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2017年，华为发布首款具备AI功能的芯片——麒麟970，该芯片集成了寒武纪1A处理器作为其核心人工智能处理单元，麒麟970还被搭载在华为当年的旗舰手机Mate 10上。2018年，7nm工艺的麒麟980八核心芯片问世，随后被应用在Mate 20 X、P30 Pro、Magic2、、Mate 20等机型上。

麒麟980集成了寒武纪1H处理器，1H处理器可以看作1A的升级版，在AI性能上有较大提升。与华为的合作，令寒武纪这间创立仅仅两年的公司在业界知名度激增，并获得了多家知名创投或企业的投资，公司估值也不断上升。

2020年3月，寒武纪成立的第四个年头，上海证券交易所公告，称已受理寒武纪科创板上市申请，并挂出IPO招股说明书申报稿。至此，也正式拉开了寒武纪登陆证券市场的帷幕。

一、寒武纪基本情况

1. 中科院天才兄弟创立，AI芯片设计公司

2016年4月，中科寒武纪科技股份有限公司（简称“寒武纪”）在北京注册成立，主营业务为人工智能核心芯片的研发、设计和销售，产品广泛应用于各类云服务器、边缘计算设备、终端设备。自成立以来，寒武纪经历了6次增资和3次股权转让，目前注册资本3.6亿元。

目前，寒武纪的主要产品包括终端智能处理器 IP、云端智能芯片及加速卡、边缘智能芯片及加速卡以及与上述产品配套的基础系统软件平台，经营模式均为Fabless模式，专注于智能芯片的设计和销售。

据寒武纪招股说明书介绍，公司是目前全球为数不多的几家全面系统掌握了智能芯片及其基础系统软件研发和产品化核心技术的企业之一，能提供云边端一体、软硬件协同、训练推理融合、具备统一生态的系列化智能芯片产品和平台化基础系统软件。寒武纪掌握的智能处理器指令集、智能处理器微架构、智能芯片编程语言、智能芯片高性能数学库等核心技术，具有壁垒高、研发难、应用广等特点，对集成电路行业与人工智能产业具有重要的技术价值、经济价值和生态价值。

寒武纪由陈天石和陈云霁两兄弟创立，二人均毕业于中科大少年班，其中陈云霁在24岁获得博士学位，29岁晋升为中科院计算所研究员、博士生导师，在国际上多个学术会议及期刊上发表了上百篇论文，被Science杂志评价为深度学习处理器研究的“先驱”和“领导者”。弟弟陈天石现为寒武纪CEO，在25岁获得博士学位，31岁晋升为中科院计算所研究员、博士生导师。

在国际调研公司Compass Ietelligence发布了一份AI芯片排行榜单中，寒武纪排名第22，华为海思和地平线分别位列12和24名。

2. 阿里、联想、中科系等多家知名机构投资，上市前估值222亿元

据寒武纪招股说明书信息，目前陈天石持股比例33.19%，为公司实际控制人。自寒武纪创办以来，经过了多轮融资，获得了众多资本的青睐，包括阿里、联想、中科系等多家知名投资机构和企业创投，其中阿里创投累计出资两次，目前占有寒武纪1.94%股权，科大讯飞占1.19%股权，联想占0.80%股权。

图1：寒武纪股权结构图

资料来源：寒武纪

根据寒武纪招股书申报稿信息，寒武纪拟发行不超过4010万股股份，占发行后总股本10.02%，融资28.01亿元人民币，用于新一代云端训练芯片及系统项目、新一代云端推理芯片及系统项目、新一代边缘端人工智能芯片及系统项目，以及补充流动资金。从发行股份和募资情况来看，寒武纪对应市值为280亿元左右。而根据寒武纪最后一轮融资，南京招银出资8亿元，获得寒武纪3.61%股权，由此推算，寒武纪在经历6轮融资后估值约222亿元。

二、寒武纪财务状况

招股书显示，2017-2019年，寒武纪营业收入分别为784.33万元、1.17亿元、4.44亿元，同期归属于母公司普通股股东的净利润分别为-3.81亿元、-4104.65万元、-11.79亿元。

寒武纪表示，公司亏损的主要原因是芯片研发支出较大，产品仍在市场拓展阶段，且报告期内因股权激励计提的股份支付金额较大。

图2：寒武纪经营情况

资料来源：寒武纪，零壹智库

反观研发费用，2017年-2019年，寒武纪分别确认了研发费用2986.19万元、2.40亿元和5.43亿元，研发费用率分别为380.73%、205.18%和122.32%，每一年的研发费用均超过同期营业收入。根据招股书披露信息，寒武纪的研发费用主要用于测试化验加工费（芯片流片）、无形资产摊销（EDA 工具、IP 等）和职工薪酬（人员工资）等。

在人员方面，据了解，寒武纪的核心技术成员主要来自中国科学技术大学和清华大学，在2017年至2019年间，每年签署劳动合同的员工人数分别为80人、352人、858人。目前，寒武纪公司旗下研发技术人员占比为79.25%，员工受教育程度整体较高，其中博士38人，硕士508人，合计占据公司员工比例为63.64%。

图3：寒武纪研发费用

资料来源：寒武纪，零壹智库

2017年至2019年，寒武纪综合毛利率分别为99.96%、99.90%及68.19%，毛利率呈现下降趋势。根据招股书信息，寒武纪毛利率下降的主要原因是2019年公司拓展了云端智能芯片及加速卡、智能计算集群系统业务，受公司拓展新业务、产品售价、原材料及封装测试成本、供应商工艺水平及公司设计能力等多种因素的影响，导致公司毛利率下降。

而终端智能处理器 IP 业务毛利率较高的原因是该技术的产业化应用前，已经投入大量的研发支出，主要采购用于芯片研发设计所需的软件工具和硬件平台，该类采购不针对特定客户项目，可供公司多个项目、多款产品使用，在终端智能处理器IP实现产业化应用前已将研发支出计入当期研发费用，进而导致毛利率较高的情况。

图4：寒武纪毛利率

资料来源：寒武纪，零壹智库

在三费方面，寒武纪2019年销售费用、管理费用和财务费用分别为1901.31万元、10.56亿元和-431.34万元。

管理费用高企的主要原因系管理费用中的股份支付金额较高，该项费用并没有产生实际的现金流出。根据寒武纪招股书信息，2017至2019年，剔除股份支付之后的管理费用分别为805.56万元、4390.08万元和11228.45万元，剔除股份支付之后的管理费用率分别为102.71%、37.51%和25.29%。

寒武纪的销售费用率较低，主要原因是公司客户相对集中，销售人员数量较少，使得公司的销售费用能够维持在较低的水平。而财务费用主要由利息收入和汇兑损益等构成，根据招股书信息披露，寒武纪账上还有超过40亿元的现金储备，但按照近几年研发支出的增长情况来看，现金储备很快也会消耗殆尽，所以此时寒武纪选择上市也是公司能否取得进一步发展的重要一步。

图5：寒武纪销售费用

资料来源：寒武纪，零壹智库

图6：寒武纪管理费用

资料来源：寒武纪，零壹智库

图7：寒武纪财务费用

资料来源：寒武纪，零壹智库

根据招股书说明，截至2020年2月29日，寒武纪已获授权的境内外专利有65项（其中境内专利50项、境外专利15项），PCT专利申请120项，正在申请中的境内外专利共有1474项，其中有关于处理器微架构和指令集的国内外专利就有约 900 项，为公司人工智能芯片业务的发展提供了强有力的支撑。

三、寒武纪业务解析

据寒武纪披露信息，公司的主要产品包括终端智能处理器 IP、云端智能芯片及加速卡、 边缘智能芯片及加速卡以及与上述产品配套的基础系统软件平台，产品可应用于消费电子、数据中心、云计算等多个场景。

目前，采用寒武纪终端智能处理器IP的终端设备已出货过亿台；云端智能芯片及加速卡也已应用到国内主流服务器厂商的产品中，并已实现量产出货；边缘智能芯片及加速卡已经对外发布。

表1：寒武纪云、边、端

资料来源：寒武纪，零壹智库

2019年，寒武纪创造营业收入4.44亿元，其中终端智能处理器IP收入0.69亿元、云端智能芯片及加速卡收入0.79亿元、智能计算集群系统2.96亿元以及其他7.19万元。

图8：寒武纪主营业务收入占比（%）

资料来源：寒武纪，零壹智库

1. 智能计算集群系统

在寒武纪的三项主要业务当中，业务收入贡献最大的是智能计算集群系统，占比为66.72%，对应毛利率为58.23%。

在该项业务当中，寒武纪以自有的思元270和思元100芯片加速卡产品为核心，基于 Cambricon Neuware基础系统软件平台，为客户提供智能计算集群系统方案设计、系统集成及相关技术服务。

寒武纪智能计算集群系统的核心是自研的思元系列智能芯片加速卡、基础系统软件平台，以及智能计算集群管理系统。通过将自有云端智能芯片加速卡产品与产业链其他厂商提供的服务器、存储设备和网络设备等硬件设施集成，为整个计算集群提供智能计算能力支撑；以自研的Cambricon Neuware基础系统软件平台为基础，结合客户需求搭建定制化的应用管理平台，提供系统运维、资源调度、应用管理等功能。

据了解，该业务特点是能够根据客户要求进行定制化开发，具备实时监控系统运行状态、迅速定位系统异常、故障快速恢复等，以及较高的可扩展性。

图9：智能计算集群系统软硬件的总体架构

资料来源：寒武纪，零壹智库

2. 终端智能处理器IP

2019年，终端智能处理器IP分项业务在寒武纪的收入贡献度为15.49%，2017至2019年毛利率分别为100.00%、99.92%和99.77%，毛利率极高。寒武纪终端智能处理器产品主要以IP授权形式应用于智能终端设备中，

据寒武纪招股书信息，终端智能处理器IP的商业模式是将已完成逻辑设计或物理设计的芯片功能模块（如处理器、DRAM接口等）以商业授权的形式交付给客户使用，允许客户将其集成在自己的芯片设计版图中，并通过流片形成最终芯片产品，该部分收入以固定费用和提成费用确认。

目前，寒武纪已推出1A、寒武纪1H和寒武纪1M三代终端智能处理器，其中寒武纪1A是全球首款商用终端智能处理器IP产品，被集成到华为麒麟970处理器上，并搭载在华为当年的旗舰手机Mate 10上。

2018年，寒武纪1H被集成到麒麟980处理器上，两款处理器被应用在超过1亿台搭载麒麟970和麒麟980处理器的手机和其他智能终端上，巨大的出货量为寒武纪带来了公司的绝大部分收入，2017年和2018年，终端智能处理器IP对应的收入为771.27万元和11666.21万元。另外，寒武纪还向紫光展锐、晨星(MStar)/星宸半导体等公司提供IP授权。

3. 云端智能芯片及加速卡

云端智能芯片主要以实体芯片或加速卡的形式应用于各类云服务器或数据中心，该部分业务2019年业务收入占比为17.77%，为寒武纪第二大业务，当年毛利率为78.23%。

据寒武纪招股书信息，在寒武纪完成芯片设计后，将最终的芯片版图交付代工厂加工，再委托厂商进行封测测试，最后由电路板厂商使用芯片生产出加速卡，寒武纪再进行销售。云端智能芯片及加速卡技术难点在于需与服务器厂商生产的服务器整机产品进行适配，并通过相关厂商针对其功能和性能进行全方位认证，具有较高的准入门槛。

目前，寒武纪研发的思元100和思元270两代云端智能芯片都已实现了规模化量产出货，可以覆盖视觉、语音、自然语言处理以及传统机器学习等高度多样化的人工智能处理任务，同时支持Cambricon Neuware基础系统软件平台和各种主流编程框架。另外，面向人工智能训练市场，寒武纪还研发了思元290芯片，目前处于回片后的内部测试阶段。

4. 边缘智能芯片及加速卡

边缘计算是一种在终端和云端之间的设备上配备适度计算能力的计算范式，具备弥补终端设备计算能力、缓解云计算场景下数据安全、隐私保护、带宽与延时等优点。在应用场景上，边缘计算可以结合人工智能在智能制造、智能零售、智能教育、智能家居、智能电网、智能交通等众多领域使用。根据Gartner预测，全球边缘计算的市场规模将从2015年的17.80亿美元上升到2020年411.40亿美元，年复合增长率高达87.40%。边缘计算市场的高速发展，将带动大量行业的创新发展，更会创造许多硬件升级机会。

图10：全球边缘计算市场规模预测

资料来源：Gartner，零壹智库

寒武纪于2019年11月推出了边缘智能芯片思元220及相应的M.2加速卡，可支持边缘计算场景下的智能数据分析与建模、视觉、语音、自然语言处理等多样化的人工智能应用，形成全面覆盖云端、边缘端和终端场景的系列化智能芯片产品布局。

四、寒武纪上市思考

1. 销售额依赖大客户，客户结构亟待优化

2017年公司A给寒武纪贡献了771.27万元的营业收入，占当年营业收入的比例为98.34%。2018年公司A为寒武纪贡献了1.1亿元的营收，占当年营业收入比例达97.63%。2019年，公司A为寒武纪贡献的营收大幅减少为6365万元，仅占当年总营业收入的14.34%。

结合相关资料，很容易就看出公司A就是华为。2019年也是华为麒麟处理器采用自研NPU的时候，至此，寒武纪逐渐失去了华为这个最大的客户，华为海思也成为了寒武纪的竞争对手。

图11：寒武纪2017至2019年前五大客户销售情况

资料来源：寒武纪，零壹智库

可以看出，寒武纪在成立前期，非常依赖华为的订单，华为支付的费用几乎占据了公司的全部营业额。和华为的合作，令寒武纪声名大噪，但随着和华为的合作逐渐结束，寒武纪需要重新审视以往过度依赖大客户发展的发展模式，若主要客户大幅降低对自身产品的采购量或者自身未能继续维持与主要客户的合作关系,将给其业绩带来显著不利影响。如何去优化客户结构，是寒武纪需要重点关注的。

2019年，寒武纪的前5大客户有所改变，但主要客户均为地方政府和科研院所，一定程度上反映出寒武纪在市场化的认可度较少。

2. 持续大量支出或将导致公司陷入亏损泥潭

据寒武纪招股书信息，寒武纪的产品仍在市场拓展阶段、研发支出较大，未来一定期间可能无法盈利，并持续在现有产品推广及新产品研发等诸多方面继续投入大量资金。芯片设计行业的生产研发成本巨大，需要强大的技术实力和资金投入才能完成。特别是英伟达、英特尔、AMD等国际芯片巨头，都是经过了持续多年的研发和资金投入发展，才有了今天的市场地位。寒武纪仅创立四年，尽管营收逐年攀升，但是净利润的亏损也在放大，若未来资金和技术投入无法跟上公司的发展规划，或会对公司造成致命的危机。

另外，寒武纪主打人工智能芯片，这类芯片的研发需要大量的数据去训练，而大量数据库资源都掌握在相关大厂商手上，从厂商购买数据库，需要支付高昂的费用。这些支付将考虑寒武纪的现金流控制能力。

3. Cambricon Neuware发展生态秉承开发

据寒武纪披露信息，自研的基础系统软件平台Cambricon Neuware具备高性能、灵活性和可扩展性的优势，仅需简单移植即可让同一AI应用程式运行在自身的云边端系列化芯片或处理器产品上。

Cambricon Neuware可以为使用者带来便利性，但是芯片的迁移本身难度和成本高企，除非寒武纪的芯片具备很高的性价比，并能够很大程度上表现在使用者开发难度和成本上，才可以吸引新的客户。另外，系统软件平台的生态建设是一个长期的过程，非常小的概率可以在短时间内形成良好的生态环境。

4. 思元 290：7nm 芯片

在招股书中，寒武纪透露了目前正在测试思元290芯片，基于自研的MLUv02指令集设计，采用了HBM2内存，可高效支持分布式、定点化的人工智能训练任务。最值得注意的是，思原290使用台积电（TSMC）7nm制程工艺，芯片的封装尺寸达到了60mm×60mm。

在国内，能够设计7nm工艺芯片的公司凤毛麟角，更多的是在14nm领域进行探索。因为7nm工艺的精度已经趋近于传统光刻机的极限，并且研发过程需要耗费数亿的资金和大量的科研资源，如果寒武纪的思元290芯片能够成功推出并量产，将会向市场展现出公司的雄厚研发实力，也标志着自身发展到了一个新的台阶。

显然，寒武纪想要登陆资本市场的一个重要原因是筹集资金投入的芯片研发项目当中，但芯片领域的门槛极高且竞争激烈，需要海量的资金投入与研发资源支撑，芯片的技术和工艺突破瓶颈众多，一旦方向错误或没有跟上行业节奏，就很可能被市场抛弃，导致前期的投入永久沉没。正如寒武纪CEO陈天石所说：谈何上岸，我们才刚刚启航。我们只是进入上市辅导阶段，离上市还有很长距离。就算上市了，要成为伟大的公司还有远大的征途。