探寻“芯”火燎原的幕后英雄——走进芯原股份
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◎郑维汉 记者 李兴彩
在一根头发丝直径大小的空间，用上万颗晶体管构建起一座高楼大厦；在一个指甲盖大小的空间内放进上百亿颗晶体管，构建一座芯片之城。这背后的难度和科创含量之高，不言而喻。近日，上海证券报记者走进芯原股份，探寻芯片设计的奥妙。
“如果说芯片是房子，那么IP就是房子里的厨房、客厅，标准单元库是砌房子用的砖。”芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民耐心形象地向记者解释，20多年前，中芯国际想承接“造房子”工程，但是没有“砖”，于是他回国开始“烧砖”，就有了今天的芯原股份。
芯原股份是一家依托自主半导体IP，为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务的企业，公司为包括谷歌在内的芯片设计公司、IDM公司（半导体垂直整合制造商）、系统厂商、大型互联网公司和云服务商等各类客户，提供高效经济的半导体产品解决方案。
芯原股份预计2024年第三季度实现营业收入7.18亿元，环比增长16.96%，同比增长23.60%；预计第三季度新签订单为6.48亿元，截至第三季度末在手订单21.38亿元，在手订单连续四个季度保持高位，其中一年内转化为收入的比例为78.26%。
持续研发投入 创新成果斐然
“全世界72家客户的128款AI类芯片里集成了芯原NPU IP，合计出货量已经超过了1亿颗。”谈及芯原股份IP业务的最新进展，戴伟民非常振奋地拿AI领域的成绩来举例。芯原股份的IP营收已经连续多年排名全球第七、中国第一，IP种类排名全球前二。
在半导体IP领域，芯原股份如此成功，其背后的秘诀是什么？
“持续高研发投入带来的技术成果积累是根基。芯原股份每年的研发投入占到营收的30%以上。”戴伟民表示，长期的高研发投入，让芯原股份有能力构建起一条技术护城河。
戴伟民介绍，作为一家平台化的芯片设计服务公司，芯原股份拥有图形处理器IP（GPU IP）、神经网络处理器IP（NPU IP）、视频处理器IP（VPU IP）、数字信号处理器IP（DSP IP）、图像信号处理器IP（ISP IP）和显示处理器IP（Display Processor IP）等六大类处理器IP，以及1600多个数模混合IP和射频IP。
数量庞大的IP矩阵，也让芯原股份得以覆盖物联网、可穿戴设备、智慧电视、智慧家居、安防监控、服务器、汽车电子、智能手机、平板电脑、智慧医疗等各种应用领域。
芯原股份之所以敢持之以恒地进行高研发投入，是源于对市场的准确判断和资本的支持。
“那时候A股还没有推出科创板。芯原股份最初瞄准了去纳斯达克上市，才敢做这么高投入。”戴伟民解释，相较于盈利，纳斯达克市场更看重科技公司的研发能力，投资者相信技术领先的公司具有更远大的发展前景；芯原股份早期的投资者更多是美元基金，他们也有耐心给公司更多的发展时间。
在戴伟民看来，人才投入也是研发投入的一部分，且更为重要。“在近两年行业景气度下行的背景下，芯原2024年招聘了200多名应届毕业生，名校毕业的硕士生占比达到97%。”戴伟民说，芯原不仅重视人才，更善于逆周期储备人才。“这些应届生上手很快，三五年内就能成长为公司的技术骨干。”
截至2024年6月底，芯原股份拥有研发人员1640人，占比89.18%，其中硕士及以上学历的研发人员占比达87.74%；中国本土研发人员中，具有十年以上工龄的占比28.82%，员工平均年龄为33.11岁。
定增加码主业 内生外延发展
“产业下行时期是半导体IP行业整合的良好时机。作为半导体IP和一站式芯片定制服务平台的行业龙头，芯原股份非常适合做并购。”谈及当下日渐火热的并购市场，戴伟民表示，未来公司将继续依托平台化公司对行业的理解，积极推进产业生态建设，视业务需要择机进行与公司战略发展方向相一致的投资或并购。
事实上，芯原股份多年以来一直坚持以内部自主研发为主，在自主创新的同时适时对所需的技术和团队进行准确的收购和引进、吸收再创新，企业的IP产品线得到了充实，芯片定制能力逐渐变强。
“芯原股份于2016年1月收购图芯美国100%股权，在获得GPU IP的基础上，又打造了自己全新的NPU IP和GPGPU IP产品线。”戴伟民举例说。现在，基于自有的IP，公司已拥有丰富的面向人工智能应用的软硬件芯片定制平台解决方案，涵盖如智能手表、AR/VR眼镜等实时在线（Always on）的轻量化空间计算设备，AI PC、AI手机、智慧汽车、机器人等高效率端侧计算设备，以及数据中心/服务器等高性能云侧计算设备。
基于公司独有的芯片设计平台即服务（Silicon Platform as a Service, SiPaaS）经营模式，芯原股份主营业务的应用领域广泛。
“20多年来，芯原股份做了若干次并购，无论是对国内团队的并购，还是对国际团队的并购，一直能够保证研发的持续性和核心团队的稳定性。”谈及并购经验，芯原股份执行副总裁、业务运营部总经理汪洋表示。
芯原股份正在推进定增事宜。根据披露，芯原股份拟定增募资18.08亿元，其中10.89亿元用于“AIGC及智慧出行领域Chiplet解决方案平台研发项目”，7.19亿元用于“面向AIGC、图形处理等场景的新一代IP研发及产业化项目”。
市场需求爆发 公司未来可期
“随着信息技术的高速发展，数据价值挖掘是大势所趋，人工智能技术是将这些数据转化成为高价值的重要手段。”谈及定增项目，戴伟民表示，从终端设备到云服务器，人工智能技术将被广泛部署，深入到人们日常生活的方方面面，这其中，AI计算类IP和基于Chiplet架构的高性能计算芯片的应用前景非常广阔。
Open AI预估，人工智能应用对算力的需求每3.5个月翻一倍，每年增长近10倍，这极大地提升了神经网络处理器、GPGPU（通用图形处理器）和相关高性能计算技术的市场应用空间，并对其性能提出更高的要求。
苏黎世联邦理工学院计算机视觉实验室发布的《AI Benchmark IoT性能榜单》中，位列前5的处理器中就有3款芯片内置了芯原股份的神经网络处理IP；芯原股份自主知识产权的GPGPU IP也已被客户采用部署至各类面向数据中心、高性能计算、汽车等应用领域的高性能AI芯片中。
戴伟民介绍，在数据处理领域，针对日益增长的支撑AIGC应用的海量算力需求，公司拥有面向高性能计算的AI GPU IP、高性能GPU IP和GPGPU IP等，可满足客户广泛的人工智能计算需求；在汽车电子领域，除了丰富的车规IP布局外，公司还为某知名新能源汽车厂商提供了基于5纳米车规工艺制程的自动驾驶芯片的一站式定制服务。
而在当前最热的Chiplet（芯粒）领域，芯原股份也取得了领先的竞争优势。
“通俗地说，Chiplet就如同搭积木一样，把一些预先在工艺线上生产好的实现特定功能的芯片裸片，通过先进的封装技术集成封装在一起，从而形成一个系统芯片。”戴伟民说，“Chiplet的优势在于，芯片不需要全部做到5纳米或者4纳米，而是根据性能需求，只有一部分采用5纳米或者4纳米工艺，另一部分可采用14/12纳米或者28/22纳米，成本就降低了。而且因为不需要制作单颗大芯片，良率也得到了提升，这也进一步降低了成本。其实大部分Chiplet是通用的，因此还可以通过‘众筹’，几家公司分摊开发成本。”
目前，芯原股份正在将其在SoC中扮演重要角色的半导体IP升级为SiP中的Chiplet，并基于此构建基于Chiplet架构的芯片设计服务平台。
