6月17日,国产x86处理器厂商——上海兆芯集成电路股份有限公司(以下简称“兆芯集成”或“兆芯”)正式向上海证券交易所提交了在科创板IPO上市申请,并披露了IPO招股书。保荐机构为国泰海通证券股份有限公司,会计事务所为东方证券股份有限公司。根据招股书显示,兆芯本次拟发行股份不超过38,286.7700万股,拟募集41.69亿元资金,计划投向新一代服务器处理器项目、新一代桌面处理器项目、先进工艺处理器研发项目和研发中心项目。
兆芯希望通过本次上市融资,进一步提升自主创新能力,推进核心处理器芯片研发进程,增强公司对供应链的把控能力,掌握产品创新和自主发展的主动权,提升国内 CPU 自给能力。
一、国产X86处理器领军企业,拥有自主知识产权体系
招股书显示,兆芯成立于2013年2月,是在上海市人民政府“加快培育和发展战略性新兴产业”的指导思想下,由上海市国资委旗下联和投资与中国台湾芯片设计企业威盛公司合资设立,主要从事 x86 架构通用处理器及芯片组的研发、设计和销售。
随后在2020 年 10 月 26 日,威盛公司、联和投资及兆芯集成签署《合作合同修订协议》,约定兆芯集成向威盛公司购买 2013 年前威盛公司掌握的关于通用处理器及芯片组相关技术。
根据当时威盛发布的公告显示,威盛将其全资子公司VIABASE与VIATECH所持有的部分x86芯片组产品相关技术、资料等IP产权以1.38亿美元的价格出售给了兆芯。同时,威盛全资子公司VIABASE又以1.18亿美元出售部分处理器相关技术、资料等知识财产权给兆芯。本次收购完成后,兆芯集成的知识产权体系得到进一步完善。
自 2013 年设立以来,兆芯通过“引进、消化、吸收、再创新”的发展路径,完全掌握了通用处理器及其配套芯片的自主研发和技术迭代能力,已成功设计研发并量产六代、多系列通用处理器,实现了处理器核心从双核至 32 核、最高工作频率从 1.6GHz 至 3.7GHz、制程工艺不断升级以及紧跟国际先进水平的 I/O 接口规格等处理器核心参数的跨越式发展。
凭借在高端通用处理器及配套芯片关键技术领域的自主创新研发能力,兆芯构建了丰富、完整的产品矩阵,全面覆盖桌面 PC、服务器、工作站以及嵌入式等下游应用领域,持续为终端用户提供性能优良、生态完善、安全可靠的计算解决方案。
目前,兆芯自主创新研发的高端通用处理器已在重点行业市场取得重大突破,联想、软通计算机、公司 D、紫光、升腾、视源、长城、海尔、东海信息、宝德等国内知名桌面 PC、服务器厂商均已推出搭载兆芯 CPU 芯片的整机产品。
1、X86生态优势明显,兆芯已掌握通用处理器全平台实现技术
CPU 是信息设备的“大脑”,是信息安全的基石,自主研发安全可靠的 CPU 对我国信息产业至关重要。
在全球范围内,x86 架构处理器依托成熟、主流的生态体系,仍然占据桌面 PC、服务器等计算领域的主要市场份额,并以 Intel 和 AMD 为主,形成双寡头垄断的竞争格局。同时,x86 架构 CPU 也是各类 CPU 产品中技术门槛最高、结构最复杂、市场占有率最高、生态体系最完善的一类产品。
目前,我国 CPU 芯片自给率仍处于较低水平,自主研发安全可靠的 CPU 对我国信息产业至关重要。
国内 CPU 厂商以兆芯集成、海光信息、龙芯中科、华为海思、飞腾信息、电科申泰为代表,由于产品定位和技术来源不同,各公司采取了不同的技术路线。其中,兆芯和海光信息的产品能够兼容 x86 指令集,华为海思和飞腾信息的产品兼容 ARM 指令集;龙芯中科和电科申泰的产品分别采用LoongArch 指令集和 SW-64 指令集。
兆芯通过“引进(引进威盛技术)、消化、吸收、再创新”的发展路径,目前已经全面掌握通用x86处理器及配套芯片设计研发的核心技术,覆盖处理器内核微架构及实现技术等关键领域,是目前国内领先的可同时面向桌面 PC、服务器、工作站以及嵌入式等多领域并持续兼容 x86 指令集的 CPU 设计企业。
在产品自主创新层面,兆芯全面掌握通用处理器全平台实现技术,产品市场应用领域和技术迭代不受任何限制,成功实现自主指令集拓展与内核微架构设计、自主互连架构设计、自主 IP 设计、自主设计方法、自主测试验证体系及自主知识产权体系六大自主创新突破,建立了可自主迭代发展、成熟完备的 CPU 技术体系,核心技术的全面自主可以有效避免“漏洞”、“后门”等潜在风险。
同时,兆芯还完成了“张江”、“五道口”、“陆家嘴”、“永丰”、“世纪大道”五代内核微架构的演进升级,在主频、I/O 接口、缓存容量等 CPU 关键指标层面创造了多项国内第一,并形成 11 类与主营业务相关的关键核心技术,建立了可自主迭代发展、成熟完备、兼容 x86 生态的 CPU 技术体系。
在安全方面,兆芯自主通用处理器产品支持安全启动技术、可信计算和密钥管理等安全机制,并自主定义 GMI 国密算法的指令集在 CPU 硬件中实现 SM2、SM3、SM4 国密算法,保障了程序和数据的完整性、机密性和可用性,为国家信息技术产业创新与发展提供安全保障。
2、占据国产桌面PC处理器市场领先地位
2012年-2024年间(以下简称“报告期内”),兆芯面向桌面PC的“开先”系列处理器销量从 2022 年的 71 万颗增长至 2024年的 167 万颗,年均复合增长率达 53.39%,实现收入从 2022 年的 28,718.27 万元增长至 2024 年的 76,121.28 万元,年均复合增长率达 62.81%。
2024 年,在联想开天、软通计算机、紫光、升腾、视源等头部桌面 PC 厂商的国产终端出货中,搭载兆芯开先 CPU 的产品占比位列第一,已在国产桌面 PC 市场构建了领先的市场地位。
同时,兆芯的开先系列处理器在主频、I/O 接口、缓存容量等 CPU 关键指标层面创造了多项国内第一。比如,主频方面,KX-6000 处理器为国内第一款实现主频 3.0GHz 关键突破的国产 CPU,新一代 KX-7000 处理器最高工作频率可达 3.7GHz,再度刷新国内自研处理器量产频率纪录,处于国内绝对领先水平,对标国际主流。I/O 接口方面,KX-5000 处理器是第一款支持 DDR4 接口的国产 CPU,KX-7000 处理器是第一款支持 DDR5 接口的国产 CPU。缓存方面,公司 KX-7000 处理器三级缓存达到32MB,领先其他国产 CPU。
2、开胜系列服务器CPU营收暴涨547.63%
随着云计算、人工智能等新兴产业的崛起,服务器作为提供底层算力支撑的基础硬件,拥有广阔的市场空间。
兆芯已于 2022 年末推出首款专门面向主流服务器市场需求设计研发的服务器处理器 KH-40000,进一步促进产业链生态的开放、包容和稳定。2023 年兆芯“开胜”系列服务器处理器实现销售收入 1,173.51 万元,2024 年实现销售收入7,599.98 万元,2024 年同比增长 547.63%。
同时,兆芯的服务器处理器与桌面 PC处理器技术同源,通过运用自主研发的高带宽低延时 Chiplet 互连技术,有效实现研发成果的复用,有助于公司在保持产品高计算性能的同时,大大提高服务器处理器的研发效率、降低研发成本。
3、构建完善的自主 CPU 产业生态,促进产业链协同发展
产业生态是衡量 CPU 企业核心竞争力的关键指标之一,也是决定终端用户对 CPU 芯片、操作系统、应用软件等软硬件产品选择的重要因素。
为不断完善和繁荣自主生态体系,兆芯与国内产业链生态伙伴紧密合作、协同创新,不断完善和繁荣自主生态体系,处理器产品支持统信、麒麟、中科方德等国内商用操作系统以及欧拉、龙蜥等国内开源操作系统,同时公司积极参与了 20 多个主流的行业标准组织、超过 30 个产业联盟、6 个主流开源社区,与超过 3,000 家合作伙伴在基础软件、中间件、应用软件以及各类主流板卡、外设等方面形成超过 20 万个软硬件适配和优化项目,
开发了一批具有国际影响力的整机系统、基础软件和应用软件,共建基于兆芯 CPU的自主生态图谱。
同时,得益于x86 生态在桌面 PC 和服务器市场占据主导地位,兆芯产品持续兼容x86 生态和 Windows、Ubuntu、Red Hat 等国际主流操作系统和应用软件,具备优异的软硬件生态优势,极大提升了用户的使用体验。
4、芯片设计方面的自主创新
正如前面所指出的,兆芯的发展路径是“引进、消化、吸收、再创新”,而经过多年的发展,目前兆芯在芯片设计方面已经拥有了强大的自主创新实力。
在指令集层面,兆芯已实现自主指令集的定义、扩展和创新,保障公司产品的持续创新发展。
在内核微架构设计层面,内核微架构的设计是 CPU 芯片设计的核心,兆芯具有自主研发通用处理器内核微架构的设计能力。目前,全球范围内仅有少量公司具备自主设计研发处理器内核微架构的能力,多数公司通过采购成熟内核 IP 进行 SoC 设计,以实现通用处理器的研发。兆芯使用先进的流水线层级设计和控制,依托自主的指令分支预测算法,提高产品对于指令执行的效率和能力,使得在每个时钟周期内执行的指令数量的提高,进而实现内核的高性能。
多核已经成为现代处理器提高算力的主要方式之一,兆芯在单核性能强劲的基础上,通过自研的 ZPI 互连技术,实现了 64 核的多核统筹能力。同时,通过运用自主研发的高带宽低延时 Chiplet 互连技术,有助于兆芯在保持产品高计算性能的同时,加快产品的自主迭代速度,能够有效满足桌面 PC、服务器等高性能计算处理场景的需求。
除具备突出的内核研发设计能力外,兆芯在通用处理器的 I/O、内存控制等方面也形成了大量有效的专有技术及芯片设计自有 IP,用以保障处理器运行的整体效率,也保障了核心技术的自主性、先进性。
在后端设计方面,兆芯具有高标准的验证技术、高速高性能物理设计技术、处理器安全技术及高质量高稳定量产工程化技术等,覆盖仿真验证、物理设计、量产改进等全方位的 CPU 芯片后端设计,使得公司高端通用处理器产品能够在先进制程的生产工艺下实现量产。
目前,兆芯在报告期内的销售的主力产品 KX-6000 系列处理器采用 16nm 先进制程工艺,最新一代 KX-7000 系列处理器采用先进制程工艺,并支持 Chiplet 互连架构,有效实现研发成果的复用,提高研发效率。
兆芯的自主创新能力及优异的产业化成果也得到了行业主管部门和产业合作伙伴的高度评价及认可,先后承担了 5 项国家重大科技专项课题,包括牵头承担 1 项“核高基”重大专项课题、联合承担 3 项“核高基”重大专项课题及 1 项“02”重大专项课题。
二、营收持续高速增长,三年累计亏损23.54亿元
报告期内,兆芯营业收入分别为34,004.41 万元、55,512.82 万元和 88,921.52 万元,2022-2024 年均复合增长率达61.71%。兆芯表示,公司营业收入同比快速增长主要得益于下游市场需求恢复、公司新产品持续推出。
归属于母公司股东的净利润分别为-72,661.28 万元、-67,558.46 万元和-95,139.17 万元,累计净亏损约23.54亿元;扣除非经常性损益后归属于母公司股东的净利润分别为-94,501.96 万元、-93,537.96 万元和-106,544.52 万元,累计扣非净亏损超过29.45亿元。
兆芯解释称,公司尚未盈利且最近一期末存在累计未弥补亏损的主要原因为 CPU 芯片研发对技术先进性和复杂度有着较高要求,为保持核心技术的先进性,公司报告期内持续进行大额研发投入,不断更新迭代产品。
不过,兆芯也提示道:“公司目前仍处于快速发展阶段,若公司未能按计划实现销售规模扩张,或产品总体市场需求大幅度下滑,则公司的营业收入可能无法达到预计规模,公司未来一定期间可能无法盈利。同时,公司参股公司格兰菲从事 GPU 业务,仍需要大量研发投入,如短期内难以实现盈利,公司对其采取权益法核算将对公司的财务数据和经营业绩进一步产生一定不利影响。上述情形有可能会造成公司现金流紧张,对公司业务拓展、人才引进、团队稳定、研发投入、市场开发等方面造成负面影响。”
此外,报告期内,兆芯经营活动产生的现金流量净额分别为-65,841.63 万元、-48,729.61 万元和-109,350.10 万元,报告期内均为负值。目前兆芯仍处于快速发展阶段,为保持技术先进性和市场竞争力,需要持续进行研发投入,这也使得兆芯存在经营性现金流量持续为负值的风险。
1、开先系列处理器营收占比超80%
根据招股书披露的数据来看,报告期内,兆芯的主要营收来源于开先系列桌面PC/嵌入式处理器,营收占比分别高达87.76%、90.58%和86.32%。不过,开胜系列服务器处理器的营收占比呈现快速增长的态势,报告期内分别达到了0.92%、2.12%和8.26%。相比之下,配套芯片营收占比则呈现持续降低的趋势。
从兆芯各系列产品的销量变化来看,报告期内,兆芯开先系列桌面PC/嵌入式处理器、开胜系列服务器处理器和配套芯片的销量均呈现增长态势,其中2024年开胜系列服务器处理器出货量达17472颗,同比增速高达约712%。
从兆芯各系列产品的平均单价变化来看,报告期内,兆芯开先系列桌面PC/嵌入式处理器平均单价持续稳步增长,2024年已达455.02元/颗。这也得益于兆芯分别于2022 年末、2023 年末推出 KX-6000G、KX-7000 处理器新产品,产品集显性能、计算性能提升,也推动了销售价格提升;
开胜系列服务器处理器平均单价在2023出现大幅上涨,主要原因系兆芯2023 年的服务器处理器产品收入主要来自于 KH-40000 处理器,为其于 2022年末推出的首款专门面向主流服务器市场需求设计研发的处理器,性能显著提升,销售价格较高。随后在2024 年,“开胜”系列服务器处理器销售单价有所下降,一方面原因是兆芯 2024 年对服务器价格进行调整,另一方面原因则是该年度 KH-40000 处理器中单价较低的 12 核及 16 核产品销售占比上升。
2、毛利率持续下滑
报告期内,兆芯综合毛利率分别为 38.79%、32.95%和 15.40%,呈现持续下滑态势,特别是在2024年,毛利率直接腰斩。
对此,兆芯解释称,“公司毛利率下滑一方面系公司推出的新产品 KX-6000G、KH-40000、KX-7000 等处于良率爬升阶段,且在产品推出早期规模效应尚未显现,摊销费用等固定成本较高导致成本较高。另一方面系随着产品周期和需求变化,公司部分原有产品进行了价格调整,导致毛利率有所下降。”
3、存货账面价值持续增长,跌价计提金额持续上升
报告期各期末,兆芯存货账面价值分别为 24,167.89 万元、62,684.83 万元和74,340.27 万元,占流动资产的比例分别为 7.47%、17.60%和 26.69%,主要为通用处理器及配套芯片等库存商品。
兆芯表示,2023 年末及 2024 年末,公司存货余额增加较大,一方面是公司陆续推出一系列新产品,包括 KX-6000G 处理器、KX-7000 处理器以及 KH-40000 服务器处理器,基于对市场竞争格局和国际形势的判断,为保障产品供应的稳定性,公司进行相应备货并维持一定的库存;另一方面是作为服务器市场的新进入者,公司KH-40000 处理器新产品完成整机适配、大规模采购等市场导入过程需要的周期较长,产品销量较低。
报告期各期末,兆芯存货跌价准备金额分别为 3,614.64 万元、3,983.48 万元和14,242.05 万元。2024 年末存货跌价准备金额上升,主要系结合市场需求等因素对服务器芯片计提跌价较多所致。
三、研发投入持续维持高位,发明专利数量领先国内同行
作为国产X86处理器领军企业,兆芯为保证技术前瞻性、先进性和产品的核心竞争力,每年投入大量资金进行产品技术升级和迭代更新。
报告期内,兆芯研发投入分别为 98,441.08 万元、98,814.18 万元和 81,307.81 万元,分别占当期营业收入的 289.50%、178.00%和91.44%。
兆芯表示,未来,公司将继续通过持续研发投入,不断进行产品迭代升级,保证核心技术的先进性,增强产品核心竞争力,尚未盈利及存在累计未弥补亏损不会对公司研发投入和战略性投入产生重大不利影响。
从研发人员占比来看,截至 2024 年 12 月 31 日,兆芯拥有 745 名员工,其中研发技术人员 566 人,占员工总人数的 75.97%。
从专利数量来看,截至 2024 年 12 月 31 日,兆芯拥有已授权专利 1,434 项(其中境内外发明专利合计 1,410 项)、14 项软件著作权和 53 项集成电路布图设计专有权等知识产权。形成了 11 类与主营业务相关的关键核心技术,实现了处理器产品性能、核心参数的跨越式发展。
作为对比,兆芯还提供了截至 2024 年 12 月 31 日与同业企业的专利数量的对比,兆芯以1410件发明专利数量遥遥领先。不过,在集成电路布图设计专有权方面少于海光信息。
四、五大客户营收占比突破96%
报告期内,兆芯的主要客户为联想、智通国际等大型整机厂商以及专业的电子元器件经销商中电国际等。公司向前五大客户的销售金额分别为 30,128.44 万元、53,644.32万元和 85,402.38 万元,合计占当期营业收入的比例分别为 88.60%、96.63%和96.04%,集中度较高。
兆芯解释称,公司客户结构呈现集中度较高的特点,主要原因系下游桌面 PC、服务器等整机制造和销售市场集中度较高,且公司部分整机客户出于方便外汇结算及进出口手续办理、多种整机原材料集中采购等考虑,逐步转为通过经销商采购。
另外值得注意的是,报告期内,公司前五大客户新增经销商艾维特国际和瑞凡微电子,且 2023年、2024 年向经销商中电国际的销售占比超过 50%。
对此,兆芯表示,一方面原因系公司部分直销客户如联想、智通国际等出于方便外汇结算及进出口手续办理、多种整机原材料集中采购等考虑,逐步转为通过经销商采购,另一方面系随着公司产品现有市场扩展和新市场开拓,公司积极加大与新的优质经销商的业务合作力度,进一步优化和完善销售网络。
五、五大供应商采购金额占比超90%
兆芯采用 Fabless 经营模式,专注于芯片研发、设计和销售,不直接从事芯片的生产和加工工作。报告期内,与公司研发、经营活动直接相关的主要采购内容包括成品芯片、技术服务、流片费、集成显卡 IP 授权、无形资产、固定资产、样品及低耗品等,具体采购情况如下:
可以看到,2023 年,兆芯成品芯片采购金额增长较快,而这主要系公司新推出的KH-40000 服务器处理器相比桌面 PC/嵌入式处理器采购单价更高,导致 2023 年成品芯片采购金额较高。2024 年,随着公司销售规模的扩大,公司产品采购数量随之增加,导致 2024 年采购金额进一步增加。
兆芯的供应商主要包括芯片制造、封测服务厂商、IP 授权厂商、EDA 工具厂商等。由于集成电路领域部分供应商的产品及服务具有稀缺性和专有性,报告期内,兆芯向前五名供应商合计采购的金额分别为 81,639.03万元、108,737.90万元和112,871.73万元,占当期采购总额的比例分别为91.01%、92.02%和 93.93%,前五大供应商集中度较高。
报告期内,兆芯向公司A 的采购占比分别高达 62.34%、77.69%和 82.79%,当期采购占比均超过 50%,主要原因系公司向公司 A 采购 CPU 芯片成品(即公司A为兆芯代工芯片)、技术服务及流片服务等,公司与公司 A 已建立了长期、稳定的合作关系。除公司 A 外,报告期内兆芯不存在对单一供应商采购金额占比超过 50%的情形。
需要指出的是,兆芯的供应商——公司 A 和格兰菲均为兆芯的关联方。其中,格兰菲是兆芯 GPU 业务分拆后成立的公司,此后,兆芯向关联方格兰菲采购集成显卡 IP授权及相关服务。报告期内,兆芯向上述关联方采购的相关产品及服务合计金额占当期采购金额的比例分别为 79.54%、84.25%和 87.67%。
六、实际控制人为上海国资委
截至本招股说明书签署日,兆芯的实际控制人为上海市国资委。上市国资委通过联和投资持有兆芯50.07%的股权,为绝对控股股东。同时,兆芯的国有股东还包括上海 IC 基金、上海国资公司、海通创新、浦东新兴和上海国鑫等。
此外,截至本招股说明书签署日,香港威盛、威盛上海、上华投资、威盛中国、威盛深圳分别持有兆芯 3.52%、1.96%、1.39%、0.92%和 0.09%股份,合计持有发行人 7.89%股份。香港威盛、威盛上海、威盛中国、威盛深圳均为威盛公司(TW.2388)全资控制的子公司;上华投资的法定代表人、执行董事兼总经理王雪红系威盛公司(TW.2388)董事,因此上华投资与香港威盛、威盛上海、威盛中国、威盛深圳视为一致行动人,控制了约7.88%的股权。
七、拟募资41.69亿元,研发新一代处理器
兆芯本次拟募集41.69亿元资金,计划投向新一代服务器处理器项目(KH-50000,核心数量、I/O 规格及性能将有显著提升)、新一代桌面处理器项目、先进工艺处理器研发项目和研发中心项目。
兆芯表示,通过实施上述项目,公司将进一步提升自主研发能力,加快产业化成果转化,不断提升核心竞争力和国际影响力,增强公司可持续发展能力,以应对日益增长的电子信息技术产业发展需求。
编辑:芯智讯-浪客剑