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27位清華學霸扛起中國芯片半壁江山，如今清華“芯片學院”成立啦！
2021年4月22日，清華大學集成電路學院正式成立，引發(fā)行業(yè)內外廣泛關注。據(jù)了解，集成電路學院將由原微電子與納電子學系與電子工程系共建，將發(fā)揮清華大學多學科優(yōu)勢，瞄準集成電路“卡脖子”難題，聚焦集成電路學科前沿，打破學科壁壘，強化交叉融合，突破關鍵核心技術，支撐我國集成電路事業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展。
作為我國集成電路人才培養(yǎng)的重要基地，清華為國家半導體產業(yè)輸送了不少人才，而他們或創(chuàng)業(yè)或投資布局的27家知名芯片公司，占據(jù)了“中國芯”的半壁江山。
01
芯片清華系：創(chuàng)業(yè)領域集中，
90%處于IC設計領域
整體來看，我國芯片產業(yè)布局已經覆蓋了“設計—制造—封裝測試”各環(huán)節(jié)，但在制造、設備領域上實力較弱。清華系芯片廠商在產業(yè)鏈上的分布，亦是如此。
據(jù)新財富統(tǒng)計，較為知名的清華系芯片公司有27家，既包括紫光展銳、紫光國微、兆易創(chuàng)新、長江存儲、韋爾股份、卓勝微等國內頭部公司，也有飛昂通訊、縱慧芯光、昆騰微電子、地平線機器人等初創(chuàng)公司，后者大多已完成C輪、D輪融資。
它們的創(chuàng)始人也呈現(xiàn)明顯的代際差異：朱一明、舒清明、虞仁榮、吳勝武、馮晨暉等上市公司創(chuàng)始人多就讀于清華大學電子系、物理系80-90級，而新一批的獨角獸創(chuàng)始人則多在上世紀90年代之后入學，如深鑒科技的三位創(chuàng)始人姚頌、汪玉、韓松同為師兄弟，分別來自清華電子系2011級、1998級、2008級。2018年，深鑒科技被賽靈思收購，據(jù)悉收購價在3億-4億美元之間。
清華各院系中，電子系順理成章成為芯片公司大牛基地。在可統(tǒng)計的芯片公司創(chuàng)始人中，有多達22位畢業(yè)于該系，另有少部分來自物理系、自動化系及精密儀器系。
這些清華系公司90%集中在上游的芯片設計領域，除了盛美股份和聞泰科技外，其余25家公司全部處于IC設計領域，且“術業(yè)有專攻”，分別從事5G基帶芯片（紫光展銳）、存儲芯片（長江存儲、兆易創(chuàng)新）、CMOS圖像芯片（韋爾股份、格科微）、無線通訊射頻芯片（博通集成、慧智微電子）、AI芯片（地平線機器人、燧原科技）等設計（表1）。
02
清華系，誰最牛？
在垂直細分領域，不少清華系芯片公司已經是國內該領域的龍頭。
● 紫光展銳：在5G和AI領域積淀頗深
紫光展銳是紫光系重要的芯片平臺，在5G和AI領域有著深厚積淀，其產品主要有5G基帶芯片、大型SoC 芯片（將CPU、GPU、調制解調器等芯片集成在一起的系統(tǒng)級芯片）、泛連接芯片（包括射頻、藍牙、物聯(lián)網(wǎng)等泛連接芯片）。
紫光展銳由展訊和銳迪科合并而成。2000年，清華77級校友陳大同回國創(chuàng)立了手機芯片設計公司展訊通信（簡稱“展訊”），2007年展訊登陸納斯納克。2013年，紫光集團斥資17.8億美元收購展訊。2014年，紫光集團又斥資9.1億美元收購銳迪科。銳迪科是物聯(lián)網(wǎng)芯片設計公司，2004年成立于上海，2011年在納斯達克上市。2018年，在趙偉國的操盤下，展訊和銳迪科合并成紫光展銳，打通了移動通信和物聯(lián)網(wǎng)兩大領域的核心芯片。
此后，曾學忠（物理系92級，后創(chuàng)立匯芯通信）、刁石京（曾任工信部電子信息司司長）等多個清華學子都曾任紫光展銳CEO。在5G方面，2018年9月，紫光展銳發(fā)布了“春藤”（5G基帶芯片）、“虎賁”（5G SoC處理器）兩大品牌，加速向中高端產品線布局。
根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會發(fā)布的2018年中國集成電路IC設計TOP10榜單，紫光展銳位列第二，僅次于華為海思。不過在2019年的榜單中，紫光展銳已下滑至第五名。
值得一提的是，紫光展銳擁有2G到5G的完整手機芯片技術，與華為海思同是國內僅有的兩家手機芯片平臺公司之一。由于華為海思的手機芯片不對外銷售，紫光展銳是國內唯一一家第三方手機芯片供應商。近年，國產手機出貨量下滑，紫光展銳的業(yè)績受到影響，但其仍然具有較高的戰(zhàn)略價值。目前，紫光展銳正在謀劃登陸科創(chuàng)板。
● 紫光國微：聚焦安全芯片，直供軍工份額較大
同屬紫光系的紫光國微，是安全芯片的主要提供者，產品覆蓋航空、航天、地面裝備、船舶等領域，直供軍工的份額比較大。其旗下主要業(yè)務平臺有三塊：深圳國微電子、同芯微、紫光同創(chuàng)。
其核心子公司深圳國微電子主營特種集成電路，是紫光國微最大的利潤來源。2019年，紫光國微營收同比增長39.54%至34.4億元，歸母凈利潤同比增長16.61%至4.06億元，而國微電子凈利潤5.06億元（占比達124.66%），甚至超出了紫光國微整體凈利潤。
另一子公司同芯微主營智能安全芯片，受下游需求驅動，其營收由2012年的3.32億元增至2019年的12.12億元，復合年增長率達到20.31%。但是，由于產品多處于中低端領域，門檻較低，競爭激烈，其盈利能力有所下滑。
紫光國微持股36.5%的紫光同創(chuàng)，則是國內FPGA芯片（基于可編程器件PAL、GAL發(fā)展而來，是半定制化、可編程的集成電路）領軍企業(yè)。FPGA芯片編譯難度較大，市場份額基本被賽靈思和英特爾壟斷，二者占全球份額分別為51.1%和35.8%，國內份額分別為48%和33%。中國本土廠商在國內市場占有率僅為3%，仍處于起步階段，不過近年在技術和產業(yè)化上均實現(xiàn)突破，比如，2015年，紫光同創(chuàng)推出了中國第一款完全自主產權的千萬門級高性能FPGA產品“Titan”系列芯片；2018年，紫光同創(chuàng)的PGT180H芯片通過中興通訊和新華三集團測試，首次實現(xiàn)國產FPGA芯片在通信市場的量產應用。
2021年1月，紫光國微公告稱，擬發(fā)行可轉債，募資不超過15億元，用于“新型高端安全系列芯片研發(fā)及產業(yè)化項目”、“車載控制器芯片研發(fā)及產業(yè)化項目”及補充流動資金，目前，該事項已獲得財政部批復及證監(jiān)會受理。
● 兆易創(chuàng)新：深耕存儲器市場，攜手長鑫存儲推進自研DRAM
成立于2005年的兆易創(chuàng)新，是國內的存儲芯片龍頭，主要業(yè)務為閃存芯片及其衍生產品、微控制器產品和傳感器模塊等，主要應用于消費市場，目前正進入工控、汽車電子等高端市場。2019年，存儲芯片業(yè)務收入占兆易創(chuàng)新總營收的比例達到79.79%。
在存儲芯片領域，國內外企業(yè)差距較大，中國內地企業(yè)的全球市占率僅有1%。
存儲芯片可簡單分為閃存和內存，內存主要為DRAM（動態(tài)隨機存取存儲器），閃存則主要包括NAND閃存和 NOR閃存（代碼型閃存芯片），按市場規(guī)模排序依次為DRAM、NAND閃存、NOR閃存。
目前，兆易創(chuàng)新的產品線包含了NOR閃存、NAND閃存、MCU、DRAM產品。在NOR閃存這個盤子約為三四十億美元的小市場中，兆易創(chuàng)新是世界主要參與廠家之一，其他主流供貨廠家為中國臺灣旺宏、美國Cypress、美國美光、中國臺灣華邦。
DRAM這個最重要的半導體細分市場，是兆易創(chuàng)新的攻堅重點。2019年，其與合肥產投、合肥長鑫集成電路（簡稱“合肥長鑫”）簽署合作協(xié)議，約定以可轉債方式對工藝制程19nm的12英寸晶圓存儲器研發(fā)項目投資3億元。兆易創(chuàng)新主要負責研發(fā)和代銷環(huán)節(jié)，兆易創(chuàng)新在自研產品成功之后，將交由長鑫12英寸存儲器晶圓制造基地（簡稱“長鑫存儲”）代工生產，這樣既能切入廣闊的DRAM市場，又免于承擔巨額資本支出壓力。此外，兆易創(chuàng)新還已基本建立DRAM的代銷體系。
目前，中國主要的DRAM制造廠商為福建晉華、合肥長鑫、紫光南京，但紫光南京的量產環(huán)節(jié)主要仍在臺灣力晶進行，僅福建晉華與合肥長鑫為大陸自產。
長鑫存儲的DRAM內存技術主要來源于已經破產的德國奇夢達，奇夢達是英飛凌半導體剝離出來的DRAM 芯片公司。長鑫存儲隸屬于合肥DRAM506項目，該項目為安徽省和合肥市重點工程，也是安徽省單體投資規(guī)模最大的工業(yè)項目，將建成國內規(guī)模最大、技術最先進的首個自主研發(fā)的DRAM制造基地；股東是合肥產投（出資99.75%）和合肥產投新興戰(zhàn)略產業(yè)發(fā)展公司（出資0.25%）。目前，長鑫存儲月產能已達4萬片/月，徹底打破了國外企業(yè)壟斷。
● 長江存儲：128層堆疊NAND閃存芯片，達到世界領先水平
長江存儲的模式和長鑫存儲類似，都由清華系公司牽手地方政府及國家集成電路產業(yè)投資基金（簡稱“大基金”）聯(lián)合成立，但二者主攻方向不同。
長江存儲是由紫光集團與武漢新芯合作成立的國家存儲芯片基地項目，專注于12寸3D NAND閃存的研發(fā)與制造。根據(jù)DRAM Exchange數(shù)據(jù)，NAND閃存市場的主要玩家有三星、東芝、閃迪、美光、海力士和英特爾，其中，三星市占率約為36%。
背靠紫光的長江存儲團隊強大。2018年5月，工信部電子信息司前司長刁石京入職紫光集團，出任聯(lián)席總裁，主管包括長江存儲在內的芯片業(yè)務。在此之前，電子信息司前副司長彭紅兵已經出任大基金副總裁兼長江存儲監(jiān)事會主席。
長江存儲首期投入超過240億美元。2018年起，其不斷取得技術突破，從最開始的32層堆疊的NAND閃存，向64層、128層技術躍進，而目前128層堆疊的NAND閃存已經實現(xiàn)量產出貨，良品率也高達75%。
此外，長江存儲還計劃在2021年實現(xiàn)192層3D NAND閃存的試產。閃存芯片巨頭美光、SK海力士最先進的水準就是192層堆疊的NAND閃存，這意味著長江存儲已經達到了世界領先水平。
而且，長江存儲計劃到2021年下半年將存儲芯片的月產量提高一倍，至10萬片晶圓，約占全球總產量的7%。據(jù)悉，三星電子目前每月約生產48萬片晶圓，而美光的月產能約為18萬片。這將進一步降低中國內存芯片的進口依賴度。
● 韋爾股份、格科微：國內CMOS 龍頭
在國內CMOS（圖像傳感器）領域，清華系公司位居龍頭地位，這要歸因于第一代清華系半導體公司豪威科技（Omnivision）的“人才孵化”作用。韋爾股份與格科微就是受益者。
2018年，虞仁榮旗下的韋爾股份從校友陳大同手中，接盤了私有化后的豪威科技。2019年，韋爾股份又完成了對中低端CMOS公司——思比科、視信源的收購，從而掌握了CMOS領域的高中低端技術，一躍成為國內龍頭。完成收購后，韋爾股份業(yè)績大爆發(fā)，2019年營收同比增長41%至136億元，歸母凈利潤為4.66億元，同比增長221%。
除了豪威科技，國內第二大CMOS芯片廠商格科微目前正在沖刺科創(chuàng)板，其創(chuàng)始人趙立新同樣來自清華，與虞仁榮、馮晨暉、趙立東等同是電子系85級畢業(yè)。
不過，格科微發(fā)軔于低端市場。2003年9月，在海外工作了8年的趙立新回國，創(chuàng)建格科微，從電腦攝像頭起步。2008年推出成本低于競爭對手20%的新產品后，格科微在國內手機圖像傳感器市場的份額從第三變成第一，成為全球低端圖像傳感器最大的供應商。值得一提的是，聞泰科技創(chuàng)始人張學政通過聞天下公司，持有格科微0.79%的股權。
曾擔任豪威科技COO的何新平（電子系80級），創(chuàng)業(yè)領域同樣選擇了CMOS。2011年，在豪威科技任職15年的何新平創(chuàng)立了晶相光。晶相光是CMOS領域少數(shù)專攻安防監(jiān)控市場的公司，其還強攻生物芯片，成功開發(fā)了基因定序芯片，2018年在中國臺灣掛牌上市。
● 卓勝微：深耕射頻前端芯片
同樣來自清華電子系85級的馮晨暉，于2006年成立了卓勝微。
卓勝微初始業(yè)務為數(shù)字電視、移動電視芯片，2010年后，以LNA（射頻低噪聲放大器）以及射頻開關為切入點，開始轉型射頻前端芯片的研發(fā)和銷售，2012年后形成完善的布局，陸續(xù)推出了包括GPS LNA、WiFi開關、天線調頻開關tuner、射頻通信LNA等產品，逐漸打入三星、小米、OPPO、vivo、華為等主要安卓品牌廠商的供應鏈，成為國內最大的射頻前端供應商、全球排名第五的射頻開關企業(yè)。
射頻開關是卓勝微傳統(tǒng)核心業(yè)務，2020年上半年，其相關業(yè)務收入為8.53億元，同比增長93.04%，占總營收的85%，并成功實現(xiàn)安卓一線終端品牌全覆蓋。
卓勝微的競爭力在于，其技術革新允許不同系列的射頻開關在生產過程中共用底層模具，從而大幅縮短備貨周期，降低了研發(fā)成本。
射頻模組的研發(fā)難點在于同時支持4G/5G的全頻段高復雜度模組，而高復雜度模組核心在于高性能濾波器及多工器的設計能力。2020年10月，卓勝微擬定增30億元布局濾波器及雙工器模組研發(fā)，其中，濾波器項目總投資金額達到22.74億元，接近其上市募集資金的3倍。
射頻前端的本土替代是黃金機遇，國產廠商需要的不是賽道創(chuàng)新，而是技術攻關，通過自主研發(fā)高性能濾波技術和PA設計工藝，實現(xiàn)4G/5G射頻芯片的產品化、小型化、模組化。即使對國產替代進程充滿信心，但國際半導體龍頭的資本開支動輒百億美元起，國產廠商的體量與投入規(guī)模尚難以與之相比，國產替代道路上險阻重重。
● 飛昂通訊、燧原科技：新秀崛起
清華系芯片初創(chuàng)公司——飛昂通訊值得期待，其有望填補國內高端光纖芯片市場空白。2014年，畢業(yè)于清華電子系的毛蔚、白昀夫婦回國創(chuàng)辦了飛昂通訊，專注于光纖和有線通訊領域集成電路的研發(fā)。2017年，飛昂通訊成為國內首家量產25G/100G高速光互連收發(fā)芯片的企業(yè)，打破了高端光通信芯片被國外廠商壟斷的局面。
另一個崛起的清華系芯片公司，則是做AI芯片的燧原科技。其創(chuàng)始人趙立東（電子系85級）曾任職于AMD中國，后赴銳迪科任總裁，2018年3月創(chuàng)立燧原科技。燧原科技創(chuàng)業(yè)團隊主要來自AMD，其推出了中國首枚自主研發(fā)的人工智能高端訓練芯片。
燧原科技在芯片圈被人熟知的是：創(chuàng)紀錄地用18個月，將技術門檻最高的AI訓練芯片“邃思”一次性流片成功，并于2019年12月對外發(fā)布基于“邃思”的云端訓練加速卡“云燧T10”，直接PK在這一領域處于壟斷地位的英偉達Tesla V100。
2021年1月15日，燧原科技宣布完成C輪18億元融資。這距其上一輪7億元融資僅僅間隔了不到8個月。值得一提的是，成立不到3年，燧原科技累計融資超過31億元。而每一輪投資機構中，都有騰訊。
整體來看，清華系芯片公司給國產芯片設計行業(yè)貢獻了十足的力量。根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年在中國IC設計前十強中，清華系公司占據(jù)了足足4席，分別是韋爾股份（第2名）、紫光展銳（第4名）、格科微（第6名）、兆易創(chuàng)新（第7名）、比特微（第8名）、紫光國微（第10名）（下表）。
資料來源：新財富、芯謀研究
來源：2021-04-25 科創(chuàng)之道 微信號：FinanceDL/新財富、芯謀研究
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