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作为汽车控制的核心芯片，车用MCU在电气化、智能化的汽车新趋势下爆发出旺盛的生命力。它不仅在汽车上的用量大，其价值也占比较高。在此背景下，国产MCU厂商开始加大投入力度，上海芯旺微电子技术股份有限公司（简称“芯旺微”）作为国内MCU供应商，在缺芯潮之前就已经大力发展车规级MCU，并抓住机会获得了众多车厂的支持，并进入了国内一线主机厂的供应链。日前，芯旺微科创板IPO已获受理，保荐机构为招商证券。2023年，芯旺微正式申请了IPO，显示了其在资本市场的雄心。
然而2023年，随着半导体行业进入下行周期，芯片“缺货潮”结束，各大厂商芯片库存水位逐渐上升。在这个过程中，消费电子相关的芯片遭遇最大的打击，而相对保持坚挺的则以工业、汽车类芯片为主。各大国产MCU厂商也开始纷纷瞄准了车规级这条赛道，几乎所有厂商一夜之间都拥有了车规级产品线。芯旺微虽深耕车规级多年，拥有一线车企的支持，以及自主研发的指令集与内核，未来发展仍面对较多不确定性。下面就由笔者来为读者解读一下芯旺微的科创板上市招股说明书，谈谈芯旺微的乐与忧。
关于芯旺微
自2012年成立以来，芯旺微已在集成电路设计领域取得了显著的成果。该公司主要以自主研发的KungFu指令集和MCU内核为基础，深耕于车规级、工业级MCU的研发、设计及销售。芯旺微以其严格的品质和创新的技术，逐渐成为行业中的佼佼者。
从技术角度来看，芯旺微拥有从8位到32位、从DSP到多核产品的全方位布局。这意味着其产品线非常丰富，覆盖DSP、MCU和数模混合SOC等。特别是面向汽车市场，该公司为众多汽车制造商提供了差异化的半导体解决方案。
不仅如此，芯旺微在市场方面也取得了巨大的成功。它的车规级32位MCU产品已实现大规模量产，与多家国内外大型车厂如韩国现代、德国大众等达成了合作，并成功进入其供应链体系。这一进展为其在多个应用领域如车身、底盘线控、BMS、OBC、仪表、多媒体等打开了大门。
自创立之初，芯旺微就决定走自主研发之路，先后研发出了8位的KungFu8和32位的KungFu32指令集及内核。此外，他们还成功量产了搭载KungFu8内核的工业级MCU及AIoT MCU，显示了公司的技术深度和宽度。对于MCU技术，位数的增加可以为复杂应用带来更大的运算能力和存储空间，芯旺微的技术进步也使得其产品更加具备竞争力。
2019年，芯旺微开始重点发展汽车级MCU，并在当年推出基于KungFu8内核的KF8A系列车规级MCU，广泛应用于汽车门窗、照明、座椅等场景。随后在2020年，它再次发布了基于KungFu32内核的多款MCU产品，进一步拓展了其业务范围。2021年，新一代的KF32A156系列车规级MCU产品面世，进一步进军多家知名汽车零部件厂商的供应链体系。
多轮融资，芯旺微估值火箭上升
2019年可以说是芯旺微的一个转折点。在这一年的12月，公司推出了多款基于KungFu内核的MCU产品，这些产品很快在市场上获得了认可。紧接着，在2020年，公司完成了亿元A轮融资。这笔资金为公司带来了更多的研发能力和市场扩展的可能性，特别是在高性能MCU的开发和汽车电子领域。
随后的几年，芯旺微的发展势头更为迅猛。除了B轮和C1轮融资，公司又在C2轮融资中得到了多家知名投资方的支持。其中，一汽、上海科创、张江科投等都参与了这轮的投资。与此同时，公司在A、B轮融资中也得到了中芯国际主导机构中芯聚源的大力支持。
从2021年开始，芯旺微的市场估值开始火箭般地上升。A轮融资时，估值已达到约7.3亿元；到了B轮融资，这一数字跃升至约25.64亿元；到C轮融资时，更是达到了惊人的100亿元。这样的速度和高度，无疑验证了芯旺微技术的先进性和市场的高度认可。
但是，成功的背后也伴随着挑战。在资本操作过程中，一些原股东因各种原因选择了折价出售股份，这也给公司带来了一些变数。例如，在2022年8月，润物控股、南京烨迈和联储创投选择了以折扣价格转让股权，这无疑给公司的股权结构带来了新的调整。
然而，芯旺微的核心力量始终未变。丁晓兵和他的弟弟丁丁，两人合计持有公司超过60%的股份，并控制了公司绝大部分的表决权。他们的领导下，芯旺微不仅在技术上保持了领先，还在市场上获得了广泛的合作和支持。上汽集团和一汽集团等大型企业都成为了公司的股东，这进一步加强了公司在汽车电子领域的市场地位。
豪赌汽车，车规级MCU营收占比超70%
芯旺微主要财务数据及财务指标（2020-2022），来源：芯旺微IPO招股说明书
从招股书中的营收数据来看，近年来芯旺微的主导产品已经从工业转向车规级MCU，并在公司的营业收入中占据了巨大的比重。
从2020年至2022年，芯旺微的营业收入持续增长，其中分别达到9834.02万元、2.33亿元和3.12亿元。而值得关注的是，车规级MCU在这三年的营业收入中的贡献分别为0.82%、24.73%和71.23%。这意味着，随着时间的推进，车规级MCU产品在芯旺微的收入中所占的比重也呈现出显著的增长。
具体来看，从2020年至2022年，芯旺微车规级MCU的出货量超越了5000万颗，营业收入从81.06万元增长至2.23亿元。这种增长的背后，受益于公司在这一领域的持续投入和产销规模的扩大，确保了其营业收入和净利润的持续健康增长。收入结构上，芯旺微在2020年至2022年期间实现了从主要生产工业级MCU到集中产力生产车规级MCU的战略转型。2020年度时，公司还处于车规级MCU产品推出的初期阶段，但随着时间的发展，尤其是在2021-2022年，芯旺微成功抓住了汽车缺芯和芯片国产化的行业机遇，成功将其车规级MCU产品整合进多家知名汽车零部件厂商的供应链中，从而实现了销售收入的快速增长。
招股书中进一步详细揭示了这段时间内公司的业绩表现。从2020年到2022年，芯旺微的营收和归母净利润均呈现出正向增长。其中，营收从0.98亿元增长到3.12亿元，而归母净利润则从-2620万元转变为6124万元的正增长。此外，收入来源主要集中在车规级MCU和工业级MCU，这两者在2022年分别贡献了公司71.23%和23.34%的营收。
这样的增长也证明了芯旺微在市场上的竞争力。事实上，头部企业的营收已经占到了芯旺微总营收的40%以上，这无疑表明了其产品的出色性能和市场接受度。
主营业务收入，来源：芯旺微IPO招股书
主要业务收入构成，来源：芯旺微IPO招股书
通过其优异的产品性能、稳定的交付能力和及时的本地化服务等优势，在短短几年内，芯旺微在车规级MCU市场中取得了显著的进展和成果，从中也可以看出芯旺微已经将业务重心转向车规级MCU，豪赌汽车市场。
此外，2022年芯旺微的综合毛利率为52.47%，相较前一年下降了2.68个百分点。这与2020年的48.32%和2021年的55.15%相比，有所变化。公司解释，毛利率的变动受到行业竞争、市场供需、技术进步和原材料价格等因素影响。
在MCU产品细分方面，车规级MCU从2020年至2022年的销售均价上涨，从每颗2.21元增至5.79元，而单位成本从0.95元增至2.66元，导致同期毛利率分别为56.90%、60.12%和54.10%。相比之下，工业级MCU的销售均价和单位成本变动较小，毛利率也相应波动，分别为47.07%、53.47%和45.37%。这些数据反映了市场变化和公司策略对其经济状况的影响。
库存偏高、研发费用偏低
从招股书来看，虽然营收和归母净利润都在增长，但财务流动性方面，芯旺微的经营活动产生的现金流量净额在2020年至2022年都是负值，且在2022年进一步扩大，达到-1.34亿元。这主要是由于备货、应收票据、应收账款和预付款项等经营性应收项目的增加。
此外，从招股书中还可以看出，芯旺微还面临几个未来的发展隐患：
1.从资产层面看，芯旺微在2022年增加了大量的存货，高达2.53亿元，这占了同期流动资产的31.49%。与此同时，存货跌价达到了614.54万元。大部分的存货为原材料，特别是晶圆，占比高达57.39%。为了应对上游的产能波动，芯旺微为自己设置了一定的安全库存。
与同行研发费用比较，来源：芯旺微IPO招股说明书
2.其研发费用从2020年至2022年持续增长，但相较于同行业其他公司，这些费用和费用率都显得偏低，低于同业上市公司平均值。2020年至2022年，芯旺微的研发费用分别为1473.78万元、3887.76万元和6272.86万元，其费用率在这期间从14.99%逐渐上升至20.08%。然而，与同行业可比公司相比，其研发费用率仍低，尤其在2022年，差距最大，达到了近2个百分点。
3.车用芯片市场的现状也对芯旺微产生了压力。尽管部分车用MCU和IGBT预估在2023年将面临供应短缺，但随着供应链调整和供应增加，这一压力正在逐渐缓解。投资银行摩根士丹利更是提醒了车用芯片可能面临的供给过剩风险。
4.芯旺微还拥有多项知识产权，其中包括13项专利和30项集成电路布图设计。需要注意的是，其中9项集成电路布图设计在未来的3-4年内即将过保护期。
独立自研的KungFu IP带来差异化优势
芯旺微电子专注于基于自主处理器架构的高可靠、高品质8位、32位MCU器件的研发设计。它在工业级与汽车级8位MCU以及32位MCU&DSC采用的拥有自主IP的KungFu8和KungFu32内核处理器架构。经过10年的验证，这两个架构已经证明了其价值。工业级、车规级MCU累计出货超5亿片，这确实是一个不小的成就。
自主IP KungFu8 & KungFu32内核架构处理器是芯旺微电子的独特之处。特别是KungFu32，它基于16位/32位混合指令的高效指令集。它的一些显著特点包括单周期32X32 MAC单元、单周期16 X 16的双MAC单元、最多支持8个64位 ACC累加操作、32÷32硬件除法器，以及DSP运算指令支持音频/视频单指令多数据操作。这种设计不仅增强了其性能，还支持自动循环程序，有效减少了指令开销。
在国内市场上，尽管ARM架构MCU占据了大部分份额，但芯旺微电子坚持其自主研发的KungFu内核架构，并取得了成功。这种架构的优势在于其高度的自主性，能够避免因为IP授权问题而被“禁用”的风险。同时，这也为公司带来了创新的空间，使其产品在同质化严重的市场中脱颖而出。
尤其在汽车领域，芯旺微电子在内核设计上实现了差异化创新。KF32系列充分平衡了性能与功耗，确保了高可靠性能，同时在低功耗、高可靠、高性能三方面实现了优良的平衡。这不仅为汽车提供了出色的性能，还满足了各种外设的需求。例如，KF32A151芯片，为了满足汽车电子的多样化需求，采用了丰富数模混合外设以及多达6路CAN接口。
芯旺微电子的产品线非常丰富。除了提供高品质的MCU产品，它还致力于满足不同市场的多样化需求。目前，公司已有200多种型号，计划在未来几年将型号增加至上千种，全面覆盖MCU的市场需求。在汽车领域，芯旺微电子的产品已经被广泛应用，如照明系统、车身控制、座舱仪表以及更核心的零部件如E-fuse、BMS、OBC、EPB、ABS、EPS和VCU等。
值得注意的是，KF8A和KF32A两大系列已经在汽车前装市场取得了重要的突破，它们具备良好的一致性和稳定性，满足汽车市场的复杂环境需求。两大系列覆盖了从8位到32位的所有需求，通过AEC-Q100车规品质认证，广泛应用于汽车的各种场景，如车身控制、汽车电源与电机、汽车安全和智能座舱等。
目前，汽车MCU的市场格局被Renesas和NXP等国外巨头主导，其中Renesas的市占率已超过30%，而前六大制造商的市占率已超过80%。这种情况明显表现出国外品牌在产品稳定性、电机控制算法和品牌知名度上的明显优势。
相对来说，国产车规级MCU的整体占比过低，既是劣势，也是优势。芯旺微电子是国内为数不多的具有完全自主IP内核技术的MCU设计公司，目前已经在汽车市场上已经取得了一些进口芯片的国产替代成果。
目前，主流的MCU技术还是基于RISC-V和ARM两大架构。其中，RISC-V因其低功耗和高性价比在汽车级芯片应用中备受青睐，而ARM则传统上更多地应用于移动通信领域。然而，随着ARM近年来也开始进军汽车芯片市场，这两大架构之间的竞争日趋激烈。
KF32A156 系列（32 位车规级 MCU）与竞品比较，来源：芯旺微IPO招股说明书
芯旺微电子的KungFu32内核主要针对中端市场，与ARM的Cortex-M3内核相对应。尽管如此，相比于其他国内厂商，芯旺微电子在MCU技术研发定位和后续规划上仍然处于领先地位。这些自研的内核不需要外部授权，因此不存在被禁用的风险，为汽车供应链提供了巨大的安全保障。与此同时，芯旺微电子还根据汽车市场的具体需求为客户提供定制化的接口设计服务。
芯旺微电子MCU自主研发了所有核心外设IP，涵盖eflash存储、低温漂内部OSC、12位ADC、12位DAC、USB等多项技术。尽管其近几年的净利润显示了正向增长，从-2620.23万元到6251.8万元，但该公司的经营活动现金流量净额持续为负。招股书指出，这主要由于存货及应收款项的增加，尤其是存货的显著上涨。到了报告期末，芯旺微的存货账面价值达到了2.53亿元，占其流动资产的31.49%。
如何解决独立IP的生态劣势？
芯旺微电子的核心优势是拥有完全自主的指令集和内核。这不仅意味着他们在技术创新上有更大的自由度，而且在市场上也不会受到外部授权的约束和限制。但这样的独立性同时也带来了挑战，特别是在开发生态的建设上。为了使其微处理器能够在不同的应用领域发挥作用，芯旺微需要投入更多的资源去打造一个完整且易于使用的开发生态。
在生态方面，芯旺微首先加强了与众多知名汽车零部件厂商的深度合作。包括上汽集团、一汽集团和长安汽车在内的多家知名汽车制造商都在其产品中采用了芯旺微的MCU。此外，公司还成功地进入了现代汽车和大众汽车等国际知名品牌的供应链。
此外，芯旺微电子选择了Fabless（无晶圆代工）的经营模式，这意味着他们将制造过程外包给其他厂商，而专注于设计和研发。其主要供应商包括国内知名的中芯国际和华虹宏力等。此外，为了确保产品的高品质和可靠性，他们与多家测试和封装服务提供商建立了合作关系。
为了使客户能够更容易地开发和部署应用，芯旺微电子还研发了一整套配套的开发工具。这包括集成开发环境、C编译器和仿真器等，旨在为开发者提供一站式的服务。这些工具不仅提高了开发效率，还确保了应用的稳定性和可靠性。
IPO的钱打算怎么用？
芯旺微筹集资金运用项目，来源：芯旺微IPO招股书
这次IPO，对于芯旺微电子而言，无疑是一个重要的里程碑。计划中的17.29亿元募集资金，旨在进一步强化公司的研发能力、产业化进程和市场竞争地位。资金将被分配到多个项目，包括车规级MCU、工业级和AIoTMCU的研发与产业化，还有车规级信号链及射频SoC芯片的开发。此外，为确保技术的领先和产品的质量，部分资金将用于建设测试认证中心。同时，为保障公司日常运营的稳定和扩展，补充流动资金也是资金使用的一个重要方向。
展望未来，芯旺微电子还将进一步深化与主流汽车制造商的合作，特别是与中国一汽。目标是大力推进高功能安全等级的车规芯片的研发和商业化，进一步巩固在高端市场的地位。
总结:芯旺微面临的挑战和机遇
总的来看，芯旺微电子在集成电路设计领域的成功归功于其技术实力和明确的市场定位。经过十余年技术积淀，其车规产品在市场中有了令人瞩目的地位，这一点值得肯定。
从招股书中披露的部分信息来看，芯旺微未来有较大的发展前景，但也面临不少挑战：
1.同行竞争。目前国内有不少企业已经通过32位MCU的AEC-Q100认证，如杰发科技、比亚迪半导体等。虽然芯旺微的优势在于自主研发的KungFu内核架构，但同样走开源架构的RISC-V的车规级MCU也有不少国产玩家。基于RISC-V内核在车规级MCU上的应用开始加速。瑞萨、晶心、siFive、芯来、先楫半导体、凌思微、爱普特等IP厂商都在研制推出车规级的RISC-V处理器 IP，推动在RISC-V在车规级MCU技术和应用上的贡献度越来越高。从布局上来看，芯旺微、旗芯微、芯驰科技、云途、曦华科技等，都在打造满足ISO 26262标准的产品开发和流程体系版图。
2.行业周期下行，半导体市场有其独特的枯荣周期。例如，2020年，因为疫情，许多汽车公司对市场预期过低，减少了半导体订单。但到了2020年底，随着全球汽车市场的恢复，半导体行业出现了供应紧张的情况。如今缺芯潮过去，也进一步加剧市场的激烈竞争。在2022年很多本土厂商已经推出或正在研发支持ASIL D功能安全等级的车规MCU产品，在2023-2025将是产品研发、品牌推广和拓宽业务线的重要冲刺阶段。随着接下来国产车规级MCU的逐步放量，价格战恐怕就在眼前。
3.芯旺微在研发投入上的占比相比同类国产厂商仍然偏低。美国芯片法案对国内车规级半导体影响主要集中在高阶制程、自动驾驶等领域。中国汽车芯片厂商短期内难以取得突破，包括在高安全性、高算力要求的芯片产品领域和涉及安全性较高的底盘类芯片、控制类芯片产品。此外，车规级芯片采用先进工艺比例仅为6%，且面临晶圆生产制造高度集中的垄断局面。所以对于大多数耕耘于低端市场的芯片公司无关痛痒。芯旺微电子的KungFu32内核主要针对中端市场，与ARM的Cortex-M3内核相对应。如果不能杀入高端市场，那么芯旺微产品的技术护城河还不算高，仍然得在中低端与国产同行竞争，最终会进入价格战的红海。
4.与恩智浦、微芯、瑞萨等国外 MCU 厂商以及兆易创新、中颖电子等国内已上市 MCU 厂商相比，公司营业规模、资金规模等相对较小，抗风险能力较弱。芯旺微采用 Fabless 经营模式，集中优势资源进行产品研发，追赶头部厂商的技术能力。若国内外宏观经济形势、自身经营管理、市场需求、技术研发等因素出现重大不利变化或发生因不可抗力导致的风险。
5.最后一点挑战也是作者补充的。由于车规级产品周期长，见效慢，仅仅依靠车规级MCU，在没有形成市场的正向反馈，并占有一定的市场份额之前很难形成财务上的良性循环。纵观产业内，大多数号称做车规级MCU的国产厂商都有一两个自己比较占优势的市场或业务线来补贴车规级产品。这一点也是未来芯旺微可能要重点考虑的。
最后，尽管全球半导体产业目前面临低潮，但车用芯片依然炙手可热，新能源汽车的崛起也进一步加大了对MCU的需求。国产MCU在与国际大厂竞争的过程中，本土优势和积极的市场策略将是关键。
募集资金研发项目，来源：芯旺微IPO招股书
目前，诸如瑞萨、恩智浦、英飞凌等国外 MCU 厂商已推出数款多核车规级 MCU产品，通过锁步核和非锁步核的不同组合，以符合 ISO 26262 汽车功能安全等级要求，广泛应用于汽车和工业领域。芯旺微也在加大研发投入，基于自主 KungFu32D 指令集积极开发 KungFu32DA 多核系统。KungFu32DA多核系统包含多个独立的锁步核及非锁步核，符合 ISO 26262 汽车功能安全ASIL-D 级标准，能够应用于汽车动力、底盘、辅助驾驶、域控制器等场景。该等车规级 MCU 在工作主频、存储容量、集成度、软件架构等多项指标上相比现有产品均有较大提升，相信将有助于芯旺微车规级MCU在该领域的技术突破，进一步提升产品竞争力和市占率。
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