国芯科技2022年年度董事会经营评述

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发布时间:2024-09-05 15:57

国芯科技2022年年度董事会经营评述内容如下:

  一、经营情况讨论与分析

2022年,在广大股东的坚定支持下,公司严格按照《公司法》《证券法》等法律法规和《公司章程》等公司制度的要求,始终坚持“国际主流兼容和自主创新发展”相结合的原则,重点以开源的“RISC-V指令集”和“PowerPC指令集”为基础,面对国内经济特别是集成电路产业供应链产能不足等因素造成的复杂形势,公司管理层在董事会的领导下忠实与勤勉地履行自身职责,充分抓住国产替代的机遇,积极调整产品结构,着力加强团队建设,持续突破汽车电子、云安全和存储控制应用以及边缘计算等关键领域的市场和技术壁垒,不断推出面向市场的新产品;继续夯实国家重大需求领域的发展,积极开拓市场和客户;增加研发投入,扩展研发队伍,提升研发水平;努力开展上下游的产业链管理,有效保障产能需求。公司聚焦于国产自主可控嵌入式CPU技术研发和产业化应用,致力于服务安全自主可控的国家战略,汽车电子、云应用和边缘计算等重点业务获得快速发展,定制芯片服务业务保持了良好的增长势头,公司在行业中的领先地位持续巩固。

1.2022年的经营目标完成情况

截至2022年12月31日,公司总资产3,048,612,142.41元,净资产2,820,977,488.09元;2022年,公司实现营业收入524,830,632.70元,较上年同期增长28.83%;实现归属于上市公司股东的净利润76,912,125.34元,较上年同期增长9.55%;实现归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润9,009,171.75元,比上年同期减少79.43%。

按应用领域来分,报告期内,公司信息安全收入20,219.52万元,较上年同期减少18.30%;汽车电子和工业控制收入18,904.97万元,较上年同期增长127.51%;边缘计算和网络通信收入12,148.61万元,较上年同期增长71.41%。

本报告期,公司业绩变动的主要原因为:本报告期内公司持续调整产品结构,抓住行业发展机遇,围绕汽车电子和国家重大需求应用等重点领域,积极开拓市场和客户,克服经济下行带来的影响,有效保障产能需求,汽车电子芯片业务和芯片定制服务收入实现较大幅度增长,公司整体营业收入实现了持续增长。本报告期内公司理财收益与政府补贴比上年同期有较大幅度的增长,公司整体利润有所增长。本报告期内公司为抓住汽车电子芯片和高可靠存储芯片国产化替代的机遇,围绕汽车电子芯片、高可靠存储控制芯片等领域,较大幅度增加了研发人员数量,进行了高强度的研发投入,导致本年度研发费用比上年度增加6,273万元左右,增长幅度70.11%。本报告期内晶圆制造处于紧张状态,芯片晶圆制造成本有所上升,导致公司总体毛利率有所下降。

2022年,公司及子公司先后荣获第五届“IC创新奖”技术创新奖、“第十七届‘中国芯’优秀技术创新产品奖”、国家专精特新“小巨人”企业、中国半导体行业创新企业、江苏省“专精特新”中小企业、江苏省科学技术奖三等奖以及天津市“专精特新”中小企业、天津市科技领军培育企业等称号。

2.2022年的主要经营举措和成效

(一)重点发展汽车电子、云应用等自主芯片业务

2022年,在自主芯片及模组产品业务上,公司重点聚焦汽车电子和云应用领域,在细分市场特别是汽车电子和云安全领域的业务增长迅速,公司自主芯片业务更加聚焦头部重点大客户,用极具创新性、高性价比、高安全性的产品和周到的本地化服务,逐步扩大国内市场和行业影响力。

1、在汽车电子芯片领域,受国家对汽车产业政策带动、汽车缺芯、国产替代等因素的大力推动,2022年国产汽车芯片需求继续旺盛,公司汽车电子芯片业务获得较为快速的发展。

公司的汽车电子芯片产品覆盖面较全,已在7条产品线上实现系列化布局,继续与埃泰克汽车电子(芜湖)有限公司、科世达(上海)管理有限公司等10多家的Tier1模组厂商,与潍柴动力(000338)、奥易克斯等多家发动机及模组厂商,和比亚迪(002594)、奇瑞、长安、上汽、东风等众多汽车整机厂商都有较为紧密的合作关系。公司与一批汽车电子领域头部客户保持良好的合作关系,汽车电子车身控制芯片和动力总成控制芯片采用和国内头部车身控制模组厂商、发动机厂商协同创新的合作方式,在产品开发阶段就受到国内汽车整机厂商和Tier1汽车电子模组厂商的关注和订单支持,形成公司汽车电子芯片产品的先发优势,并获得了市场的认可和良好的业界口碑,公司致力于成为国内汽车电子芯片的领先供应商。2022年10月,国芯科技建设的“江苏省汽车电子芯片工程研究中心”被认定为2022年江苏省工程研究中心。2022年公司汽车电子芯片实现400余万颗的出货,2022年出货量同比增加十倍以上,汽车电子业务的收入实现大幅度增长。

(1)汽车车身和网关控制芯片

公司于2022年4月推出的CCFC2012BC中高端车身及网关控制芯片,可对标国外产品如NXP(恩智浦)MPC5604BC、MPC5607B系列以及ST(意法半导体)的SPC560B50、SPC560B64系列,受到市场的普遍欢迎,订单增加较快,客户包括多家Tier1模组厂商和国内主要的汽车品牌厂商,该芯片采用自主可控的PowerPC的指令集。2022年公司研发成功了系列中高端车身/网关控制芯片CCFC2010BC/CCFC2011BC/CCFC2012BC,应用场景包括整车控制、车身网关、安全气囊、无钥匙启动、T-BOX以及空调、座椅和车灯控制等应用,可实现对国外产品的替代,覆盖新能源车和传统乘用车等。目前下游的涵盖整车客户包括比亚迪、上汽、长安、奇瑞、东风等,预计随着公司产品前装应用量增加和影响力增加,芯片的订单及出货量会进一步增加。

(2)汽车动力总成控制芯片

公司已研发成功CCFC2003PT、CCFC2006PT等型号芯片产品,其中CCFC2003PT对标NXP(恩智浦)MPC5634、CCFC2006PT对标NXP(恩智浦)MPC5554,并已在重型发动机中获得实际应用。2022年8月31日,公司发布公告披露了公司成功研发的CCFC2007PT芯片产品,是基于公司自主PowerPC架构C*CoreCPU内核研发的新一代汽车电子动力总成及新能源电池管理(BMS)控制芯片,是在已有CCFC2006PT芯片基础上根据客户需求对功能的进一步增强和完善。该芯片基于40nmefash工艺开发和生产。CCFC2007PT芯片按照汽车电子Grade1等级进行设计和生产,具有高可靠性,可以应用于苛刻的使用场景,从而增加了产品的应用覆盖面,封装形式包括BGA516/BGA324/LQFP216/LQFP144等,可对标NXP(恩智浦)MPC5674芯片。此外,对标NXP(恩智浦)MPC5777的高端动力总成控制芯片产品CCFC3007PT正在设计中,可覆盖传统的汽柴油发动机、新型混动发动机及电动机应用需求。动力总成控制芯片需要更长的时间进行应用验证,公司目前正在和相关厂商紧密合作,争取尽快实现产业化规模应用。目前国内能开展汽车动力总成控制芯片研发的厂商还很少,公司在国内处于领先地位。公司构建了和汽车发动机领域头部客户和动力总成控制模组头部厂商为主的战略合作关系格局,共同定义新产品,实现国产化替代。汽车发动机芯片技术难度大,但市场急需国产化。

(3)汽车域控制芯片

公司在2022年11月已经完成汽车域控制器芯片CCFC2016BC(中端的域控制器芯片)的研发,该芯片的产品定义过程中充分征求了国内头部新能源汽车厂商的意见。同时,公司正在研发高端的域控制芯片CCFC3007PT、CCFC3008PT和CCFC3009PT芯片系列,预计将在2023年第一季度完成高端的域控制芯片CCFC3008PT的设计,并投入工程批量产。由于整车电子电器的日益复杂,传统的分布式架构已经无法满足日益增长的计算需求,也导致冗长的线束。随着域控制器的算力需要,特别是高性能MCU在车载电子的使用,车载电子电器主要形成了功能“域”的架构,即域控的架构,公司的域控制器芯片可用于动力、底盘和车身域控制等。

(4)新能源电池BMS控制芯片

2022年8月31日,公司公告披露了公司成功研发的CCFC2007PT芯片产品可以应用于新能源电池管理(BMS)控制芯片。CCFC2007PT芯片已在国内头部汽车动力电池厂商开始环境试验,预计2023年实现量产装车。公司正在开展新一代高性能新能源电池管理控制芯片CCFC3008PT的研发,进展顺利,预计2023年第一季度完成设计并投入工程批量产。公司立项开发面向动力电池DC-DC和OBC应用的CCFC3010PT芯片,该款芯片内嵌公司自有的RISC-V架构CPUCRV4E,为公司首款基于RISC-V指令架构的车规MCU芯片产品,预计2023年第四季度投产。

(5)车规级安全MCU芯片

公司已成功开发CCM3320S、CCM3310S-H和CCM3310S-T等三款汽车电子安全芯片产品,形成高、中、低产品系列,其中CCM3310S-T/CCM3310S-H已批量供货,CCM3320S正在进行客户验证阶段,主要对标国际领先厂商有恩智浦和英飞凌相关产品,主要应用包括车联网C-V2X通信安全应用(高端)、车载T-BOX安全单元(中端)安全单元和国六尾气检测车载诊断系统(OBD)安全单元(低端)等。CCM3310S-T、CCM3310S-H车规级芯片获颁国内首批汽车安全芯片可信安全认证证书,经中国汽车技术研究中心有限公司软件测评(天津)有限公司测试,CCM3310S-T、CCM3310S-H车规级芯片满足ACS-EAL5+等级要求,达到目前国内安全芯片在汽车行业专业安全认证方面的最高等级。同时公司基于客户需求开发了新一代汽车信息安全芯片产品CCM3305S,该款芯片支持通信接口USB3.0,对称算法在端口处实现同时接受和发送超过200Mbps。

(6)汽车电子混合信号类芯片

面对国产替代的机会,公司启动了安全气囊点火驱动芯片CCL1600B芯片、桥接与预驱专用芯片CCL1100B芯片和NFC射频收发芯片的研发工作,目前进展顺利。安全气囊点火驱动芯片CCL1600B芯片和公司CCFC2012BC微控制器芯片可以组成高度紧凑的双芯片安全气囊ECU。芯片将电源模块、触发回路模块、传感器接口模块和复杂的安全模块集成在一个芯片上。桥接与预驱专用芯片CCL1100B芯片则是面向车门、窗、后视镜的执行器使用的桥接与预驱专用芯片。面向汽车PEPS(无钥匙进入)应用,公司开发了首款NFC射频收发芯片。安全气囊点火驱动芯片CCL1600B芯片和NFC射频收发芯片预计2023年第一季度投产。

(7)汽车电子专用SoC芯片

公司正在开展新能源汽车降噪SoC芯片CCD5001芯片的研发工作,该产品可广泛用于汽车音频放大器、音响主机、ANC/RNC、后座娱乐、数字驾驶舱和ADAS,该类芯片市场目前完全被国外公司垄断。公司拟采用12nm先进工艺技术设计,实现芯片性能功耗双提升和打破国外公司垄断局面。

2、云应用芯片在国内处于领先地位

(1)在云计算安全领域,以前服务器主要通过运行安全软件来实现安全计算,现在国际技术趋势是通过硬件芯片来实现,从而让服务器CPU专注于计算作用。国芯科技云计算安全系列高速密码芯片可支持多种国密算法和国际通用密码算法,具有PCI-E/USB/SPI等多种外设接口。CCP903T系列高速密码芯片集成了公司自主研发的高性能安全计算处理单元SPU(SecurityProcessUnit)以及公司自主研发的可重构高性能对称密码处理器RPU(ReconfigurabeSymmetricCryptographyProcessUnit),以指令可重构的方式实现各种常见的分组和哈希算法。芯片的对称密码算法的加解密性能达到7Gbps,哈希算法性能达到8Gbps,非对称密码算法SM2的签名速度达到2万次/秒、验签速度达到1万次/秒;已获得国家密码管理局商用密码检测中心颁发的商密产品认证证书,符合《安全芯片密码检测准则》第二级要求。CCP907T系列高速密码芯片同样集成了公司自主研发的高性能安全计算处理单元SPU,其对称密码算法的加解密性能达到20Gbps,哈希算法性能达到20Gbps,非对称密码算法SM2的签名速度达到6万次/秒、验签速度达到4万次/秒;在行业内处于领先地位。

新一代CCP908T系列云安全芯片对称算法的加解密性能达到30Gbps,哈希算法性能达到30Gbps,非对称算法SM2的签名速度达到15万次/秒、验签速度达到8万次/秒,综合性能达到国际龙头企业同类产品的技术指标,具有国际先进水平。

公司云计算安全芯片产品主要面向服务器、VPN网关、防火墙、路由器、密码机、智能驾驶路侧设备、视频监控、电力隔离设备、可信计算和5G基站等领域,主要客户有深信服(300454)、信安世纪、格尔软件(603232)和国家电网等,已成为国内云安全芯片市场的领先供应商。公司的云安全芯片不局限于某一类CPU芯片,芯片具有标准的高速接口,和鲲鹏、龙芯、兆芯和飞腾等各类国产CPU主板都完成过适配。

公司和合肥硅臻合作成功研发的量子密码卡产品是基于公司CCP903T高性能密码芯片和合肥硅臻QRNG25SPI量子随机数发生器模组设计的一款高速量子密码卡。合肥硅臻QRNG25SPI量子随机数发生器模组是被国家密码管理局商用密码检测中心测试通过的基于量子集成光芯片研制的量产化量子随机数发生器模组。量子密码卡遵循国家密码管理局关于PCI密码卡的相关技术规范要求进行设计,支持PCIE、USBOTG和UART等外置硬件接口,支持SM1、SM2、SM3、SM4和SM6等国密算法以及AES、DES、RSA和SHA等密码算法。功能包含数字签名/验证、非对称/对称加解密、数据完整性校验、量子随机数生成、密钥生成和安全管理等。量子密码卡支持最高7Gbps的数据加密性能,保证了敏感数据的机密性、真实性、完整性和抗抵赖性。产品支持Windows、Linux以及多种国产主流操作系统,能够为各类CPU平台提供多线程、多进程和多卡并行处理的高速密码运算服务,可广泛应用于密码机、签名/验证服务器、安全网关/防火墙等安全设备以及金融、物联网、工业控制、可信计算和国家重大需求等领域。

(2)Raid存储管理芯片有望率先实现国产化替代

公司已成功开发基于公司C*CoreCPU内核C8000的第一代Raid芯片产品,具备多个独立的接口通道、支持连接最多40个机械硬盘或SSD固态存储盘,兼容PCIE标准开发,实现数据的高可靠、高效率存储及传输管理,该芯片支持Raid0、Raid1、Raid5、Raid6、Raid10,具有高性能、大缓存、低功耗等特点,可广泛应用于图形工作站、服务器数据库存储、金融数据库存储等领域。经过多个客户的应用验证,为更好地满足市场应用需求,公司对第一代Raid芯片产品进行了设计修改,主要包括RAID引擎增加至4组(原来1组)以进一步提高性能、增加SRAM至2MB(原来128KB左右)以更好满足软硬件应用和增加SATA数量至16个(原来8个)以更多地覆盖诸如AI服务器对存储容量的要求。公司目前第一代改进型Raid芯片产品已进行量产流片,预计2023年4月中旬可以完成晶圆流片。同时,公司正在基于自主高性能RISC-VCPU研制开发第二代更高性能的Raid芯片,目前各项工作进展顺利,未来有望达到国际主流Raid芯片的性能。Raid芯片是服务器中广泛应用的一个重要芯片产品,长期以来被国外公司垄断,急需实现国产化替代。

(3)云计算安全和Raid存储控制芯片应用前景广阔

随着大数据和人工智能逐渐成为当今社会的标准基础设施,云数据中心的硬件和芯片也在为了满足大数据和人工智能的需求而不断演进。大数据和人工智能的一个重要特点就是需要海量数据(603138),这些数据或者由互联网用户产生,或者由服务器经过分析而产生,而这些海量的数据在为大数据和人工智能提供核心支持的同时,也对数据的安全和存储提出了新的需求。人工智能访问存储海量文件,训练模型的精准程度依赖于数据集的大小,样本数据集越大,就为模型更精确提供了基础。从ChatGPT的功能实现上,可以看到数据是一切,是支撑云计算、智能AI业务落地迭代的基础和底层。

海量数据存储,需要多个硬盘数据的堆积。数据存储的安全是智能AI业务,乃至于所有涉及到数据存储业务的底线,可以看到Raid卡已成为很多AI服务器的重要配置。云计算安全芯片作为数据存储的安全保障和Raid芯片作为提高用户数据安全性的手段,未来将迎来广阔的发展空间。

(二)扎实推进国家重大需求领域为主的定制芯片服务工作,推进定制芯片服务业务稳健发展

公司目前的嵌入式CPU产业化应用聚焦于对国产化替代需求紧迫的国家重大需求与市场需求领域客户,具有国产化应用优势。在现有基础上,公司充分发挥自主可控嵌入式CPU及SoC平台技术积累和长期服务的优势,聚焦于信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信三大关键领域的应用,根据应用系统的特点和需求,基于软硬件协同设计技术,进行更加合理的SoC芯片软硬件架构优化设计,更好地助力客户产品研发设计和量产需求,形成更广泛的应用和更大规模的国产替代。随着我国自主可控战略的推行,国内客户对芯片设计国产化的需求日益提升。2022年,公司结合自身信息安全、汽车电子和工业控制以及边缘计算和网络通信等芯片平台技术积累,同时发挥公司14nm/12nm等先进工艺节点的平台与后端优势,积极开展以国家重大需求领域为主的定制芯片服务工作,在合作中努力寻找抓住关键客户的主力芯片更新换代机会,特别是定制芯片量产服务的机会,提升自身技术能力的同时,带来芯片定制化服务业务新的增长点,做出优势与特色,目前公司芯片定制服务领域的订单充足。同时公司定制芯片服务业务内容实现与公司自主芯片业务的相辅相成,互为促进。

2022年公司定制芯片服务收入为2.57亿元,其中定制芯片设计服务收入1.07亿元,定制芯片量产服务收入1.50亿元,与上年同期相比分别上升176.57%、125.65%和229.35%。截至2022年12月31日,公司累计为超过107家客户提供超过151次的CPU等IP授权,累计为超过90家客户提供超过192次的芯片定制服务。

(三)持续加大研发投入,不断提升研发水平

本报告期,公司高度重视研发工作,研发团队进一步加强,研发投入进一步加大,研发水平和研发能力进一步提升,核心竞争力进一步提高。除了上述汽车电子和云应用芯片外,公司研发工作主要包括:

1、基于RISC-V和PowerPC指令架构发展系列化高性能CPU内核

在嵌入式CPU领域,公司继续基于RISC-V和PowerPC指令架构投入研发,并开展64位多核CPU的设计,这是一款具有多级流水线的超标量处理器,满足边缘计算和网络通信领域大数据处理应用的市场,性能上可实现对ARMA53CPU核的替代。面向汽车电子和工业控制的实时应用,公司在CRV4的基础上针对电机控制应用扩展了DSP指令,设计实现了CRV4E。未来两年,公司将持续投入基于RSIC-V指令架构CPU的开发,主要包括面向边缘计算和人工智能应用的具备较高算力的CRV7和CRV7AI;面向汽车电子和工业控制等实时应用的CRV5和CRV6,以及面向工业AI控制领域的CRV4AI。

2、端安全芯片进一步实现系列化

在端安全领域,公司继续聚焦生物特征识别、金融安全和物联网安全等领域,公司的终端安全主控芯片产品在金融POS机、智能门锁、指纹设别等领域在国内已占有较高的市场份额。端安全协处理芯片系列包含身份认证、数字签名、数据加解密及通信接口等功能,产品通过相关部门安全认证。在数字人民币领域,端安全协处理芯片可以用于基于数字人民币的数字钱包和交易机具等,主要客户涵盖数字钱包和交易机具厂商,公司主要提供芯片和基于芯片的模组,并与客户联动开展新一代芯片产品开发。在视频监控安全领域,公司端安全协处理芯片也已实现规模化销售,所占市场份额在国内处于领先地位。此外,公司端安全协处理芯片作为可信计算芯片也已应用于电子政务笔记本、信创PC和打印机等领域。

基于自主可控RISC-V指令架构CRV0CPU内核,公司研发的CCM3310S-L、CCM3309S端安全协处理芯片已规模化应用于智能穿戴eSIM、版权保护、ETCOBE-SAM、燃气表安全SE和直播星SE等物联网应用领域。上述RISC-V安全芯片均采用40nmEFash工艺设计,内置高安全防护机制,支持DES、AES、RSA、ECC、SHA等国际算法,SM2、SM3、SM4等国密算法,安全等级达到国家密码管理局商用密码检测中心《安全芯片密码检测准则》第二级要求。芯片具备高安全性、超低功耗和小尺寸等特点。

基于已量产供货的CCM4202S和CCM3310S-L芯片市场反馈,针对特定的应用领域对这两款芯片进行了优化设计,其中:CCM4202S-E优化了原CCM4202S的触摸功能,更适合智能门锁应用,开始批量供货;CCM4202S-EL拓展了满足数字货币场景应用的功能,已完成设计和工程批流片,并开始样品测试;CCM3309S优化了原CCM3310S-L片内Fash特性,更适合IoT应用,已完成设计和晶圆流片验证,实现批量供货。

3、边缘计算芯片取得实际进展

在边缘计算和网络通信领域,公司研发的芯片具备多核计算、网络路径和协议加速引擎、路由转发以及多种高速通信接口,适用于边缘计算与网络通信领域产品的计算、安全及通信需求。公司高性能边缘计算芯片H2040集成了计算、安全和网络通信功能,基于28nm工艺设计,采用国芯32位四核的PowerPC指令架构CPU核,集成DDR3.0、PCIe3.0、千兆网、SATA2.0、RapidIO2.0等接口,已完成流片和芯片测试,处于国内先进水平,可用于边缘计算和通用嵌入式计算中的综合控制、安全处理、数据通路和应用层处理;公司高性能高安全边缘计算芯片CCP1080T,基于14nm工艺设计,采用国芯64位多核PowerPC架构CPU核,集成高性能密码算法引擎、网络数据加速引擎、具有千兆和万兆以太网接口、PCIe3.0、USB3.0和DDR4等高速接口,已完成晶圆流片,现在样品测试中,可用于边缘计算、网关、VPN、微服务器等设备的主控芯片。

此外,在安全模组与微系统领域,公司基于相关芯片产品,研发了EVB板、SDK、BSP、MCAL软件包、PCIe板卡及系列安全模组产品,进一步丰富了公司的产品结构,增强了公司的竞争力。

(四)加强生产运营工作,努力保障公司上下游供应链和产能实现

公司采用Fabess的经营模式,专注于集成电路的设计、研发和销售,将晶圆制造、封装测试等环节委托给专业的晶圆制造厂商、封装测试厂商完成。在此模式下,公司积极加强上下游产业链的管理,在汽车电子工艺产能略有缓解,依旧还比较紧张的情况下,与晶圆制造、封装测试厂商保持了密切的沟通协调,维持了非常良好的合作关系,充分保障了公司的产能实现,报告期内的销售呈现较大幅度的增长。

(五)推进募投项目建设

在报告期内,公司积极开展“云-端信息安全芯片设计及产业化项目”“基于C*CoreCPU核的SoC芯片设计平台设计及产业化项目”“基于RISC-V架构的CPU内核设计项目”等项目的建设,及时进行产品研发,保证项目投入,推进了募投项目的顺利实施。

(六)着手开展产业链生态建设,适度推进对外投资

2022年5月,为加快解决国内汽车电子MCU芯片95%以上依赖进口的难题,国芯科技牵头整合了长三角区域的江苏产研院(江苏集萃)、清华苏州汽研院和吉利等8家产业链上下游优势企业,共同组建、成立了“苏州自主可控智能汽车电子芯片创新联合体”,致力于建设自主可控的“芯片设计-车规测试-控制模组-整车应用”生态链,解决“卡脖子”问题,实现汽车产业的供应链安全。目前,该联合体围绕车身及网关控制MCU芯片、高可靠发动机控制MCU芯片、域控制MCU芯片、新能源电池管理控制MCU芯片等多个方向协同开展芯片设计、封装测试、模组开发和应用方案、整车应用的联合攻关,逐步建立形成自主可控的产业生态和国产化供应链。同时,国芯科技的汽车电子研发中心被认定为2022年江苏省汽车电子芯片工程研究中心。

在主营业务范围内,公司既立足于现有核心业务,亦前瞻于未来发展趋势,以投资入股的方式与产业链上部分创新能力强、市场竞争力高、协同潜能大的企业加强合作与联结,先后参股了定位于量子芯片的合肥硅臻芯片技术有限公司、定位于国产GPU的智绘微电子科技(南京)有限公司等一系列实力新创企业。国芯科技的产业投资有助于充分发挥多方的优势资源,从加快技术创新、推动产品落地、拓宽商业边界和部署技术前沿等多维度服务于公司发展战略,有助于进一步增强公司竞争力,从而更好地回馈广大投资者。

(七)重视人才队伍建设和企业文化建设,推进精细化管理

报告期内,随着公司业务体量的进一步扩大,公司人才队伍建设持续加强,人力资源及核心团队在报告期内保持稳定增长。公司研发人员数量进一步增加,研发人员的结构进一步优化,公司的研发能力进一步提高。根据市场需求和自身业务的发展,公司合理进行资源配置和调整,市场销售人员和技术支持服务人员的数量进一步增加。公司积极开展企业文化建设,倡导“守正创新团结奋进”的企业精神,努力为员工营造良好的工作环境,不断激发员工的活力和创造力。

同时,公司进一步梳理公司组织结构,逐步构建了以汽车电子、信创和信息安全、先进计算和存储、新能源和工业应用、芯片定制服务五大事业部为引擎的充满活力的组织管理体系,持续加强精细化管理,提升项目管理水平,全面提升管控水平,提高整体运营效率。强化产品质量主体责任,加大对供应厂商的管理力度,保障供应链有效运转,督促其提升工艺水平,提高产品良率,确保公司产品的质量。

二、报告期内公司所从事的主要业务、经营模式、行业情况及研发情况说明:

(一)主要业务、主要产品或服务情况

国芯科技是一家聚焦于国产自主可控嵌入式CPU技术研发和产业化应用的芯片设计公司。公司致力于服务安全自主可控的国家战略,为国家重大需求和市场需求领域客户提供IP授权、芯片定制服务和自主芯片及模组产品,主要产品应用于信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信三大关键领域。

公司提供的IP授权与芯片定制服务基于自主研发的嵌入式CPU技术,为实现三大应用领域芯片的安全自主可控和国产化替代提供关键技术支撑。

公司的自主芯片及模组产品以汽车电子、信创和信息安全类为主,聚焦于汽车电子和“云-边-端”应用。在汽车电子领域,公司正在重点发展系列化汽车电子芯片,覆盖车身控制芯片、汽车动力总成控制芯片、汽车域控制芯片、新能源电池BMS控制芯片、车规级安全MCU芯片、汽车电子混合信号类芯片和汽车电子专用SoC芯片等方面,为解决我国汽车行业“缺芯”问题作出努力;在信创和信息安全领域,公司重点发展云安全芯片、Raid存储控制芯片和边缘计算芯片,覆盖云计算、大数据、物联网、智能存储、工业控制和金融电子等关键领域,以及服务器等重要产品。

(二)主要经营模式

公司自成立以来一直采用Fabess的经营模式,专注于集成电路的设计、研发和销售,将晶圆制造、封装测试等环节委托给专业的晶圆制造厂商、封装测试厂商完成。该模式下,公司可集中优势资源专注于产品的研发和设计环节,提升新技术的开发速度,有助于公司研发能力的提升。同时,Fabess模式使公司不需要拥有大量固定资产,资产结构上呈现出轻资产的特点,有效降低了重资产模式下可能形成的财务风险。

公司的经营模式预计未来短期内不会发生重大变化。

(三)所处行业情况

1.行业的发展阶段、基本特点、主要技术门槛

在嵌入式CPUIP授权领域,ARM占据领先地位,根据ARM官网介绍,2020年全球基于ARM授权的芯片出货量约为250亿颗,2018年中国基于ARM授权的芯片出货量约为100亿颗,95%中国设计的SoC芯片都是基于ARM的CPU技术。经过数十年的发展,基于ARM指令集与架构已经形成了完善的产业和生态环境,ARM对于购买其授权的合作伙伴提供了芯片设计及开发所需的广泛工具和支持,可以将设计人员连接到由兼容CPU核心、工具、中间件和应用程序软件组成的庞大生态系统,能够大大缩短芯片的设计成本并缩短上市时间,尤其在移动终端和可穿戴设备等部分嵌入式CPU市场地位形成了较强的竞争壁垒。美国SiFive公司是近年来嵌入式CPU技术的新军,基于开源RISC-V指令系统推出了一系列的嵌入式CPU内核,受到行业内高度关注,有望打破ARM的垄断地位。IBM公司是Power指令架构的拥有者,Power指令架构拥有成熟先进的特点,覆盖了从嵌入式、服务器到超级计算的全产业应用,2019年10月IBM正式宣布开源其Power指令架构,受到行业内的青睐,应用生态较为成熟。

在信息安全领域,由于下游客户对自主可控的需求,国产的嵌入式CPUIP技术占据了一定市场地位;在汽车电子领域,ARM架构处理器在智能座舱和ADAS系统领域占据全球领先市场份额,但在车身域控、发动机控制和底盘领域中PowerPC架构和Tricore架构依然占据较大份额,同时更多汽车电子芯片厂商开始尝试基于RISC-V开发产品,预计未来会逐步占据一定市场份额;在以物联网为代表的部分新兴应用领域,由于市场具有长尾化和碎片化的特点,使得各应用场景存在大量的个性化、差异化需求,同时,物联网更加注重芯片低功耗特点,RISC-V架构的极致精简和灵活的架构以及模块化的特性,能够让用户自由修改、扩展以满足其不同应用需求和低功耗需求,因此逐步对ARM的市场竞争地位产生挑战。

嵌入式领域由于注重低功耗、低成本以及高能效比,且无需加载大型应用操作系统,软件大多采用定制裸机程序或者简单嵌入式系统,在移动终端之外的领域软件生态依赖性相对较低,因此处理器架构很难形成绝对垄断。目前我国绝大部分的芯片都建立在国外公司的IP授权基础上,核心技术和知识产权受制于人,只有实现嵌入式CPU等芯片IP底层技术和底层架构的完全“自主、安全、可控”才能保证国家信息系统的安全独立。在ARM架构较高的授权壁垒以及国际贸易环境不稳定的背景下,国家重大需求和市场需求领域客户的自主可控需求日益增长,基于开源的优势、国产嵌入式CPU自主化进程和生态建设逐步加速,有较大的发展上升空间。

2.公司所处的行业地位分析及其变化情况

(一)嵌入式CPU技术

作为ARMCPU核的竞争企业,公司在市场占有率、经营规模和技术水平等方面仍与ARM存在差距。国芯科技自设立以来,持续专注于国产嵌入式CPU的研发与产业化。围绕自主可控CPU技术,公司已拥有8种40余款嵌入式CPU内核,包括面向信息安全及物联网应用的C0/C300系列,面向汽车电子和工业控制的C2000/C8000系列,以及面向信息安全、边缘计算和网络通信的C9000系列,在国家重大需求和市场需求关键领域已实现较为广泛的应用。公司于2006年实现国产嵌入式CPU累计上百万颗应用,于2008年实现累计上千万颗应用,于2015年实现累计上亿颗应用,为国产嵌入式CPU产业化应用领先企业之一。截至2022年12月31日,公司累计为超过107家客户提供超过151次的CPU等IP授权,在信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信等关键领域,为实现芯片的安全自主可控和国产化替代提供关键技术支撑。公司目前的嵌入式CPU产业化应用聚焦于对国产化存在替代需求的国家重大需求与信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信等市场需求领域客户。

公司目前基于PowerPC、RISC-V和M*Core指令架构的CPU在国家重大需求领域和信息安全领域拥有一定的市场份额,在汽车电子领域实现了批量供货,凭借自主可控的嵌入式CPU内核及其SoC芯片设计平台,公司的嵌入式CPU在市场上拥有良好的市场口碑。

公司与国内CPUIP厂商相比,具有产品品种丰富和适合性强的特点,具有PowerPC、RISC-V和M*Core三种指令架构,有利于满足不同应用领域产品对指令系统的不同需求,公司基于PowerPC指令架构的CPU已率先在汽车电子芯片中实现实际应用和批量供货,基于PowerPC指令架构的CPU已在国家重大需求相关的网络通信芯片和云安全芯片中实现多次应用,基于M*Core指令架构的CPU已在端安全芯片中实现多次应用。公司已实现基于C*CoreCPU的SoC芯片量产数量达到亿颗以上。根据国内嵌入式CPU厂商公开网站查询,平头哥已实现自主嵌入式CPU技术授权的SoC芯片量产数量达到亿颗以上,龙芯中科提供的IP授权已达百万颗以上。

(二)汽车电子芯片

公司的汽车电子芯片产品覆盖面较全,已在汽车车身控制芯片、汽车动力总成控制芯片、汽车域控制芯片、新能源电池BMS控制芯片、车规级安全MCU芯片、汽车电子混合信号类芯片、汽车电子专用SoC芯片七条产品线上实现系列化布局,主要用于(1)新一代中高端车身/网关控制芯片应用场景包括整车控制、车身网关、安全气囊、无钥匙启动及T-BOX等应用;

(2)动力总成控制芯片应用场景包括传统汽柴油发动机、新型混动发动机及电动机等控制应用;

(3)域控制器芯片应用场景包括底盘控制域和车身控制域应用;

(4)新能源电池BMS控制芯片应用场景包括BMS控制、动力电池DC-DC和OBC应用;

(5)汽车混合信号芯片应用场景包括安全气囊点火驱动应用和桥接与预驱应用;

(6)车规级安全芯片应用场景包括车联网C-V2X通信安全、车载T-BOX安全单元和国六尾气检测车载诊断系统等应用;

(7)新能源汽车降噪应用场景包括汽车音频放大器、音响主机、ANC/RNC、后座娱乐、数字驾驶舱和ADAS应用等。

对标NXP(恩智浦)、ST(意法半导体)、Infineon(英飞凌)、Bosch(博世)、ADI(亚德诺)等公司的汽车电子芯片,实现对国外产品的替代,覆盖新能源车和传统乘用车等车型,目前下游的涵盖整车客户包括比亚迪、上汽、长安、奇瑞、东风等,截至2022年12月31日,公司汽车电子芯片实现400余万颗的出货,在中高端汽车电子芯片国产化方面处于国内领先地位,形成公司汽车电子芯片产品的先发优势,并获得了市场的认可和良好的业界口碑。

公司致力于成为国内汽车电子芯片的领先供应商,将继续加强与埃泰克汽车电子(芜湖)有限公司、科世达(上海)管理有限公司等十多家Tier1模组厂商,与潍柴动力、奥易克斯等多家发动机厂商,和比亚迪、奇瑞、长安、上汽、东风等众多汽车整机厂商紧密合作。

(三)云-边-端应用芯片

在端安全芯片方向,公司根据市场反馈,针对智能门锁、数字货币和物联网领域的应用场景,进一步优化芯片设计确保公司在行业细分市场的领先地位。CCM4202S-E基于原CCM4202S改版设计,优化触摸功能,更适合智能门锁应用;CCM4202S-EL基于原CCM4202S增加了内部存储容量,拓展了满足数字货币场景应用的功能;CCM3309S基于原CCM3310S-L改版设计,优化Fash特性,更适合IoT应用。

在云安全芯片方向,根据原CCP907T用户使用反馈,在PCIE控制器升级、安全算法性能的提升、总线频率的提升、包括增加流密码算法的SEC安全引擎增强、IPSEC特定应用场景下的硬件加速、支持不同应用场景下的功耗控制优化等方面进行改进,以满足新一代安全网关/VPN、服务器、密码机等云端设备的安全应用,使得CCP907T处于国内领先地位。

在边缘计算芯片方向,针对于边缘计算和通用嵌入式计算中的综合控制、安全处理、数据通路和应用层处理应用场景,公司推出了一系列的高性能边缘计算芯片,包括32位四核的H2040、32位单核的H2048和H2068、64位双核的CCP1080T,分别实现了对NXP(恩智浦)P4040/4080、MPC8548和MPC8568、T1022的国产化替代,处于国内先进地位。

(四)Raid控制芯片

Raid控制芯片是服务器中广泛应用的一个重要芯片产品,主要用于服务器、边缘计算和通用嵌入式计算中的磁盘阵列管理,长期以来被国外公司垄断,急需实现国产化替代,经过多年的研发,公司在Raid控制芯片领域处于国内领先地位,是国内极少数拥有Raid控制芯片的厂商。

公司基于推出的第一代Raid控制芯片研制RAID卡,与客户进行适配调试,性能与LSI的MegaRaidSAS9270系列RAID卡相当,可实现同类产品的国产化替代,打破长期以来服务器中Raid控制芯片被国外公司垄断的局面。经过客户应用验证和使用反馈,公司基于第一代Raid控制芯片进行完善和优化设计,在DDR性能提升、RAID引擎的IOPS和吞吐性能强化等方面进行改进,推出第一代的改进版CCRD3316,目前已在量产流片中,将实现对LSI9361芯片的国产化替代。

公司正在基于自主高性能RISC-VCPU研制开发第二代更高性能的Raid控制芯片CCRD4516,目前各项工作进展顺利,预计2023年第三季度流片,未来有望达到国际主流Raid芯片LSI9560的性能。

3.报告期内新技术、新产业(300832)、新业态、新模式的发展情况和未来发展趋势

(1)所属行业在新技术方面近年来的发展情况与未来发展趋势

①SoC芯片技术的发展

SoC设计技术始于20世纪90年代中期,随着半导体工艺技术的发展,IC设计者能够将愈来愈复杂的功能集成到单硅片上,SoC正是在集成电路(IC)向集成系统(IS)转变的大方向下产生的。在SoC设计中,IP是构成SoC的基本单元,即先把满足特定的规范和要求并且能够在设计中反复进行复用的电路功能模块设计成IP,以IP为基础进行设计,可以缩短SoC设计所需的周期,这个模式在过去十几年已经非常成熟。

随着半导体产业进入超深亚微米乃至纳米加工时代到来,以及随着市场竞争加剧、芯片复杂度大幅度提高、上市时间和开发成本压力增大,对IP的应用模式也在发生着变化。在现代SoC设计技术理念中,基于平台的SoC设计方法变得越来越重要。

SoC平台策略是基于当前的电子系统级设计和平台设计趋势,针对某个应用领域或方向,给出基于CPU核的IP平台架构,它由可使系统性能最大化的功能组成,包括存储器子系统、中断和片上互联等,也包括当今大多数嵌入式系统都要求的外设IP。平台架构采用的IP都经过了全面的测试和验证,并有广泛的生态系统,包括软件工具和操作系统厂商、IP和电子系统级公司,以确保整个软件支持设计平台。

凭借基于平台的架构,SoC设计师只要增加或更换一些IP组件,就能迅速开发出派生产品。此外,预先集成的架构有利于减少开发难度和项目失败风险,有利于设计团队将自己的资源集中于其核心竞争力的IP上,进而增加与竞争者产品的差异化。

②集成电路FinFET新技术工艺的催生

随着摩尔定律的不断演进,集成电路器件的工艺节点朝着先进7nm、5nm等方向不断缩小,器件微观结构对芯片速度、可靠性、功耗等性能影响越来越大。自集成电路制程进入14nm后,为满足性能、成本和功耗要求,制程工艺技术转向FinFET技术工艺,源自于传统标准的晶体管-场效晶体管的一种创新技术。FinFET的晶体管是类似鱼鳍的三维结构,可于晶体管的两侧控制电路的开路和短路,可以大幅减少漏电流并改善电路控制,主要用于高性能数字处理等场合。

FinFET具有更高的集成度和较快的速度,适合高性能以及大规模计算的产品。集成电路器件的结构随着技术节点的推进不断迭代改变,未来或可能出现新的工艺节点技术使得器件的线宽向3nm及以下的方向继续缩小。

③指令集开源进一步推动生态系统成熟

2010年加州大学伯克利分校的KrsteAsanovic、AndrewWaterman、YunsupLee、DavidPatterson等人组成的研发团队成功设计了全新的开源指令集RISC-V,其具有极简、模块化和可扩展的特性,可设计低功耗、小面积、具有个性化和差异化的嵌入式CPU,较好地契合了碎片化的应用场景。同时RISC-V指令集于2015年宣布开源,允许使用者修改和重新发布开源代码。短短几年时间内,谷歌、IBM、镁光、英伟达、高通、三星、西部数据等国际主流商业机构和加州大学伯克利分校、麻省理工学院、普林斯顿大学、印度理工学院、洛伦兹国家实验室、新加坡南洋理工大学等学术机构纷纷加入RISC-V基金会。越来越多的国内本土公司与机构亦加入到RISC-V架构处理器的开发中,包括阿里、中科院计算所等,业内技术水平和产业生态都有了一定的积累。

以Power代表的产业生态更为成熟的指令集也于2019年宣布开源。Power指令集在服务器、通信设备、航天航空、信息安全、工业控制和汽车电子等领域内已有广泛的应用,生态环境成熟,其开源将进一步推动基于该类指令集的应用,推动指令集生态环境的进一步完善,基于Power指令的本土厂商的竞争力和产业生态将进一步提升。

(2)所属行业在新产业方面近年来的发展情况与未来发展趋势

集成电路产业经过了数十年的发展,在技术上的不断突破带来持续的应用迭代,改变了许多传统行业,也引导众多新产业不断进步,例如物联网、大数据、汽车电子、边缘计算等新兴领域蓬勃发展,为集成电路产业带来新的机遇。

①物联网

近年来全球物联网产业规模迅速扩大。根据中国信通院发布的《物联网终端安全白皮书2019》,2019年全球物联网连接数达到110亿台,近四年年均复合增长率高达20.42%。根据GSMA预测2025年全球物联网连接数年将达到250亿台,未来年均复合增长率将达到14.66%,持续保持增长态势。

物联网最大的特点就是海量的互联设备和丰富应用场景,由此带来了海量的芯片需求。目前已开始实现规模应用的物联网芯片主要包括SoC主控芯片、通讯射频芯片和安全芯片等,其中SoC主控芯片、安全芯片等均需要使用嵌入式CPU技术,物联网应用的爆发将进一步打开嵌入式CPU的市场空间。

同时,物联网需求场景碎片化、多样化、个性化等特点对嵌入式CPU提出了新的要求,且很难使用一款通用芯片平台来满足不同应用场景的需求,而必须针对不同的场景使用专用的定制化芯片,同时还需要满足低功耗、低成本的要求。在此情形下,国际主流嵌入式CPU厂商无法通过某几款竞争力强的产品满足丰富的目标场景需求,而具备较强微架构定制化设计技术实力的本土厂商将迎来极大的发展机遇。

②大数据

随着数据的基础性战略资源地位日益凸显,数据安全对国家安全的影响日益深刻,数据逐渐成为各国新一轮国际政治博弈中争夺的主要资源。根据IDC发布的《DataAge2025》,全球数据量总和将从2018年的33ZB增至2025年的175ZB,而我国拥有世界上五分之一的人口,产生的数据将是海量的,将成为全球大数据产业最重要的市场。随着人工智能和5G的快速发展,海量的数据对大数据的发展将起到促进的作用。

大数据技术分为数据收集、数据集成、数据规约、数据清理、数据变换、挖掘分析、模式评估和知识表示等步骤,需要在五个方面保障数据的安全,分别是物理安全、运行安全、数据安全、内容安全和信息对抗安全,其中基于大数据传输、存储过程的安全技术是整个大数据安全的基础。基于密码学的数据加解密技术和基于Raid理论的Raid存储技术已经成为保护大数据安全必须依靠的基础设施。

目前我国国家密码管理局发布的SM2、SM3、SM4和SM9密码算法已列入国际标准,但适合5G等应用场景的支持我国国密算法的高性能密码SoC芯片市场刚刚起步。而作为存储的核心器件Raid控制芯片解决方案被几个国外芯片厂商垄断,国内厂商只能依靠采购国外芯片。随着国内大数据信息安全生态的发展,未来国内数据安全芯片的国产化替代程度将进一步提高。

③汽车电子

随着汽车“四化”程度提升,汽车系统所需MCU的用量激增。以汽车ECU(电子控制单元)系统需求为例,ECU中均需要MCU芯片,根据中国市场学会汽车营销专家委员会研究部的数据,普通传统燃油汽车的ECU数量平均为70个左右,豪华传统燃油汽车的ECU数量平均为150个左右,而以智能为主打的汽车ECU数量平均为300个左右。由此,单辆汽车MCU用量在新一代汽车ECU系统中较原来有2-4倍的增长。ICInsights的最新报告也披露了汽车MCU市场的需求盛况:2021年MCU销售额增长23%至196亿美元,2022年增长10%至新高215亿美元。随着智能驾驶辅助系统(ADAS)、新能源汽车以及自动驾驶汽车的逐步发展与推进,汽车产业为集成电路技术的长足发展提供了广阔的空间。

④边缘计算

随着物联网、5G等技术的飞速发展,可穿戴设备、移动智能终端、智能网联汽车和机器人等设备产生海量的数据,并且普遍要求数据处理的低时延和高可靠性,云计算集中式的大数据处理模式有时候不能完全满足需求,在某些领域边缘计算的运行效率可能更高。边缘计算使数据能够在最近端进行处理,减少云、端间的数据传输,极大提升效率,很适合高交互、大带宽的5G时代。此外,在各国对数据采集和传输日益敏感的环境下,边缘计算本地化处理数据为企业安全合规带来很大便利。根据中国信息通信研究院显示,2021年我国边缘计算市场规模为436亿元,预计2024年规模将达到1804亿元,2022-2024年间复合增速达61%。

(3)所属行业在新业态、新模式方面近年来的发展情况与未来发展趋势

随着智能电子系统应用需求变得更加复杂多样化,其对芯片功能和性能的需求差异化增加了芯片设计的复杂度。同时随着摩尔定律推进,采用先进工艺制程芯片设计的研发资源和成本持续增加。根据2020年IBS报告预测,一款先发使用5nm制程芯片设计成本将超过亿元美金。全球半导体产业在Fabess+晶圆代工+封装测试的分工大趋势下将会持续细化分工,芯片设计IP和定制服务产业有望获得更进一步的发展。

(四)核心技术与研发进展

1.核心技术及其先进性以及报告期内的变化情况

公司的核心技术为嵌入式CPU技术与芯片设计技术,主要包括自主可控嵌入式CPU微架构设计技术、面向应用的SoC芯片设计平台技术、安全可信系统架构及芯片实现技术和高可靠芯片设计技术等。

2.报告期内获得的研发成果

3.研发投入情况表研发投入总额较上年发生重大变化的原因

本报告期内公司为抓住汽车电子芯片和高可靠存储芯片国产化替代的机遇,围绕汽车电子芯片、高可靠存储控制芯片等领域,较大幅度增加了研发人员数量,进行了高强度的研发投入,导致本年度研发费用比上年度增加6,273万元左右,增长幅度70.11%,其中人员费用9,566.49万元,比上年同期增长4,934.65万,增长幅度106.54%.4.在研项目情况

5.研发人员情况

6.其他说明:

三、报告期内核心竞争力分析

(一)核心竞争力分析

1、IP授权与芯片定制服务

公司提供的IP授权与芯片定制服务基于自主研发的嵌入式CPU技术,公司已成功实现基于“PowerPC指令集”、“RISC-V指令集”和“M*Core指令集”的8大系列40余款CPU内核,实现了多发射乱序执行、多核总线一致性架构、多核锁步以及多级Cache等主流架构设计,并同步研发了软件集成开发与调试工具链,实现对多种嵌入式操作系统的支持。

与一般基于第三方IP集成的SoC芯片设计公司相比,公司具备嵌入式CPUIP核微架构按需定制化设计的能力,可以在满足SoC芯片的性能、效率、成本和功耗等资源状况下,根据应用系统的特点和需求,基于软硬件协同设计技术,进行更加合理的SoC芯片软硬件架构优化设计,公司具有较强的优势。

公司将体系架构设计、自主可控的嵌入式CPU内核、关键外围IP、SoC软件系统验证环境、面向应用的基础软硬件与中间件等进行集成,推出了面向信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信三大应用领域的SoC芯片设计平台。通过设计平台可以有效提高芯片设计效率和设计灵活程度,缩短设计周期,并大幅提高芯片设计一次成功率。公司SoC芯片设计平台已承担多个领域的重大产品项目,可实现14nm/28nm/40nm/65nm/90nm/130nm/180nm等工艺节点芯片的快速开发。目前每年基于平台完成数十款芯片的设计和数千万颗芯片的量产,平台技术成熟、稳定、可靠。

2、自主芯片及模组产品

公司的自主芯片及模组产品包括信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信等三类芯片产品,现阶段以汽车电子、信创和信息安全类为主,汽车电子芯片覆盖车身控制、发动机和新能源电机控制、域控制和新能源电池管理系统控制等方面,为解决我国汽车行业“缺芯”问题作出努力;信创和信息安全芯片聚焦于“云”、“边”到“端”的安全应用,覆盖云计算、大数据、物联网、智能存储、工业控制和金融电子等关键领域,以及服务器等重要产品。

(1)汽车电子和工业控制领域

公司成功研发的CCFC2012BC芯片产品是基于国产PowerPC架构C*CoreCPU内核C2002研发的一款通用汽车电子车身及网关控制芯片,对标NXP(恩智浦)的MPC5604BC、MPC5607B系列以及ST(意法半导体)的SPC560B50、SPC560B64系列,封装形式包括LQFP176/144/100/64等,形成对国外产品的替代。芯片工作主频最高可达120MHz,具备多种独立的汽车标准通讯接口FexCAN(8路)、LINFex(10路)以及对外控制接口eMIOS(64个)和串行通讯接口DSPI(6路),芯片还配置了较大容量的存储空间,其中程序存储FLASH最高配置可达1.5M字节,数据存储最高配置FLASH最高可达128K字节,内存空间最高配置可达128K字节,另外芯片具有两个多通道ADC(数模转换)控制电路。

公司已完成一款新的动力总成控制芯片CCFC2007PT设计,该芯片产品是基于国产PowerPC架构C*CoreCPU内核C2007,芯片工作主频最高可达264MHz,具备2个DMA控制器,分别支持64通道和32通道DMA,集成SRAM控制器,独立的代码闪存和数据闪存,4路FexCAN总线控制器,双通道FexRay控制器,32通道eMIOS,4个ADC和其他外围模块。该芯片对标NXP(恩智浦)MPC5674F,满足发动机高效控制的设计,特别适合汽车动力总成等汽车电子和其他的需要复杂和实时控制的应用领域。

公司已成功研发的汽车电子域控制芯片产品CCFC2016BC是基于公司自主PowerPC架构C*CoreCPU内核研发的新一代汽车电子域控制芯片,是在已有CCFC2012BC芯片基础上根据客户需求对功能的进一步增强和完善。该芯片基于40nmefash工艺开发和生产,具备多种独立的汽车标准通讯接口Fexine(14路)、CAN_FD(8路)以及对外控制接口eMIOS(64通道)、高效时序处理单元eTPU(64通道)和串行通讯接口DSPI(4路,支持MSC),支持CSE安全算法,芯片还配置了较大容量的存储空间,其中程序存储FLASH最高配置可达2.5M字节,数据存储最高配置FLASH最高可达512K字节,内存空间(SRAM)最高配置可达416K字节,另外芯片具有两个多通道ADC(数模转换)控制电路。CCFC2016BC芯片按照汽车电子AEC-Q100Grade1等级进行设计和生产,满足ISO26262功能安全ASIL-B要求,具有高可靠性,可以应用于苛刻的使用场景,从而增加了产品的应用覆盖面,封装形式包括LQFP176/LQFP144/LQFP100/LQFP64等,可以广泛应用于域控制器、整车控制、底盘控制、发动机控制以及电池管理(BMS)等。

上述产品有望在关键领域打破国际垄断,实现自主可控和国产化替代。

(2)信创和信息安全领域

公司基于自主可控的嵌入式CPU,成功研发了信创和信息安全芯片及模组产品,为国内少数可提供“云”、“边”到“端”系列化安全芯片及模组产品的厂商。

云安全芯片领域,国芯科技云安全系列高速密码芯片可支持多种国密算法和国际通用密码算法,具有PCI-E/USB/SPI等多种外设接口。CCP903T系列高速密码芯片集成了公司自主研发的高性能安全计算处理单元SPU(SecurityProcessUnit)以及公司自主研发的可重构高性能对称密码处理器RPU(ReconfigurabeSymmetricCryptographyProcessUnit),以指令可重构的方式实现各种常见的分组和哈希算法。芯片的对称密码算法的加解密性能达到7Gbps,哈希算法性能达到8Gbps,非对称密码算法SM2的签名速度达到2万次/秒、验签速度达到1万次/秒;已获得国家密码管理局商用密码检测中心颁发的商密产品认证证书,符合《安全芯片密码检测准则》第二级要求。CCP907T系列高速密码芯片同样集成了公司自主研发的高性能安全计算处理单元SPU,其对称密码算法的加解密性能达到20Gbps,哈希算法性能达到20Gbps,非对称密码算法SM2的签名速度达到6万次/秒、验签速度达到4万次/秒;在行业内处于领先地位。

新一代CCP908T系列云安全芯片对称算法的加解密性能达到30Gbps,哈希算法性能达到30Gbps,非对称算法SM2的签名速度达到15万次/秒、验签速度达到8万次/秒,综合性能达到国际龙头企业同类产品的技术指标,具有国际先进水平。

云存储控制领域,Raid控制芯片是服务器中广泛应用的一个重要芯片产品,主要用于服务器、边缘计算和通用嵌入式计算中的磁盘阵列管理,长期以来被国外公司垄断,急需实现国产化替代,经过多年的研发,公司在Raid控制芯片领域处于国内领先地位,是国内极少数拥有Raid控制芯片的厂商。公司基于推出的第一代Raid控制芯片研制RAID卡,与客户进行适配调试,性能与LSI的MegaRaidSAS9270系列RAID卡相当,可实现同类产品的国产化替代,打破长期以来服务器中Raid控制芯片被国外公司垄断的局面。经过客户应用验证和使用反馈,公司基于第一代Raid控制芯片进行完善和优化设计,在DDR性能提升、RAID引擎的IOPS和吞吐性能强化等方面进行改进,推出第一代的改进版CCRD3316,目前已在量产流片中,将实现对LSI9361芯片的国产化替代。公司正在基于自主高性能RISC-VCPU研制开发第二代更高性能的Raid控制芯片CCRD4516,目前各项工作进展顺利,未来有望达到国际主流Raid芯片的性能。

(3)边缘计算和网络通信领域

在边缘计算和网络通信领域,公司成功研制了具备高性能运算、网络加速及网络交换的高性能SoC芯片H2048、H2068和CCP1080T。

H2048、H2068是公司H20x8系列高性能网络通信处理控制器,均采用国芯32位PowerPC架构CPU核C9500,H2048控制器集成高性能密码算法引擎,具有千兆网、PCIe3.0、USB3.0、RapidIO2.0等高速接口,对标NXP(恩智浦)的MPC8548。H2068在H2048基础上增加了高级数据链路控制协议引擎,硬件上支持通信协议处理,对标NXP(恩智浦)的MPC8568。

CCP1080T是公司研制的64位多核架构的高性能边缘计算、安全和网络通信集成处理控制器,采用国芯64位多核PowerPC架构CPU核C9800,集成高性能密码算法引擎、网络数据加速引擎、高级数据链路控制协议引擎等,具有万兆网、千兆网、PCIe3.0、USB3.0等高速接口,对标NXP(恩智浦)的T2040。

基于上述高性能边缘计算、安全和网络通信集成处理芯片,建立适用于边缘计算与网络通信的高性能异构多核SoC芯片平台设计技术,该平台采用了公司32位多核CPU和64位多核CPU组成的异构大小核处理器,集成了公司自研的解决网络、通信、存储、安全等多方面应用加速的IP技术,支持各类解决芯片间高速互联和设备间互联应用的高速接口IP。该平台设计技术满足了各种网络交换和处理需求,以及对应的安全方面的需求。

3、研发技术产业化情况

公司自成立以来持续专注于国产嵌入式CPU的研发与产业化应用,核心技术在自主可控方面具有突出优势,在国家重大需求和关键领域的产业化应用方面优势明显。

公司的产品与服务主要面向信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信三大关键应用领域,实现了对于产业的深度融合,并受到客户较为广泛的认可。截至2022年12月31日,公司累计为超过107家客户提供超过151次的CPUIP授权,累计为超过90家客户提供超过192次的芯片定制服务。公司自主可控嵌入式CPU产业化应用客户主要包括国家电网、南方电网、中国电子等大型央企集团的下属单位,中国科学院和清华大学等机构的下属研究院所,以及比亚迪和潍柴动力等众多国内知名企业。

(二)报告期内发生的导致公司核心竞争力受到严重影响的事件、影响分析及应对措施

四、风险因素

(一)尚未盈利的风险

(二)业绩大幅下滑或亏损的风险

(三)核心竞争力风险

(四)经营风险

1、市场竞争风险

公司目前的嵌入式CPU产业化应用聚焦于对国产化替代需求的国家重大需求与市场需求领域客户,具有国产化应用优势,但作为ARMCPU核的竞争产品,公司在市场占有率、经营规模和技术水平等方面均仍与ARM存在一定差距。

由于芯片设计行业的技术发展水平和市场竞争力与国家集成电路产业整体发展水平密不可分,公司预计将在未来较长时间内继续追赶ARM公司。如果竞争对手提供更好的价格或服务,则公司的行业地位、市场份额、经营业绩等均会受到不利影响。此外,随着开源的RISC-V指令架构生态逐步成熟,越来越多公司加入基于RISC-V的CPU研发,包括中科院计算所、阿里等国家重点研发机构和行业巨头,以及众多的初创企业,后续公司面临市场竞争加剧的风险。

2、经营业绩波动的风险

集成电路行业为典型的需求驱动型行业,行业内企业的经营业绩很大程度上受下游市场需求波动的影响。公司的主营业务是为国家重大需求和市场需求领域客户提供IP授权、芯片定制服务和自主芯片及模组产品,主要应用于信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信三大关键领域。

下游市场需求的波动将可能影响公司业绩的波动。2020年、2021年和2022年,公司实现销售收入分别为25,949.31万元、40,738.68万元、52,483.06万元;实现净利润分别为4,574.46万元、7,020.46万元、7,691.21万元。如果未来受到宏观经济和行业周期性等因素影响导致下游需求出现大幅下降,或者公司出现研发失败、未能及时提供满足市场需求的产品和服务等情形,将可能导致公司经营业绩下滑的风险。

3、委托加工生产及供应商集中风险

公司的定制芯片量产服务和自主芯片及模组产品采取Fabess的运营模式,公司仅从事芯片的研发、设计和销售业务,将芯片制造及封装测试工序外包。尽管公司各外包环节的供应商均为知名的晶圆制造厂及封装测试厂,其内部有较严格的质量控制标准,公司对供应商质量进行严密监控,但仍存在某一环节出现质量问题进而影响最终芯片产品可靠性与稳定性的可能。

目前公司合作的晶圆代工厂主要包括台积电、供应商A和华虹宏力等,合作的封装测试厂主要包括华天科技(002185)、长电科技(600584)、震坤科技、通富微电(002156)和京隆科技等。2020年、2021年和2022年,公司向前五大供应商合计采购金额占当期采购总额的比例分别为62.35%、53.39%和64.12%,集中度较高。如果前述晶圆及封测供应商的工厂发生重大自然灾害等突发事件,或者由于晶圆供货短缺、外协厂商产能不足或者生产管理水平欠佳等原因影响公司产品的正常生产和交付进度,则将对公司产品的出货和销售造成不利影响,进而影响公司的经营业绩和盈利能力。

4、核心技术泄密及优秀人才流失的风险

公司所处集成电路设计行业属于技术密集行业,核心技术及优秀的技术研发人才的积累是企业保持竞争优势和市场地位的关键。通过不断发展和创新,公司已积累了一系列核心技术,培养了大批优秀的技术研发人才,共同构成了公司当前竞争优势和未来竞争力的重要驱动因素。

当前公司多项技术和产品仍然处于研发阶段,核心技术的保密和优秀技术研发人才的留存对公司的发展尤为重要。如果发生关键研发人才流失或核心技术泄密的情况,将会对公司的生产经营和市场竞争力产生不利影响。

5、研发失败的风险

公司的嵌入式CPU技术具有技术含量高、研发难度大、持续时间长等特点,为增强技术与产品的市场竞争力、巩固市场地位,公司在技术研发上持续进行高额投入,报告期内,公司的研发费用占营业收入的比例达29%。集成电路行业的研发存在一定的不确定性,面临设计研发未能按预期达到公司的研发目标、研发设计成果未能达到客户的验收标准、流片失败等风险,可能影响公司的产品开发、交付进度以及客户的验收结果,从而对后续研发项目的开展和公司的持续盈利能力产生负面影响。

(五)财务风险

(六)行业风险

集成电路产业作为信息产业的基础和核心,产业自主可控对国民经济和社会发展具有重要意义。近年来国家出台了一系列相关的鼓励政策推动了我国集成电路产业的发展,若未来国家相关产业政策支持力度显著减弱,公司的经营情况将会面临更多的挑战,可能对公司业绩产生不利影响。

(七)宏观环境风险

1、国际贸易环境变化的风险

近年国际贸易摩擦不断升级,逆全球化贸易主义进一步蔓延,部分国家采取贸易保护措施,对中国部分产业发展产生不利影响。鉴于集成电路产业是典型的全球化分工合作行业,如果国际贸易摩擦进一步升级,国际贸易环境发生未预计的不利变化,则可能对产业链上下游公司生产经营产生不利影响。

从供应链来看,公司部分晶圆、封测、IP技术授权供应商系境外企业,如果未来国际政治局势发生不利变化,贸易摩擦进一步加剧,可能对公司相关采购产生不利影响,进而对公司的生产经营活动产生负面影响。

2、政府补助政策变化的风险

报告期内,公司计入当期损益的政府补助占当期营业收入的比重为7.92%,占利润总额的比重为63.18%。公司收到的政府补助金额较高,获取政府补助的项目大多与公司主营业务密切相关。作为芯片设计企业,公司需要持续进行高比例的研发投入,如果未来政府部门调整补助政策,导致公司取得的政府补助金额减少,将对公司的经营业绩产生不利影响。

(八)存托凭证相关风险

(九)其他重大风险

1、实际控制人持股比例较低的风险

截至本报告披露日,郑茳、肖佐楠、匡启和直接持有公司10.94%的股权,并通过联创投资、矽晟投资、矽丰投资、矽芯投资、旭盛科创间接控制公司10.34%的股权,合计控制公司21.28%股权,持股比例较低。公司实际控制人控制的公司股权比例较低,不排除主要股东持股比例变动而对公司的人员管理、业务发展和经营业绩产生不利影响,实际控制人持股比例的降低亦存在控制权发生变化的风险。

五、公司关于公司未来发展的讨论与分析

(一)行业格局和趋势

(二)公司发展战略

2023年,公司将继续坚持“顶天立地”的发展战略和坚守长期主义的发展策略,立足国家重大需求和市场需求领域客户,聚焦于信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信等关键应用领域,持续发展我国自主可控高端嵌入式CPU系列,持续推出系列化的高端自主芯片及模组产品矩阵,满足各类客户的需求,特别是重点推进汽车电子、“云-边-端”和高可靠存储业务的发展,实现国产化替代,为解决我国高端芯片核心技术受制于人的问题做出应有的贡献。公司的具体的发展战略主要包括:

1、成为我国嵌入式CPU领域具备国际竞争力的企业,充分发挥在自主可控嵌入式CPU技术和面向行业应用的SoC芯片设计平台技术的优势地位,对标全球一流嵌入式CPU厂商的前沿技术,基于开源或已获授权的指令集,设计研发自主可控的面向关键领域应用的高性能低功耗CPU内核,成为中国国产嵌入式CPU的核心供应商之一。

2、成为中国信息安全芯片产品的领先供应商之一。在信息安全领域,公司将基于自主可控嵌入式CPU的核心技术和新一代高性能可重构密码处理技术,紧密围绕“云”“边”到“端”的安全需求,开发全系列的芯片、模组和解决方案,覆盖云计算、大数据、边缘计算、终端计算和网络通信等领域,以及金融电子、工业控制、智能电网和智能家居等行业。

3、成为中国汽车电子芯片产品的领先供应商之一。在汽车电子领域,公司将围绕车身和网关控制芯片、汽车动力总成控制芯片、汽车域控制芯片、新能源电池管理芯片、车联网安全芯片、汽车电子混合信号类芯片和汽车电子专用SoC芯片等7条产品线进行系列化的全面布局,努力实现汽车电子MCU芯片在产品系列化和性能指标两方面向国际一流厂商相媲美。继续狠抓研发和市场拓展,努力实现高端汽车电子芯片的规模化销售,总体确立公司在国内汽车电子芯片领域的领头地位。

4、成为中国高可靠存储Raid控制芯片的核心供应商。在云存储领域,积极开发高性能高可靠RAID存储控制芯片等产品,实现Raid芯片产品系列化,可替代国际一流厂商芯片产品,为解决国家在特定领域的无“芯”之痛提供助力,打造公司的重要增长极。

(三)经营计划

2023年,站在新的起点上,在公司董事会的带领下,公司将继续坚持“顶天立地”的发展战略,围绕公司发展规划,坚守长期主义的发展策略,抓住CPU国产替代的发展机遇,在全力推进自主嵌入式CPU及其相关SoC芯片平台的技术创新的基础上,围绕“头部客户”,树立“客户”第一的理念,继续加强团队建设,紧紧围绕公司汽车电子芯片、信创和信息安全芯片等重点发展方向,推进公司资源优化和聚焦,注重产品技术平台化、流程规范和标准化,加强企业精细化管理和人才队伍建设,持续促进公司业务做大做强。

(一)重点发展汽车电子、“云-边-端”和高可靠存储控制等关键领域的自主芯片业务

在汽车电子芯片领域,公司将致力于保持公司在中高端车身和网关控制芯片领域的快速发展势头,努力打造和完善公司在汽车电子MCU、混合信号、信息安全以及车用降噪SoC等芯片设计,用面向细分领域的平台化的设计方法和流程构建公司更加高效的设计能力,综合以上平台能力构造公司面向汽车电子应用的竞争能力,以应对汽车电子电器架构的快速演变。同时实现新研发的域控制器芯片、混合信号芯片和汽车信息安全芯片的规模化销售,总体确立公司在国内汽车电子芯片领域的技术壁垒和领头地位;在“云-边-端”和高可靠存储控制等关键的信创和信息安全芯片领域,公司将着重发展云安全芯片、先进存储Raid控制芯片和边缘计算芯片等系列,做到具有国内领先地位。

(二)以品牌建设为引领,不断拓展市场和客户

2023年,基于专门的品牌和市场推广团队,公司将以品牌建设为引领,通过积极参加行业展会、参加或举办行业论坛等方式,及时掌握CPU及芯片行业前沿信息,充分了解客户需求及市场最新动态,加强与行业上下游优势企业的交流和合作,进一步加强产品的宣传力度,提升公司在资本市场和半导体行业内的知名度,维护公司品牌和产品的良好形象,持续推动产品质量和服务质量的提升,从而推进公司的高质量可持续发展。

2023年,公司将继续加强销售团队和技术服务支持团队建设,在服务好原有客户的基础上,采取多元化的销售策略,加强新客户的拓展工作,特别是要强化汽车电子和云应用客户的开拓力度,力争进一步扩大批量供货客户的数量和规模,实现汽车电子和云应用市场占用率进一步提升,促进公司业务进一步发展。同时,公司将加强对客户的梳理和筛选,优化大客户、优质客户服务,增强客户粘度,促使公司产品的市场规模不断扩大。在定制芯片领域,公司将致力于从定制设计服务收入为主转向以定制量产服务收入为主,注重挖掘和培育信创和工业控制领域头部客户的定制服务。

(三)积极加强募投项目的建设,重点开展新技术、新产品研发

2023年,公司将积极加强募投项目的建设,一方面以信息安全、汽车电子、工业控制和边缘计算等重点领域的需求为导向,持续推进云-端信息安全芯片设计及产业化项目、基于C*CoreCPU核的SoC芯片设计平台设计及产业化项目以及基于RISC-V架构的CPU内核设计项目等募投项目的建设,通过公司芯片技术优化,包括性能、成本、功耗等,开发出有竞争力的、优化的自主芯片产品群。募集资金投资项目与公司现有业务关系密切,旨在进一步提升公司在信息安全芯片及模组产品、CPUIP储备及研发方面的技术实力,为公司现有业务的扩展和深化。本次募集资金将全部投向科技创新领域,其中“云-端信息安全芯片设计及产业化项目”系在公司现有信息安全芯片及模组产品基础上进行更新升级,推出新一代云及端应用的系列安全芯片;“基于C*CoreCPU核的SoC芯片设计平台设计及产业化项目”系基于公司现有及在研的嵌入式CPU核,开发面向物联网、边缘计算、人工智能等应用的SoC芯片设计平台;“基于RISC-V架构的CPU内核设计项目”系在公司现有嵌入式CPU系列产品的基础上,在性能、功耗等层面进行升级,开发基于“RISC-V架构”的处理器,应用于生物识别领域、高端控制领域、AI推断应用领域、高端自动化AI控制领域等;另一方面加大力度开发公司汽车电子芯片产品,形成车身控制、发动机控制、域控制和新能源电池管理控制芯片的系列化,满足汽车产业电动化、网联化和智能化的需求,在国内形成领先的技术和市场优势地位。

同时,公司将更加注重加强新技术、新产品研发工作,将在完善研发体制、推进自主创新、提升研发能力和竞争优势的同时,积极参与产业链分工合作,加强与国内国际领先科技企业的交流合作,强化与国内外一流厂商和客户的产品及战略生态合作,深化产业链技术协同,持续提高芯片的定位、性能与品质,不断开发适应市场需求的新产品,巩固和提升公司的行业地位。

(四)推进上市公司规范运作,加强企业精细化管理

2023年,公司将严格按照《公司法》《证券法》《上海证券交易所科创板股票上市规则》《上海证券交易所科创板上市公司自律监管指引第1号——规范运作》以及《公司章程》的相关要求,持续推进公众公司的规范运作,依法全面履行信息披露义务,积极承担企业社会责任,提升上市公司治理水平,持续加强与投资者的沟通交流,保护投资者合法权益。同时,不断加强公司内控体系建设,提高重大事项的科学决策水平及决策效率,强化产品质量建设,防范企业风险,查漏补缺,确保公司可持续发展;加强对公司各层级业务及制度的培训,提升管理能力和水平,加强管理和责任意识,明确经营计划、经营责任和经营目标,制定实施计划,夯实管理层责任,自上而下地促进公司治理水平和管理水平的提升,确保全年经营目标的全面完成。

(五)进一步加强人才激励和人才队伍建设

2023年,公司将继续秉承“守正创新团结奋斗”的企业精神,进一步加强人才队伍建设、梯队建设、人才培养力度以及提升研发队伍水平,始终把人才管理、人才开发和人才储备作为公司战略规划的重要组成部分,适时通过股权激励或员工持股计划等手段来加强人才激励,不断提高全体员工的自信心、获得感,保证核心技术人员队伍的稳定性及工作积极性。在充分发挥现有人才资源优势的基础上,公司加大力度引进更多的专业人才,特别是汽车电子、“云-边-端”等领域的核心技术人才、高端市场和销售人才。公司将进一步加强由关键核心技术人员、高层次技术人才组成的研发人才梯队,持续提升研发团队整体素质,为公司保持技术领先、攻关新技术、研发新产品提供坚实的人才基础。公司将通过研发项目带动的方式,在实战中提升团队的技术能力和协作精神。

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