ew的小天地 科技 在垄断中寻突破,龙芯中科:完全自主 CPU 开启中国“芯时代”

在垄断中寻突破,龙芯中科:完全自主 CPU 开启中国“芯时代”

(报告出品方/分析师:首创证券 何立中 杨宇轩

1 核心逻辑

1.1 基于自主指令系统 LoongArch,核心技术自主可控

1)无需购买商业 IP 进行芯片设计。

X86、ARM 等主流的指令集都还未开源,非开源指令集的授权均需要收取 license+royalty 费用,增加了成本。且随着royalty费用开始收取,具体片数等属于企业秘密的信息也可能暴露,企业信息安全得不到保障。

2)无需基于其他指令集,无需融入其他信息技术体系。

商业化程度很高的生态的主导者因为利益影响,开放程度是有限的,势必要着力保持自身先进性,往往最先版本优先使用,落后版本授权获利,但是跟随会导致一直落后是必然的。在同一赛道只能跟随,独立开辟赛道才能实现追赶和赶超。

3)无需受限于境外指令集限制,可自主提升性能。

依靠境外指令集架构受到国际环境制约,在谈判上也不具备自主权。且费用多为浮动费用,如:ARM 对不同企业和不同销售规模的 license 费用也会有所差异,且合同以几年为周期,随着规模做大,费用具备上升的可能性,但已加入的生态系统不易改变,在谈判上具备劣势。是否继续使用、能否自主升级、自主增删,都有很强的不可控性。

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1.2 政府&国有企事业单位具千亿市场,消费级市场未来可期

政府及国有企事业单位已成千亿级市场。

政府机关和国有企事业单位 是国产 CPU 的主阵地,根据国家统计局公布数据,推断我国今年国有单位 就业人数在 5600-5700 万人(2020 年为 5563 万人);根据海光信息招股书中 公布的 CPU 价格数据,预计 PC 芯片价格在 1k 左右,服务器芯片价格在 8k 左右;按照每 20 台 PC 配一台服务器计算,PC+服务器市场规模在 1019.2-2234.4 亿规模之间。一旦公司进一步完成技术升级,逐步向消费级打开,市场规模将更加可观。

1.3 在生态发展上率先走出第一步,强化更多人融入、壮大龙芯生态的动机

自主指令集起步期面临极高生态壁垒的挑战,看好未来量变决定质变。生态培育是自主指令集公司的难点,前期需要自己花时间精力进行培育,一旦量逐渐积累完成推广,就会产生质变。率先走出第一步的发展策略。龙芯通过提供操作系统“基本盘”,强化更多人融入、壮大龙芯生态的动机,开发的“翻译”功能完成主流开源软件迁移,助力龙芯语言发展。

2 始于2001,耕耘自主 CPU 21 年

2.1 发展历程、股权、实控人等

积淀深厚,通用式 CPU 研发始于 2001 年。龙芯中科全称龙芯中科技 术股份有限公司(Loongson Technology Corporation Limited),2001 年开始进行龙芯 CPU 的研发,通过 863、973、NSFC、核高基等重大专项支持,完成 早期技术积累。2008 年,公司前身由转移中心和中科算源共同出资设立。

公司推出了龙芯 1-3 号系列产品及相关配套产品和软硬件解决方案。2020 年,公司推出了自主指令系统 LoongArch(龙芯架构),公司整体变更为股份有限公司。

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公司实控人为胡伟武和晋红夫妇,胡伟武长期担任公司董事和总经理,晋红长期担任公司投资总监。胡伟武持有天童芯源 47.67%的股权,为第一大股东,晋红持有芯源投资 15.02%的合伙份额。胡伟武和晋红通过天童芯源、芯源投资、天童芯正和天童芯国合计控制公司 33.61%的表决权。

公司旗下拥有龙芯广东、龙芯南京、龙芯成都等 11 家全资子公司,其中龙芯南京旗下拥有常熟分公司,龙芯金华旗下拥有杭州分公司。

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2.2 源自计算所的技术传承

管理层均具备相关技术背景。公司 6 位董事中,胡伟武、刘新宇、范宝峡、高翔、张戈 5 位均具有中国科学院计算技术研究所工作经历,研究范围覆盖芯片设计、软件设计等方面。来自于中科院计算所的传承。中科院计算所成立于 1956 年,是我国计算机事业的摇篮,曾为“两弹一星”研制计算机,孵化出联想、曙光等企业。

3 核心壁垒:自研 LoongArch 指令集且实现兼容,独立开辟赛道才能赶超

3.1 拥有自主指令系统的重要性

指令集是指一种类型 CPU 中用来计算和控制系统的一套指令的集合。

指令集以其复杂性可被分类为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)两大类,实现指令集架构的物理电路被称为处理器的微架构。指令集和微架构设计为 CPU 最核心的技术,决定了 CPU 的生态、内核的性能、功耗等核 心指标。

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现存的几个主流指令集:X86 为主流的复杂指令集,在计算机市场应用广泛,但授权费较高、自主程度较低。

精简指令集中 ARM 应用最为广泛,生态较为完善,但未开源,仍具备一定供应链风险以及需要支付授权费用, MIPS、RISC-V 和 Power 也是精简指令集,且均已经开源,在授权费用方面能够节省一大笔开销,且在自定义指令实现方面具备较高的自由度。

选择了哪个指令集,就要融入哪个生态。目前我国具备自主指令集的公司为数不多,绝大部分通用 CPU 企业通过取得指令集授权的方式进行 CPU 设计。选择了哪个指令集,就要融入哪个生态。

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目前全球计算机领域 X86 生态体系占 89%,被 Intel 和 AMD 垄断。 CPU 商用市场基本被 Intel、AMD 两家占据。其中,Intel 依靠其强大的 X86 生态体系,在通用 CPU 市场占据领先地位,市场份额常年保持在 80%左右,AMD 近期追赶势头明显,其他厂商整体市场份额不超过 1%。

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自主指令集是 CPU 发展绕不过去的话题,自主指令集的优势涉及三方面:

1)无需购买商业IP进行芯片设计,成本降低,数据安全有保障。

X86、 ARM 等主流的指令集都还未开源,非开源指令集的授权均需要收取 license+royalty 费用,增加了成本。且随着 royalty 费用开始收取,具体片数等属于企业秘密的信息也可能暴露,企业信息安全得不到保障。

2)无需基于其他指令集,无需融入其他信息技术体系,独立开辟赛道才有赶超可能性。

商业化程度很高的生态的主导者因为利益影响,开放程度是有限的,势必要着力保持自身先进性,往往最先版本优先使用,落后版本授权获利,但是跟随会导致一直落后是必然的。在同一赛道只能跟随,独立开辟赛道才能实现追赶和赶超。

3)无需受限于境外指令集限制,可自主提升性能,不被卡脖子才是真自主。

依靠境外指令集架构受到国际环境制约,在谈判上也不具备自主权。且费用多为浮动费用,如:ARM 对不同企业和不同销售规模的 license 费用 也会有所差异,且合同以几年为周期,随着规模做大,费用具备上升的可能性,但已加入的生态系统不易改变,在谈判上具备劣势。是否继续使用、能否自主升级、自主增删,都有很强的不可控性。

3.2 LoongArch 指令集:基于 MIPS 自主研发,芯片性能追赶国际主流产品

阶段一:摒弃直接获取 IP 核授权或指令系统授权,自主定义上百条指令,形成 MIPS 兼容的 LoongISA 指令系统。

2018 年至 2020 年,公司销售主要产品基于 MIPS 指令系统,但公司区别于国内其他 CPU 设计企业多数采用的 IP 核授权或指令系统授权模式,一直致力于自主研发指令系统,自研 发初期即选择基于开放度较高的指令系统并结合自研的模式,在授权体系相对开放的 MIPS 指令系统基础上扩展了数百条自定义指令,形成了 MIPS 兼 容指令系统 LoongISA,并在多款 CPU 芯片中得到应用。

阶段二:推出了自主指令系统 LoongArch(龙芯架构),具备更高运 行效率。

公司在经过长达十余年的潜心研发之后,于 2020 年推出了自主指令系统龙芯架构 LoongArch,LoongArch 架构从架构上进行重新设计,吸纳了现代指令系统演进的最新成果,运行效率更高,相同的源代码编译成 LoongArch 比编译成 MIPS 平均动态指令数可减少 10%-20%。

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LoongArch 架构能兼容 X86、ARM,且通过了知识产权评估。同时,该架构可充分融合 X86、ARM 等国际主流指令特性,可实现跨指令平台应 用兼容。并通过国内权威第三方机构中国电子信息产业发展研究院的知识产权评估,认定 LoongArch 指令系统与 ALPHA、ARM、MIPS、POWER、RISC-V、X86 为不同的指令系统设计。

基于 LoongArch 架构的芯片产品已上市销售,逼近开放市场主流水平。经过长期积累,龙芯中科基本完成技术“补课”,基于 LoongArch 架构的芯片 产品龙芯 3A5000 已于 2020 年底流片,并于 2021 年 5 月开始销售。龙芯 3A5000 使用 12/14nm 工艺节点,主频最高为 2.5GHz,集成双通道 DDR4- 3200 和 HT3.0 接口,单核 SPEC CPU 2006 Base 定浮点分值均超过 26 分,通用处理器性能已经逼近商用领域市场主流产品水平,已在党政、工控和信息化市场展开应用,将在进一步迭代优化后,走向商用领域开放市场。

相关领域一通百通便于跨界,也具备 MCU、GPU 核心技术实力。公司掌握了处理器核及相关 IP 核设计的核心技术,包括 CPU、GPU、内存控 制器、IO 接口控制器、高速 SRAM、高速接口、锁相环等核心 IP。

4 主要产品:三芯一翼——三类 CPU&基础软硬件解决方案

4.1 三芯:提供三类处理器及配套芯片

性能已逼近市场主流水平。经过 2001 年以来 20 年的努力,龙芯中科于 2021 年正式推出的龙芯 3A5000 的通用处理性能已经逼近市场主流产品的 水平,正在研制的下一代龙芯 3A6000 及 3A7000 系列性能将达到市场主流 产品的水平。

2020 年底推出的龙芯 3A5000 使用先进工艺节点,主频最高为2.5GHz,集成双通道 DDR4-3200 和 HT3.0 接口,单核 SPEC CPU 2006 Base 定浮点分值均超过 26 分,逼近开放市场主流产品水平。

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目前公司提供三类产品,主要分为:

1)面向桌面和服务器应用的龙芯 3 号“大 CPU”系列,2)面向工控和终端应用的龙芯 2 号“中 CPU”系列,3) 面向嵌入式专门应用的龙芯 1 号“小 CPU”系列。

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CPU 市场主要分为三类:政务及重点行业市场、企业级市场以及消费级市场,它们的需求特点各异。目前政府市场是国产 CPU 应用最为广泛的市场。

1)政务及重点行业市场,对安全性和定制化的要求远高于消费级市场,同时对产业生态的要求相对较低,与国产 CPU 当前的发展现状非常契合,所以此板块是近期国产 CPU 的核心市场。目前龙芯基于国产 CPU 的信息产品在电子政务领域已经得到批量应用。

2)企业级市场对产业生态的要求高于政务但低于消费级市场,此板块是国产 CPU 未来重要的增量市场。

3)消费级市场对产业生态的要求最高,对性价比较为敏感,迭代周期短,是国产 CPU 长期需突破的目标市场,尤其是在桌面 CPU 生态方面还有较大的差距,还需要重点弥补。

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政府及国有企事业单位已成千亿级市场。政府机关和国有企事业单位是国产 CPU 的主阵地,根据国家统计局公布数据,推断我国今年国有单位就业人数在 5600-5700 万人(2020 年为 5563 万人);根据海光信息公布的 CPU 价格数据,预计 PC 芯片价格在 1k 左右,服务器芯片价格在 8k 左右;按照每 20 台 PC 配一台服务器计算,PC+服务器市场规模在 1019.2-2234.4 亿 规模之间。

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4.2 一翼:提供基础软硬件解决方案

公司为下游客户提供基于龙芯生态体系的各种开发板和软硬件模版,并提供相应的技术支持和服务。

解决方案业务收入主要为公司根据信息化与工控客户的应用场景需求,基于龙芯处理器,以开发板及配套软硬件模块的形式,为客户定制包括桌面、服务器、云计算、网络通信安全产品、工控互联网、行业应用等多种类产品参考方案所获取的收入。

在此模式下,公司根据实际应用场景需求研制基于龙芯芯片的软硬件模块与应用方案,最终协助客户形成终端产品及服务。

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在硬件服务方面,主要产品为基于龙芯处理器的开发板和验证模块。

龙芯处理器通过在标准电路板上搭配配套芯片、内存条、电阻电容等不同类型电子元器件形成开发板和验证模块。

报告期内,发行人主要研制龙芯处理器和桥片等配套芯片,电路板、内存条等其他电子元器件主要通过外部采购。

开发板是公司为了推广 CPU 产品,提供给下游板卡企业参考和评估的标准板型产品,下游企业根据应用和市场情况进行裁剪和功能改进,重新设计形成板级产品。由于开发板产品只用于下游设计开发参考,因此销售收入占比较小。

验证模块是公司市场开拓早期根据客户需求定制的电路板模块产品,提供给下游整机企业。

随着公司芯片业务的提升,硬件模块产品收入占比逐渐降低。技术服务方面,公司提供的基于龙芯处理器的系统产品开发服务,目的是支持客户使用龙芯处理器。例如,部分客户选择使用与 3 号系列芯片配套的其他定制桥片时,需要公司提供适配技术服务,通过调试以使 3 号系列芯片可与其他定制桥片配套使用。

随着市场开拓与积累,客户对龙芯产品的接受度逐步提升,技术服务业务收入占比逐渐降低。

4.3 下游聚焦工控和信息化

根据产品下游应用领域划分,公司芯片产品可分成工控类芯片和信息化类芯片两类。

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4.3.1 信息化领域

信息化领域方面,公司目前拥有龙芯 3 号系列处理器。龙芯 3 号系列为高性能通用处理器,通常集成 4 个及以上 64 位高性能处理器核,与桥片配套使用,应用场景面向桌面和服务器等信息化领域;配套芯片包括桥片及正在研发尚未实现销售的电源芯片、时钟芯片等,其中桥片主要与龙芯 3 号系列处理器配套使用和销售,电源芯片和时钟芯片主要与龙芯 2 号、龙芯 3 号系列处理器配套使用。

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目前该系列产品已经与国内数十家整机品牌合作推出了台式机、笔记本、一体机与服务器设备,已经广泛应用于电子政务办公信息化系统,并在金融、教育等应用中展开批量应用试点:

1)政务服务领域,基于龙芯的计算机与服务器已经在各类办公业务系统中应用达百万套以上。在金融领域,国内多家一线金融机具厂商已经推出了数十款基于龙芯 CPU 的现金类(如 ATM 机)和非现金类(如各类金融自助设备)解决方案,并在多家金融机构进行了落地应用。

2)教育领域,基于龙芯的中小学电子教室解决方案,大学科研教学实验平台方案等已经在上百所学校进行推广应用。

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2019、2020 年,随着 3A4000 系列芯片产品的推出,产品性能得到进一步提升,公司全面开展办公与业务信息化应用的推广,信息化类芯片销售数量的大幅增长,2020 年信息化类芯片销售实现了爆发式增长。

2021 年下半年信息化类芯片向 3A5000 系列切换,由 3A5000 系列使用 LoongArch 指令系统,整机厂商和操作系统厂商需要时间磨合,形成规模增长预计需要一定时间,因此当年信息化类芯片销售收入略有下滑。

且随着公司 3A5000 系列产品推出,3A4000 系列产品价格下降,新旧产品交替期体现出产品平均单价有一定程度走低。

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4.3.2 工控领域

工控类领域方面,公司目前拥有龙芯1号,龙芯2号两大系列处理器。龙芯 1 号系列为低功耗、低成本专用嵌入式 SoC 或 MCU 处理器,通常集成 1 个 32 位低功耗处理器核,应用场景面向嵌入式专用应用领域,如物联终端、仪器设备、数据采集等;龙芯 2 号系列为低功耗通用处理器,采用单芯片 SoC 设计,通常集成 1-4 个 64 位低功耗处理器核,应用场景面向工业控制与终端等领域,如网络设备、行业终端、智能制造等。

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目前该系列芯片主要面向嵌入式专用设备、工业控制与终端等,如物联终端、仪器设备、数据采集、网络设备、行业终端、智能制造等,系列产品在网安通信、能源、交通等行业领域已获得广泛应用。

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国内上百家主要工控和网络安全设备厂商推出了基于龙芯 CPU 的工控和网安产品,包括工业 PC、工业服务器、工业存储设备、DCS(分布式控制系统)、PLC(可编程逻辑控制器)、交换机、路由器、防火墙、网闸、网络监测设备、数据加密通信设备等。

上述设备已经在发电、输变电、石油管道、轨道交通、高速公路 ETC 系统、船舶运输控制系统等领域规模化应用或开展应用验证。龙芯 CPU 还应用于打印机、环境监测设备、智能门锁、跑步机等。在关键信息基础设施领域应用还处于试点和应用验证的初步阶段。

工控领域稳步向好,销量、销售收入大幅提升。

2021 年工控类芯片销售收入为 29,538.63 万元,同比增加 74.39%,销售量 99.83 万颗,同比增加 261.57%。工控类芯片在销量上有大幅增加因为:工控类芯片产品主要应用于关键信息基础设施领域的控制和通讯系统,应用范围较广,在已进入市场成熟阶段的行业领域,客户需求保持稳定增长;在尚属于市场培育阶段和成长阶段的新行业领域,积极开拓市场和客户群体。受销售数量大幅提升影响,销售单价有所降低。

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5 配套生态:在垄断中寻突破,为丰富生态开新路

全球主要生态被两家垄断,分别占据桌面服务器和移动平台。

全球处理器和操作系统领域,有两大主流生态:英特尔与微软形成了 Wintel 生态体系,Wintel 体系起步较早,目前在桌面和服务器市场中占主导地位;ARM 公司与谷歌形成了 AA 生态体系,AA 生态体系则主要应用于移动平台,在移动芯片市场占主导地位。

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国内 CPU 产品大多数是基于 X86 和 ARM 指令系统,如华为海思和飞腾信息,采用 ARM 指令系统,海光信息和上海兆芯,采用 X86 指令系统。

公司致力于打造独立于上述两套生态的自主生态体系。发展自主 CPU 并建立自主信息技术体系与产业生态,不仅是国家的需求,也是时代的需求。

公司从使用国外核心技术、追随国外产业生态,转变为研发自主核心技术、建设自主产业生态。

自主指令集 CPU 在起步期由于用户数量少,还需面临极高生态壁垒的挑战。近些年,随着国内处理器设计和基础软件研发水平提升,独立于 Wintel 和 AA 的其他生态体系开始出现。这些自主设计指令集的企业,如龙芯中科和电科申泰,在起步期由于使用人数少,就将面临更多生态方面的挑战,不像 Wintel 和 AA 生态,有广泛的使用基础,有不计其数的开发者为之研发操作系统和各种软件。

公司进行自主生态培育,看好未来量变引发质变。生态培育是自主指令集公司的难点,前期需要自己花时间精力进行培育,一旦量逐渐积累完成推广,就会产生质变。公司目前在操作系统和基础软件的核心技术领域已实现较高程度的自主创新。

公司推出基于 LoongArch 指令系统的生态体系,支持 LoongArch 的 CPU 市场占有率目前尚低,但随着相关 CPU 产品性能的提升和生态的不断完善,其竞争力正不断增强。

5.1 提供操作系统“基本盘”,强化更多人融入、壮大龙芯生态的动机

操作系统有两种典型的商业模式,一是微软的 Windows 闭源授权模式,二是谷歌的 Android 开源基础版模式。龙芯中科研制并提供基于 LoongArch的基础版操作系统 Loongnix,支持包括统信、麒麟在内的专业操作系统企业推出品牌操作系统,同时支持整机或系统企业基于 Loongnix 定制操作系统。

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开发配套操作系统,助力龙芯处理器生态建设。

龙芯基础版操作系统 Loongnix 经过多轮应用迭代,功能持续丰富,性能、兼容性与稳定性不断提高,产品成熟度已达到市场主流水平。通过统一系统架构标准规范,龙芯平台的操作系统和基础软件实现了跨整机兼容与 CPU 代际兼容。目前公司拥有面向桌面与服务器应用的 Loongnix 及面向终端与控制类应用的 LoongOS 两大基础版操作系统。

为支持芯片销售及应用,龙芯中科将开发的基础版操作系统及浏览器、Java 虚拟机、基础库等重要基础软件,以两种方式免费提供给客户:

一是提供给商业操作系统厂商。将龙芯中科开发的软件、模块和优化成果集成搭载进商业操作系统厂商开发的发行版操作系统中,随商业操作系统厂商销售的发行版操作系统产品提供给客户。龙芯中科与商业操作系统厂商紧密配合,确保在商业操作系统厂商产品中集成了龙芯中科最新软件研制成果。

二是直接提供给终端用户。终端用户包括云厂商、整机厂商、应用集成商等,终端用户一般通过公司下游的整机厂商购买搭载龙芯 CPU 的整机产品。上述用户可直接使用龙芯中科发布的基础版操作系统,也可基于龙芯中科发布的基础版操作系统进行二次开发以定制其产品系统。

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以上做法对于推广龙芯生态具有较强助益。

1)便于终端用户使用。

高效地将龙芯 CPU 技术生态价值赋能给终端用户,公司通过承担浏览器、Java 虚拟机、基础库等重要基础软件的研制工作,将龙芯 CPU 生态技术成果直接高效地传递给终端用户,可以有效降低终端用户的整体成本。

2)让集成商把精力集中在更多软件开发上,进一步丰富生态。

扩展终端用户自身的技术创新空间,云厂商、应用集成商等终端用户通常具有较强的软件研发实力,具备在基础版操作系统层面创新的能力和动机,龙芯中科通过直接提供基础版操作系统为基础开展深度合作,可以发挥 CPU 设计企 业和终端用户彼此的优势,使终端用户可以在软硬件全系统层面实现更高维度和空间的技术创新,创造更大的产品和商业价值;目前已有多家软硬件厂商与龙芯建立合作关系,产业生态日趋完善。

目前,数千家厂商已与公司展开合作,涉及到的开发人员达到数十万人,基于龙芯 CPU 的生态已逐渐形成。

基于龙芯 CPU 的台式机、笔记本、服务器、专业终端等各类整机设备年销售量达到上百万套规模,在政企办公等行业应 用中市场份额持续领先。

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5.2 “翻译”功能助力龙芯语言发展,完成主流开源软件迁移

基础软件实现了对龙芯系列处理器和配套芯片的完备支持。基于自主指令系统 LoongArch 构建了完整的基础软件技术生态体系,开展操作系统内核、编译器、编程语言虚拟机、云计算等基础软件领域的研发工作,形成了面向信息化应用的基础版操作系统 Loongnix 及面向工控类应用的基础版操作传统 LoongOS,是全世界范围内极少数建立形成了完整的基础软件技术生态体系的 CPU 公司。

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完成主流开源软件在龙芯系统上的迁移。

结合龙芯 CPU 结构对 BIOS、 Linux 内核和 GCC 编译器、C 库等进行磨合,对包括 Java 虚拟机、.NET 虚拟机、浏览器、OpenGL、媒体播放、显控中间件等在内的重要应用程序编程接口模块和功能模块进行完善,对 Spice、KVM、Docker 等虚拟机系统进行迁移和优化,联合合作伙伴对版式文件和流式文件进行迁移和优化。

开发 了从 MIPS 和 X86 到 LoongArch 的二进制翻译系统,可在 LoongArch 平台上运行 MIPS 和 X86 应用。

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可支持 X86/Windows 外设。

不少老旧打印机等外设未提供 Linux 系统驱动,无法在 Linux 类操作系统上使用。基于二进制翻译技术,在龙芯系统上采用虚拟化方式直接运行Windows原生驱动程序。无需再适配,不依赖网络,在隔离本地数据的同时实现了本机打印。

目前,基于龙芯基础版操作系统 Loongnix 以及基于龙芯平台的商业操作系统已经开始集成支持此方案。

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6 财务分析

6.1 收入结构及变化

2018-2021年,公司的信息化类芯片贡献较多营收。2021年,信息化类芯片贡献收入 6.57 亿元,占比 54.67%;工业控制及仪表芯片贡献收入 2.95 亿元,占比 24.59%;解决方案贡献收入 2.48 亿元,占比 20.66%;其他业务贡献收入 0.01 亿,占比 0.08%。

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6.2 毛利和毛利率:受益于自主创新优势,毛利率保持在较高水平

近三年公司毛利率水平维持在 50%上下,工业控制及仪表芯片的毛利率最高,基本维持在77%上下。解决方案和信息化芯片毛利率接近,2021年解决方案毛利率超过信息化芯片。

信息化、解决方案这两项业务的毛利呈增长趋势,工业控制毛利呈下降趋势。2020 年,公司综合毛利率水平稍有下降,主要原因为当年信息化类芯片收入占比大幅提升,龙芯 3 号系列芯片销售占比大幅提高,该芯片产品毛利率相对较低。

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公司的毛利率水平与行业可比公司毛利率平均水平基本一致,处于较高水平。2019年、2021 年,公司毛利率高于行业可比公司毛利率平均水平,主要系公司产品应用领域、下游客户属性与可比公司不同。

公司产品主要面向网络安全、办公与业务信息化、工控及物联网等领域。由于不同领域的市场应用场景差异较大,下游客户对产品的性能需求、技术规格存在差异,市场竞争情况亦有所区别,故毛利率水平存在一定差异。

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6.3 利润表分析

销售费用方面,2019-2021年,公司销售费用分别为 26.78/39.69/54.02/91.00 百万元,销售费用率为13.86%/8.17%/4.99%/7.58% 2019 年公司的销售费用高于行业平均水平,主要因为公司销售规模较小,而公司处于市场开拓期,且客户分布范围较广,销售投入较多,使得公司的销售费用水平较高。

2020 年随着公司业务高速增长,销售费用率已下降至可比公司平均水平。2021 年公司销售人员数量进一步增加,并积极在各地区开展面向客户的多渠道的推广,以推动 3A5000 系列芯片的销售,导致销售费用率有所上升。

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管理费用方面,公司 2018-2021 年管理费用分别为 4092.44 万元、5590.95 万元、23461.96 万元、9971.98 万元,占收入占比分别为 21.18%、11.51%、21.68%、8.30%。

2020 年,公司管理费用金额较大,主要原因为公司确认了股份支付费用 16,765.88 万元,其中 16,632.05 万元计入管理费用(其余计入销售费用、研发费用),导致当期管理费用大幅增加。

公司规模逐步扩大,对管理人员的需求增加,新增管理人员;同时,公司新设立多家子公司,发生了较多办公楼租赁以及装修等费用,因此除股份支付外的管理费用在 2020 年有较大支出。

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研发费用方面,公司 2018-2021研发费用分别为 5219.86万元、7122.01 万元、16391.75 万元、28076.88 万元,占收入占比为 27.01%、14.67%、15.15%、23.37%,公司重视产品开发,并持续的进行研发投入,以保持公司技术前瞻性、领先性和核心竞争优势,公司研发费用持续增加。

2019 年,研发活动主要围绕 2018 年上市的系列芯片的工艺改进和技术迭代开展;2019 年公司 3A4000 系列芯片上市后,2020 年公司进一步加大研发投入,扩大研发领域,在深入研发下一代桥片、下一代 3A5000 系列芯片以及配套芯片的同时,对 3A4000 系列芯片在各领域的应用和产品适配性等 方面进行研发。

2021 年研发费用较高主要原因:3A5000 系列芯片产品的研发进入关键阶段,公司增加研发投入以实现其在桌面和服务器领域产品化的验证与应用;同时,公司加强对基础软件和前瞻探索技术的研发,为生态建设和未来发展进行技术储备。

和同行业可比公司相比,2019 年和 2020 年,公司的研发投入率与可比公司相近;2021 年,公司加大研发投入力度,研发投入率高于可比公司。

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财务费用方面,2018 年 2021 年公司财务费用分别为 419.73 万元、-368.33 万元、901.45 万元、1029.60 万元,2020 年公司利息收入增长主要系股权融资后银行存款增加导致利息收入增长。

2021 年公司未确认融资费用 为 99.73 万元,主要系公司自 2021 年 1 月 1 日起执行新租赁准则,对因租入固定资产形成的未确认融资费用按照固定周期性利率在各期进行分摊,2021 年分摊金额为 99.73 万元。

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6.4 资产负债表分析

应收帐款方面,2019-2021 年期末,公司应收帐款在 1 年内的占比分别为 95.87%、98.84%、98.15%,2 年以内应收账款占比为 99.91%、99.62%和 99.98%。

公司 2019-2021 年应收账款周转率为 5.75、5.36、3.08 次/年,回款状况较好。公司的应收账款余额逐年上升,主要原因为公司营业收入持续上升,应收账款余额随之增长。

公司应收账款账龄主要在 1 年以内,主要客户 业务规模较大,期后回款情况较好,应收账款不存在较大的坏账风险。

预付账款方面,公司 2021 年末,公司预付款项为 9130.24 万元,大幅增加,主要原因系公司向部分供应商预付的原材料及外协加工采购款尚未到货结算,账龄一年以内为主。

存货周转率方面,2019-2021 年公司存货周转率为 1.69、2.26、1.43 次/ 年。2021 年,公司的存货周转率下降,主要系随着产业环境持续向好市场需求增加、行业整体产能紧张,公司为保障产品及时供应增加了存货储备量,导致当年末在产品及库存商品余额较大。

资产状况方面,2019 年-2021 年,公司流动比率为 5.07、3.61、3.73,速动比率为 4.29、2.63、2.54,短期偿债能力良好。

公司 2019-2021资产负债 率为 24.70%、31.81%、30.02%,资产负债率高于同行业可比公司均值,主要是因为公司尚未进行发行上市,融资渠道有限、研发投入较大。

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6.5 现金流量表分析

2019-2021 年,公司经营活动产生的现金流量净额分别为 13952.75 万元、 11703.5 万元、383.91 万元。

2021 年,公司经营活动产生的现金流量净额有所下降,主要原因为随着员工人数和平均工资的增长,公司支付的职工薪酬明显增加,同时公司当期收到的政府补助款项有所下降,导致经营活动产生的现金流量净额减少。

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7 盈利预测

2022Q1,公司营业收入 18,147.83 万元,同比下降 37.08%;主要原因为受下游客户分批次实施采购计划的影响,公司收入存在一定的季节波动性,具有上半年较低、下半年尤其是第四季度较高的特点,2019 年、2020 年、2021 年,公司的 Q1 收入占比分别为 25.70%、14.74%、24.01%;2022Q1,公司归属于母公司股东的净利润、扣除非经常性损益后归属于母公司股东的净利润分别同比下降 41.74%、72.52%。

主要因为 2022 年一季度公司的信息化类客户正处于向最终用户集中交货验收阶段,新批次的采购有所滞后,并且产品交付工作受到了疫情的影响。

受收入下滑影响,同时随着员工人数增长,公司支付的职工薪酬增加导致销售费用、研发费用增长。

我们预计 2022-2024 年,公司营收分别为 15.78/20.47/28.16 亿元 (+31.3%/+29.7%/+37.6%);归母净利润分别为3.37/4.67/6.55亿元(+42.5%/+38.3%/+40.2%)。

按照IPO定价60.07元,对应PE分别为64/46/33 倍,公司深耕自主指令集 CPU,在国产替代的背景下业绩有望实现持续快速增长。

8 风险提示

国产化进程不及预期;研发进度不及预期;客户导入不及预期。

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