与Arm抢市场，国内这家嵌入式CPU IP核供应商冲刺科创板

嵌入式CPU是指嵌入在SoC芯片中负责控制信息处理和运行软件程序的IP核，为SoC芯片的控制和运算核心，因为技术实现难度高，长期以来为国外龙头企业所垄断。

在嵌入式CPU IP授权领域，ARM占据绝对领先地位。根据ARM官网介绍，2018年全球基于ARM授权的芯片出货量约为229亿颗，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。ARM架构处理器在智能手机芯片、可穿戴设备、物联网微控制器等领域占到90%以上市场份额。

近段时间，国内一家聚焦于嵌入式CPU技术的公司国芯科技申请科创板上市获得受理，引起业界的关注。这家公司自设立以来，持续专注于国产嵌入式CPU的研发与产业化，2006年实现国产嵌入式CPU累计上百万颗应用，2008年实现累计上千万颗应用，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2020年6月末，国芯科技已累计为超过80家客户提供超过110次的CPU 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。

国芯科技可提供8大系列40余款CPU IP核

国芯科技的业务主要分为三大部分，包括提供IP授权、芯片定制服务和自主芯片及模组产品。从其营业收入来看，自主芯片及模组产品业务占比较大，2020年1-6月间，该业务占比为41.93%，其他两项业务芯片定制服务和IP授权业务分别占比39.54%和18.53%。

国芯科技上述三大业务以其自主可控的嵌入式CPU技术为基础，互相之间有所联系。

IP授权业务：国芯科技将自主可控的嵌入式CPU内核及其SoC芯片设计平台授权给客户使用，并向客户提供相关的全套技术文件资料，供其进行后续的芯片设计与量产。

嵌入式CPU内核方面，国芯科技基于M*Core、PowerPC和RISC-V三大指令集，设计了具有自主知识产权的8大系列40余款CPU核。

SoC芯片设计平台方面，国芯科技通过基于自主可控的嵌入式CPU核、自主研发的外围应用IP模块并结合外部采购的部分外围IP模块，建立了面向信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信三大SoC芯片设计平台，可以帮助客户快速准确实现芯片设计，提升客户设计效率，有效减少客户产品进入市场的时间。

芯片定制服务：国芯科技基于自主可控的嵌入式CPU内核和面向应用的SoC芯片设计平台，为客户提供定制芯片设计服务与定制芯片量产服务。

定制芯片设计服务主要指公司基于自主可控的嵌入式CPU核与SoC芯片设计平台，根据客户在芯片功能、性能、功耗、成本等方面的定制化需求，进行芯片定义与芯片设计，形成版图后由公司或者客户委托晶圆厂、封装测试厂进行晶圆生产与封装测试，并最终向客户交付通过测试、验证的样片。

定制芯片量产服务指公司根据客户的需求，依据其提供的版图或者样片，为其提供量产服务，并向其交付合格的晶圆或者芯片产品。

自主芯片及模组产品：国芯科技的自主芯片及模组产品以信息安全类产品为主，聚焦于“云”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、汽车和智能终端等重要产品。

根据招股书显示，国芯科技此次公开发行股票所募集的资金将用于云-端信息安全芯片设计及产业化项目、基于于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。

嵌入式CPU IP授权领域 Arm一家独大

嵌入式CPU是指嵌入在SoC芯片中负责控制信息处理和运行软件程序的IP核，为SoC芯片的控制和运算核心。嵌入式CPU与普通台式计算机的CPU设计在基本原理上相似，但要求功耗低、性能高、面积小、应用适应性强，需综合兼顾功耗、性能和成本等指标要求，因此嵌入式CPU的研发和产业化应用需要实现系列化、定制化和平台化。

嵌入式CPU的技术实现难度高，长期以来为国外龙头企业所垄断。技术层面，嵌入式CPU技术主要涉及CPU指令集、CPU内核与SoC芯片三个层次。

微架构设计为嵌入式CPU最核心的技术之一，决定了嵌入式CPU内核的性能、功耗等核心指标。目前国内外绝大部分芯片设计企业通过购买取得成熟嵌入式CPU内核授权的方式进行芯片设计，少数国际顶级芯片设计企业如高通、苹果等通过获得指令集授权，自行设计嵌入式CPU内核。

由于嵌入式CPU微架构设计具有较高的技术门槛和生态系统要求，目前全球仅有ARM、SiFive等少数巨头具备长期投入嵌入式CPU的设计研发能力，并对外开展授权业务。国内能兼容主流指令集、具有自主知识产权嵌入式CPU微架构设计能力的研发单位除国芯科技外，主要为龙芯中科和平头哥。

ARM是全球领先的半导体IP供应商，主要设计开发嵌入式CPUIP以及相关技术和软件，截至2018年末，ARM架构的芯片在全球手机市场上的份额超过90%，为全球嵌入式CPUIP授权市场龙头企业。

SiFive成立于2015年，是全球领先的商用RISC-V处理器IP和硅解决方案的供应。SiFive推出了基于RISC-V架构的多种嵌入式CPUIP，覆盖多性能多场景的处理器设计需求。

龙芯是我国最早研制的高性能通用处理器系列，于2001年在中科院计算所开始研发。2010年，龙芯中科技术有限公司正式成立并开始市场化运作。龙芯中科致力于龙芯系列CPU设计、生产、销售和服务。

平头哥是阿里全资的半导体芯片业务主体，主要针对下一代云端一体芯片新型架构开发数据中心和嵌入式IoT芯片产品。平头哥从云和端两个方面进行软硬深度协同的技术创新，目标是让数据和计算更普惠，持续拓展数据技术的边界。

嵌入式CPU未来市场前景可期

SoC芯片在嵌入式CPU内核的基础上集成了片上Flash、RAM以及各种功能电路模块等外围器件。SoC芯片的应用领域非常广泛，几乎涉及国民经济各大领域，包括智能手机、平板电脑、智能家电、智能家居等消费级领域，网络通信、信息安全、汽车电子、工业控制与自动化、智能电网、高铁、电力等工业级领域，以及物联网、车联网、人工智能等新兴应用领域，市场空间巨大。

未来，随着消费电子产品的技术迭代优化、工业自动化与智能化程度的提升、5G商用化进程的推进将带动物联网等新兴领域的爆发，SoC芯片应用前景可期。作为SoC芯片的核心与基础，嵌入式CPU具有广阔的市场空间与长期向好的市场前景。

以SoC芯片中主要的通用性芯片产品MCU为例，根据ICinsights数据，在经历2016年MCU市场规模和出货量衰退后，MCU市场规模和出货量大幅提高。MCU市场规模在2019年增长9.3%至204亿美元，2019年MCU出货量也从2018年306亿颗上升到342亿颗，增长幅度达11.7%。预计到2022年MCU市场规模将达到239亿美元，出货量达到438亿颗。

另外嵌入式CPU国产替代需求强烈。中国是全世界最大的半导体消费国家，但自给率仍然处于较低水平，特别是在高端核心芯片领域，自给率程度极低。部分核心领域，例如CPU、GPU、FPGA芯片等方面，国产化程度较低。嵌入式CPU应用的典型领域，如工业应用MCU等自给率仅有2%。

在中美贸易摩擦日趋激烈的背景下，作为其中重要组成部分的嵌入式CPU，其国产化替代已刻不容缓。特别是对于自主可控要求较高的应用场合，如信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信等关键领域，对自主可控国产嵌入式CPU的需求更为强劲和迫切。

从供给端看，国内本土厂商进行SoC芯片设计，绝大多数依靠国际主流嵌入式CPU厂商提供的成熟CPUIP授权。在国家重大需求和关键应用领域，直接使用国际厂商的嵌入式CPU核存在发展路径受制于人、自主可控性差等问题，因此基于自主可控和供应链安全的要求，急需实现嵌入式CPU的国产化替代。

可见，国芯科技、平头哥等具有自主知识产权、深厚技术积累、产业化应用较为成熟的国产嵌入式CPU厂商将迎来广阔的发展空间。