一.1
一颗芯片从想法到出货,要经过谁的手
五段产业链,每一段各拿多少毛利
约 5 分钟·1,600 字·5 题
01
先问一个奇怪的问题
为什么会存在「不生产芯片的芯片公司」
我们先从一个大多数人都有的印象说起:提到芯片公司,脑子里浮现的画面通常是无尘车间、
穿着白色防护服的工人、和一片片泛着彩虹光泽的晶圆。
但今天全球最赚钱的那批芯片公司里,有相当一部分一片晶圆都不生产。
英伟达没有自己的工厂,高通没有,苹果的芯片部门也没有。它们把图纸交给台积电,
台积电负责把电路真正刻到硅片上。
这件事本身不难理解——分工而已。但如果沿着这条链继续往上走,
会遇到一类更让人意外的公司:它们连芯片都不卖。
它们卖的是「设计芯片时要用到的东西」:有的卖软件,有的卖预先设计好的电路模块,
有的干脆替客户把整颗芯片从图纸做到量产。这门课的主角芯原股份,就属于最后这一类。
要看懂这家公司,第一步是把整条链摊开,看清楚每一段到底在干什么,以及每一段能拿走多少钱。
盖楼要先有设计软件,再有预制构件,然后是建筑设计院出图,接着施工队开工,最后装修验收。
造芯片的链条几乎是一一对应的。
| 环节 | 干什么 | 盖楼类比 | 典型玩家 | 毛利率量级 |
| ① EDA 工具 | 提供设计软件:画电路、跑仿真、做验证 | 卖制图软件 |
Synopsys、Cadence、华大九天 | 80–90% |
| ② 半导体 IP | 提供预先设计好、验证过的功能模块 | 卖预制厨房、预制卫生间 |
ARM、Synopsys、芯原 | 85–95% |
| ③ 芯片设计 / 设计服务 | 把模块拼成完整芯片,出可制造的版图 | 建筑设计院 + 总包 |
英伟达(自研)、Alchip、芯原 | 20–40% |
| ④ 晶圆制造 | 在硅片上真正造出电路 | 施工队和工厂 |
台积电、三星、中芯国际 | 40–60% |
| ⑤ 封装测试 | 把裸芯片装进壳子、接引脚、测好坏 | 装修加验收 |
日月光、长电科技 | 15–25% |
先看最右边那一列。这五个数字里藏着整个半导体行业的权力结构:
越靠近上游、越接近「知识」而不是「制造」的环节,毛利率越高。
原因不复杂。EDA 软件和半导体 IP 的本质都是一次做好、无限复制——
研发阶段砸进去几亿,之后每多卖一份,成本几乎为零。
而晶圆制造要买光刻机、建无尘室,封装测试还要摊设备折旧,
每多做一颗芯片就多一份实实在在的材料和电费。
请记住这张表,因为这门课的主角同时站在第二格和第三格里,
而这两格的毛利率相差四倍以上。
03
三种模式:谁自己造,谁不造
Fabless、IDM、Foundry
沿着这条链,行业里形成了三种典型的公司模式,理解它们能省掉后面很多困惑。
Fabless(无晶圆厂)——只做设计,制造全部外包。
英伟达、高通、联发科都是。好处是不用背几百亿的厂房投资,坏处是产能捏在别人手里。
IDM(设计制造一体)——从设计到制造全都自己来。英特尔、三星、德州仪器是代表。
好处是全链条可控,坏处是重资产、周期一来就是巨额折旧压身。
Foundry(纯代工)——不设计、只制造,帮别人造。台积电、中芯国际是代表。
芯原属于 Fabless,但它比一般的 Fabless 还要再往上游站一格:
一般的 Fabless 好歹还卖芯片,芯原连芯片都不卖。
它的两块业务,一块是把自家做好的电路模块授权给别人用,
一块是拿着这些模块替客户把整颗芯片做出来——卖的是能力,不是产品。
为什么这个位置值得单独开一门课
前面十五门课覆盖了这条链上的大部分环节:芯片设计有英伟达和博通,
晶圆制造有台积电,存储有 SK 海力士,还有光模块、印刷电路板、云厂商和互联网大厂。
唯独缺了「设计芯片的能力」本身这一段。
它比晶圆代工还要上游,是整条链的起点——所有芯片,无论最后由谁制造,
都要先经过这一段。
04
钱在哪一段赚:一个具体的账
同样一颗芯片,五段各分走多少
抽象的毛利率还是不够直观,我们把它落到一颗具体的芯片上。
假设一家互联网公司要做一颗自研的 AI 加速芯片,最终每颗卖给自己内部的成本是 3,600 美元
(这个量级来自本课后面会提到的一份产业材料)。这 3,600 美元大致会这样分掉:
晶圆制造拿走最大的一块,封装测试和高带宽存储各拿一块,
设计服务商拿走的是其中很小的一片。
具体到芯原这类设计服务商,业内流传的量级是每颗芯片几百美元的服务利润。
听起来不多,但要注意两件事:一是它几乎不占用资本(不用建厂、不用备料),
二是它同时还能收 IP 授权和后续版税——同一个客户,钱可以收两遍。
这就引出了这门课真正要讲的东西:在这条链上,「收入规模」和「赚钱能力」经常是两回事。
一家公司完全可能收入涨得飞快,同时毛利率一路下滑——
而这恰恰是芯原 2025 年之后正在发生的事,第 5 节和第 8 节会把这笔账彻底算清楚。
这一节埋下的三个伏笔
① 第二格和第三格的毛利率差四倍以上——第 5 节会给出芯原这两块业务的真实数字,
差距比你现在猜的还要大。
② 设计服务要「替客户垫钱」——
第 3 节会讲清楚这笔垫付如何把收入做大、把毛利率做薄。
③ 为什么互联网公司突然要自己做芯片——
第 4 节整节回答,那是这家公司订单爆发的直接起因。
这一节要带走的一句话 造一颗芯片要过五道关:EDA 工具 → 半导体 IP → 芯片设计 → 晶圆制造 → 封装测试,每一段都有专门的公司在收钱。五段的毛利率量级差别极大:最上游的工具和 IP 能拿 80–95%,中间的设计服务只有 20–40%,最下游的封装测试只有 15–25%。芯原同时站在第二格和第三格——这就是它一家公司却有两种完全不同经济学的根源,整门课后面十六节都在处理这件事带来的后果。
检验一下:一颗芯片从想法到出货,要经过谁的手
5 道题,选完立刻出反馈。做错的那道,恰好是这一节你真正学到东西的地方。
一.2
什么是半导体 IP,为什么它能有 90% 的毛利
一门收两次钱的生意,而第二次几乎没有成本
约 5 分钟·1,576 字·5 题
芯原的创始人戴伟民自己用过一个很好的比喻,来描述这家公司二十多年的业务演进:
从「烧砖块」开始,到提供「厨房或卫生间」这样的成品模块,再延伸到「造房子」。
这三级台阶恰好对应了半导体 IP 这门生意的三个层次,我们一级一级看。
02
第一级:砖块
标准单元库,代工厂工艺与设计之间的翻译层
一颗现代芯片里有几十亿个晶体管。设计师当然不会一个一个去画——
他们调用的是预先画好的基本逻辑单元:与门、或门、触发器、寄存器。
这些基本单元有个讲究的地方:它们必须针对某一家晶圆厂的某一种工艺专门定制。
台积电 7 纳米上能用的单元库,直接拿到中芯国际的 14 纳米上是不能用的——
晶体管的物理特性不一样,时序、功耗、面积全都要重算。
所以标准单元库本质上是代工厂的工艺和设计师之间的一层翻译。
芯原为代工厂提供定制化的标准单元库,这是它和台积电、中芯国际这类代工厂建立关系的起点,
也是它二十多年前起家的地方。
光有砖还盖不出房子。真正省事的是整块搬进来就能用的功能模块:
一个完整的图形处理单元、一个完整的视频解码器、一个完整的蓝牙收发模块。
这就是通常说的「半导体 IP」。客户买回去,直接拼进自己的芯片版图里,
省下的是几十上百人年的研发,以及——更重要的——试错失败的风险。
芯原的 IP 组合分三大类,覆盖面在全球排得进前列:
| 类型 | 具体产品 | 用来干什么 |
处理器 IP (算力基石) |
GPU IP:支持每秒 2,500 亿次浮点运算、128 个并行着色器单元
NPU IP:单核 0.5–6 TOPS 可扩展,多核可达 10 TOPS
VPU IP:单核支持 8K 或 4K 实时视频编解码,解码兼容 15 种标准
DSP IP、ISP IP |
图形渲染、AI 推理加速、视频编解码、图像信号处理 |
| 数模混合 IP |
芯片基础 IP、数据接口、人机界面、电源管理、单元库与存储 IP,
在不同晶圆厂的不同工艺节点上累计开发了 1,400 多个 |
把现实世界的光、声音、温度这些模拟信号转成数字信号 |
| 射频 IP |
低功耗蓝牙 IP、窄带物联网 IP,基于 22 纳米工艺已流片成功 |
无线连接 |
据国金证券 2026-03-09《AI ASIC 龙头,勇立 AI 潮头》整理自公司官网。
请特别留意中间那一行的「1,400 多个」。这个数字看着枯燥,但它是这家公司最难被复制的资产。
每一个都意味着「在某家晶圆厂的某个工艺上,已经真的流片成功过」——
这种记录只能靠时间和真金白银的流片费一次次堆出来,有钱也没法一夜买到。第 11 节讲护城河时会回到这里。
04
IP 的钱怎么收:两段,而且第二段是关键
授权费在前,版税在后
这是整节最要紧的部分。IP 生意的收费分成两段,而大多数人只知道第一段。
第一段是授权费。客户拿到 IP 的使用权时一次性支付,金额从几十万到几千万人民币不等。
这笔钱在授权当期就确认成收入,而它的成本几乎为零——IP 早就研发完了,再复制一份不花钱。
第二段是版税。客户用这个 IP 做出来的芯片,
每卖一颗,按售价的一定比例(通常 1–3%)分给 IP 提供方。
版税有两个特征,理解了它们就理解了这门生意为什么迷人:
一是它来得很晚——客户要先完成设计、走完流片、量产、把货卖出去,
从签授权到第一笔版税进账,通常要 2 到 4 年;
二是它一旦开始就几乎不会停,而且提供方不需要再做任何事。
这就是 ARM 那门生意的全部秘密
ARM 的毛利率约 90%,原因不是它的技术神秘,而是它的收入结构里版税占大头,
而版税的边际成本是零。
全世界几乎每一部手机里都有 ARM 架构的处理器,
每卖一部,ARM 就分一笔钱——而它既不设计那部手机,也不生产那颗芯片。
芯原的 IP 授权业务毛利率是 92.70%(2025 年上半年),
本质是同一种经济学。这个数字第 5 节会正式登场,它是全课的枢纽之一。
05
一个几乎没人盯、但更能说明问题的数字
版税收入的增速
既然版税反映的是「几年前授权出去的 IP,今天客户卖了多少芯片」,
那么它的增速就是一个很干净的指标:它不受本年订单节奏影响,也不需要投入新成本。
芯原 2026 年第一季度的知识产权授权使用费收入是 ¥1.43 亿元,同比增长 52.97%。
把这个数字放在它旁边那个更热闹的数字边上看会很有意思:同一时期,
这家公司 2026 年前七个月新签订单 ¥146.53 亿元——市场几乎所有的注意力都在后面这个数上。
但前面那条曲线,是一门 92.70% 毛利的生意在以每年五成的速度增长。
第 17 节会解释,为什么本课认为这是「能确认、而市场可能还没充分认可」的事情之一。
顺手澄清一个常被误用的参数
上面那张表里出现了 TOPS(每秒万亿次运算)。它是衡量 AI 芯片算力的常用单位,
但它是理论峰值,不是实际算力。
标称 10 TOPS 的 NPU 跑真实模型时,可能只发挥出三到五成,
瓶颈通常在内存带宽而不是算力本身。所以跨厂商比 TOPS 基本没有意义——
要比就得在同一个模型、同一种数值精度下比实测吞吐。
这一节要带走的一句话 半导体 IP 就是预先设计好、并且已经在真实产线上验证过的电路模块——客户不必从零画电路,直接拿来拼进自己的芯片。它收两段钱:授权费(拿到使用权时一次性付)和 版税(客户每卖一颗芯片按售价分成,通常 1–3%)。版税滞后 2–4 年才开始规模化流入,但边际成本是零——这就是 ARM 毛利率能到 90% 的根源。芯原 2026 年第一季度知识产权授权使用费收入 ¥1.43 亿元、同比 +52.97%,这个数字比订单数字更能说明它 IP 业务的真实健康度。
检验一下:什么是半导体 IP,为什么它能有 90% 的毛利
5 道题,选完立刻出反馈。做错的那道,恰好是这一节你真正学到东西的地方。
一.3
什么是设计服务,客户可以在任意一级下车
同一个客户,买到第几级,决定了这笔订单的金额和毛利
约 5 分钟·1,509 字·5 题
要理解设计服务这门生意,得先知道芯片行业里最贵的一个动作叫什么。
它叫流片——把设计好的版图交给晶圆厂,
开始真正生产。这个动作之所以要命,是因为它有两个特点:
第一,先进制程一次流片(含制作掩膜)的成本可达数千万美元量级;
第二,失败不退款。
如果芯片回来发现某处时序没收敛、某个模块功耗超标,那就得改设计、重新做掩膜、重新流一次。
钱重花一遍,时间再赔进去半年到一年——而在 AI 这种一年一代的赛道上,晚半年往往等于出局。
所以这个行业里最值钱的一句话是「首片成功」(一次流片就做对)。
围绕这四个字,长出了两类生意:一类是卖经过验证的 IP 模块(第 2 节讲过),
另一类就是本节的主角——直接派一支有经验的队伍,帮客户把这件事做成。
顺带解释一个降低试错成本的行业机制
多项目晶圆:把好几家客户的设计拼在同一张掩膜、
同一批晶圆上一起流片,那笔数千万美元的一次性开销就由几家分摊。
代价是每家只能拿到很少的样片,而且要迁就共同的排期——
所以它只用在原型验证阶段,不用于量产。设计服务商能压低客户试错成本,靠的就是这类手段。
02
五级交付:客户想在哪一级下车都行
这张表是整节的核心
台系的世芯电子把这套分级做得最制度化,行业里普遍沿用类似的框架。
它把客户合作模式明确分成五档,客户可以只买前面几档,也可以一路买到底。
| 层级 | 交付物 | 客户拿到什么 | 订单金额 | 毛利率特征 |
| PD0 | 规格定义 | 一份芯片该怎么做的方案 | 最小 | 高(纯人力) |
| PD1 / PD1.5 | 设计代码 / 网表 | 前端设计成果 | 小 | 高 |
| PD2 | 完整版图 | 可以直接拿去流片的图 | 中 | 中高 |
| PD2.5 | 验证过的样片 | 能上电测试的实物芯片 | 大 | 中 |
| PD3 | 量产与良率改善 | 按量交付的成品芯片 | 最大 | 最低 |
据东吴证券 2026-03-25《AI ASIC:从台系 ASIC 厂商发展历程看国产产业链机遇》整理。
这张表解释了一个很多人看财报时会困惑的现象:为什么订单金额可以爆炸式增长,
而毛利率同时一路下滑?
因为订单金额的增长,主要来自客户往 PD3 走——
从「帮我设计」变成「帮我把芯片造出来交给我」。
每往下走一级,服务商要替客户垫付的外部成本就多一层:晶圆钱、掩膜钱、封装钱、测试钱。
这些钱按全额计入服务商的收入,但它们不是服务商赚的,
只是从客户口袋过一遍手——收入被做大了,毛利率被摊薄了。
03
但这件事还有另一面,而且是更重要的一面
客户愿意把量产交给你,是信任在加深
如果只看毛利率,往 PD3 走像是一件坏事。但换个角度看就完全不同了。
一家只买 PD1 的客户,随时可以换供应商——拿到设计代码,找谁做后端都行。
而一家把量产都交给你的客户,切换成本高得多:
要重新做工艺适配、重新验证、重新对接供应链,还要重新建立良率数据的积累。
所以「毛利率下滑」和「客户粘性上升」往往是同一件事的两面。
这是本课第 8 节和第 17 节要反复回到的一个判断:
你到底是在看一家公司被迫让价,还是在看它主动用毛利率换绑定?
这个问题现在还回答不了,因为需要先看到它两块业务的真实数字——那是第 5 节的事。
04
芯原给这套模式起了个名字:SiPaaS
芯片设计平台即服务
芯原把自己的一站式定制模式叫做 SiPaaS,
全称是「芯片设计平台即服务」。
客户只需要提出功能、性能、功耗的要求,芯原负责从规格定义、IP 选型、设计实现、验证、出版图,
一直到委托晶圆厂生产、委托封测厂封装测试、最终交付晶圆或成品芯片的全过程或部分环节。
请注意「或部分环节」这五个字——它对应的就是上面那张五级表。
客户可以在任何一级停下来,而停在哪一级,直接决定了这笔订单的金额和毛利率。
它服务四类客户:成熟的芯片设计公司和 IDM 厂商、新兴的芯片设计公司、系统厂商,
以及大型互联网公司。最后这一类,正是 2025 年之后订单爆发的来源——下一节整节讲它。
05
顺便说清一个天天被误读的参数
「7 纳米」早就不是 7 纳米了
后面几节会反复出现「制程节点」这个词,先在这里讲清楚。
今天的「5 纳米」不代表芯片里任何一个实际测量为 5 纳米的结构,
它是各家代工厂的营销代号。真正可比的是晶体管密度和单位功耗下的性能。
但对本课来说,制程节点仍然是个关键指标,原因很实际:
制程越先进,设计难度和流片成本越高,设计服务的价值量就越大。
所以「7 纳米及以下项目占比」是衡量这家公司业务升级最直接的指标。
高盛给出的口径是:2025 年 5% → 2026 年预计 22% → 2027 年预计 32%。
第 13 节会用这个指标去检验一个更尖锐的问题。
这一节要带走的一句话 设计服务不是一锤子买卖,它是分级的:从只出规格(PD0)、交设计代码(PD1)、交完整版图(PD2)、交验证过的样片(PD2.5),一直到包量产和良率(PD3)。客户每往下多买一级,订单金额变大,毛利率变薄——因为往下走意味着服务商要替客户垫付晶圆、掩膜、封装、测试的钱,这些钱按全额计入收入,却只留下很薄的一层服务差价。所以「订单金额暴涨、毛利率同步下滑」这件事,在商业模式层面根本不是异常,而是客户往下游多买了几级的正常结果。
检验一下:什么是设计服务,客户可以在任意一级下车
5 道题,选完立刻出反馈。做错的那道,恰好是这一节你真正学到东西的地方。
一.4
为什么 AI 让互联网大厂都想自己做芯片
这件事就是这家公司订单爆发的起点
约 4 分钟·1,298 字·5 题
假设你开一家餐厅,需要一台机器切菜。
你可以买一台多功能料理机:能切丝、切片、打泥、和面,什么都会。
也可以定做一台只切土豆丝的机器:别的都不会,但切土豆丝比料理机快五倍、省一半电。
如果你的店一天只切二十斤土豆,当然买料理机——定做那台的开模费就够买十台料理机了。
但如果你一天要切两吨土豆,而且未来三年都只切土豆,那台专用机器的账就完全不同了。
芯片行业的这件事,本质上是一模一样的。
02
GPU 的逻辑:通用
什么模型都能跑,代价是为用不上的能力付钱
英伟达的 GPU 是那台多功能料理机。它什么模型都能跑,配套的软件生态成熟得让人无法拒绝——
研究员写好的代码,换一张卡就能跑起来。
但通用性是有价格的。你买的这颗芯片里有很多电路,是为了照顾别人的用法而存在的,
对你自己的业务毫无贡献,可你得为它付钱、给它供电、替它散热。
更要命的是另外三件事:供货节奏、价格、迭代路线,全都捏在别人手里。
对于一家把 AI 当成命脉的公司来说,这是一种结构性的不安全。
03
ASIC 的逻辑:专用
为自己的模型、自己的机房量身定做
ASIC(专用集成电路)走的是另一条路:
为自家的模型结构、自家数据中心的功耗和散热条件定制,把用不上的电路全部去掉,
让每一瓦电、每一平方毫米硅片都花在自己真正要跑的运算上。
代价也很实在:研发周期通常要一年以上,一次性投入以亿计,而且做出来就改不动了——
如果两年后模型结构变了,这颗芯片可能就白做了。
所以要不要自研,本质上是在回答两个问题:
我的负载够不够大(能不能把一次性投入摊薄)?我的模型结构够不够稳定(会不会白做)?
2025 年之后,中国头部互联网公司对这两个问题的答案,同时变成了「够」。
这不是猜测,订单结构直接摆在那里
芯原公告披露的新签订单结构:2026 年 1 月 1 日至 4 月 29 日,
数据处理领域订单占比 90.15%;4 月 30 日至 7 月 16 日,
AI 算力相关订单与数据处理领域订单占比均超过 90%。
对照 2025 年全年:新签订单中 AI 计算项目占 73%。
一年之内,这家公司的订单结构从「AI 占大头」变成了「几乎全是 AI」。
04
但想自研的公司,几乎都做不了自研
缺的三样东西,恰好是芯原有的
这里有个反差:决定自研很容易,真做出来很难。一家互联网公司哪怕招了几百个芯片工程师,
通常仍然缺三样东西,而且每一样都不是钱能立刻解决的。
第一,经过量产验证的处理器 IP。
自己从零做一个 GPU 或 NPU 的 IP,三到五年起步,而且第一版几乎必然要踩坑。
第 2 节说过,芯原手里有 GPU、NPU、VPU、ISP 全套自研处理器 IP,
外加 1,400 多个在各家晶圆厂各个工艺上验证过的数模混合 IP。
第二,先进制程的物理实现经验。
7 纳米以下的时序收敛、功耗签核、信号完整性,是一门需要反复踩坑才能掌握的手艺。
东吴证券把这件事讲得很清楚:先进制程下的芯片设计已经变成
涉及多物理场耦合、异构集成和高阶可靠性的复杂系统工程,
单一产品团队很难独立负担昂贵的工具链试错与跨域仿真验证。
第三,和晶圆厂、封测厂的协同关系。
这一条最容易被低估。产能紧张时谁能排到片、出了问题谁能在第一时间约到代工厂的工程师,
靠的是多年合作攒下来的信任和项目量——一家第一次流片的公司,在排队里天然靠后。
把这一节和前三节接起来
第 1 节讲了产业链五段,芯原站在第二格(IP)和第三格(设计服务)。
第 2 节讲了第二格为什么能有 92.70% 的毛利——因为它收两次钱,第二次没有成本。
第 3 节讲了第三格为什么毛利薄——因为往量产走就要替客户垫付晶圆和封测的钱。
这一节讲了为什么突然有一大批客户,愿意把第三格的活整包交出来。
四件事凑在一起,就得到了这家公司 2026 年的样子:
订单以史无前例的速度增长,而毛利率同时以史无前例的速度下滑。
下一个单元,我们打开它的财报,把这两件事同时算清楚。
这一节要带走的一句话 买通用 GPU 的逻辑是灵活但要为用不上的通用性付钱;做专用芯片(ASIC)的逻辑是把每一瓦都花在自己真正跑的运算上,代价是周期长、投入大、改不动。当一家公司的推理负载足够大、模型结构又相对稳定时,专用芯片的单位成本优势会压倒通用性溢价——这是 2025 年之后大厂集体自研的经济学基础。但想自研的公司普遍缺三样东西:验证过的处理器 IP、先进制程的物理实现经验、以及和晶圆厂封测厂的协同关系。这三样恰好是芯原有的——这就是它的机会窗口。
检验一下:为什么 AI 让互联网大厂都想自己做芯片
5 道题,选完立刻出反馈。做错的那道,恰好是这一节你真正学到东西的地方。