復(fù)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(jì)50年代起，半導(dǎo)體技術(shù)開始了蓬勃發(fā)展。而那時，中國的半導(dǎo)體技術(shù)研究和人才培養(yǎng)，就已在復(fù)旦起步。復(fù)旦大學(xué)于1955年開設(shè)了固體物理專業(yè)，致力于半導(dǎo)體物理的發(fā)展。

1956年，我國緊跟國際最先進半導(dǎo)體研究的步伐，從一片空白開始，一度殺入了國際半導(dǎo)體領(lǐng)域第一梯隊。而帶領(lǐng)中國半導(dǎo)體“破冰”的學(xué)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(dǎo)體之母”謝希德！

1958年謝希德回到復(fù)旦，她是中國半導(dǎo)體物理學(xué)科和表面物理學(xué)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(zhì)結(jié)構(gòu)電子性質(zhì)理論研究方面成果突出，培養(yǎng)出數(shù)位中國該領(lǐng)域的領(lǐng)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(fù)旦微電子股份有限公司在復(fù)旦大學(xué)逸夫樓成立，著手開展了復(fù)微品牌國產(chǎn)芯片的產(chǎn)業(yè)化進程。2000年，上海復(fù)旦微電子集團股份有限公司在香港上市，成為國內(nèi)集成電路設(shè)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(fù)旦微電發(fā)展史

來源：招股說明書、國海證券研究所

如今，復(fù)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(shè)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(xué)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(yù)計小幅增長。公司擁有境內(nèi)外發(fā)明專利 233 項、實用新型專利 14 項、外觀設(shè)計專利 3 項、計算機軟件著作權(quán) 285 項、集成電路布圖設(shè)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(fù)旦微電采用集成電路設(shè)計行業(yè)典型的 Fabless 經(jīng)營模式，專注于集成電路設(shè)計業(yè)務(wù)，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(shù)發(fā)展系列，并提供系統(tǒng)解決方案。

復(fù)旦微電股權(quán)結(jié)構(gòu)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(fù)旦復(fù)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(fù)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(wù)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(dǎo)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(jié)構(gòu)的配置存儲單元組成。

FPGA芯片結(jié)構(gòu)

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(shè)計流程包括三大步驟：設(shè)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(nèi)部具體架構(gòu)，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(quán) FPGA 配套 EDA 工具 ProciseTM。

2.1.2 FPGA產(chǎn)品、應(yīng)用和市場規(guī)模

表|復(fù)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(yīng)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(luò)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(yīng)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(yù)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(yīng)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(yīng)市場。

國內(nèi)主要競爭對手：國內(nèi) FPGA 廠商以復(fù)旦微、紫光同創(chuàng)、安路科技等為代表。國內(nèi)廠商在技術(shù)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(fù)旦微為例，復(fù)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(lǐng)先廠商相比，仍然存在一定的差距。

復(fù)旦微電針對人工智能、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用領(lǐng)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(lǐng)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(fù)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(gòu)做了全面剖析和詳細(xì)定義，架構(gòu)中所有IP的前期調(diào)研和技術(shù)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(shù)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(nèi)企業(yè)提供追趕時間。

2.2 非揮發(fā)存儲器

復(fù)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(nèi)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(yīng)用于手機模組、網(wǎng)絡(luò)通訊、消費類電子、工控儀表、物聯(lián)網(wǎng)、安防監(jiān)控等領(lǐng)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(fù)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(yù)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(dǎo)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(nèi)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(yù)測，隨著智能手機、可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、汽車電子、5G 基站等行業(yè)進一步發(fā)展，預(yù)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(yīng)用領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)及相關(guān)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(nèi)外感知設(shè)備不斷增加，包括前置 攝像頭、內(nèi)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(yīng)用領(lǐng)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(yù)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(nèi)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(dǎo)體、鎧俠、復(fù)旦微電等。在 PON 市場中，美光科技市場份額領(lǐng)先，復(fù)旦微電市場占有率約 10%；在 4G 數(shù)據(jù)卡市場中，東芯半導(dǎo)體市場份額較高，復(fù)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(lǐng)先，復(fù)旦微電占有率約為 25%；在安防監(jiān)控市場，復(fù)旦微電目前份額較低，但已導(dǎo)入多家行業(yè)龍頭客戶。

2.3 安全與識別芯片

復(fù)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(shè)備芯片三大產(chǎn)品系列，產(chǎn)品覆蓋存儲卡、高頻/超高頻標(biāo)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(nèi)安全與識別芯片產(chǎn)品 門類較為齊全的供應(yīng)商之一。

RFID 芯片：物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，有望逐步替代條形碼市場份額。復(fù)旦微電在 RFID 領(lǐng)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(nèi)廠商前列。根據(jù)招股書，公司在國內(nèi)非接觸邏輯加密芯片領(lǐng)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(lǐng)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）社保卡：進入換卡周期，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(yù)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(fù)旦微電是國內(nèi)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(nèi)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(yù)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(nèi) MCU 市場以瑞薩、恩智浦等海外廠商為主，國內(nèi)廠商市占率較低，根據(jù) IHS 數(shù)據(jù)及相關(guān)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(shù)、樂鑫科技和復(fù)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(yīng)用領(lǐng)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(qū)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(yù)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(yīng)用領(lǐng)域之一。

三、存貨跌價風(fēng)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(nèi)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(yīng)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(yīng)的跌價準(zhǔn)備，存貨跌價準(zhǔn)備余額約為24,706.88萬元，存貨跌價準(zhǔn)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(shù)迭代導(dǎo)致產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，可能導(dǎo)致存貨跌價風(fēng)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(yīng)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(guān)產(chǎn)品線積極采取推出新品、開拓新客戶等應(yīng)對舉措，但短期內(nèi)仍然壓力較大，收入明顯下降。

四、總結(jié)

經(jīng)過近25年的發(fā)展，復(fù)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(wù)等產(chǎn)品線。產(chǎn)品行銷30多個國家和地區(qū)，廣泛應(yīng)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(lǐng)域。

公司非揮發(fā)性存儲器及 FPGA 產(chǎn)品業(yè)務(wù)，受益于技術(shù)先進可靠、應(yīng)用領(lǐng)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(diào)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(yīng)端的調(diào)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(xué)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(lǐng)域的探索，目前也實現(xiàn)了一些項目導(dǎo)入。憑借產(chǎn)業(yè)復(fù)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。