半导体产业链几家芯片公司

认识半导体，需要从产业链角度出发。

半导体行业链条长，大致概括为软件、芯片设计、设备、制造工厂（晶圆厂&封测厂）、零部件、材料。

前面我们大致捋了捋设备与材料领域的主要上市公司，本篇捋一捋几家芯片设计公司以及一家芯片封测公司。

集成电路IC可以分为模拟电路、数字电路，其中数字电路可以分为逻辑电路、微处理器和存储器，其中逻辑电路包括 asiC、 FPGA、CPU、GPU 等。

一、CPU

1、海光息

在创产业生态中，CPU 与操作系统是最核心产品，创核心逻辑在于形成以CPU和操作系统为核心的国产化生态。

CPU作为创核心产品，基本被国外Intel与AMD垄断，2020 年我国CPU国产化率仅为0.5%。

海光主要从事高端处理器CPU、加速器DCU等计算芯片产品和系统的研究开发与销售。

海光通用处理器（CPU）基于x86架构，产品包括海光3000系列、海光5000系列、海光7000系列，以7000 系列产品为主，应用于电、金融、互联网等行业，海光协处理器（DCU）以GPGPU架构为基础，产品包括海光8000系列，应用于大数据处理、人工智能等领域。

2016 年，海光息与超微半导体（AMD）达成合作，共同成立海光微电子与海光集成两家子公司，引入x86高端处理器的技术授权及相关技术支持。

其中，海光微电子（海光控股 49%，AMD 控股 51%）主要负责 x86 处理器核开发以及芯片的生产、封装、测试等外协工作；海光集成（海光控股 70%，AMD 控股 30%）主要负责处理器系统架构设计、IP 核开发，以及产品的推广和销售。

公司 CPU、DCU 芯片的研发、生产流程涉及设计、流片和封测三大环节,是典型的 Fabless 模式企业，主要负责芯片设计，芯片的晶圆加工、封装测试则通过委外方式完成。

Intel、AMD 占据中国 x86 服务器 CPU市场95%。海光作为国产服务器 CPU 龙头，其 2020 年的产品销售量占市场份额的 3.75%，占据了国产 x86 服务器芯片的绝大部分市场份额。

国产服务器 CPU 替代空间大。

目前，海光一号、海光二号已经实现商业化应用，海光三号完成实验室验证，海光四号处于研发阶段；海光DCU系列产品深算一号已经实现商业化应用，深算二号处于研发阶段。

2021 年公司 CPU 产品整体实现营收 20.7 亿元，收入占比达到 89.7%；其中 7000 系列 CPU 实现收入 15.0 亿元，贡献收入占比达到 65%；2021 年 DCU 实现营收 2.4 亿元，收入占比达到 10.3%。

2019 年 6 月，海光被美国商务部列入“实体清单”后，AMD 不再提供相关技术服务，公司自行对后续产品和技术进行迭代开发。

2、龙芯中科

龙芯中科是国内自主CPU的引领者。

龙芯中科主营业务为处理器及配套芯片的研制、销售及服务，主要产品与服务包括处理器及配套芯片产品与基础软硬件解决方案业务。

龙芯中科研制的芯片包括龙芯 1 号、龙芯 2 号、龙芯 3 号三大系列处理器芯片及桥片等配套芯片。龙芯 1 号、龙芯 2 号处理器面向工控领域；龙芯 3 号和桥片主要息化领域。

2019 年至 2021年，龙芯中科销售的主要产品基于 MIPS 指令系统。2020 年，龙芯中科推出了龙芯指令系统LoongArch。公司自主研发 LoongArch 指令系统，在计算机最底层的指令集及基础软件方面实现自主可控。

公司经营目前主要采用 Fabless 模式，公司主要负责芯片设计，生产环节的加工制造、封装测试等主要通过委外方式完成。

2021 年工控类芯片/息化芯片/解决方案的营收分别为 2.95亿/6.57 亿/2.48 亿，营收占比分别为 24.59%/54.67%/20.66%，息化芯片营收占比最高。

目前，国产CPU公司主要有 6家，分别是龙芯中科、电科申泰、华为海思、飞腾息、海光息、上海兆芯，按照采用的指令系统类型可大致分为三类

第一类是龙芯中科和电科申泰，早期曾分别采用MIPS和类Alpha兼容的指令系统，现已分别自主研发指令系统。

第二类是华为海思和飞腾息，采用 ARM 指令系统。

第三类是海光息和上海兆芯，采用 X86 指令系统。

CPU 行业由两大生态体系主导

一是基于 X86 指令系统和 Windows 操作系统的WinTel 体系，占据桌面 CPU 领域。

二是基于 ARM 指令系统和 Android 操作系统的 AA 体系，占据低功耗的移动领域。

公司在最底层的指令系统方面实现了自主创新，推出完全自主的 LoongArch指令系统。2021 年推出的龙芯3A5000 产品单核性能与市场主流产品性能相差不到1倍。

目前，支持 LoongArch 的 CPU市场占有率较低，且龙芯自主指令集处于起步期，面临极高生态壁垒。多年来，公司从息产业最底层的指令系统出发进行自主开发，成功突破 IP 核心技术，搭配推出基础版操作系统及配套基础软件，构建完全独立于美国计算机技术体系的龙芯平台。

美国对我国半导体行业管制措施对公司影响较小（对半导体整个产业链的影响会波及到公司），公司核心底层技术独立自主的优势将进一步凸显。

二、GPU

1、景嘉微

GPU是计算机上做图像和图形相关运算工作的微处理器，分为集成GPU和独立GPU，被广泛地运用于PC、服务器、游戏主机、汽车、移动等领域。

PC是GPU重要应用领域。

公司早年主要依靠图形显控产品和小型专用化雷达领域产品在军工领域应用发展，2019年公司JM7200图形显示芯片获得首付订单，GPU产品为公司业绩开拓出强劲的第二增长曲线。

公司是国内首家成功研制国产 GPU芯片并实现大规模工程应用的企业，也是目前国内唯一具备完全自主研发 GPU 能力并产业化的上市公司。

公司主要从事高可靠电子产品的研发、生产和销售，产品主要涉及图形显控领域、小型专用化雷达领域、芯片领域和其他。

图形显控是公司现有核心业务，也是传统优势业务，产品包括图形显示模块、图形处理芯片等，图形显示模块主要应用于军用飞机市场，并占明显优势，并向车载和舰载拓展。

在小型专用化雷达领域，公司研发了主动防护雷达、测速雷达等系列雷达产品。

图形处理芯片（GPU）领域有JM5、JM7和JM9系列产品，JM5主要用于公司图形显控模块产品，JM7及JM9应用于创和民用领域渗透。

公司研发的以JM5400为代表的图形芯片打破外国芯片在我国军用GPU 领域的垄断，率先实现军用 GPU 国产化。

GPU行业的产业链主要涉及三个环节，涉及、制造于封测。

供给模式有IDM和Fabless两种。

前者集设计、制造与封测与一身，代表厂商英特尔；后者设计、制造与封测是分开的，如AMD设计、台积电制造、通富微电封测。

景嘉微处于集成电路行业设计环节，采用Fabless模式，即需要晶圆代工厂和封测厂。

全球竞争格局看，GPU领域由三巨头垄断，集成显卡领域，英特尔领先，独立显卡领域英伟达领先，AMD整体排名第三，我国GPU企业的市占率不到0.5%。

根据 2022 年半年报，2022H1 图形显控产品实现营业收入 2.63 亿，小型专业化雷达产品实现营业收入 0.66 亿，芯片业务实现营业收入 2.09 亿。前两项业务毛利率维持在70%左右，后者毛利率快速增长后，超40%（研发费用高）。

目前，国内民用市场的 GPU 需求依旧主要由海外寡头垄断。在美国科技封锁及我国安全可控背景下，我国 GPU 市场需求将逐步由国产 GPU替代。

三、FPGA

1、安路科技

FPGA（Field Programmable Gate Array）又称现场可编程门阵列，是指一种通过软件手段

更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元，完成既定设计功能的数字集成电路。

FPGA 芯片行业市场集中度高。

全球 FPGA 芯片市场中赛灵思（AMD收购）和英特尔合计占有率高达 87%左右，前4家美国公司即占据了全世界 92%以上的 FPGA 供应市场。

国内FPGA市场竞争格局情况与全球类似，赛灵思、Intel 和 Lattice位列市场前三位，市场占有率分别为 55.1%、36.0%和 5.2%，安路科技在中国市场销售额排名第4，占据了 0.9%的市场份额，在国产 FPGA 芯片厂商中排名第一。

公司主营业务为 FPGA 芯片和专用 EDA 软件的研发、设计和销售，是国内领先的FPGA 芯片供应商，包括高中低端、多种规格的 FPGA 芯片及配套的开发软件(EDA)。

公司FPGA产品主要应用于工业控制、网络通、数据中心、消费电子等领域；在开发软件方面，TangDynasty 软件是国内少数全流程自主开发的FPGA专用EDA软件。

与全球主要FPGA 芯片厂商的经营模式相同，公司目前也采用 Fabless 经营模式，在 FPGA 芯片研发完成后，将研发的集成电路产品设计版图交由晶圆制造厂代工，然后由封测厂进行封装测试，最终将 FPGA 芯片直接或通过经销商销售给下游终端厂商。

公司的销售模式采用直销和经销两种模式，目前公司以经销商销售为主，2021年第一大客户收入占比为 77.18%，客户集中度较高。

2022年前三季度公司实现营业收入7.97 亿元，前三季度公司归母净利润为 0.62 亿元，实现扭亏为盈。

我国 FPGA 市场下游以通和工业领域为主，人工智能、汽车电子、数据中心等新兴领域引领行业增长。

2019-2021年网络通领域收入占比在 60%以上，工业控制领域收入占比其次，消费电子和数据中心领域收入占比逐步提升。

目前国内有安路科技、紫光同创、复旦微电、等厂商进入 FPGA 行业，近年来由于美国对中国半导体的限制日益趋严，FPGA 国产替代迫切需求叠加国产 FPGA 厂商产品快速迭代和品类扩张，国内 FPGA 厂商高速成长。

2021 年安路科技和紫光同创的营业收入分别为 6.79 亿元和 7.82 亿元。根据 Frost&Sullivan 的数据，国内 FPGA厂商国产化率不到 5%，未来国产替代空间广阔。

从工艺制程来看，28nm-90nm 制程 FPGA 在性价比和良品率方面具有优势，占据了主要的市场地位。同时，我国在先进制程制造方面受到限制，28nm 以上制程是 FPGA 国产替代的重要方向。

四、Chiplet

1、 长电科技

集成电路产业链包括芯片设计、制造、封装和测试等环节。

封装是用特定材料、工艺技术对芯片进行安放、固定、密封，保护芯片性能，并将芯片上的接点连接到封装外壳上，实现芯片内部功能的外部延伸，分为传统封装及先进封装，目前处于传统封装向先进封装迈进的阶段。

中国大陆封测市场目前主要以传统封装业务为主，随着国内领先厂商不断通过海内外并购及研发投入，先进封装业务有望快速发展。

先进封装技术目前主要由台积电、ASE、英特尔等产业龙头公司来主导，在国内先进制程发展受阻背景下，Chiplet（基于先进封装技术）有望成为国产替代突破口。

Chiplet按照不同计算单元或功能单元对其进行分解，然后每个单元选择最适合的工艺制程进行制造，再将这些模块化的裸片互联起来，通过先进封装技术将不同功能、不同工艺制造的 Chiplet 封装成一个系统芯片。

长电是全球第三、中国大陆第一OSAT封装厂商，2021 年全球市占率10.82%，产品、服务和技术覆盖高、中、低各种半导体封测，涵盖了主流 IC 应用，包括网通、移动终端、高性能计算、车载电子、大数据存储、人工智能与物联网、工业智造等。

根据 Yole 的数据，先进封装全球市场规模将会从 2018 年约 276 亿美元增长至 2024 年约 436 亿美元，在全球封装市场的占比也从 42.1%左右提升至 49.7%左右。

据Omdia 预测，随着5G、AI、HPC 等新兴应用领域需求渗透，2035 年全球Chiplet 市场规模有望达到570 亿美元，2018-2035 年CAGR 为30.16%。

2021年公司先进封装产量 348 亿只，销量 357 亿只，传统封装生产量 417 亿只，销售量 408 亿只，传统封装产销量占比稍高。

2022Q1-Q3，公司营业收入为 247.78 亿元，同比增长 13.05%；归母净利润为 24.52 亿元同比增长15.92%。

封测是集成电路生产的后道工艺，同样受半导体下行周期的影响，目前晶圆厂稼动率及板块估值回落至历史低位。

国内领先封测企业长电科技与通富微电（全球先进封测领先厂商，绑定AMD）积极布局Chiplet 先进封装平台研发，目前均可实现量产。