2024年乐鑫科技研究报告：“连接+处理”双管齐下，“软硬兼施”拥抱万物互联

1 乐鑫科技：全球领先的 AIoT 解决方案平台

乐鑫科技成立于 2008 年，是物联网领域的专业芯片设计企业及整体解决方案供应商，公司以“连接+处理”为方向，为用户提供 AIoT SoC 及其软件。乐鑫凭借自研芯片、操作系统、工具链、开发框架等，构建丰富的应用场景和解决方案，致力于为世界开启智能生活，用技术共享推动万物智联。公司的产品广泛应用于物联网相关智能产品，现已发布 ESP8266、ESP32、ESP32-S、ESP32-C和ESP32-H系列芯片、模组和开发板，成为物联网应用的理想选择。2013 年，乐鑫发布第一款产品ESP8089 Wi-Fi 芯片，应用于平板以及机顶盒；2017 年，乐鑫的产品已成功支持多个平台，包括百度 DuerOS、华为 HiLink、微软 Azure、Amazon AWS、小米平台、京东 Joylink 等；2019 年 7 月，乐鑫在上交所科创板首批挂牌上市；截至2023年9月，乐鑫 IoT 芯片全球出货量已经突破 10 亿颗，奠定了自身在物联网无线通信领域的领导地位。

公司产品目标客户定位明确，提供完整丰富的硬件及软件方案。公司对客户需求画像进行了详尽的分析，将其大致分为了侧重处理性能的高性能芯片需求客户与侧重连接功能的高性价比客户，并为其提供相应产品。同时，为进一步满足客户需求，公司提供了多样的软件方案。公司云产品 ESP RainMaker 已形成一个完整的AIoT平台，集成芯片硬件、云后端软件、设备固件 SDK、手机APP、设备管理后台和语音助手技能等，成为了支撑众多客户开发者的互联网商业平台，极大开拓了下游市场。

1.1 股权相对集中，实控人具备丰富电子领域

经验公司股权结构相对集中，TEO SWEE ANN 为实际控制人。截至24Q1，公司主要股东中，乐鑫投资持股 40.91%，是持股最多的股东，董事长TEOSWEEANN持有乐鑫投资 100%股份，通过该公司间接持有乐鑫科技40.91%股份，为公司实际控制人。乐鲀投资管理作为员工持股平台，持有公司 1.29%股份。

公司管理层具有相应的专业背景以及研发经历。董事长TEOSWEEANN（张瑞安）先生，本科及硕士均毕业于新加坡国立大学电子工程专业，曾担任TransilicaSingapore Pte Ltd.设计工程师、Marvell Semiconductor Inc 高级设计工程师、澜起科技（上海）有限公司技术总监等相关技术类职位。独立董事KOH CHUANKOON先生，本科毕业于新加坡国立大学信息系统专业，硕士毕业于新加坡国立大学计算机专业。独立董事 LEE SZE CHIN 先生，本科毕业于法国格勒诺布尔综合理工学院电子工程专业，硕士毕业于美国斯坦福大学电子工程（神经网络）专业。主曾担任新加坡资讯通信发展管理局处长、新加坡驻上海总领事馆信息产业处副领事、新加坡驻上海总领事馆信息产业处领事、Applied Mesh Pte Ltd.首席运营官兼首席技术官等技术相关岗位。

1.2 产品丰富促进营收稳健增长，毛利率处于领先水平

2022 年受宏观因素影响业绩下行，2023 顺应市场发展企业重绽活力。由于全球宏观经济受多种因素影响导致消费类市场需求较淡，公司2022 年公司营业总收入、归母净利润以及净利率与 2021 相比均有所下降。此外，得益于公司产品在非消费领域有进一步增长，对消费领域下行起到一定缓冲作用，因此2022 年营收下降幅度较小。 2023 年得益于次新类的高性价比产品 ESP32-C3 和高性能产品线ESP32-S3顺利进入了快速增长阶段，整体营收实现增长。 2023 年公司营业收入相比上年同比增长 12.74%，达到 14.33 亿元，归母净利润增加 0.39 亿元，净利率增长至9.50%；24Q1公司净利率持续复苏，达到 13.92%，有望于 2024 年继续保持业绩增长趋势。

产品矩阵不断拓展，近三年营收结构保持稳定。自2019 年上市以来，公司的营收组成主要包括三部分，一是直接的芯片销售收入，二是芯片构成模组的销售收入，三是其他来源的收入。芯片和模组产品都是面向物联网行业客户，整体收入增长得益于智能家居和消费电子领域不断拓展新客户和新应用。公司营收的组成结构相对稳定，模组销售组成了公司营业收入的主要部分，约占收入的60%，相比之下芯片销售占比不到 40%。2024 年公司有望继续维持稳定的营收结构，保证收入增长的稳定。

重点投入产品研发，研发费用率稳步上升。公司重视核心技术自研，大量投入底层技术研发，在过去几年大量投入研发的基础上不断增加研发费用。2023年，公司选择积极吸收市场优秀人才，为长期发展建立人力资源储备，研发人员薪酬增长，致使研发费用达到 4.04 亿元，同比增长 19.75%，研发费用率总体也在过去五年内整体呈现上升趋势，截至 2023 年报已达 28.17%。与可比公司相比，公司研发费用率近年来保持相对稳定的增长趋势，总体位于行业前列。

积极面对多重挑战，公司盈利能力重新复苏。2019-2022 年，受到地缘政治不确定性以及疫情的诸多因素的影响，公司毛利率出现下降。2023 年，公司毛利率达到40.56%，24Q1 公司毛利率达到 41.94%，有望保持持续增长趋势。与可比公司相比，公司毛利率位于行业前列，展现出较好的成本控制水平。

2 硬件：“连接+处理”两大功能加持，产品矩阵持续丰富

2.1 “万物互联”助推 Wi-Fi 芯片市场扩大

物联网领域需求日益提高，与人工智能相结合的AIoT 领域方兴未艾。物联网（Internet of Things，即 IoT），指将信息传感设备与互联网相连并进行信息交换和通信的系统。随着传感器等连接设备的高速增长和信息科技的快速发展，万物互联的时代正在到来。物联网市场的规模取决于物联网终端的数量，物联网技术快速更迭，全球及中国物联网设备数量不断增加，市场规模随之扩大。

物联网向 AIoT 迈进，创造新的增量市场。AIoT，即人工智能物联网(ArtificialIntelligence of Things)，是人工智能(AI)与物联网(IoT)技术的结合体。当前AIoT技术成为主流趋势，IoT 物联网通过广泛持续的连接，获取AI 人工智能深度学习所需要的海量数据，AI 人工智能将取得的数据进行智能识别、分类、处理、分析，最终实现特定功能，让物联网设备的简单连接上升为智能连接。一方面，AI 人工智能技术的应用提高了物联网设备的智能化程度，加速了物联网应用场景的落地，促进原有市场需求的提升；另一方面，AI 人工智能的应用催生出全新的应用场景，创造新的增量市场。

2.2 “连接”：支持多种通讯技术，从 Wi-Fi MCU 扩展至Wireless SoC

物联网发展促进连接技术多样化发展，WI-FI、蓝牙仍是市场主流。物联网的快速发展离不开通信技术的支持，目前无线通讯协议众多，各协议因其功能特点不同，在应用场景上有所差异：1）Wi-Fi 技术具备传输速度高、传输距离广等特点，但功耗大的弱点也限制了其应用范围；2）蓝牙技术的传输距离有限，功耗较低，多用于可穿戴设备、蓝牙音箱等场景；3）Zigbee/Thread 功耗较低、可连接网络数量较多，但传输速度较低，多用于传感器类的设备、工业控制等。根据IoT Analytics 数据，目前物联网市场中，Wi-Fi 仍是市场主流选择。

Wi-Fi 协议不断迭代，Wi-Fi6、Wi-Fi7 有望成为市场新增长极。在过去二十几年中，Wi-Fi 不断发展和扩展，在性能、范围、可靠性和安全性方面取得了进步。（1）新增频段：Wi-Fi 6E&7 突破了传统 2.4 GHz 和 5 GHz 频段，将Wi-Fi 推到6GHz的领域。（2）更快传输：Wi-Fi 7 的传输速度高达 46Gbps，比Wi-Fi 6 的9.6Gbps快三倍多，可实现更快的数据传输。Wi-Fi 7 提供 320MHz 通道和4KQAM等增强功能，提高网络吞吐量和容量。升级到 Wi-Fi 7 路由器可以通过其6GHzWi-Fi 频段减少 Wi-Fi 网络拥塞。（3）拓展应用：Wi-Fi 7 支持的关键应用包括增强现实、虚拟现实和扩展现实 (AR/VR/XR)、沉浸式 3D 训练和超高清视频流。

为适应行业发展趋势，乐鑫科技在连接产品线做出了以下两点变化：

（1）高性价比产品线主力产品采取 Wi-Fi+BLE Combo 形式，拓展应用场景以满足未来需求。单芯片多协议大势所趋，Combo 成为行业主流形式。WiFi+BLE双模模组在简化配网难度、优化配网稳定性方面具有优势，可优化终端产品的配网体验。近年来，同行业公司推出的连接芯片主力产品均以Combo 形式为主。乐鑫科技高性价比产品线中，主力产品也逐渐从单 Wi-Fi 芯片 ESP8266 迭代为Wi-Fi+BLECombo的 ESP32-C3 和 ESP32-C2 系列，从而成为营收增长的主要推动力。

（2）新品不断扩展芯片协议兼容能力，丰富无线SoC 产品矩阵。公司基于Wi-Fi的基础研发能力，向其他无线连接技术扩展，包括蓝牙、Thread/Zigbee 等，产品边界扩大至 Wireless SoC 领域。公司原来的主力产品为已销售十年的单Wi-Fi MCUESP8266，现在 Wi-Fi+低功耗蓝牙 Combo 的 ESP32-C3 和ESP32-C2 系列正在被市场快速接受。ESP32-C5 是 2.4&5GHz 双频 Wi-Fi 6 产品线，是在自研高频Wi-Fi 技术上的重大突破。ESP32-H2 在 Wi-Fi 和蓝牙技术领域之外又新增了对IEEE802.15.4 技术的支持，进入 Thread/Zigbee 市场，进一步拓展了公司的WirelessSoC的产品线和技术边界。

Wi-Fi MCU 连续六年保持全球市占率第一，产品受市场广泛认可。2014年，乐鑫发布 Wi-Fi 芯片 ESP8266 一经推出迅速抢占市场。2016 年发布的Wi-Fi +蓝牙芯片 ESP32，以其高集成度、高性价比、卓越的性能和低功耗特性，迅速成为全球众多客户和开发者的首选物联网芯片，被广泛应用于各类物联网项目开发中。物联网下游客户小而分散，一直以来，乐鑫深耕长尾客户，在物联网Wi-Fi MCU通信芯片领域具有领先的市场地位，已连续 6 年全球出货量市占率第一。此外，乐鑫在Wi-Fi芯片领域布局也卓有成效。从大 Wi-Fi 市场来看，乐鑫目前位居全球第五，仅次于MediaTek、Qualcomm、Realtek 和 Broadcom。

乐鑫深耕长尾市场，产品具备先发优势。与可比公司Wi-Fi MCU对比可看出，乐鑫在该领域的优势主要有以下两点：（1）客户集中度低，下游销售领域分散。与国内同行业公司相比，乐鑫前五大客户销量占比较低，长尾客户贡献大量营收，能够更好应对物联网市场的分散化和多元化。（2）具备先发优势，产品布局广泛，抓牢消费级家庭物联网市场。相较于其他后续进入物联网Wi-Fi MCU市场的国内厂商而言，乐鑫早在 2014 年就开始了对 Wi-Fi MCU 市场的布局，十年以来已经发展出了ESP32-C、S、H 等多个系列产品，通过产品之间的定位差异满足了顾客的多种需求。对物联网市场而言，成本与功耗是在满足性能要求下的重要考虑因素，乐鑫广泛的产品线能够满足不同顾客对性能与成本的要求，从而扩大产品市占率。

2.3 “处理”：AI 功能加持，迎合 AIoT 趋势

高端+低成本两大发展模式助力乐鑫进军 AI 领域。（1）高端方案：公司使用自身的 Wi-Fi 和蓝牙功能的产品进行数据传输，搭配第三方复杂的AI 算法应用，ESP32-S3 可接入 ChatGPT (OpenAI) 、文心一言（百度系）、通义千问（阿里系）、智谱清言（清华系）等云端 AI 应用。（2）低成本方案：将AI 算法应用在自身的MCU 中，研发 AI MCU 与无线连接功能集成的 SoC。硬件角度上，处理器采用 RISC-V 架构，在满足灵活性的同时降低研发成本。目前市面上主流的处理器架构有 x86、arm、RISC-V 三大类型。使用RISC-V的优势不仅在于减少了许可费用，还在于允许设计者扩展芯片架构的灵活性。此外，更RISC-V 许可对核心的商业化没有限制，拥有相对完整的IP、工具链和软件生态系统。公司已将基于 RISC-V 指令集自研的 MCU 架构集成到产品中，这会在未来会逐步降低许可证费用，并最终降低物联网终端的价格。自2020 年之后公司发布的新产品都搭载了自研的 RISC-V 32 位处理器，2023 年度发布的ESP32-P4已实现RISC-V 双核 400MHz 主频。公司还在进一步研发基于RISC-V指令集的更高主频产品线。

从产品沿革来看，乐鑫科技与其同行业可比公司发展策略存在相似之处，均以其优势领域为抓手，逐步强化 AI 性能，进军 AIoT 领域。例如，晶晨科技从音视频领域出发，研发 AI 音视频系统终端芯片。乐鑫科技以其Wi-Fi 连接芯片为锚点，2020年 12 月，乐鑫 ESP32-S 系列自 ESP32-S3 芯片开始，强化AI 方向的应用，逐步布局端侧AI。一方面，乐鑫科技不断提升芯片边缘端AI运算能力，采用高性能双核RISC-V处理器驱动，拥有 AI 指令扩展、先进的内存子系统，并集成高速外设。另一方面，乐鑫自研 AI 算法，ESP32-S3 芯片增加了用于加速神经网络计算和信号处理等工作的向量指令(vector instructions)。AI 开发者们通过使用这些向量指令，可以实现高性能的图像识别、语音唤醒和识别等应用。 ESP32-P4 进军多媒体市场，销量明年有望步入增长期。2023 年1 月，乐鑫发布ESP32-P4，ESP32-P4 是乐鑫突破传统涉猎的通信+ 物联网市场，进军多媒体市场的首款不带无线连接功能的 SoC，它由乐鑫自研的高性能双核RISC-V处理器驱动，拥有 AI 指令扩展、先进的内存子系统，并集成高速外设，充分满足下一代嵌入式应用对人机界面支持、边缘计算能力和 IO 连接特性等方面提出的更高需求，可供对于边缘计算能力需求较高的客户使用。ESP32-P4 主要面向现有物联网市场加显示屏或摄像头的新方案。P4 的一大特点是集成了高清摄像头处理和编码，除了可视化门铃这一典型应用之外，在娱乐显示屏、智能家居中控平台等多个领域也有着丰富的应用前景。

3 软件：“系统+软件+生态”良性循环，为客户提供一站式服务

3.1 开发完善软件应用方案，提供增值服务

芯片设计与软件开发相辅相成，共同构筑公司核心竞争力。乐鑫科技通过将芯片硬件与系统、软件、生态四者有机结合，为客户提供了全面的解决方案：（1）当客户购买乐鑫的芯片时，他们需要在相应的操作系统和开发平台上进行开发。（2）公司所提供的丰富软件方案和云服务，进一步帮助客户快速实现产品的智能化，有效缩短了开发周期。（3）乐鑫科技还向开发者社区开放了软件开发工具包，确保了软件生态的开放性和包容性。（4）社区用户对乐鑫软件开发平台的广泛使用，将进一步提升乐鑫系统的成熟度，从而有利于乐鑫为客户提供更优质的服务。

（1）底层框架：自研底层开发框架 ESP-IDF，满足客户多样化需求。ESP-IDF是乐鑫官方物联网开发框架，与硬件产品配套使用。该框架适用于公司2015年后发布的全系列 SoC，囊括 ESP32、ESP32-S、ESP32-C 和ESP32-H系列。当用户升级选型乐鑫芯片时，可迅速完成对接，无需增加平台学习成本，并可节省代码开发量。它基于 C/C++ 语言提供了一个自给自足的 SDK，方便用户在这些平台上开发通用应用程序。ESP-IDF 目前已服务支持数以亿计的物联网设备，并已开发构建了多种物联网产品，例如照明、消费电子大小家电、支付终端、工控等各类物联网设备。

系统持续迭代，适配芯片囊括 ESP32、ESP32-S、ESP32-C和ESP32-H系列。公司持续更新内置操作系统的自研物联网开发框架ESP-IDF，2023 年内进行了27次版本发布， 操作系统功能不断丰富。在开发者的不断使用之下，乐鑫产品的软件成熟速度得到显著提升。截至 24 年 5 月 Github 更新数据显示，ESP-IDF已经支持24年 1 月发布的新品 ESP32-P4，对同期的 ESP32-C5 芯片的相关更新也处于进行中。

（2）软件方案：提供各类 AIoT 智能物联网解决方案，助力AI 技术在IoT应用开发中的成功落地。乐鑫提供一整套 AIoT 智能物联网解决方案，完整集成开发板、人工智能框架、ESP-IDF ，助力 AI 技术在 IoT 应用开发中的成功落地。例如，ESP-WHO 是乐鑫专为 AIoT 领域推出的软件开发框架，可帮助用户实现嵌入式领域的人脸检测与识别功能，可配合 ESP-EYE 开发板、ESP-WROVER-KIT（亚马逊AWS 认证设备）及其他搭载 ESP32 芯片的开发板，结合各类摄像头、显示屏等硬件，形成完整应用。

（3）云平台：公司产品 ESP RainMaker 研发成果商业化，提供一站式AIoT解决方案。2020 年 4 月，公司推出了 ESP RainMaker，经过更新迭代，2021年进入商业化阶段。ESP RainMaker 为构建物联网生态提供了一个完整的云解决方案，打通了底层硬件（芯片和模组）、软件生态（ESP-IDF 物联网操作系统、Matter、语音助手、HMI 等）、云后端（基于 AWS 搭建）、移动端APP、设备管理看板全链路，建立了一套开放、灵活、可私有部署的云基础设施。客户无需额外开发与维护，就能够便捷地基于 ESP RainMaker 现有资源构建物联网产品，助力客户降低对云方案的开发成本与开发周期，最快一周便可实现物联网解决方案的构建与部署。

具备强大的可扩展能力，满足长尾客户定制需求。依托ESP RainMaker 私有化的特性，设备厂商也可以打造独立的品牌生态，通过自有云服务，为终端客户提供更多增值服务。借助 ESP RainMaker 的设备管理看板，客户还将实现设备的批量管理、OTA 升级、设备诊断和业务分析。客户可根据自身情况对云平台进行使用与拓展：ESP RainMaker 可用作完整的解决方案，或用作构建自定义功能的基础平台。通过 ESP RainMaker，云服务和芯片将形成互补作用，进一步提升用户体验。实现硬件、软件应用和云端一站式的产品服务战略。

3.2 B2D2B 反哺公司业务，扩大公司影响力

采取 B2D2B 商业模式，以开源社区生态为核心，连接公司软、硬件各项业务。公司的开发者生态是维系公司业务的重要纽带。一方面，公司打造了ESP32开发者论坛，提供丰富的开放文档内容并且不断进行更新维护，良好的开发生态能够吸引大量开发者的加入，提高公司潜在知名度；另一方面，大量开发者在使用过程中的反复验证有利于公司软件成熟度的快速提升，加强公司产品力，形成良性循环，最终实现整体营收的增长。

乐鑫对生态环境的构建主要体现在以下两个方面：

（1）建立开发者社区 ESP32

更新相关文档及常见问题资料库，助力开发者便捷的使用技术文档。在公司的开源社区生态中，众多开发者和技术爱好者可以自由交流并分享公司产品及技术的使用心得，基于公司产品新开发的应用将为公司注入新的活力。随着开发者生态的进一步发展，越来越多的开发者将不断加入其中，产生的软硬件方案便会不断增加，而软硬件方案的增加又会吸引新的开发者加入，形成良性循环。此外，用户自发编写的关于公司产品的书籍逾 200 本，进一步促进了开发者之间的学习交流。

（2）持续运营各大公众平台

持续运营国内外各大论坛，开发者社群内容输出量持续增加。开发者社群内容输出丰富，具体来看，开源代码托管平台 GitHub 上，众多开发者围绕公司产品的开源项目数量排名在行业内处于领先位置。另外，公司在各大社交平台、视频发布平台上发布相关内容并持续更新，积累了一定数量的粉丝规模。以YouTube为例，截至 23 年 12 月，公司官方账号视频累计观看量已达到97 万。

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