清华系再出百亿IPO!3年亏损59亿、市场份额全球第三,黑芝麻智能冲击自动驾驶第一股
2023年6月,清华系创业公司黑芝麻智能正式赴港IPO,冲刺国内自动驾驶芯片第一股,单记章家族持股财富有望超25亿元。
成立于2016年的黑芝麻智能,是全球第三大高算力自动驾驶SoC芯片供应商,市场份额仅次于英伟达和地平线。其合作伙伴包括一汽、上汽、东风等国内头部车企以及博世、采埃孚、经纬恒润等国内外知名一级供应商(Tier1),近三年实现营收2.8亿元,合计亏损59亿元,C+轮融资时估值则达到162亿元,北极光创投、武岳峰资本等多家知名创投为其股东。上市能否进一步推动其商业化进程?
来源:新财富杂志(ID:xcfplus)
作者:程华秋子
2023年6月30日,自动驾驶芯片独角兽黑芝麻智能向港交所提交招股书,成为该所上市规则第18C章生效以来,首家基于此规则递交上市文件的企业。
为加大对特专科技企业赴港上市的吸引力,2023年3月31日,港交所在《主板上市规则》中新增第18C章,允许无收入、无盈利的科技公司赴港上市。新规则适用于新一代信息技术、先进硬件、先进材料、新能源及节能环保、新食品及农业技术五大特专科技行业的公司。在规则红利之下,黑芝麻智能这样尚未盈利的科创企业,获得更多的上市融资机会。
黑芝麻智能是车规级智能汽车计算SoC(System-on-a-Chip,系统级芯片)及基于SoC的解决方案提供商。SoC是一种集中央处理器、内存、I/O(输入/输出)接口及其他关键电子元器件于一体的集成电路,目前,黑芝麻智能主要产品覆盖L2、L2+、L3级高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System,ADAS)和自动驾驶感知系统解决方案。
其中,装配L2级智能驾驶辅助系统的车辆,具有部分自动驾驶功能,可以让驾驶者在适当的环境下短暂休息,但仍需集中精力注意道路情况,时刻准备人工驾驶。L2+级别则在传感器、算法、通信技术、人机交互界面等层面进行了升级,但本质与L2差异不大。L3级别为有条件自动化,特点就是“人机共驾”,指在一定条件下由系统完成所有驾驶操作,驾驶者根据驾驶请求提供适合的应答,但也依旧需要时刻做好接管车辆的准备。
黑芝麻智能科技联合创始人兼总裁刘卫红近期公开表示,自动驾驶技术已经走向成熟,越来越多的新车型开始运用这一功能,预计2025年中国新车的高级辅助驾驶、自动驾驶技术的渗透率将超过60%。2030年以前,L3时代会到来。
身处这一蓬勃生长的新兴赛道,黑芝麻智能C+轮融资的投后估值达22.18亿美元。上市将为其带来怎样的发展机遇?
车规级智能汽车计算SoC供应商
1973年,全球最大的汽车零部件厂商博世在研发中另辟蹊径,为汽车发动机的化油器引入芯片,以调节油气混合比,控制混合气的浓度。此后,机动车的制动、转向、传动等系统纷纷开始使用芯片。发展到今天,在电动车生产中,芯片的作用更加凸显,由众多芯片构成的电子控制系统,已与电池、电机共同组成了至为重要的三电系统。汽车芯片逐渐掌握了车身电子系统、车辆运动系统、动力总成系统、信息娱乐系统、自动/辅助驾驶系统等各个系统的控制权。2022年,全球汽车芯片市场规模估计约为3100亿元。
汽车芯片可以分为计算芯片、存储芯片、传感器芯片、通信芯片及功率芯片。其中,计算芯片负责对各种传感器收集的信号进行处理,并将驱动信号传送至相应控制模块,是目前汽车芯片行业的焦点。MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)及SoC即是两种典型的计算芯片。
MCU是指一种只包含单个CPU(中央处理器)作为处理器的传统电路设计;SoC则包含多个组件,将CPU、GPU(图形处理单元)、ASIC(专用集成电路)及其他组件集成到单个芯片中,而并非像传统的电子设计将单独组件安装在一个主板上。目前,SoC已成为汽车芯片设计及应用的主流趋势。
自动驾驶功能一般涉及感知、决策及执行三个层面。其中,自动驾驶SoC用于决策层,作为汽车的“中枢大脑”,负责处理及融合来自感知层传感器的数据,然后代替人类驾驶员做出决策。通常情况下,自动驾驶SoC会集成到摄像头模块或自动驾驶域控制器中。
目前,市场上自动驾驶SoC供应商主要分为三类:特定自动驾驶SoC供应商、通用芯片供应商、汽车代工(Original Equipment Manufacturer,OEM)自研商。
其中,特定自动驾驶SoC供应商专注于自动驾驶技术的研究,并拥有全面的软硬件开发能力,可为不同的汽车OEM提供量身定制的基于SoC的自动驾驶解决方案,代表就是黑芝麻智能。
通用芯片供应商交付的芯片并不限于自动驾驶领域,亦包括传统的MCU芯片或其他类型的消费电子芯片,代表则是英特尔、高通、英伟达等。
此外,部分汽车OEM厂商,则自主开发专门用于其自有品牌车辆的自动驾驶SoC,比如吉利汽车。
黑芝麻智能的招股书显示,2022年,高算力SoC(算力大于50 TOPS,1 TOPS代表处理器每秒钟可进行一万亿次操作)在中国及全球的出货量分别约为35万片及38万片。黑芝麻智能预计,2023年中国及全球高算力SoC的出货量将大幅增加,分别达到105万片及120万片,而其对应市场份额也将分别达到9.7%及8.5%。
黑芝麻智能招股书披露了2022年中国及全球高算力自动驾驶SoC出货量(按颗计)的前五名。公司A是一家于1993年成立并于1999年在纳斯达克上市的高端GPU制造商。公司B成立于2015年,是一家提供高级驾驶辅助系统解决方案和AIoT解决方案的供应商。公司C于1991年注册成立,主要为智能设备提供半导体产品及服务,包括智慧视觉、智慧IoT、智慧出行、移动端SoC、数据中心及光收发器等。公司D于1985年成立并于1991年在纳斯达克上市,其产品组合包括处理器、平台及连接用产品等。根据以上信息推断,公司A、B、C、D或分别是英伟达、地平线、华为海思、高通。
根据弗若斯特沙利文的资料,2022年全球高算力SoC出货量38万片,黑芝麻智能是全球第三大供应商,市场份额为4.8%,而龙头英伟达的市场份额高达82.5%;地平线的市场份额高达6.2%,位居第二(表1),则英伟达、地平线、黑芝麻智能的全球出货量分别为31.35万片、2.36万片、1.82万片。
英伟达成立于1993年,目前是AI计算领域的领导者。1999年,英伟达首家发明GPU,重新定义了计算机图像,激发了PC游戏市场的需求,并促进了现代人工智能领域的发展。目前,英伟达发展成为了一家全栈计算公司,以CPU、GPU、DPU为主营业务,深耕数据中心、游戏、专业可视化、汽车等领域,主要客户包括微软、谷歌、亚马逊、阿里巴巴等全球知名企业。2018年1月,英伟达针对自动驾驶技术和汽车产品发布了一款Xavier芯片,2019年发布了迄今算力最强的Orin芯片,算力可达254 TOPS。
地平线成立于2015年,于2019年发布中国首款车规级AI芯片征程2(Journey2),并于2020年实现前装量产,该产品基于地平线注册商标的BPU(Brain Processing Unit)2.0计算架构,可提供超过4 TOPS的等效算力,典型功耗仅2瓦,配合高效的算法,每TOPS算力可以处理的帧数可达同等算力GPU的10倍以上。同时,较低的功耗大幅降低了散热需求,这一芯片整体不需要额外的风冷或液冷系统。目前,地平线共有三代产品征程2(2019年发布)、征程3(2020年发布)和征程5(2021年发布)。
海思前身为华为集成电路设计中心,其处理器产品目前有麒麟、昇腾、鲲鹏、巴龙、凌霄5种。
高通创立于1985年,主要生产移动处理器、芯片组、基带芯片、调制解调器等,是3G、4G时代的全球领先通信公司,其大部分营收来自于向下游制造商提供技术使用授权,并收取专利费,客户几乎涉及了世界上所有电信设备和消费电子设备的品牌。目前,高通在下游覆盖了智能终端、物联网、汽车市场,并积极拓展混合式AI应用。
黑芝麻智能在2020年6月至2021年4月,分别推出了华山系列SoC芯片A1000、A1000L、A1000 Pro(表2)。
其中,A1000和A1000L在2020年6月推出,2022年大规模生产,分别在INT8精度下提供58 TOPS算力和16 TOPS算力;A1000可应用于L2+及L3级自动驾驶系统;A1000L则专门应用于L2及L2+自动驾驶系统。
此外,A1000 Pro在2021年4月推出,可在INT8精度下提供超过106 TOPS算力,用于L3自动驾驶系统。
尽管国内厂商与英伟达等领先龙头还存在差距,但从地平线机器人、黑芝麻智能等不断推出的新品来看,其芯片算力在持续提升。此外,对于自动驾驶芯片来说,算力并不是唯一标准,效率、软硬结合也很重要,而最终落地及商业变现都要以规模量产为标准。不过,对于汽车的自动驾驶芯片,量产既涉及到前端的代工制造,又需在下游获得大规模应用,这两大环节也成为卡脖子之处。
在黑芝麻所处的自动驾驶SoC及解决方案行业价值链中,上游的自动驾驶SoC制造主要涉及半导体材料及设备、晶圆制造以及封装测试等环节。先进的半导体制造技术有利于提高芯片性能。
中游厂商负责开发自动驾驶SoC,这是自动驾驶解决方案的核心组件。一套完整的基于SoC的解决方案,包括SoC硬件以及全面的技术支持及服务,如芯片、基础软件、中间件、算法及工具包,使车辆具备自动驾驶功能。黑芝麻智能即位于价值链的中游。
下游厂商则集成供应基于SoC的自动驾驶整体解决方案,负责在自动驾驶汽车及智能道路上部署(图1)。
商业化:3年亏损59亿元,80%的收入源于自动驾驶领域
自动驾驶技术渗透率大幅增长的驱动因素在于,首先,电动汽车因拥有高精度、低延时及强大的备份系统,现被广泛认为是搭载高级辅助驾驶功能的最佳选择。其次,传感器成本持续下降。得益于技术进步及规模效应,摄像头及激光雷达等传感器的成本正在下降,这将一步提高ADAS汽车的可负担性及受欢迎程度,从而推动ADAS汽车的商业化。
得益于这一趋势,黑芝麻智能也迅速成长。其成立于2016年7月,9月即获得北极光创投投资;2018年3月与博世订立合作备忘录;2019年先后获得上汽集团及招商局集团投资,并与一汽集团订立战略合作协议。
2020年6月,黑芝麻智能推出华山A1000及华山A1000;9月获得海松资本投资;10月开始销售自动驾驶解决方案。2021年4月,黑芝麻智能获得腾讯及东风汽车投资,并推出华山A1000 Pro;2021年8月起,其开始获得SoC收入。
2020年至2022年,黑芝麻智能的营业收入分别为5300万元、6100万元及1.66亿元;3年累计实现营收2.8亿元,但合计亏损58.71亿元(表3)。
黑芝麻智能第一大业务为自动驾驶产品及解决方案,贡献8成以上收入,包括独立及集成自动驾驶SoC,以及支持L2级至L3级汽车自动化的自动驾驶软、硬件。2020-2022年,该业务收入分别达到4297万元、3426万元、1.42亿元,营收占比分别达到81%、57%、86%。其中,2022年创收同比增长超3倍,是由于相应产品及解决方案的销量增加,且自有SoC于2022年底量产。
黑芝麻智能第二大业务——智能影像解决方案,可赋能各种设备通过算法促进智能感知及内容增强。其通过向企业客户授权黑芝麻智能的自有IP算法,来收取费用。2020-2022年,该业务收入分别为1006万元、2624万元、2316万元,营收占比分别达到19%、43.4%、14%(表4)。
2020-2022年,英伟达、高通、黑芝麻智能的整体营收都是连续3年增长,年复合增长率分别达到31.65%、24.45%、46.31%。其中,黑芝麻智能因为体量最小,所以增速最快。但整体上,其无论是盈利规模,还是SoC出货量等,都与龙头英伟达相差巨大(表5)。
值得一提的是,虽然高通的营收和净利润规模都高于英伟达,但因为英伟达GPU算力爆发,又适逢游戏和自动驾驶的风口,市值迅速增长,在2023年5月进入万亿美元俱乐部,超过了高通。目前,英伟达市值高达7.8万亿元人民币,是高通的9倍;英伟达市盈率高达105倍,高通为15倍。
由于黑芝麻智能尚未盈利,因此,缺乏市盈率可比数据。从市销率来看,体量最小的黑芝麻智能高达98倍,高通仅为3倍(表6)。
客户群增长迅速,应收款规模超过营收,芯片制造依赖台积电
黑芝麻智能的主要客户为汽车OEM厂商及一级供应商(Tier1),其客户群已从2020年底的33名增长至2022年底的89名。其中,大型汽车OEM客户包括一汽集团、上汽集团、东风集团、江汽集团等,一级供应商客户则包括博世、亿咖通科技(ECX.NSDQ)、经纬恒润(688326)等。
招股书显示,目前黑芝麻智能已经取得10家汽车OEM及以及一级供应商的15款车型的意向订单。其中,黑芝麻智能与一汽大众合作时,共同开发具有集成芯片计算系统的红旗自动驾驶平台,将在多款量产车型上实现A1000 SoC的前装。
招股书显示,2020-2022年,黑芝麻智能的单一最大客户始终贡献4成以上营收;来自五大客户的收入分别占期间收入的88.5%、77.7%及75.4%,集中度有所下降(表7)。
2022年,黑芝麻智能SoC的总出货量超过2.5万颗,预计于2023年交付超过10万颗SoC,是2022年的4倍。
但在出货量快速上升的同时,黑芝麻智能的回款能力却很薄弱,其2022年应收款高达2.6亿元,甚至超过了当年1.67亿元的营收。此外,其2022年存货也高达7282万元,主要即为量产SoC,存货周转天数也快速增长至119天(表8)。
除了大客户依赖、应收账款快速增长外,黑芝麻智能还存在供应链风险。2020-2022年,黑芝麻智能最大供应商的费用分别占其采购总额的24.3%、28.7%及18.1%,而前五大供应商的费用分别占采购总额的77.6%、68.2%及50.9%。
招股书显示,黑芝麻智能的主要供应商为流片及技术服务、IP核及硬件组件供应商。如其SoC芯片非常依赖台积电的代工,黑芝麻智能主要通过进口代理商上海国际科学技术有限公司,向台积电采购原材料及服务,2021年、2022年向台积电支付的费用分别为1759.8万元、3851.7万元。
除了流片和代工制造环节受制于台积电,黑芝麻智能还需在芯片设计环节获取外部的IP核授权,以加速开发。2021年,黑芝麻智能通过上海国际科学技术有限公司,向一家IP核供应商采购IP核费用高达7544万元,甚至高过支付给台积电的费用。
从回款速度和采购成本来看,黑芝麻智能所代表的国产自动驾驶芯片厂商,尚处在商业化的前夜。
85%员工为研发人员,研发支出占营运投入比达到70%
研发是黑芝麻智能最大头的支出,截至2022年末,黑芝麻智能的研发团队由783名成员组成,占雇员总人数的85.5%。其中,55%的研发人员拥有硕士学位或以上学历。2020-2022年,其研发支出分别为2.5亿元、6亿元、7.6亿元,占期间总营运投入的82%、79%、69%。
其研发开支主要包括研发人员薪酬、IP许可费、折旧、设计及开发开支等。其中,研发人员的雇员薪酬开支(包括以股份为基础的开支),2022年占比达80%;IP许可费用于采购SoC中若干支持模块IP核,2022年达到3379万元,但占比已经下降至4%;设计及开发开支则主要包括技术服务开支、研发材料开支及测试费用等(表9)。
股东阵容豪华,单记章家族持股估值超25亿元
黑芝麻智能为典型的清华系芯片公司,创始人单记章和刘卫红皆为清华校友。单记章负责公司整体业务发展、制定目标及策略。刘卫红负责销售、市场推广及业务发展。
单记章于1991年、1995年分别获得清华大学电子工程学士、硕士学位,毕业后在豪威(OmniVision)工作多年,负责研发,并伴随其一路从初创公司成为全球图像传感器龙头。2016年,单记章回国创办黑芝麻智能,加入自动驾驶芯片赛道。
刘卫红则于1990年获得上海交通大学应用化学学士学位,1995年获得清华大学化学工程硕士学位,2002年获得加拿大多伦多大学工商管理学硕士学位。刘卫红在汽车行业拥有超过20年经验,先后任职于通用中国,并曾担任博世汽车部件(苏州)有限公司区域总裁。
黑芝麻智能自2016年9月拿到北极光创投等机构的天使轮融资后,目前累计融资10轮,在2021年12月6日完成了C+轮融资,投后估值22.18亿美元(约合162亿元人民币)。
招股书显示,上市后,单记章及其配偶直接及间接持有黑芝麻智能1.013亿股,刘卫红持有1470万股。按C+轮融资的每股成本3.473268美元估算,单记章家族的持股市值接近3.5亿美元(约合25.55亿元人民币),刘卫红身家接近0.51亿美元(约合3.7亿元)。
黑芝麻智能的股东阵容非常有看点,既包括清华系资本,如北极光创投、武岳峰资本、苏州元禾璞华;又包括地方政府产业基金,如长江产业投资基金、湖北省联想长江科技产业基金合伙企业(有限合伙)等;此外,还有产业链上下游厂商的身影,如上汽、吉利集团等客户入股;而一些知名的上市公司战投部门也躬身其中,包括闻天下(闻泰科技实控人张学政旗下平台)、红星美凯龙、小米、腾讯等。
招股书显示,北极光创投持有黑芝麻智能11.48%股权。北极光创投的创始人邓锋是清华大学电子工程系第一代硅谷创业者。截至2022年末,北极光创投的资产管理规模约为336亿港元。
武岳峰资本旗下两家平台嘉兴信灿股权投资合伙企业(有限合伙,简称“嘉兴信灿”)及上海极芯企业管理合伙企业(有限合伙,简称“上海极芯”)合计持有黑芝麻智能7.67%股权。武岳峰资本专注于高科技产业投资,例如信息技术、人工智能、先进制造及先进材料行业等,其2022年末投资于特专科技公司的在管资产规模约152亿港元。
而下游客户吉利集团和上汽集团对黑芝麻智能的持股比例较少,分别为0.86%和0.57%。
作为国内自动驾驶芯片第一股,黑芝麻智能虽然与龙头英伟达等差距较大,且依然较为依赖大客户及重要供应商,库存和应收账款也逐渐高企,但其商业化探索已初见成效,若成功上市,获得新增融资,将使之继续在研发及市场拓展上充分发力。后续,黑芝麻智能是否能经受住半导体及电动车的产能周期洗牌,又能否站稳国内自动驾驶技术高地,值得关注。
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