半导体和软件设计公司,于2023年9月14日在纳斯达 克上市。公司发展历程为: (1)1990年:Arm Holding公司由Michael P. Muller于1990年10月16 日在英国剑桥创立。最初,Arm是Acorn Computers、Apple Computer和VLSI Technology之间的 合资企业。 (2) 1991年:在早期的一次尝试中,Hermann Hauser还创建了剑桥处理器单元(CPU)。 (3) 2015年:2015 年ARM成果丰硕,除营收近15 亿美元,较前一年成长15% 之外,在当红的虚 拟实境VR 方面,也因为ARM 针对VR 所开发的Mali GPU 突破当前的技术极限。 (3) 2016年:自2016年私有化退市以来,Arm Holding公司一直由日本的软银集团所有。 (4) 2023年:重新上市交易。截至FY2023,Arm Holding公司的总资产为68.7亿美元,净收入为 5.24亿美元;2023年9月于纳斯达克上市,上市后软银持股90.6%。

公司IPO后股权结构

1998年,Arm曾在英国伦敦证券交易所和美国纳斯达克同时上市,直到2016年9月被日本软银集 团以约310亿美元收购并私有化。本次上市之后,软银作为控股股东仍将持有Arm 90.6%的股 权,如果承销商行使超额配售权,可超额购买700万股ADS,使软银持股降至89.9%。

本次公开发售9550万美国存托股,发售价51美元,占总股本的9.3%。根据公司招股书,AMD、 苹果、Cadence、谷歌、英特尔、联发科、英伟达、三星、Synpopsys、台积电有意向持股,上 述公司的基石投资者认购总金额或将达到7.35亿美元(约1441万股,占IPO发行股本的15%)。

版税业务:手机为基,PC、服务器架构切换打开增量空间

版税收入模型:芯片在Arm的授权下进行设计并量产后,Arm对所有出货的该款芯片收取单位版税(售价百分比模 式/固定金额模式/以核心数为基数的模式),同一款产品的版税费率一般随时间推移逐年降低;但当客户在芯片 中集成了更多Arm产品时版税金额可能会增加。因此版税业务收入将持续受益于SoC化和芯片制程提升的大趋势 (核心数量增加)、成熟行业的架构切换(PC与服务器向Arm架构切换)。 收入确认:按季度根据应计基础确认的(基于销售趋势估算),包括预期发货量的行业估计、使用Arm产品的市场 百分比和平均销售价格,在收到实际销售数据后的下一个季度进行真实调整。

许可证业务:增量来自汽车等成长期行业及PC等传统行业架构切换

许可证收入模式:公司通过2-3年的研发推出新的ip产品,下游芯片公司购买ip许可(通常以年为合同周期)后进 行芯片研发设计,公司产生许可证收入。芯片的设计周期在3-4年;手机等成熟行业的芯片设计周期为1-2年;车 规级芯片的设计周期在5年左右。 许可证有TAA、FAA、TLA、ALA模式。TAA模式下客户可使用所有公司处理器产品,FY2021、 FY2022、 FY2023客户 数量分别为4/6/18家;FAA模式下客户可以试用除了最新一代ip外的所有产品,并对最终流片的ip进行单款付费。 FAA模式客户FY2021、 FY2022、 FY2023分别为129/191/203家。

下游应用市场市占率及增速

ARM将TAM (total addressable market)定义为所有可以包含处理器的芯片,即包括智能手机、PC、数字电视、服务器、 汽车和网络设备中的主控芯片,不包括存储器、模拟芯片等一般不含处理器的芯片。 截至2022年底(日历年,下同),公司估计行业TAM总额约为2025亿美元,预测至2025年底TAM将增长至约2466亿美元 (CAGR=6.8%)。截至2022年底包含Arm技术的芯片总价值约为989亿美元,占约48.9%的市场份额,2020年底这一数字为 42.3%。截至2022年12月31日ARM的Royality收入约占行业TAM的1.7%。 2020公司在整体处理器市场的市占率为42%,2022年提升至49%。对渗透率进行敏感性测算,若2025年公司在整体行业的渗 透率分别增长到57%/60%/63%,分别对应公司客户芯片产值(模糊对应公司royalty收入)年化增速12%/14%/16%。

智能手机:CPU市占率超99%,产品线持续拓展

ARM在手机SoC中的份额一直保持在99%以上。公司预计移动应用处理器市场将从截至2022年12月31日的日历年的 约299亿美元增长到截至2025年12月30日的约360亿美元(GAGR=6.4%)。除SoC外手机芯片还包括基带、Wi-Fi、 蓝牙、NFC、GPS芯片、显示驱动、电源管理芯片、摄像头芯片、音频芯片等(统称“其他移动芯片”),公司 预计其他移动芯片市场将保持相对平稳,2022年约为176亿美元(2022-2025 CAGR=0.2%)。基于Arm的芯片在其 他移动芯片市场中的市场份额因设备而异,通常在运行更多软件的芯片(如调制解调器)中更高,在需要较少 软件的芯片中更低(如电源管理芯片)。

汽车:汽车电子化带动许可证收入增长

截至2022年12月31日,Arm在汽车芯片市场的份额为40.80%,公司在IVI和ADAS方面市场份额较高。随着汽车电 子持续进行从硬件定义向软件定义架构和计算的转变,公司预计其在汽车芯片市场的产值将从截至2022年12月 31日的日历年约188亿美元增长到截至2025年12月31日的约291亿美元(CAGR=15.7%)。

云计算:ARM架构能效比大幅领先,远期市占率目标50%

云计算市场包括供云服务提供商(CSPs)用于运行其操作的主服务器芯片、数据处理单元(DPUs)和智能网络接口卡 (SmartNICs)。Arm的Neoverse系列服务于服务器数据中心市场,是Arm在云计算市场的主要产品。 截至2022年12月31日,Arm在云计算市场的份额为10.10%。鉴于一些CSPs(如亚马逊和阿里)已在其数据中心使用的自 研芯片里采用Arm产品,并且其他CSPs(如微软和甲骨文)也开始部署由Arm许可证持有人(如Ampere)设计的芯片,公 司预计其在云计算市场的产值将从截至2022年12月31日的约179亿美元增长到截至2025年12月31日的约284亿美元 (CAGR=16.6%)。

三、财务分析:重研发投入,利润结构稳定

收入端

公司2021年,2022年,2023年总收入分别为20.27亿,27.03亿,26.79亿美元。2022年同比增长了33.35%,主要因为ARM通 过拓展新市场(包括云计算、网络、汽车和物联网),且其中大多数市场都具有强大的长期优势,而这也给ARM带来了更加 多元化的业务和更持久的增长;2023年同比下降了0.89%,主要由于智能手机市场不景气拖累版权收入以及受美国、英国与 中国之间的紧张关系影响,限制或阻止了某些中国客户或供应商与Arm 开展业务。

分业务看,Arm营收来源主要分为许可费和版税: (1)许可费,约占营收的40%,FY2023收入为10.04亿美元,同比下降了12%,其中ARM中国许可证收入4.35亿美元,同比增长 82%,增长主要来自服务器及汽车领域的企业数量增长;其他许可证收入5.69亿美元,同比下降37%。 (2)版税收入,约占营收的60%, FY2023收入为16.75亿美元, 同比增长了7.234%,其中ARM中国版税收入2.19亿美元,同比下 降11%,其他地区版税收入14.56亿美元,同比增长11%。

大客户份额及分地区收入

公司前五大客户FY2022、FY2023年收入分别为15.14/15.27亿美元,占比56%/57%。第一大客户FY2022/FY2023年收入 4.87/6.43亿美元,占比18%/24%。 分地区看,FY2022总部位于美国、中国大陆、中国台湾、韩国和其他地区的客户收入分别为12亿、5亿、4亿、2亿、3亿美 元,增速为47%、11%、41%、6%、38%; FY2023总部位于美国、中国大陆、中国台湾、韩国和其他地区的客户收入分别为 11亿、7亿、4亿、2亿、3亿美元,增速为-12%、38%、-17%、7%、2%。 FY2023公司前二大客户分别为ARM中国和高通,收入占比分别达到24%和11%。

成本费用结构

轻资产,重研发投入:公司固定资产占比较小,截至2023Q2公司账面固定资产为2.0亿美元,占总资产的6%;截 至2023Q1的全财年摊销及折旧金额1.7亿美元,占收入的6%。截至2023年3月31日,Arm在北美、欧洲和亚洲拥 有5963名全职员工,约80%的员工为研发人员。

净利润率随研发周期波动:公司2021/2022/2023财年的毛利率分别是93%/95%/96%;净利润率分别为 19%/20%/20%。公司2021财年研发和销售管理费用支出较多,总费用率为81%,FY2022、FY2023分别为72%、 71%。考虑到2015年至今公司历年平均营业费率为67%,近三年为研发投入大年,未来随着费用率回落至较低水 平后逐步释放净利润。

报告节选:


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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