2020年国产CPU芯片行业分析报告
2020信创行业专题报告
2020信创行业专题报告一、信创必由之路，发展时不我待2020 年5 月15 日，美国商务部连续发布关于华为的两条消息：一，将实体名单上的华为技术有限公司及其非美国分支机构的现有临时通用许可证（TGL）授权期限延长90 天。
任何未来关于通用许可证的条款和期限的公告将在此90 天期限到期之前宣布。
二，通过限制芯片代工厂和EDA 软件等手段来加大打击华为芯片业务。
具体将使以下商品受出口管理条例（EAR）的约束：（1）华为及其在实体清单上的关联公司（例如，海思半导体）利用美国商务控制清单（Commerce control list CCL）上的软件和技术产出的例如半导体设计这样的商品（2）根据华为或实体名单上的关联公司（例如，海思半导体）的设计规范，在位于美国以外的地方利用CCL 清单上的半导体制造设备生产的芯片组。
以上类别的外国产品，在再出口（再出口就是转口贸易，例如从中国台湾出口到香港，再出口到中国大陆），从国外（美国以外）出口或转移（在国内）到实体列表中的华为或其任何关联公司时都需要许可证。
为防止对使用美国半导体制造设备的外国代工厂造成直接不利的经济影响，在2020 年5 月15 日已经根据华为设计规范启动生产了的任何产品，只要符合以下条件，便不受这些新许可的约束：从生效日期算起的120 天内，它们将可以通过再出口（转口贸易），从（美国）国外出口或（国内）转移。
美国商务部文件中明确说明在2020 年5 月15 日开始生效，华为芯片老产品具有120 天缓冲时间，新产品需取得许可证才可销售。
不过文件中提到，公众，企业和组织可以在7 月14 日之前提交意见。
前一轮美国政府主要为限制华为直接采购美国供应商相关产品，此次限制更是在全球范围内限制使用美国软件和技术的公司向华为提供产品，特别是半导体产品。
从元器件紧迫程度来看，CPU、FPGA、模拟器件芯片、射频器件芯片、存储器件芯片等上游设计软件EDA、制造设备以及晶圆制造环节短期存在较大压力。
国产芯片的发展现状与前景
国产芯片的发展现状与前景自2020年开始，国内外发生了许多大事，其中最为显著的就是疫情的影响。
整个全球的产业链运作都受到了很大的冲击，其中就包括了半导体产业。
在这样的情况下，中国取得了不小的进展，在国产芯片领域更是展现出了不小的实力。
本文将深入探讨国产芯片的发展现状和前景。
一、国产芯片的发展现状国家整体发展水平的提高，加上政府的政策支持和提高对科技的投入，中国的半导体产业近年来取得了长足的进步。
在这方面，国产芯片的发展表现尤为明显。
1. 芯片行业的快速发展从2014年开始，国家就提出了发展集成电路的规划。
截至到2020年，国家的集成电路年产值已经达到了一千多亿元。
同时，中国的芯片进口量也在不断增加。
2019年，中国的芯片进口额甚至超过了石油的进口额。
因此，本土芯片的研发和生产成为了国家的首要任务。
近几年，我国的芯片行业有了快速的发展。
其中，华为公司的麒麟系列芯片、展讯科技的华星平台芯片等均得到了国内外的认可和好评。
2. 政策的支持政策对于国产芯片的发展具有不可估量的作用。
在芯片行业，政策的支持也是相当明显的。
国家出台了一系列的政策扶持，并对于前沿技术和高端芯片的研究和创新加大了支持力度。
例如，从2020年开始，国家的“芯片国家重大专项”计划将对芯片制造产业进行大力投资，以加速提升芯片制造的研发能力和生产水平。
政策的支持，使得国产芯片得到了更好的发展环境。
3. 产业整合的加速芯片行业的整合一直是一个重要的话题。
在这方面，我国的芯片产业整合比较慢。
近几年，随着政府的增大支持和市场的变化，国内的芯片行业整合速度开始加大。
例如，国家新型智能电网的建设中，国内芯片企业进行了行业整合，打造出具有行业竞争力的芯片品牌。
二、国产芯片的前景展望对于国产芯片的前景展望，可以从多个方面分析：1. 国内外形势的巨大转变近年来，国际贸易局势在不断变化，其中美国对于中国科技的打压始终在持续。
在这种情况下，国产芯片的研究和生产变得尤为重要。
国产CPU发展现状与主要CPU厂商与产品比对
内容目录
行业概述 ........................................................................................................4 CPU 是计算机系统的核心和大脑 .................................................................4 国产 CPU 的发展现状..................................................................................6
1
图表 23：龙芯 3A300,3A4000, Intel i5-7200 整数性能..................................17 图表 24：海光股权架构................................................................................18 图表 25：海光芯片列表................................................................................18 图表 26：申威芯片产品图.............................................................................19 图表 27：申威 CPU 近期适配情况 ................................................................20 图表 28：兆芯芯片列表................................................................................21
中科曙光VS中国长城VS华为海思VSAMD：国产CPU产业链梳理
中科曙光VS中国长城VS华为海思VS AMD国产CPU产业链深度梳理今天我们要研究的领域，是全球半导体行业的核心赛道——CPU。
同时，在我们之前对操作系统的系列研究中（中国软件VS诚迈科技）曾经阐述过，这两大领域有着“共生”的关系，无论是商用市场还是信创市场，都需要结合起来研究。
CPU（Central Processing Unit，中央处理器），是计算机进行信息处理、程序运行的核心执行单元，是计算机的“大脑”。
从产业链看，上中下游为：上游——晶圆代工厂、封测厂、模组加工等，供应商包括台积电（毛利率：48%）、三星电子（毛利率：46%）、鸿海精密（毛利率：6%）等。
对台积电、工业富联，我们之前都有过研究，详见科技版报告库。
中游——CPU设计企业，全球龙头包括英特尔（IDM模式）、AMD，国产厂商包括中科曙光（海光）、中国长城（天津飞腾）、华为海思（鲲鹏）。
下游——根据应用终端分类，包括PC、服务器、大型超级计算机三大领域。
代表企业包括联想、戴尔、惠普、浪潮信息等。
图：CPU产业链来源：塔坚研究需注意的是，本报告中对于CPU的研究，其下游局限于PC、服务器及大型超级计算设备，不包括智能手机等移动设备。
这是因为智能手机中的CPU的核心技术，需要适配手机基带芯片，且要求低功耗、轻量化，这和PC、服务器两大领域对CPU的要求差异较大，属于不同产业链。
国产手机CPU厂商有紫光展讯（属于紫光股份）。
对于这条产业链，有几个值得我们深入思考的问题：1）CPU行业的增长驱动力是什么？2）INTEL和AMD，这两大CPU巨头，它们的竞争力差异究竟在哪里？核心指标看什么？3）国产CPU竞争力如何？（壹）图：收入结构（单位：%）来源：塔坚研究从2019年收入结构来看：中国长城——收入为108.44亿元，主要来自高新电子业务（41.12亿元，占比37.92%），该业务主要为军事通信、卫星与定位导航、海洋信息安全、军用自主安全等领域提供计算设备及系统集成服务；其次是电源业务（占比26.78%）和信息安全与整机解决方案（占比25.54%）。
芯片行业的发展趋势分析
芯片行业的发展趋势分析随着科技的快速发展和信息技术的普及，芯片行业正迎来巨大的发展机遇。
本文将就芯片行业的发展趋势进行深入分析，以揭示其未来的发展前景。
一、技术创新驱动随着人工智能、物联网、5G等新兴技术的兴起，对芯片性能的要求也愈发提高。
因此，技术创新成为推动芯片行业发展的关键。
比如，由于人工智能算法的快速发展，对于计算性能和功耗的要求越来越高，这推动了新一代计算芯片的研发和应用。
同时，物联网和5G技术的普及，对于射频芯片和通信芯片的需求也大幅度增加。
因此，芯片行业将继续加大研发投入，不断提升技术水平。
二、集成度提升随着电子设备体积不断缩小，对芯片集成度的要求也越来越高。
高度集成的芯片可以减少电路连接线路的长度，从而减少能耗和信号干扰，并提高设备的整体性能。
因此，集成度提升成为芯片行业的重要发展方向。
通过采用更先进的制程工艺和设计技术，芯片的晶体管密度将大幅度增加，集成度也将得到大幅提升。
同时，随着三维堆叠技术的成熟应用，芯片的集成度将进一步提高。
三、功耗降低在电子设备不断普及应用的背景下，功耗的控制成为一个亟待解决的问题。
高功耗不仅会导致电池寿命的降低，还可能引发设备发热等问题。
因此，降低芯片功耗是芯片行业发展的一个重要方向。
通过优化设计、采用低功耗工艺和架构等技术手段，芯片制造商将不断提高芯片的能效，减少功耗，从而满足市场对低功耗电子设备的需求。
四、安全性加强随着信息技术的发展，网络安全问题日益凸显。
芯片作为电子设备的核心组成部分，安全性成为越来越受重视的一个方面。
未来，芯片行业将加大对芯片安全性的研究和投入，推动芯片安全技术的发展。
例如，引入硬件加密技术、构建可信任的执行环境等手段，保护芯片不受恶意攻击和黑客入侵，提高电子设备的安全性和可靠性。
五、行业整合加速随着芯片行业竞争的加剧和市场的深度调整，行业整合势在必行。
未来，芯片行业将加速整合，形成一批实力强大的龙头企业。
通过并购、合资等方式，整合资源优势，提升市场竞争力。
芯片现状及发展趋势
芯片现状及发展趋势1. 芯片现状芯片是现代电子设备的核心组成部分，广泛应用于计算机、手机、汽车、家电等各个领域。
目前，全球芯片市场规模庞大，市场需求持续增长。
以下是芯片现状的详细描述：1.1 市场规模根据市场研究机构的数据，全球芯片市场规模在过去几年里持续增长，预计将在未来几年内保持稳定增长。
截至2020年，全球芯片市场规模达到了约5000亿美元。
1.2 主要应用领域芯片广泛应用于各个领域，包括计算机、通信、消费电子、汽车、工业控制等。
其中，计算机和通信领域是芯片市场的主要驱动力，消费电子和汽车领域的需求也在不断增长。
1.3 主要类型芯片根据功能和应用可以分为多个类型，包括中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）、存储芯片、传感器芯片等。
不同类型的芯片在不同领域有着不同的应用。
2. 芯片发展趋势随着科技的不断进步和市场需求的变化，芯片行业也在不断发展和演变。
以下是芯片发展趋势的详细描述：2.1 小型化和高集成度随着科技的进步，芯片的尺寸不断缩小，集成度不断提高。
现在的芯片可以实现更多的功能，并且在更小的空间内集成更多的晶体管。
这种小型化和高集成度的趋势将继续推动芯片技术的发展。
2.2 人工智能芯片的兴起人工智能是当前热门的技术领域之一，而人工智能芯片作为支撑人工智能应用的关键组件之一也备受关注。
人工智能芯片具有高速计算和低功耗的特点，可以加速机器学习和深度学习任务的处理。
随着人工智能技术的普及和应用范围的扩大，人工智能芯片市场将迎来快速增长。
2.3 物联网芯片的需求增长随着物联网技术的发展，越来越多的设备和物品连接到互联网。
物联网芯片作为连接物品和互联网的关键组件之一，将迎来巨大的市场需求。
物联网芯片需要具备低功耗、低成本和高安全性等特点，以满足大规模部署的需求。
2.4 新型材料和工艺的应用为了满足芯片小型化和高集成度的需求，研究人员正在探索新型材料和工艺。
例如，石墨烯、硅光子技术等新兴材料和工艺有望在未来的芯片制造中发挥重要作用。
2020年国产CPU专题研究：CPU概念、指令集架构的代表、国内CPU产品简介 、海光与中科曙光分析
投资要点
行业增长：国家积极推劢国产 CPU在政府和重点行业迕行应用 ，国产CPU迕口替代空间迕一 步放大。近年来我国集成电路自给率丌断提升 ，丏国产芯片生态逐步形成 ，国产CPU和操作 系统构建了初步的生态系统，有望成为中国的IT产业主流。
行业収展：国产 CPU面临着相对较好的収展环境 ，5G、物联网等新技术也将带来新的计算 需求。芯片的7nm工艺制秳已经接近商业化生产的极陉 ，芯片制造成本急剧上升，摩尔定律 失效后，给国产替代创造良好的机遇，国产CPU有望实现“换道超车”。
CPU的概念及其工作原理
中央处理器（CPU），是电子计算机的运算核心和控制核心。
功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
中央处理器主要包括运算器和高速缓冲存储器，及相关数据、总线。
物理结构包括运算逡辑部件、寄存器部件和控制部件等。
运算器
数据
输入设备
秳序
中
控 制 信 号
反 馈 信 号
对经常使用的指令设计得简单高效
操作有陉制，控制简单化
编秳相对简单，科孥计算及复杂操作的秳序设计相 对容易，效率较高 包含较少的电路单元，面积小、功耗低
微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短 结构简单，指令规整，性能容易把握，易孥易用
应用范围
适合亍与用机
适合亍通用机
中国CPU芯片行业市场策略
中国CPU芯片行业市场策略引言CPU芯片是计算机系统中的核心组件之一，对于计算机性能和功能发挥着关键作用。
随着技术的不断发展和市场竞争的加剧，CPU芯片市场竞争激烈，制定一个有效的市场策略对企业的发展至关重要。
市场分析在当前的CPU芯片市场上，主要的竞争者包括英特尔、AMD等跨国公司，以及一些本土芯片设计企业。
根据市场调研和分析，可以得出以下几点市场情况：1.技术竞争：技术创新是市场竞争的关键，不仅需要不断提高芯片的性能和功耗表现，还需要关注新技术的引入，比如人工智能和大数据处理等。
2.供应链管理：CPU芯片的制造涉及到材料供应商、生产厂商和组装厂商等多个环节，有效的供应链管理能够帮助企业降低成本、提高效率。
3.市场细分：不同市场有着不同的需求和竞争态势，例如消费级、商务级以及专业级市场。
有效的市场细分策略能够更好地满足特定市场的需求。
4.渠道销售：CPU芯片的销售渠道包括经销商、在线渠道和OEM合作伙伴等，选择合适的渠道对企业的销售和品牌影响具有重要意义。
市场策略技术创新作为一家芯片设计企业，技术创新是市场竞争的核心。
我们应注重以下几个方面的技术创新：•性能提升：不断提高芯片的运算速度和计算能力，以满足用户对高性能计算的需求。
•功耗优化：芯片的功耗是企业产品的一个重要指标，我们应不断减少芯片的功耗，提供更节能的解决方案。
•新技术引入：关注人工智能、机器学习等热门技术的发展，适时引入新技术，拓展芯片的应用领域。
供应链管理供应链管理对于芯片制造企业尤为重要，我们应采取以下措施优化供应链管理：•建立稳定的供应链合作伙伴关系，确保原材料供应的稳定性。
•提高生产线的运营效率，精细管理生产调度和库存管理，减少库存成本。
•加强与组装厂商和分销商的协作，提高整个供应链的响应速度和灵活性。
市场细分针对不同市场需求的差异，我们应制定相应的市场细分策略：•消费级市场：重点关注价格竞争力和性能表现，满足大众市场对芯片性能和价值的需求。
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2020年国产CPU芯片行业分析报告
2020年6月
目录
一、看好服务器处理器市场增长及相关处理器国产化进程 (6)
1、算力成为新的生产力 (6)
2、服务器用处理器芯片是未来主要增长点 (7)
3、看好服务器CPU及AI芯片的进口替代机会 (9)
4、国产CPU生态链 (11)
（1）服务器 (11)
（2）云服务 (13)
（3）操作系统 (13)
（4）数据库 (14)
（5）中间件 (15)
二、国产CPU的发展现状 (17)
1、X86架构（海光、兆芯）：专利授权壁垒高但生态完备，国产芯片与海外相比仍有差距 (17)
2、ARM架构（华为鲲鹏、飞腾）：充分适应服务器多核心高并发场景，但生态环境仍需完善 (19)
3、RISC-V（阿里平头哥）：全新开源指令集，IoT切入市场，生态尚需构建
(22)
4、MIPS（龙芯）：架构更新较慢，生态由国产厂商龙芯继承 (25)
4、X86替代最先落地，看好未来大厂推动下ARM/RISC-V架构处理器的国产化机会 (26)
三、AI芯片市场发展情况更新 (28)
1、云端AI芯片：产品综合能力要求突出，行业竞争格局开始清晰 (30)
2、边缘AI芯片：各类应用百花齐放，竞争格局分散 (31)
四、主要国产AI芯片企业介绍 (34)
1、地平线：专注边缘AI芯片，提供性能功耗领先的智能驾驶芯片 (34)
2、燧原科技：专注云端AI训练芯片，与腾讯云服务深度合作 (35)
3、黑芝麻：致力于AI自动驾驶计算平台，与多家一线车企合作 (37)
4、嘉楠科技：ASIC 区块链计算设备与RISC-V 架构边缘AI芯片 (38)
五、新计算方式 (38)
1、通用计算暂不会被取代，异构计算等蓬勃发展 (38)
2、存算一体 (40)
3、光子计算 (42)
国产CPU和AI芯片是发展人工智能和云计算等“新基建”的核心技术之一。
根据测算，2019年全球处理器芯片市场规模达到1,280亿美元，占全球半导体销售额的31%。
随着数据中心和云服务的加速推进，未来五年服务器处理器市场将是主要增长点。
不同于桌面处理器市场通用性要求，服务器任务更加专用化，处理器架构选择更多元，为国产CPU及AI芯片公司，以及基于国产芯片的智能计算产业链提供较好的发展机会。
未来五年计算芯片国产化市场空间超过500亿美元。
根据中金测算，2019年中国服务器计算芯片市场规模约60亿美金，约占全球市场的24%，未来五年有望保持20% CAGR快速增长，达到146亿美金。
目前，我国服务器计算芯片几乎均需从Intel/AMD/NVIDIA 等企业进口，是半导体国产化的主要空白点之一。
预计未来五年计算芯片国产化市场空间合计超过500亿美元，进口替代空间广阔。
异构计算借力云计算快速发展，计算芯片进口替代空间进一步打开。
随着人工智能、科学计算等新兴需求的迅猛增长，算力正在从满足多任务的通用芯片，向单一任务的多种专用芯片发展，异构计算成为重要趋势。
云计算实现了算力的集中采购、集中管理、动态调配，大幅提高了异构计算的投入产出比（ROI）。
近年来，在云计算蓬勃发展的同时，异构计算市场也乘风得到了长足的发展。
对芯片设计企业而言，过去进入服务器计算芯片市场只有通过有竞争力的X86CPU，而现在GPU/FPGA/AI芯片/各类架构CPU 等多种计算芯片均在服务器中得到广泛应用，服务器计算芯片市场进
入壁垒大幅降低，为创业企业提供了发展机遇。
国产CPU的三条替代路径：X86/ARM/RISC-V。
架构是CPU设计最底层的核心技术。
目前存在：1）以Intel/AMD产品为代表的X86架构，拥有较为完善的生态，可以无缝运行Windows、Linux等主流操作系统。
国内，搭载海光（AMD与曙光的合资公司）芯片的服务器已经规模性进入运营商集采。
上海兆芯的PC 处理器也得到商用。
2）ARM架构芯片成熟，但软件生态有待培育。
华为海思和天津飞腾（中国长城控股32%）是目前主要供应商。
3）RISC-V是较新的精简指令集，适用于物联网等分散化应用，阿里平头哥基于该架构推出了面向AIoT应用的玄铁IP。
建议关注中科曙光（未覆盖）、中国长城（未覆盖）、华为（未上市）、阿里（互联网组覆盖），以及计算产业链上的浪潮、联想等公司。
国产AI芯片的进口替代机会，从云端AI芯片和智能驾驶芯片开始。
据中金测算，2019年中国云端AI芯片市场规模约为12亿美元，未来五年有望保持35% CAGR快速增长，到2024年达到54亿美金。
虽然NVIDIA 通过CUDA 构筑的生态链较难撼动，仍处于一家独大的地位，但我们看到燧原、平头哥等中国企业推出了具有竞争力的云端训练和推理AI芯片，并已在腾讯、阿里等云计算中心商用。
终端方面，中国本土车企积极拥抱智能驾驶，为地平线、黑芝麻等国产智能驾驶芯片企业的发展提供了机遇。
我们看到，地平线的征程二代已在长安最新的SUV实现前装量产，黑芝麻的华山二号（支持L3）已成功流片并给主机厂送样。
一、看好服务器处理器市场增长及相关处理器国产化进程
1、算力成为新的生产力
信息技术革命以来，计算机产业和性能飞速提升，人类生产力发展已经进入算力时期，计算能力成为这个时期的新型生产力。
随着社会经济的发展，人均算力随之水涨船高，我们看到算力与人均GDP 之间具有高度相关性。
算力是数字经济发展的核心动力，但即便是美国等高算力国家，仍处于智能社会的起步阶段。
算力提升是全球未来多年发展的重点之一，而处理器核心技术的发展是提升算力的关键。
算力基础设施是“新基建”重要组成部分。
2020年3月4日，习总书记在主持中共中央政治局常务委员会会议时指出，要加快5G 网络、数据中心等新型基础设施建设进度；2020年4月20日，国家发改委在新闻发布会上首次明确新型基础设施的范围，把以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施明确纳入新型基础设施范围。
随着政策的稳步推进和数据中心等算力基础设施的建设，我们预计国内对服务器处理器芯片需求快速增长，为国产处理器带来广阔的市场机遇。