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1、紫光国微：中国特种芯片、安全芯片、FPGA三大赛道的龙头企业
1.1、发展历史：紫光集团旗下核心企业，内生外延扩充产品结构
紫光国微（.SZ）为紫光集团旗下集成电路产业的核心企业。紫光集团是清华大学旗下的高科技企业。集团以集成电路为主导，专注于构建从“芯”到“云”的高科技产业生态链。其主要子公司为紫光展锐、紫光国微（.SZ）、长江存储、紫光存储和紫光股份（.SZ）。紫光展锐主要布局在基带芯片领域，长江存储和紫光存储专注于存储芯片，紫光股份专注于IT服务领域，紫光国微（.SZ）主要聚焦于智能卡芯片、特种芯片以及FPGA等。
紫光国微聚焦“安全芯片”领域。紫光国微成立于年，年于深圳证券交易所上市。公司借助紫光集团在融资和并购领域的丰富经验，坚持“自主研发与投资并购”相结合。发展过程中，公司名称共更替过4次，分别为晶源电子、同方国芯、紫光国芯和紫光国微。
紫光国微的主营业务为集成电路芯片设计和销售及晶体业务，主要产品包括特种集成电路、智能安全芯片及部分晶体元器件等。上市公司来自集成电路业务（特种集成电路、智能安全芯片）的营业收入占比在70%以上，晶体元器件占比呈逐年降低趋势。
1.2、主要产品：特种集成电路和智能安全芯片
中国安全芯片领域龙头企业。公司的主要业务为集成电路芯片设计与销售，包括特种集成电路、智能安全芯片，分别由深圳市国微电子有限公司（简称“国微电子”）和紫光同芯微电子有限公司（简称“同芯微电子”）两个核心子公司承担。石英晶体元器件业务由子公司唐山国芯晶源电子有限公司（简称“国芯晶源”）承担。未来，公司将继续积极布局半导体芯片产业领域，聚焦芯片设计业务、并将在FPGA业务中引入战略投资者。
年上半年，同属集成电路业务的特种集成电路、智能安全芯片业务占营业收入比重的92.65%。其中，特种集成电路为公司最主要产品，占营业收入比重高达55.07%。晶体元器件则占营业收入的5.91%。
2、特种集成电路业务：下游高景气，特种装备需求高速增长
紫光国微的特种集成电路业务由深圳国微电子子公司承担，产品极其多元化，覆盖航空、航天、电子、船舶等重要领域。深圳国微电子是首家启动国家“”工程的集成电路设计公司，已承接特种装备重点项目多项和多项国家重大专项项目，是集成电路领域承担国家重大专项项目数最多的民营企业。公司为特种FPGA及特种存储芯片的国产主要供应商。
特种装备驱动特种集成电路发展。特种集成电路能够满足安全性、可靠性、环境适应性及稳定性的高要求，是决定特种装备信息化性能的关键因素。当前市场对特种设备的技术应用以及网络化、自动化要求日益提高，随之特种装备的订货需求高速增长，行业呈快速增长态势。受制于中国技术水平等因素，目前作为特种装备核心的特种集成电路产品已经成为制约发展的瓶颈。为提高特种装备的安全保障能力，特种装备生产企业的新一轮采购需求有望激增。
紫光国微的特种集成电路业务的主要产品包括：微处理器、存储器、可编程器件、总线、接口驱动、电源管理和定制芯片等七大类近个品种。年度，该业务各个领域都实现了高速增长，全年实现营业收入10.79亿元，大客户数、合同量、销售额均大幅增长，成为特种行业领域内国产芯片的主力*。国微电子年实现收入10.79亿元，同比增长76.5%；实现净利润5.06亿元，同比增长.0%。20H1实现收入8.1亿元，同比增长62.8%；实现净利润4.1亿元，同比增长99.0%。
特种集成电路业务各个品类发展空间巨大。（1）新一代的大规模可编程器件FPGA系列产品已经研制完成，该产品的市场前景巨大，是用户国产化率提升的核心器件之一，该产品的顺利推出将进一步强化公司在该产品领域的龙头地位；（2）公司的可编程系统集成芯片（SoPC）产品已经成为国内的标杆性产品，用户数不断增加，下一代新产品的研制进展顺利；（3）公司的高性能电源类产品的用户快速增长，在多个应用领域实现了国产化率提升；（4）3D封装集成存储器产品销售快速增长，产品应用覆盖面逐步扩大。（5）DC/DC电源产品已经被多个用户选型使用，后期将形成批量应用。上述新产品的持续推出，为后续业务的快速增长提供了有力保障。
3、FPGA业务：中国龙头有望打开广阔成长空间
3.1、FPGA：“万能”芯片，技术壁垒高
FPGA（Field-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列）是站在集成电路顶端的“万能”芯片。FPGA是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA被广泛应用在电子通信、汽车、数据中心、工业控制等领域。FPGA由可编程输入/输出单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式块RAM、丰富的布线资源（时钟/长线/短线）、底层嵌入功能单元、内嵌专用的硬核等组成。
3.2、市场空间：年有望达到亿美元，5G+AI双助力
根据MRFR统计，年全球FPGA市场规模约为69亿美元。在5G和AI的双重推动下，年市场规模有望达到亿美元，年复合增长率为10.22%。其中亚太地区是重要的增量市场，随着新兴建设应用的逐步展开，年市场规模将达到近55亿美元。
3.3、竞争格局：全球双寡头局面，技术追赶+国产替代成大趋势
高技术壁垒造就双寡头局面，海外双巨头占据近90%全球市场。Xilinx和Altera为FPGA龙头，年分别占据全球市场56%和31%。年度，在中国的FPGA市场中，占比也达52%和28%。Xilinx和Altera主要布局于5G和AI。核心专利同样被两巨头垄断，Xilinx和Altera在FPGA领域的专利数近10,个，与国内厂商相差悬殊。年，Lattice和Microsemi分别占市场份额3.00%和2.60%。其中，Lattice主要面向于IoT市场，Microsemi主打航空航天和*工。
国产厂商暂时落后。国内FPGA主要厂商为紫光同创、京微齐力、成都华微电子、智多晶、高云半导体、复旦微电子和安路科技等。国产FPGA还处于起步阶段，专利数和技术都与国际龙头有显著差距，年FPGA市场国产率约为4%。从产品来看，国产FPGA在硬件性能指标上也远落后于国际领先厂商。目前最先进的FPGA采用7nm工艺，由Xilinx设计，台积电代工，中国企业主要还是以40nm和55nm产品为主，28nm级的芯片仍在研发中。
国产FPGA技术追赶加快，中国市场的持续需求为国产化替代提供了平台。近年来，国产FPGA迎来技术突破。紫光同创开发出了中国第一款自主产权千万门级高性能FPGAPGTH；上海复旦微电子也发布了新一代自主知识产权亿门级FPGA产品7KT，填补了此区域之前的空白。过去多年来技术的积累沉淀和创新能力使国产替代成为可能。
此外，根据HIS统计，中国市场的需求占全球30%以上，市场规模在亿元左右，本土需求为国产化率提升提供了良机。集成电路发展已提升至国家战略目标，涉及国家和领土安全，用于*工、航空航天的特殊FPGA技术无法从国外引进，直接促进了FPGA的国产化发展。在民用领域，中国是FPGA最大市场。中国的华为和中兴是美国FPGA龙头的最重要战略客户。年，华为在全球通讯基础市场的占有率约为26%；目前5G基站出货量为全球第一。同时，国内也是人工智能高速芯片发展最快、需求最大的市场。
3.4、紫光国微子公司紫光同创的FPGA实力国内领先
紫光国微目前持有FPGA公司紫光同创36.5%股权。紫光国微子公司深圳市紫光同创电子有限公司（简称紫光同创），公司总部设在深圳市南山区科技园，同时在上海、北京等地设有分公司。紫光同创是专门从事FPGA和CPLD产品研制与生产销售的高科技企业，主要市场领域是通信、数据中心、人工智能、工业控制、信息安全、视频监控、医疗电子等行业。紫光同创是中国FPGA行业领跑者，公司团队规模、技术水平、产品性能等方面在中国FPGA行业均处于遥遥领先地位。公司承接多项FPGA领域国家科技重大专项“核高基”课题研究，是国家工信部、深圳市*府等单位重点支持企业，是中国高端芯片联盟FPGA分联盟的牵头单位。
紫光同创是中国FPGA行业领*企业。紫光同创FPGA芯片业务持续完善扩充Logos系列高性价比和Compact系列CPLD的产品型号，同时积极推动Titan、Logos、Compact三个系列产品的应用及产业化工作，正在通信、工控和消费类市场陆续批量出货。基于28nm工艺的新一代FPGA产品的研发进展顺利，已完成功能与性能验证工作，争取尽快推向市场。紫光同创的客户包括H客户、中兴、烽火等；目前大客户众多料号均在认证中。
紫光同创年实现收入万元，实现利润-万元；年实现收入1.02亿元，同比增长.45%；实现净利润-2.28亿元。收入增长原因主要为公司开发了新产品，收入过亿；利润下降原因为公司高度重视技术研发，构筑核心竞争力，相关研发费用较大，致使净利润亏损。20H1实现收入1.16亿元，同比增长%，实现净利润-0.92亿元，19H1净利润为-0.09亿元。
4、智能安全芯片业务：银行卡换发、5G换机、IOT渗透有望驱动快速成长
4.1、全球智能安全芯片卡行业空间巨大
智能安全芯片卡系将集成电路芯片镶嵌于塑料基片中，封装成卡的形式，能实现数据的存储、传递、处理等功能，被广泛地应用于多元化的应用场景，包括消费电子产品、通信以及安全存储加密等领域。智能安全芯片卡产业链主要涉及微连接器生产、芯片制造、模组封装以及智能卡终端产品的生产制造。
根据研究机构MarketandMarket的研究预测，全球智能安全芯片卡市场规模将从年的.2亿美元增长至年的.7亿美元，CAGR为8.7%。全球范围内的金融、电信、交通等领域的智能化趋势仍然在进一步深化，包括接触式/非接触式的智能卡将取代传统的磁条卡以及其他卡产品。
亚太地区将是未来智能卡需求增长最快的市场区域，主要源于交通、电子*务、零售、医疗等领域的应用需求。亚太地区包括中国、马来西亚及泰国等国家，正致力于推动支付以及其他证件的电子化以及简易化使用。
由于中国移动互联网的高速发展、金融IC卡的快速推进、各种卡应用的交互融合，互联互通及向更广更深领域的渗透应用，中国智能卡市场得到了快速的发展。根据FrostSullivan公司统计，中国智能安全芯片卡市场年实现销售.3亿元，-年复合增速达到11.8%，整体增长较快，受益各种金融IC卡的持续推进，中国智能安全芯片市场规模有望继续保持快速增长。
根据前瞻产业研究院分析，目前智能安全芯片卡的下游产业如银行、电信、交通等行业均保持较快发展，随着这些行业信息化要求的不断提高，其对IC卡的需求也将持续增长，并有加快之势，至年，中国智能安全芯片卡市场规模有望超过亿元。
4.2、银行卡换发、5G建设、IOT有望驱动智能安全芯片快速发展
一、银行卡换发是未来主要驱动力。
1、IC卡渗透率持续提升。国际三大银行卡组织—Europay（欧陆卡，已被万事达收购）、MasterCard（万事达卡）和Visa（维萨）共同发起制定EMV标准，银行卡以从磁条卡向IC卡迁移，该标准已经成为IC卡的金融支付标准，系公认的全球统一迁移标准和电信卡技术升级的方向。截至年末，中国银行卡累计发行量为84.19亿张，其中国内金融IC卡累计发行48.02亿张，IC卡渗透率为57.66%，随着科技与金融的进一步融合，银行卡将不仅仅承担简单的存取款业务，通过科技赋能，银行卡被赋予更多的产品服务内涵，金融IC卡将取代传统磁条卡，成为银行卡的主流产品。
2、IC卡国产化率逐渐提升。在《金融IC卡行业一卡多应用规范》等金融行业标准的推动下，银行IC卡芯片国产替代化进程加快，年中国银行IC卡新发行约8.03亿张，国内智能卡芯片厂商出货量约4亿颗，市占率接近50%，国产金融IC卡芯片仍有较大的发展空间。随着国产芯片设计能力的持续提升，国内银行对国内芯片厂商能力的逐步认可，金融支付产品的国产化率将进一步提升；
亚太和美国地区IC卡仍有较大发展空间。截至年末，全球六大国际卡公司通用卡流通量为.43亿张，其中IC卡数量为81.44亿张，渗透率为55.24%。全球IC卡地区分布中，欧洲、非洲及中东和加拿大等地区IC卡渗透率已达到较高水平，年美国和亚太地区IC卡渗透率分别为48.42%和52.10%，仍有较大发展空间。
二、移动通信SIM卡和二代身份证处于稳定期。移动通信SIM卡自年4G换发结束后进入平稳期，每年新增SIM卡发行量相对稳定。二代身份证在9年结束集中换发期后进入平稳阶段，受新增人口、个人居住地变化和个人信息变更等因素影响，每年换发量稳定在8万张左右；
三、智能终端等IOT领域智能芯片市场空间广阔。近年来，随着物联网的迅速发展，物联网安全事件频发。一方面，物联网设备被利用于攻击互联网基础设施，如利用了大量摄像头的Mirai僵尸网络攻击事件导致大规模断网；另一方面，网络安全事件也深刻影响了物联网领域，如勒索病*对物联网关键基础设施的攻击导致电网、工业控制系统、水处理设备等物联网关键基础设施失效。因此，物联网终端设备的安全性刻不容缓，根据MarketsandMarkets预测，年全球物联网的安全市场将从年的68.9亿美元增长至亿美元，复合年增长率达33.2%，市场空间巨大。
4.3、智能安全芯片产业链分为六大环节
智能安全芯片产业链分为芯片设计与制造环节、微连接器生产环节、将裸芯片与微连接器整合的模组封装环节、RFID嵌体及天线制造环节、制卡环节、发卡环节。
1.芯片设计环节：国内厂商主要有紫光国微、华大、复旦微、国民技术和大唐等；国外厂商有三星、恩智浦和英飞凌等，其中三星主要聚焦于SIM卡领域，市场主要分布在海外。恩智浦和英飞凌在国内银行市场占有近50%份额，包括银行卡和终端设备，其余份额由国内厂商占据，国内SIM卡市场基本由国内厂商占据。
2.微连接器和模组环节厂商主要有Linxens，占据近80%的市场份额，国内厂商主要有新恒汇，产品集中在中低端市场。
3.RFID嵌体及天线主要用于非接触式卡产品，主要厂商有Linxens、HID全球、Gemalto和一芯智能。
4.制卡商则包括国际领先厂商金雅拓、捷德，国内厂商有天喻、金邦达、东信和平、恒宝股份等。发卡机构则包括三大运营商和银行等主体。
产业链各环节分工情况。芯片设计厂商从事智能安全芯片内部的电路结构设计，设计完成后将电路图形交由晶圆代工厂商，代工厂根据电路图形进行流片得到裸die，再自行封装或交由封测厂封装，芯片设计商将封装好的芯片交由微连接器厂商将其与载带组合，得到芯片模组。芯片设计商将芯片模组向制卡商销售，制卡商将芯片模组固定在外购或自行生产的塑料卡基上，如果是非接触式产品，再在其中嵌入RIFD嵌体和天线，并写入COS系统和初始化，最后将卡片销售给发卡机构。所以客户关系结构为：发卡机构（最终客户）——制卡商（一级供应商）——芯片设计商（二级供应商）——芯片制造商和微连接器生产商（三级供应商）。
4.4、紫光国微智能安全芯片业务有望实现快速增长
4.4.1、同芯微电子运营情况历史复盘
-：同芯微电子系紫光国微于年开始收购的全资子公司，于年收购完成，纳入合并报表。同芯微电子承诺、、年度的净利润不低于0.72、0.90、1.07亿元，同芯微电子-年净利润实现数分别为0.73、1.28、1.40亿元，顺利完成业绩承诺。同芯微电子-收入利润大幅增长主要来源于金融支付产品的快速增长，其中国内银行全面采购第二代USB-key芯片、银行磁条卡向IC卡的转换、劳动保障部明确要求社保卡采用CPU卡等事项是国芯微电子金融支付产品线快速增长的主要原因；身份识别类产品因在9年结束二代身份证集中换发期后进入平稳期，每年稳定换发6-8万张，收入增长贡献较小；另外公司在研发出大容量SIM卡后，在移动通信SIM卡市场也有所增长。-年是4GSIM卡换发的集中期，同芯微电子在4GSIM卡换发的*金期其营业收入继续保持了较快的增长速度。
-：相对于年，同芯微电子收入先减后增，原因系自年4G卡换发结束后，SIM卡市场进入平稳发展期，16年金融IC卡芯片处于待验证阶段，17年拿到一系列关键认证后公司进入国有大行采购表，收入实现快速上涨。净利润有所下滑主要系SIM卡市场进入平稳发展期，价格下降，毛利率降低所致。此外，年同芯微电子在智能终端设备产品端投入研发费用3万元左右，同时计提库存减值约3万元，同芯微电子净利润下降到万元，净利润已至低点。
同芯微电子年12.12亿元收入拆分。我们测算年收入构成为：（1）SIM卡芯片业务贡献约4亿元，其中出货量12-13亿颗、单价约0.30-0.35元；（2）身份证芯片约2亿元，其中出货量约3万颗；（3）银行卡芯片约4-5亿元，其中出货量约2.0-2.5亿颗、单价约2.0-2.5元；（4）其他卡类芯片贡献约1亿元；（5）其他设备包括UKEY、读卡器贡献约1亿元。
4.4.2、紫光国微收入利润有望保持快速增长
紫光国微智能安全芯片业务快速增长。年度，紫光国微的智能安全芯片产品市场表现强劲，产品销量及销售额继续保持快速增长，营业收入达到13.21亿元，同比增长27.51%。年，多款先进工艺产品推进研发，专利申请数量也显著增加，实现了多项核心平台技术与IP的储备，为安全芯片领域综合竞争力的进一步提升夯实了基础。
4.5、超级SIM卡：5G换机潮，未来可期
4.5.1、5G时代数据激增，四大亮点成就超级SIM卡
什么是超级SIM卡？超级SIM卡指的是结合了SIM卡和存储卡功能的综合集成卡，在通信方面，全面兼容5G/4G/3G/2G网络，可在不同网络制式间轻松切换；在存储方面，存储容量高达G，与智能手机闪存容量相当。通过使用超级SIM卡，用户可将个人数据存储在卡中，实现数据与个人SIM信息的绑定，一卡换机，无需备份。
数据激增下，超级SIM卡有望引领潮流。在5G网络下，由于速率和带宽的提高，AR/VR、4K/8K大视频等应用的普及，用户会大量下载大型游戏、高清视频等大数据量APP，消费者面临手机存储空间不足的问题。另外，用户换机时，大数据量的传输和备份问题在现有NAND的读写速度下凸显。为5G应运而生的超级SIM卡以安全可信的超大存储空间，为用户存储海量私密信息，避免换机时大数据的传输备份问题，有望成为下一代大规模普及的SIM卡。
四大亮点成就超级SIM卡。
1、超大容量：超级SIM卡目前支持32GB、64GB、GB。未来根据用户需求还可以支持GB、GB，甚至1TB以上，为用户提供额外的海量存储空间。
2、安全存储：存储空间由金融级安全芯片管控，该芯片具备银联安全、国密二级等安全资质，为用户资料存储构建起了全方位的安全屏障，有效防止信息泄露与被盗。
3、一键换机：卡内预置有5G超级SIM卡配套的APP（超级SIM卡APP）安装包，可实现通讯录、短信、照片、应用等资料在不同手机间的灵活备份及恢复，与其他备份APP相比，5G超级SIM卡的资料备份和恢复均在本地进行，不消耗流量且不泄露资料内容。
4、省钱便捷：用户购卡费用低于手机机身存储差价，节省实惠。例如，iPhone11Pro64G版本售价元，G版本价格元，二者相差元，远高于G超级SIM卡的元价格。此外，“卡”的形式也决定了5G超级SIM卡比机身存储具备更高的利用率，换机不换卡，可持续使用，更为绿色环保。
4.5.2、受益5G手机换机潮，超级SIM卡未来可期
智能手机销量自年开始企稳，每年保持14亿部左右销量，智能手机已进入存量时代多年，功能上创新性的减少，智能手机渗透率的饱和，叠加手机用户换机周期的拉长，是导致智能手机出货量增长动力减少的主要原因。随着各国运营商5G商用计划的逐步实施，5G基站的建设加速，5G手机有望在年年底开始大规模放量，智能手机出货量有望迎来拐点。
目前各国各运营商已陆续进入5G商用阶段，5G商用计划正在逐步兑现，在市场规模最大的中国，中国移动、中国联通、中国电信将于年全部开展5G服务，并有望在年底进行大面积推广。另一方面，作为必备的通信配套设施，5G基站设备建设也开始进入高速发展期，5G手机换机潮的时点进一步推进。
产业链共赢下，多方齐推5G超级SIM卡。在用户端，5G超级SIM卡为用户提供了大容量的存储、数据的安全存储、一键换机的便捷和购机费用的节省；对终端厂商而言，可规避存储价格波动风险，可缩小智能手机内部空间，为智能手机性能的优化提供了更大的物理空间；对运营商而言，5G超级SIM卡依托产品的大存储空间，可实现用户的留存与增长，开辟新运营模式拓展增值应用；通过引入5G超级SIM卡，智能手机闪存环节成本有望下降，为5G千元机的到来增添了一次助推剂。
各大手机厂商、运营商已开始支持5G超级SIM卡。三星于年2月推出的GalaxyS20系列均支持5G超级SIM卡，位于手机顶部，可支持最大1T存储容量。小米申请了存储+SIM二合一卡片专利，为进一步缩小智能手机内部空间提供了可能。另外众多中低端机型包括华为nova系列、荣耀系列、小米红米系列、OPPOR系列、A系列、海信、诺基亚、联想、魅族等都可使用5G超级SIM卡。运营商方面，中国联通和中国移动开始推广5G超级SIM卡，未来随着5G千元机的普及，5G超级SIM卡出货量有望迎来强势上涨。
超级SIM卡市场空间有望达亿。目前市场上所售5G超级SIM卡定价为32G版本99元，64G版本元，G版本元。随着超级SIM卡市场的逐渐成熟，考虑电子产品的降价属性和SIM卡与存储卡的成本价，我们预估年三种版本的超级SIM卡的价格分别为49元、99元和元。随着5G时代的临近，5G千元机的普及，考虑中低端智能手机价格在千元左右，中高端手机价格在3元左右，我们认为3种版本的超级SIM卡在安卓中低端机中的渗透率分别为20%、70%和10%，在安卓中高端机中的渗透率分别为5%、50%、45%，（苹果目前在推进eSIM的使用，并未引入5G超级SIM卡，暂不考虑），综合考虑所有因素，年超级SIM卡市场空间有望达亿元。
4.5.3、率先布局，业绩可期
紫光国微第一个推出超级SIM卡。年5月，紫光与中国联通联合发布首款5G超级SIM卡，以超大容量、一键换机和安全存储为三大亮点，标志着SIM卡进入第五代进程。
紫光优先布局，与多城市和两大运营商联合推广5G超级SIM卡。年9月和10月分别与东软集成和海信通信签署战略合作协议，共同推进5G超级SIM卡发展，打造5G新生态。年12月第一款5G超级SIM卡正式在广州联通上市，发布有32G/64G。其后，5G超级SIM卡分别在山西联通，湖南联通和哈尔滨联通上市，联通市场进一步拓展。另外，在年3月，北京移动也推出5G超级SIM卡，标志着两大巨头运营商都已加入5G超级SIM卡的推广阵营。根据我们的测算，公司年将推出数十万张5G超级SIM卡，有望为公司贡献约为5万元左右的收入。
5、投资建议（略）
紫光国微是中国特种IC、安全IC、FPGA三大赛道龙头企业。受益特种IC行业高景气度，公司特种集成电路业务实现了高速增长，特种IC行业高景气度仍将持续，公司有望持续受益；公司第二大业务是安全IC，随着IC卡应用领域的进一步拓展与下游产业的高速发展，智能安全芯片行业将步入快速成长期，同方微电子的第二代居民身份证专用芯片、电信SIM卡系列芯片、金融支付类芯片等产品均有望保持快速增长；FPGA业务市场空间广阔，公司技术实力目前处于国内领先水平，随着国产替代的不断推进，公司业绩有望实现快速增长。
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（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：光大证券）
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