芯原股 以 ARM 观芯原，看芯原成长的新机遇 （一）观 ARM：世界迈向智能
芯原股
以 ARM 观芯原，看芯原成长的新机遇 （一）观 ARM：世界迈向智能时代的缔造者和受益者 ARM是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，由苹果、Acorn和VLSI在1990 年合资成立，主要设计开发微处理器CPU IP以及相关技术和软件。
ARM公司作为知 识产权提供商，本身不从事芯片的设计制造，主要通过转让设计专利收取费用。
ARM 的商业模式主要为将研发的IP授权给半导体厂商，其后收取一次性授权费用和版税 提升。
该业务模式具备早期高研发投入，后期收入贡献源远流长的特点，IP复用性要 求以及数字IP（CPU IP、GPU IP等）跟随先进工艺迭代的需要早期研发阶段投入较 高的研发费用，此后不断提升性能优势与复用可靠性，之后便可以在多客户多应用 场景贡献源远流长的收入，对于ARM来说，其早期一般2-3年用于研发，3-4年IP产 品贡献收入同时进行优化打磨，之后该IP产品有望为ARM贡献长达25年左右的收入。
复盘ARM成长轨迹，公司的高速成长不断拥抱了移动通信变革（移动手机、智 能手机）的整个上行周期，ARM公司是电子智能变革的缔造者亦是受益者。
ARM的成长起始于爆款产品的切入，1991年ARM开始尝试将原量产芯片业务 模式更改为IP授权模式，1993年将自身产品授权给Cirrus Logic和德州仪器，同德州 仪器的合作，为ARM公司树立了声誉同时证明了授权模式的可行性。
而后基于德州 仪器系统设计的GSM诺基亚手机开始使用ARM芯片（ARM专门开发出16位的定制 指令集，缩减了占用的内存空间，赢得产品切入的机会），此后诺基亚6110成为了 第一部采用ARM处理器的GSM手机，上市后获得了极大的成功，为ARM的腾飞创造 了产品基础。
此后伴随着移动手机井喷式普及，ARM公司授权公司数目超165家， 在FY1997-FY2002年实现了年复合增速39.1%的高成长。
ARM的成长延续起始于IP授权横向布局至iPod领域，ARM的IP授权业务不仅仅停留在移动手机当中，由于处理器和计算架构的通用性以及ARM指令集的精简特性 更适用于低功耗场景，ARM的IP同样试用在其他移动式终端上面，陪伴苹果的创新 性布局，2001年iPod产品成为推动ARM成长延续的重要终端产品，自此ARM IP成 功在移动手机、音频终端、个人电脑上实现横向布局，在FY2002-FY2008年实现了 年复合增速21.5%的高成长。
ARM的腾飞来起始于独享智能手机变革的巨量红利，苹果手机是智能手机变革 的创始者和领跑者，在第一代的iPhone手机中便使用了ARM设计、三星制造的芯片， 主要由于当时ARM随着Nokia的成功，几乎成为移动通信领域唯一应用处理器架构 供应商，同时ARM与苹果合作十分深入，产品类型包括1994年推出的Newton掌上 电脑和贡献大量营收占比的iPod产品。
后续全球智能手机进入飞速发展阶段，ARM 也因此奠定了在智能手机市场的霸主地位，受益智能手机高速渗透和放量，ARM在 FY2009-FY2017年实现了年复合增速18.2%的高成长。
截至2019Q4，ARM凭借自身技术优势已经在移动手机（应用处理器芯片）、 汽车场景（车载娱乐和ADAS系统）、嵌入式（物联网设备控制系统）、消费类电子 应用的IP供应已经实现了较高渗透率。
同时根据ARM预测，未来年复合增速最快的 市场以汽车场景（车载娱乐和ADAS系统）和嵌入式（物联网设备控制系统）。
根据IPnest披露，ARM全球半导体IP市占率第一，高达40.8%，同时芯原股份 是全球第七大半导体IP供应商，国产IP领军者，但全球市占率仅为1.8%。
规模化运 营的芯片设计服务和半导体IP提供商基本都集中在海外，芯原是我国企业中极少数 能与同行业全球知名公司直接竞争并不断扩大市场占有率的公司。
根据公司招股意 向书中引用的IPnest统计，2018-2019年全球半导体IP供应商销售收入中，芯原是中 国大陆排名第一、全球排名第七的半导体IP供应商，有望充分受益国产替代趋势。
相同点二，外延是提升产品完善度的重要途径，对于国内IP企业来说意义更为 重大。
ARM早期以CPU授权为主，没有GPU授权，早期ARM会采取Imagination的 GPU核。
ARM于2006年收购挪威特隆赫姆地区的移动GPU芯片厂商Falanx，补足 了自身的GPU实力，后形成一整套GPU授权方案Mali。
而反观芯原的成长的国产中， 芯原分别于2004年收购国内专业集成电路设计服务商上海众华，开拓芯片设计服务 市场。
于2006年收购LSI Logic的ZSP（数字信号处理器）部门（芯原收购的第一个 IP标的），于2016收购图芯美国的收购，芯原获得了GPU IP，并开发出了汽车电子 的综合解决方案和高效的NPU IP。
同时结合IP行业高研发投入的特点，在国内集成 电路研发能力较弱的情况下，并购外延依然是国内半导体IP厂商能够实现高速成长 的重要途径。
相同点三，海量优质客户成功案例，帮助企业易于获取新客户。
芯原和ARM在 发展过程中均积累了大量优质客户，在新客户快速导入方面具备优势。
经过多年发 展，公司在国内外产业链上都积累众多知名客户，如英特尔、博世、恩智浦、三星、谷歌、亚马逊、华为等。
由于下游客户在选择IP供应商时极为谨慎，会重点关注其 是否有相应的成功案例，因此芯原在诸多领域具有优质客户的成功案例，帮助公司 在获取新客户时具有较大优势。
相同点四，IP产品种类齐全，配套降低客户开发难度。
ARM和芯原具备多种关 键IP的供应能力，竞争对手中Cadence和新思科技也可以提供较为齐全的IP种类， 同时对于下游客户来说提供较为齐全的IP产品可以降低开发难度提高适配性，降低 风险，因此IP种类齐全也是IP供应商的重要竞争力所在。
对于设计服务厂商来说亦 是如此，齐全的IP种类可以降低设计服务厂商的设计难度，减少研发周期和设计难 度。
不同点一，业务布局侧重点不同，ARM中央处理器IP全球领先，芯原IP种类较 为齐全，其中以GPU、DSP、NPU IP技术实力最为优异。
芯原股份IP种类齐全，目 前芯原股份除中央处理器IP、嵌入式非挥发性存储器和内存编译器外，其他关键IP 类型均实现初步具备。
根据公司招股意向书中引用的IPnest统计，2019年芯原GPU IP和DSP IP全球市占率分别为11.8%和8.9%，全球排名第三。
同时在NPU IP领域亦 具备领先优势，芯原的NPU IP已在全球近30家企业已量产的人工智能芯片产品中获 得采用。
2018年人工智能芯片企业排名中，芯原位居全球第21位，在中国大陆企业 上榜名单中排名第三。
不同点二，地区创新热度不同，芯原受益系统厂商国产替代。
ARM公司主要授 权给集成电路设计厂商，主要授权软核（VHDL和Verilog代码）和硬核（版图物理 布局文件），因此集成电路设计能力强劲的美国地区依然是其主要营收来源，占比 高达37.8%。
中国大陆近年已逐步成长为全球最大的消费电子市场，芯原紧跟全球 需求趋势，其中中国大陆营收占比节节攀升，2019年占比高达45.4%。
同时我们认为在国产替代趋势之下，系统厂商推进内部芯片国产替代已经成为 确定性趋势，那么芯原有望凭借自己高超的技术优势（GPU IP、DSP、NPU IP等） 助力系统厂商完成国产替代，同时带动芯原营收的高速增长。
不同点三，长时间纬度来看，电子行业智能创新转移至物联网和汽车电子领域， 新智能终端IP需求量提升迅速。
ARM凭借自身技术优势已经在移动手机（应用处理 器芯片）基本实现垄断，但在基础设施领域、汽车电子芯片领域、消费类电子领域 依然市占率较低。
根据ARM披露的Roadshow预测，未来年复合增速最快的市场以 汽车场景（车载娱乐和ADAS系统，年复合增速14.9%）和嵌入式系统（物联网设备 控制系统，年复合增速14.9%）。
2019年芯原股份物联网应用领域占其营收的24.0%， 数据处理应用领域占其营收的19.5%，同时在拥抱下游客户博世和NXP的情况下， 预计芯原将会充分受益物联网、高清视频、汽车电子领域的上行景气。
可比公司选择：目前国内A股基本上没有半导体IP授权和一站式设计服务相关企业公司，考虑到芯片设计技术的共同性，建议以圣邦股份（模拟电路设计）、景嘉 微（GPU设计）、兆易创新（存储芯片设计）、寒武纪（AI芯片设计）为可比公司。
芯原股份的一站式芯片设计服务业务模式虽然在营收弹性上略低于专用芯片设计， 但公司技术实力优异，具备7nm节点芯片设计量产能力，同时技术实力得到了海外 客户恩智浦、Facebook以及Intel的高度认可。
考虑到公司在手订单充沛以及在旺盛 下游需求的情况下公司业务成长的高确定性，建议给予公司一定程度的估值溢价， 我们认为公司合理价值区间位于对应2020年30-35倍PS，考虑发行后的股本摊薄， 对应公司合理市值519.8–606.4亿元，合理价值为107.6-125.5元/股。