《金基研》森海/作者 杨起超 时风/编审
集成电路是信息技术产业高速发展的基础和源动力，下游市场覆盖物联网、人工智能、消费电子、工业控制、数据中心、高速存储等众多领域。2023年下半年以来，在消费电子终端市场温和回暖、生成式AI赋能、汽车智电化升级等因素带动下，全球集成电路产业链逐步复苏，国内集成电路产业亦实现了快速发展。其中，国内集成电路设计行业表现尤为突出，对芯片设计服务的需求不断上升。
作为全球IC设计服务行业头部厂商，灿芯半导体（上海）股份有限公司（以下简称“灿芯股份”）专注于一站式芯片定制业务，致力于为客户提供高价值、差异化的解决方案。经历多年的发展，灿芯股份与较多产业链上的知名客户与众多对于国内集成电路产业有着重要意义的芯片设计企业建立了密切的合作关系，积累了丰富的客户资源。
经过十余年的技术积累和研发投入，灿芯股份形成了大型SoC定制设计技术与半导体IP开发技术两大类核心技术体系。近年来，灿芯股份研发投入及占营收比例均呈逐年上涨趋势。2024年1-9月，灿芯股份研发投入同比增长47.56%，占营收比例达12.83%。此外，灿芯股份募投建设的三大研发项目将持续助力技术升级迭代，并助力国内集成电路产业发展。
一、下游应用空间广阔IC产业回暖，国内集成电路设计市场规模稳增
集成电路（IC）自出现以来，促进了全球信息、电子等产业快速发展，其下游市场覆盖物联网、人工智能、消费电子、工业控制、汽车电子、数据中心、高速存储等众多领域。
近年来，伴随着物联网、可穿戴设备、人工智能、虚拟现实等新技术和新兴应用领域的出现和发展，以及场景需求的差异化、个性化发展趋势，全球集成电路市场规模波动上升。
据世界半导体贸易统计机构（WSTS）数据，全球集成电路市场规模从2021年的4,630亿美元增长至2023年的5,269亿美元。WSTS预计全球集成电路市场在2024年将保持增长，预计市场规模将达到6,112亿美元。
展开来看，消费电子是集成电路行业下游需求的基本盘。2023年二季度以来，各大消费电子厂商库存水位下降并持续推出新品，三季度全球智能手机市场迎来触底复苏。IDC数据显示，2024年全球智能机第三季度出货量达到3.16亿部，同比增长4.0%，实现连续五个季度增长。
据中研网数据，2023年全球消费电子市场规模为7,734亿美元，预计2024年将增长至8,151.6亿美元，并于2032年达到14,679.4亿美元，预测期内复合年增长率为7.63%。
同时，2023年，ChatGPT这类生成式AI工具问世，迅速引爆新一轮人工智能浪潮，头部厂商陆续推出针对PC端AI场景的芯片产品，为AI技术在消费电子场景落地打下良好基础，有望带动消费电子及集成电路行业持续改善。据群智咨询预测，全球AI PC出货量将从无到有，实现快速增长，2027年出货量达1.5亿台。
此外，汽车智能化、电动化的趋势推动汽车芯片需求量大幅增长。一方面自动驾驶级别升级带动智能芯片搭载量不断上升，另一方面电动汽车对传统燃油汽车的持续渗透，大幅推高功率半导体的用量。
据IC Insights数据，全球汽车芯片出货量从2018年的410亿颗增长至2022年的585亿颗。结合全球汽车芯片的出货量增速以及市场前景，前瞻研究院初步估计2023年全球汽车芯片出货量或超655亿颗。
视线回到国内，受益于国内有利的产业政策环境、强劲的市场需求以及全球集成电路产能转移等趋势，国内集成电路产业实现了快速发展。
据中国半导体行业协会数据，2019-2023年，国内集成电路产业销售额分别为0.76万亿元、0.89万亿元、1.05万亿元、1.22万亿元、1.26万亿元。中商产业研究院预测，2024年国内集成电路产业销售收入将达到1.30万亿元。
其中，国内集成电路设计行业表现尤为突出，市场规模呈逐年上升的趋势。
据中国半导体协会数据，2019-2023年，国内集成电路设计行业销售规模分别为3,049亿元、3,819亿元、4,587亿元、5,346亿元、5,774亿元，年均复合增长率为17.31%。
另据工信部数据，2023年国内集成电路设计领域规模以上企业合计实现收入为3,069亿元，同比增长6.4%；2024年1-6月实现收入1,642亿元，同比增长15.1%。
随着芯片产业在制程工艺方面的发展、芯片生命周期的缩短与设计企业数量的增加，芯片设计企业在市场竞争、开发成本、设计难度与流片风险等方面面临的挑战大幅加剧，芯片设计效率与一次流片成功率成为芯片设计公司在激烈的市场竞争中保持竞争优势的关键因素。在此背景下，芯片设计公司与系统厂商等客户对芯片设计服务的需求不断上升。
综上，集成电路下游市场如智能汽车、消费电子等领域应用空间广阔，需求上升，带动集成电路产业回暖。同时，国内集成电路产业市场规模逐年上涨。其中，国内集成电路设计行业表现尤为突出，行业竞争大幅加剧，对芯片设计服务的需求不断上升。
二、与中芯国际开展战略合作，服务多领域境内外知名客户
作为全球集成电路设计服务行业头部厂商，灿芯股份结合不同工艺节点、IP特性与客户差异化需求，为客户挑选与其应用场景和特定需求更为契合的工艺及IP组合并为客户提供一站式芯片定制服务，持续帮助客户高质量、高效率、低成本、低风险地完成芯片设计开发与量产上市。
灿芯股份为典型的采用Fabless经营模式的集成电路设计服务企业，专注于为客户提供一站式芯片定制服务，对于芯片产业链的生产制造、封装及测试等生产环节采用委托第三方企业代工的方式完成。
基于对自身发展战略、客户需求、行业发展趋势等因素的综合考虑，灿芯股份选择与中国内地技术最先进、规模最大的晶圆代工厂中芯国际建立了战略合作伙伴关系。
多年来，灿芯股份积极参与全球竞争，吸引并帮助了不同行业领域、技术禀赋与需求的客户在中芯国际不同制程工艺上高效、低风险地实现芯片定制及量产。
同时，晶圆代工厂在新工艺的研发与客户导入过程中，往往需要设计服务公司在芯片设计过程中帮助分析基础设计文件与工艺库特性，从而不断提升工艺良率与适用范围。在不断反馈与优化的过程中，设计服务公司对于代工厂工艺的理解持续加深，并能够为其客户提供更优的工艺选型与设计服务。
在国内市场，灿芯股份凭借优秀的芯片设计能力及丰富的设计服务经验不断满足下游客户的国产化需求，为物联网、工业控制、消费电子、网络通信、高性能计算、智慧城市等领域具有重要产业影响力的境内企业提供了优质、可靠的服务。
同时，灿芯股份亦不断拓展境外客户，以中国设计打造国际品牌，为能源、工业控制等领域知名境外客户提供服务。
现阶段，灿芯股份已于与较多产业链上的知名客户与众多对于国内集成电路产业有着重要意义的芯片设计企业建立了密切的合作关系，重要客户遍布各个行业，相关设计服务的配套定制化芯片产品大部分在量产出货中，在全球集成电路设计服务产业竞争中占据了重要位置。2024年5月，灿芯股份荣登上海专精特新“小巨人”企业品牌价值榜。
灿芯股份在多领域拥有知名客户的成功案例，对其他有相似芯片设计服务需求的企业有良好的示范效应，使得愈来愈多的潜在客户主动与其沟通合作意向。
截至2024年6月30日，灿芯股份在手订单合计金额为9.64亿元（含税，下同），其中芯片设计业务在手订单3.77亿元，芯片量产业务在手订单5.87亿元。
简言之，灿芯股份在芯片量产方面与中芯国际建立了战略合作伙伴关系，吸引并服务了众多境内外知名客户，重要客户遍布各个行业，在全球集成电路设计服务产业竞争中占据了重要位置。
三、聚焦一站式芯片定制服务，持续优化产品结构提升毛利率
多年来，灿芯股份聚焦主营业务，持续为客户提供高质量的一站式芯片定制服务，包括芯片定义、IP选型及授权、架构设计、逻辑设计、物理设计、设计数据校验、流片方案设计等全流程芯片设计服务。在为客户提供芯片设计服务后，灿芯股份根据客户需求可继续为其提供芯片量产服务。
在芯片设计方面，灿芯股份深耕对不同制程工艺的研究，并不断将芯片设计方法学与物理结构相结合进行芯片设计，为客户提供在性能、功耗、成本等方面达到平衡的芯片定制方案，其芯片设计能力受到客户的广泛认可。
在芯片量产方面，灿芯股份拥有覆盖本土自主的先进逻辑工艺与主流特色工艺的设计服务能力，以优质的设计服务降低客户的芯片开发难度和成本。
在不断反馈与优化的过程中，灿芯股份对代工厂不同制程工艺的理解持续加深，并能够为其客户提供更优的工艺选型与设计服务，极大地提高了客户的流片成功率。
从服务类型来看，灿芯股份为客户提供的一站式芯片定制服务主要可分为芯片全定制服务与芯片工程定制服务。
在芯片全定制服务中，灿芯股份需要从系统层面进行整体架构设计并综合应用大规模SoC快速设计及验证技术、大规模芯片快速物理设计技术、系统性能评估及优化技术与工程服务技术。
在芯片工程定制服务中，灿芯股份主要应用工程服务技术与系统性能评估及优化技术帮助客户降低设计风险并保障芯片产品功能可靠实现。
由于客户技术禀赋不同以及灿芯股份介入环节不同导致的工作量和承担的风险不同，灿芯股份芯片全定制服务毛利率整体高于芯片工程定制服务毛利率。
近年来，灿芯股份持续优化产品结构，其芯片全定制服务收入占比逐年提高，综合毛利率上升明显。
2021-2022年，灿芯股份芯片全定制服务收入占主营业务收入比例分别为31.45%、37.12%、。2023年，灿芯股份芯片全定制服务收入占当年营业收入比例约57%。2023年，灿芯股份芯片全定制服务收入同比增长约60%，占比较2022年快速提高。2024年1-6月，灿芯股份芯片全定制服务收入占营业收入的比例达71.94%。
据东方财富choice数据，2021-2023年及2024年1-9月，灿芯股份毛利率分别为17.10%、19.63%、26.17%、28.13%。
总的来说，灿芯股份聚焦主业，持续为客户提供高质量的一站式芯片定制服务。同时，灿芯股份持续优化产品结构，芯片全定制服务收入占比逐年上涨，推动毛利率上升，其盈利能力增强。
四、两大类核心技术体系创新显效，2024年前三季度研发投入同比上涨47.56%
身处技术密集型行业，灿芯股份凭借全面的技术服务体系和成熟的系统级芯片设计平台，不断吸引面向不同场景的众多芯片设计公司、系统厂商等客户。
在终端应用市场快速发展、芯片定制需求持续增长的产业背景下，为满足客户差异化需求，头部设计服务公司往往需要同时具备IP开发能力及大型SoC定制设计能力。
经过十余年的技术积累和研发投入，灿芯股份已自主研发形成了以大型SoC定制设计技术与半导体IP开发技术为核心的全方位芯片设计技术服务体系，并积累了丰富的技术储备。
灿芯股份大型SoC定制设计技术包括大规模SoC快速设计及验证技术、大规模芯片快速物理设计技术、系统性能评估及优化技术与工程服务技术。其中前两项技术主要应用于芯片前道设计环节中，在帮助客户提高芯片性能、缩小芯片面积的同时提升设计效率；后两项技术应用于芯片后道设计环节中，帮助客户降低设计风险及设计成本。
灿芯股份半导体IP开发技术主要聚焦于在大型SoC设计中复用率较高的接口IP及模数转换类模拟IP的研发，支撑了灿芯股份自研IP平台的扩展迭代并使得其能够在芯片定制项目中快速满足客户IP定制需求，提升了灿芯股份一站式芯片定制服务的综合竞争力。
值得关注的是，灿芯股份自主研发了包含DDR、Serdes、PCIe、MIPI、USB、ONFI等一系列高性能接口IP，在数据传输速率、带宽、兼容性等关键性能方面实现了国内领先水平；自主研发了逐次逼近寄存器型（SAR）ADC与流水线型（PIPELINE）ADC等一系列高性能ADC IP，在转换精度、转换速率等方面实现了国内领先水平。
芯片设计平台方面，灿芯股份不断捕捉并分析不同领域客户的共性需求，自主研发了一系列高性能IP（YouIP），并基于此形成了一系列可复用的行业SoC解决方案，最终建立了成熟且不断扩展的系统级芯片设计平台（YouSiP）。借助该平台，灿芯股份可针对客户定制化需求快速实现差异化设计，大大提高了芯片设计效率并降低了项目设计及量产风险。
同时，灿芯股份围绕核心技术申请并获得了一系列专利、著作权等知识产权，是其核心竞争力的重要组成部分。截至2024年6月30日，灿芯股份共有发明专利85项，实用新型专利30项，软件著作权31项，集成电路布图设计专有权14项。
近年来，灿芯股份高度重视技术的迭代和更新，持续加大研发资金及人员投入。
2021-2023年及2024年1-9月，灿芯股份研发投入资金分别为6,598.62万元、8,522.81万元、10,822.87万元、11,064.58万元，占当期营业收入的比例分别为6.91%、6.54%、8.07%、12.83%，研发投入占比维持在较高水平且呈逐年上涨趋势。其中，2024年1-9月，灿芯股份研发投入同比上涨47.56%。
截至2024年6月30日，灿芯股份共有研发人员130人，较上年同期末研发人员增加35.42%，占全部员工人数的比重达41.27%。灿芯股份核心技术人员均取得了国内外一流大学博士或硕士学位，并曾供职于国内外知名的芯片设计公司，具备扎实的研发功底、前瞻的战略眼光和敏锐的市场嗅觉。
凭借技术和服务的优异表现，灿芯股份获得了“中国半导体创新产品和技术奖”、“中国半导体市场最佳设计企业奖”、“上海市浦东新区科学技术奖”、“2021年度最具影响力IC设计企业”等多项荣誉奖项，并被权威媒体《电子工程专辑》（EETimes）评选为“全球60家最受关注的半导体初创公司”。
此外，灿芯股份是国家级专精特新“小巨人”企业，并入选建议支持的国家级专精特新“小巨人”企业名单（第二批第一年）。
五、募集资金投向三大研发项目，助力技术升级迭代
2024年4月11日，灿芯股份在上交所科创板上市，发行募集资金主要投资于网络通信与计算芯片定制化解决方案平台、工业互联网与智慧城市的定制化芯片平台及高性能模拟IP建设平台建设上。
其中，“网络通信与计算芯片定制化解决方案平台”项目具体建设内容主要包括：高速接口IP研发；搭建针对高带宽存储和超高速网络等应用的SoC平台，开发配套固件、软件以及板卡，并进行芯片验证，产生多个能快速交付的参考设计。
在计算芯片方面，人工智能与云计算大数据中心的融合为计算芯片带来新的增长驱动力。在网络通信芯片方面，随着5G时代的到来，通信业迎来新的高速发展时期，网络通信设备的蓬勃发展将进一步带动网络通信芯片的市场需求。
该项目建设完成后，有利于灿芯股份为下游客户提供更优质的产品及服务，及时满足下游应用需求，抓住行业发展机遇，巩固市场地位。
“工业互联网与智慧城市的定制化芯片平台”项目将发展工业互联网及智慧城市的定制化芯片平台，开发相关应用领域IP，加大对用于工业互联网与智慧城市领域芯片技术的研发和投入力度，实现数模转换芯片技术、工业互联网AP芯片技术、网络芯片技术的设计服务产业化。
为实现新旧动能转换，搭建工业互联网和建设智慧城市已经成为了全球产业界焦点。“十四五”时期将是工业互联网结合5G、大数据、人工智能等新一代信息技术，加速推进制造业转型升级的关键阶段。同时，随着国家级关于促进智慧城市建设发展的政府文件下发，各地开始涌现出建设智慧城市的需求。
大量的工业互联网以及智慧城市建设需求为针对该领域的芯片设计服务产业发展提供了机会。
该平台将推动新型工业网络、工业大数据、边缘计算、安全保障等技术的研发以及平台标准化。同时，该平台还将大幅加快相关核心技术以及国内工业互联网核心软硬件产品的研发与试验验证，从而为工业互联网核心技术的芯片设计服务产业化推广创造良好的基础。
“高性能模拟IP建设平台”项目建设高性能模拟IP平台，持续进行产品的改进和完善，提高系统整体性能，丰富的IP将更好的为灿芯股份一站式芯片设计服务提供支持。
在当前半导体相关产业国产化替代的大背景下，上述三大募投项目的实施将持续助力国内集成电路产业高质量发展。
未来，灿芯股份将继续坚持技术创新进步，持续建设高效的技术、平台及应用的研发体系，加强对新技术的研发，不断夯实核心技术基础，致力于为客户提供高价值、差异化的解决方案。
