復旦微，不只是FPGA

一、發(fā)展歷史

自從貝爾實驗室發(fā)明了晶體管，20世紀50年代起，半導體技術開始了蓬勃發(fā)展。而那時，中國的半導體技術研究和人才培養(yǎng)，就已在復旦起步。復旦大學于1955年開設了固體物理專業(yè)，致力于半導體物理的發(fā)展。

1956年，我國緊跟國際最先進半導體研究的步伐，從一片空白開始，一度殺入了國際半導體領域第一梯隊。而帶領中國半導體“破冰”的學科奠基人，正是被稱為“中國芯片事業(yè)的開山鼻祖”“中國半導體之母”謝希德！

1958年謝希德回到復旦，她是中國半導體物理學科和表面物理學科開創(chuàng)者和奠基人，在表面和界面物理以及量子器件和異質結構電子性質理論研究方面成果突出，培養(yǎng)出數(shù)位中國該領域的領軍人才。

1998年，在時任國家重點實驗室主任章倩苓教授的支持下，由10多位實驗室人員為主組建的上海復旦微電子股份有限公司在復旦大學逸夫樓成立，著手開展了復微品牌國產(chǎn)芯片的產(chǎn)業(yè)化進程。2000年，上海復旦微電子集團股份有限公司在香港上市，成為國內集成電路設計行業(yè)第一家上市企業(yè)。2021年登陸上交所科創(chuàng)板，形成“A+H”資本格局。

圖| 復旦微電發(fā)展史

來源：招股說明書、國海證券研究所

如今，復旦微電子集團已擁有超過1800人的團隊，從事超大規(guī)模集成電路與系統(tǒng)的設計、開發(fā)、測試。截止到23年中期，研發(fā)人員數(shù)量964人，本科以上學歷占比94%，40歲以下占比78.63%。研發(fā)支出持續(xù)增長，23年前三季度超8.78億元，同比增長31.56%，24年預計小幅增長。公司擁有境內外發(fā)明專利 233 項、實用新型專利 14 項、外觀設計專利 3 項、計算機軟件著作權 285 項、集成電路布圖設計登記證書 177 項。

圖| 公司近6年研發(fā)投入

來源:wind、與非研究院整理

復旦微電采用集成電路設計行業(yè)典型的 Fabless 經(jīng)營模式，專注于集成電路設計業(yè)務，將晶圓制造、封裝和測試等環(huán)節(jié)分別委托給晶圓制造企業(yè)、封裝和測試企業(yè)代工完成?，F(xiàn)已形成了安全與識別、非揮發(fā)性存儲器、智能電表、專用模擬電路四大產(chǎn)品和技術發(fā)展系列，并提供系統(tǒng)解決方案。

復旦微電股權結構相對分散，公司無實控人。截至 2023 年3季度末，公司的第一大股東為復旦復控，持有公司13.42%股份，其實際控制人為上海市國資委；公司的第二大股東為復芯凡高，持有公司13.07%股份，上海政本企業(yè)管理咨詢合伙企業(yè)持有公司 6.07%股份，上海政化企業(yè)管理咨詢合伙企業(yè)持有公司 2.30%股份。

2023年1至 9月，實現(xiàn)營業(yè)收入約為 27.38 億元，較上年同期增長約為 1.25%；實現(xiàn)凈利潤約為 6.50 億元，較上年同期減少約為 24.33%；實現(xiàn)扣非凈利潤約為 6.04 億元，較上年同期減少約為 27.75%。2023年各產(chǎn)品線營業(yè)收入分別為：FPGA 及其他產(chǎn)品約為 9.10 億元、非揮發(fā)性存儲器約為 8.56 億元、安全與識別芯片約為 6.38 億元、智能電表芯片約為 1.89 億元、測試服務收入（合并抵消后）約為 1.45 億元。1至9月產(chǎn)品綜合毛利率由上年同期的 65.03%降低至 64.58%。

營業(yè)收入季度變化

來源：wind

二、主要產(chǎn)品介紹

2.1 FPGA

2.1.1 FPGA原理

FPGA起源于1984年， Xilinx(AMD)公司的創(chuàng)始人之一RossFreeman第一次提出了可編程邏輯器件（PLD）的概念，讓芯片成為一個空白的畫布，可由工程師通過編程在上面任意“涂鴉”。同時FPGA對半導體產(chǎn)業(yè)最大的貢獻在于創(chuàng)立了無生產(chǎn)線(Fabless)模式。

FPGA由可編程邏輯塊（CLB），輸入/輸出模塊（IOB）及可編程互連資源（PIR）等三種可編程電路和一個SRAM結構的配置存儲單元組成。

FPGA芯片結構

來源：德邦證券研究所

布局布線是FPGA廠商的獨門秘籍，是其EDA的核心。完整的FPGA設計流程包括三大步驟：設計輸入（Design Entry）、仿真&綜合（Simulation & Synthesis）、實施（Implementation）。因為布局布線涉及到FPGA的內部具體架構，這是每家FPGA公司的機密，這是廠商需要自研EDA的根本原因。所以，F(xiàn)PGA公司同時也是EDA公司。公司不僅擁有千萬門級 FPGA、億門級 FPGA 及 PSoC 共三大系列數(shù)十款產(chǎn)品，且具備全流程自主知識產(chǎn)權 FPGA 配套 EDA 工具 ProciseTM。

2.1.2 FPGA產(chǎn)品、應用和市場規(guī)模

表|復旦微電FPGA產(chǎn)品

來源：公司公告

作為公司第一大收入來源的FPGA芯片，具有靈活性高、應用開發(fā)成本低、上市時間短等優(yōu)勢，使其使用場景覆蓋了包括工業(yè)控制、網(wǎng)絡通信、消費電子、數(shù)據(jù)中心、汽車電子、人工智能等廣泛的下游市場。

FPGA的優(yōu)勢和應用場景

來源：東興證券研究所

2021 年全球FPGA芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模約68.6億美元，同比增長12.8%，預計2025年將達到122億美元。 2021年我國 FPGA 市場規(guī)模約176.8億元，2025 年有望達到332.2億元，年均增速17.1%

2.1.3 FPGA競爭對手

國際主要競爭對手：從供給端看，F(xiàn)PGA 供應市場呈現(xiàn)雙寡頭格局，AMD（賽靈思）和英特爾合計市場占 有率高達 87%左右，再加上 Lattice 和 MicroChip 合計 5.6%的市場份額，前四家美國公司即占據(jù)了全世界 92%以上的 FPGA 供應市場。

國內主要競爭對手：國內 FPGA 廠商以復旦微、紫光同創(chuàng)、安路科技等為代表。國內廠商在技術水平、成本控制能力、軟件 易用性等方面都與頭部 FPGA 廠商存在較大的差距。以復旦微為例，復旦微目前已率先采用 28nm 工藝制程實現(xiàn)了億門級 FPGA 芯片的量產(chǎn)出貨；但與賽靈思等國際領先廠商相比，仍然存在一定的差距。

復旦微電針對人工智能、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)等應用領域，公司正在28nm工藝制程上研發(fā)基于 FPGA 的 PSoC 芯片，為人臉識別、計算機視覺等新興領域提供性價比更優(yōu)、可靠性更高的人工智能 PSoC 解決方案。

復旦微電同時還開啟了 14/16nm工藝制程的10億門級 FPGA 產(chǎn)品的研發(fā)進程，已經(jīng)對系統(tǒng)架構做了全面剖析和詳細定義，架構中所有IP的前期調研和技術實現(xiàn)已經(jīng)基本掌握，有望于2023年實現(xiàn)產(chǎn)品量產(chǎn)，將繼續(xù)為國產(chǎn) FPGA 先進技術的突破貢獻力量。

2.1.4 FPGA 迎接國產(chǎn)化機遇

（1）產(chǎn)業(yè)鏈上下游的不斷完善利好國產(chǎn)FPGA 市場生態(tài)。（2）美國限制性措施提高了 FPGA 芯片國產(chǎn)替代的緊迫性，一定程度上加速了國產(chǎn)替代進程。（3）國產(chǎn)替代廣闊。2021 年國產(chǎn) FPGA 廠商僅占中國市場份額 16%，提升空間廣闊。（4）摩爾定律放緩，為國內企業(yè)提供追趕時間。

2.2 非揮發(fā)存儲器

復旦微電產(chǎn)品涵蓋電可擦除只讀存儲器（EEPROM）、閃存（NOR/NAND）FLASH非揮發(fā)存儲器系列，EEPROM市場份額居國內第一，高可靠特性FLASH存儲器獨具特色，月出貨量超億片。存儲系列產(chǎn)品廣泛應用于手機模組、網(wǎng)絡通訊、消費類電子、工控儀表、物聯(lián)網(wǎng)、安防監(jiān)控等領域。

從信息分類保存的角度來分類，存儲芯片可分為非揮發(fā)存儲器和揮發(fā)性存儲器。Flash 芯片占存儲行業(yè)市場規(guī)模較大比重。2021 年，NAND Flash 和 NOR Flash 分別占存儲行業(yè)市場規(guī)模 41%和2%。

表|復旦微電存儲產(chǎn)品

來源：公司公告

2018 年全球 EEPROM 市場規(guī)模達 7.14 億美元，預計 2023 年有望達 9.05 億美元。競爭格局方面，2019 年全球 EEPROM 芯片市場前四大企業(yè)為意法半導體、微芯科技、聚辰股份和安森美，CR4 達 69.05%。目前國產(chǎn) EEPROM 產(chǎn)品已在國內電表市場中取得較大市場份額，未來隨國產(chǎn)汽車廠商的崛起，上游 EEPROM 廠商有望充分受益。

據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院預測，隨著智能手機、可穿戴設備、物聯(lián)網(wǎng)設備、汽車電子、5G 基站等行業(yè)進一步發(fā)展，預計2023年NOR Flash市場規(guī)模有望擴張至39.1億美元。競爭格局方面，據(jù) CINNO Research 數(shù)據(jù)，NOR Flash 行業(yè) CR4 達 83%，其中中國臺灣廠商華邦電子、旺宏電子市占率位居前二，分別為 27%與 23%，國產(chǎn)廠商兆易創(chuàng)新市占率達 18%，位居第三。未來隨著下游新興應用領域不斷涌現(xiàn)及相關行業(yè)發(fā)展，國產(chǎn) NOR Flash 廠商有望充分受益。

NAND Flash，其在汽車中主要用于 ADAS 系統(tǒng)、IVI 系統(tǒng)、汽車中控等，主要作用在于存儲連續(xù)數(shù)據(jù)。隨著自動駕駛等級提升，ADAS 系統(tǒng)中 NAND 容量需求增長顯著， L1/L2 級 ADAS 一般只需主流的 8GB e-MMC，L3 級則提升至 128/256GB，L5 級最高可 能超過 2TB。未來，高級自動駕駛汽車的數(shù)據(jù)生產(chǎn)、傳輸和記錄將需要非常大的密度和 高速性，可能進一步采用 PCIe SSD。而自動駕駛汽車內外感知設備不斷增加，包括前置 攝像頭、內視攝像頭、高分辨率成像雷達、LiDAR 等，也將大量使用高密度 NOR Flash （QSPI、xSPI 等，用于芯片啟動）。

未來隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、智能汽車等下游新興應用領域的發(fā)展，SLC NAND 市場規(guī)模有望保持穩(wěn)定。根據(jù) Gartner 數(shù)據(jù)，預計 2024 年全球 SLC NAND 市場規(guī)模有望達 23.24 億美元。競爭格局方面，國外存儲巨頭三星電子、鎧俠、 海力士、美光科技等專注于大容量 NAND Flash，中國臺灣廠商華邦電子和旺宏電子在 SLC NAND 市場占據(jù)了較高的份額。

SLC NAND 存儲器國內市場的主要參與者包括華邦電子、旺宏電子、兆易創(chuàng)新、美光科技、東芯半導體、鎧俠、復旦微電等。在 PON 市場中，美光科技市場份額領先，復旦微電市場占有率約 10%；在 4G 數(shù)據(jù)卡市場中，東芯半導體市場份額較高，復旦微電市場占有率約為 5%；在 4G 功能手機市場，華邦電子市場份額領先，復旦微電占有率約為 25%；在安防監(jiān)控市場，復旦微電目前份額較低，但已導入多家行業(yè)龍頭客戶。

2.3 安全與識別芯片

復旦微電已形成 RFID 與存儲卡芯片、智能卡與安全芯片、智能識別設備芯片三大產(chǎn)品系列，產(chǎn)品覆蓋存儲卡、高頻/超高頻標簽、NFC TAG、接觸式/非接觸式/雙界面智能卡、非接觸讀寫器機具以及移動支付等數(shù)十款產(chǎn)品，是國內安全與識別芯片產(chǎn)品 門類較為齊全的供應商之一。

RFID 芯片：物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術，有望逐步替代條形碼市場份額。復旦微電在 RFID 領域深耕多年，在高頻和超高頻段具有較為全面的產(chǎn)品布局，RFID 芯片產(chǎn)品齊全度、出貨量位居國內廠商前列。根據(jù)招股書，公司在國內非接觸邏輯加密芯片領域市場占有率超過 60%。

表|安全與識別芯片

來源：公司公告

據(jù)沙利文統(tǒng)計，2020 年全球 RFID 芯片市場規(guī)模達 15.93 億美元，2018-2020 年 CAGR 達7.32%。受益于中國物聯(lián)網(wǎng)領域的蓬勃發(fā)展，我國 RFID 芯片市場增長較快，2020 年中國 RFID 芯片市場規(guī)模達 52.14 億元，2018-2020 年 CAGR 達 9.47%。

我國已成為全球最大的智能卡市場之一，增長勢頭強勁。（1）社?？ǎ哼M入換卡周期，第三代社?？撛趽Q發(fā)空間較大。（2）金融 IC 卡：定購總量企穩(wěn)，市場對國產(chǎn)的金融 IC 卡接受度提高。根據(jù)沙利文統(tǒng)計，2023 年全球智能卡芯片市場規(guī)模有望增長至38.60億美元，我國作為世界上最大的智能卡市場之一，2023年智能卡芯片出貨量有望達139.36億顆，智能卡芯片市場規(guī)模有望達129.82億元。據(jù)智研咨詢預計，2021年中國社?？ㄊ袌鲆?guī)模達 32 億元，同比增長6.67%，2025年中國社?？ㄊ袌鲆?guī)模有望達45億元。

2.4 智能電表芯片

智能電表芯片主要包括電能計量芯片、智能電表MCU和載波通信芯片等，其中 MCU（微控制單元）芯片是智能電表中核心的集成電路產(chǎn)品之一。復旦微電是國內智能電表 MCU 龍頭，在國家電網(wǎng)單項智能電表市場份額排名第一，截至 2021 年底累計智能電表 MCU 出貨量超 4 億顆，覆蓋國內絕大部分表廠。

表| 智能電表芯片

來源：公司公告

據(jù) IC Insight 數(shù)據(jù)，2022 年全球MCU市場規(guī)模達209億美元，同比增長 6.6%，未來隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展及汽車 電動化趨勢深化，全球 MCU 市場規(guī)模有望持續(xù)增長，預計2023 年有望達 226億美元，同比增長8.1%，2022年我國MCU達390億元，同比增長7.1%。競 爭格局方面，國內 MCU 市場以瑞薩、恩智浦等海外廠商為主，國內廠商市占率較低，根據(jù) IHS 數(shù)據(jù)及相關公司營收情況測算，2021 年我國 MCU 企業(yè)兆易創(chuàng)新、中穎電子市占率分別為 4.4%、4.1%，國民技術、樂鑫科技和復旦微電的市占率相對更低，分別為 1.8%、1.5%和 0.8%，未來國產(chǎn)替代空間較大。

2022 年消費電子為 MCU 主要應用領域之一，占比達 25%，汽車電子占比達 27%。目前新能源汽車中已大量使用 MCU，以 ADAS 系統(tǒng)為例，其車載傳感器和車載攝像頭部分需要高性能的 MCU 進行數(shù)據(jù)處理與驅動控制。據(jù)拓墣產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2023 全球車用 MCU 市場規(guī)模預計達 86.46 億美元，同比增長 4.34%，未來隨新能源汽車滲透增加與智能駕駛等功能滲透率增加，汽車 MCU 有望成 MCU 增速最快的下游應用領域之一。

三、存貨跌價風險

根據(jù)公司23年半年報，公司存貨主要為芯片及晶圓，受芯片市場銷售競爭日益加劇、主要晶圓代工廠商產(chǎn)能供給日趨緊張等因素影響，公司為保障供貨需求，報告期內逐步擴大了備貨規(guī)模。23Q2期末，公司存貨賬面價值約為284,824.52萬元，占對應23Q2期末流動資產(chǎn)總額的 50.08%。公司根據(jù)存貨的可變現(xiàn)凈值低于成本的金額計提相應的跌價準備，存貨跌價準備余額約為24,706.88萬元，存貨跌價準備計提的比例為7.98%。若未來市場需求發(fā)生變化、市場競爭加劇或由于技術迭代導致產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，可能導致存貨跌價風險提高，從而對公司經(jīng)營業(yè)績產(chǎn)生不利影響。

2023 年 1 至 9 月，公司應用于消費電子及電力電子行業(yè)的部分產(chǎn)品，受需求不足、消化前期庫存等因素影響較大，雖然相關產(chǎn)品線積極采取推出新品、開拓新客戶等應對舉措，但短期內仍然壓力較大，收入明顯下降。

四、總結

經(jīng)過近25年的發(fā)展，復旦微電子集團現(xiàn)已建立健全安全與識別芯片、非揮發(fā)存儲器、智能電表芯片、FPGA芯片和集成電路測試服務等產(chǎn)品線。產(chǎn)品行銷30多個國家和地區(qū)，廣泛應用于金融、社保、汽車電子、城市公共交通、電子證照、移動支付、防偽溯源、智能手機、安防監(jiān)控、工業(yè)控制、信號處理、智能計算等眾多領域。

公司非揮發(fā)性存儲器及 FPGA 產(chǎn)品業(yè)務，受益于技術先進可靠、應用領域持續(xù)拓展及主要客戶需求穩(wěn)定增長，營收保持穩(wěn)定增長。通過近一年的調整，從23年底的情況看，消費類存儲終端客戶及渠道的庫存水平較低，供應端的調整已經(jīng)到位。公司也在積極推進面向低功耗及成本敏感性市場，如醫(yī)學成像、機器視覺、專業(yè)監(jiān)視器、車用毫米波/激光雷達、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及邊緣市場等領域的探索，目前也實現(xiàn)了一些項目導入。憑借產(chǎn)業(yè)復蘇及新產(chǎn)品的逐步釋放，相信公司未來會再次進入可持續(xù)增長階段。