???本文來(lái)自“2023年服務(wù)器計(jì)算機(jī)CPU行業(yè)詞條報(bào)告”，中國(guó)計(jì)算機(jī)CPU行業(yè)發(fā)展進(jìn)入“快車(chē)道”，在2019-2021年間以6.91%的平均增速穩(wěn)步快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2027年中國(guó)CPU市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)710.75億元。隨著中國(guó)本土計(jì)算機(jī)CPU企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)投入不斷增加，中國(guó)與海外計(jì)算機(jī)CPU市場(chǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，中國(guó)企業(yè)的身影正逐步進(jìn)入人們的視野，成為全球芯片產(chǎn)業(yè)中備受矚目的一部分。

1、計(jì)算機(jī)CPU行業(yè)定義

計(jì)算機(jī)CPU全稱(chēng)為中央處理器，通常由控制單元、算術(shù)邏輯單元（ALU）和寄存器組成，是一種負(fù)責(zé)解釋和運(yùn)算計(jì)算機(jī)程序中的指令以及控制計(jì)算機(jī)操作的集成電路，對(duì)計(jì)算機(jī)的性能和運(yùn)行效率具有重要影響。隨著第四次工業(yè)革命的來(lái)臨，CPU作為計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制核心，有望深入到自動(dòng)化生產(chǎn)線控制、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、人機(jī)交互和機(jī)器學(xué)習(xí)等全新的應(yīng)用場(chǎng)景，潛在市場(chǎng)和需求有穩(wěn)步擴(kuò)大的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

2、計(jì)算機(jī)CPU行業(yè)分類(lèi)

按照計(jì)算機(jī)CPU所使用的指令集架構(gòu)劃分，目前主流的CPU可分為使用MIPS架構(gòu)、X86架構(gòu)、ARM架構(gòu)和RISC-V架構(gòu)的CPU。

3、計(jì)算機(jī)CPU行業(yè)特征

中國(guó)計(jì)算機(jī)CPU行業(yè)的特征包括：外企主導(dǎo)市場(chǎng)，中國(guó)與海外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈；技術(shù)依賴性強(qiáng)，自研阻力大；客戶集中風(fēng)險(xiǎn)大，影響企業(yè)利潤(rùn)水平。隨著國(guó)產(chǎn)CPU的逐步崛起，中國(guó)計(jì)算機(jī)CPU行業(yè)將朝著自主化、產(chǎn)業(yè)化的

外企主導(dǎo)市場(chǎng)，中國(guó)與海外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈

全球通用處理器市場(chǎng)主要由Wintel（微軟與英特爾）和AA（谷歌與ARM）兩大生態(tài)系統(tǒng)主導(dǎo)。2022年，Intel在全球服務(wù)器CPU市場(chǎng)占據(jù)了70.77%的份額，而AMD為19.8%，這兩大巨頭的CR2達(dá)到了90.57%，凸顯了其在國(guó)際CPU市場(chǎng)的壟斷地位。在中國(guó)，Intel和AMD在X86服務(wù)器CPU市場(chǎng)的份額分別為91.0%和5.7%。盡管近十年中國(guó)涌現(xiàn)出華為鯤鵬、龍芯等本土企業(yè)，但大多獨(dú)立運(yùn)作，且存在多種CPU架構(gòu)，這種多樣性可能導(dǎo)致資源分散，增加行業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)，從而影響整體效益。如果此趨勢(shì)持續(xù)，中國(guó)CPU行業(yè)可能難以產(chǎn)生能與全球主流廠商，如Intel和AMD，有效競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品。

技術(shù)依賴性強(qiáng)，自研阻力大

在指令集架構(gòu)上，中國(guó)CPU行業(yè)存在兩種發(fā)展方向：一是“授權(quán)+自研”，發(fā)展自主可控的指令集架構(gòu)，如龍芯中科脫胎于MIPS架構(gòu)，自主研發(fā)的LoongArch架構(gòu)和上海申威基于Alpha架構(gòu)研發(fā)的SW64架構(gòu)。這種方向的優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)自主可控，很大程度上避免出現(xiàn)“卡脖子”的不利局面，并且能滿足中國(guó)應(yīng)用領(lǐng)域的需求；劣勢(shì)在于基礎(chǔ)薄弱，研發(fā)成本高，產(chǎn)品生態(tài)小眾，難以進(jìn)入國(guó)際主流CPU之列。

二是“純授權(quán)”，通過(guò)與國(guó)外企業(yè)達(dá)成架構(gòu)授權(quán)協(xié)議，使用現(xiàn)成的架構(gòu)，如飛騰、華為海思均使用ARM架構(gòu)，上海兆芯和海光信息均使用X86架構(gòu)。但目前ARM和X86架構(gòu)已停止向中國(guó)企業(yè)授權(quán)，即使擁有永久授權(quán)的企業(yè)，也將面臨架構(gòu)停止更新、技術(shù)逐步落后的難題。這種方向的優(yōu)勢(shì)在于可利用已成熟的技術(shù)和生態(tài)，拓寬下游市場(chǎng)，降低企業(yè)研發(fā)成本和技術(shù)門(mén)檻；劣勢(shì)在于受架構(gòu)知識(shí)產(chǎn)權(quán)制約和國(guó)際形勢(shì)影響，很難實(shí)現(xiàn)自主可控，難以規(guī)避各種制裁，同時(shí)需要支付高額的架構(gòu)版權(quán)費(fèi)，降低企業(yè)利潤(rùn)。在芯片制造上，中國(guó)芯片國(guó)產(chǎn)化率低，在2020年該指標(biāo)僅為16%，且主要集中在28nm級(jí)別以上的中低端芯片，高端芯片的滲透率低，14nm/16nm級(jí)別以下的芯片大多由臺(tái)積電、AMSL等境外廠商代工。在芯片生產(chǎn)的供應(yīng)鏈上游，中國(guó)CPU各大廠商均大量使用了國(guó)外的技術(shù)和設(shè)備。

4、計(jì)算機(jī)CPU產(chǎn)業(yè)鏈分析

中國(guó)計(jì)算機(jī)CPU產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，涉及眾多外企和中國(guó)本土企業(yè)。上游環(huán)節(jié)包括圓晶代工、封裝測(cè)試、架構(gòu)設(shè)計(jì)和授權(quán)三個(gè)關(guān)鍵部分，代表企業(yè)有臺(tái)積電、長(zhǎng)電科技、Intel；中游環(huán)節(jié)包括CPU的設(shè)計(jì)和制造，代表企業(yè)有海光信息、龍芯中科、海思半導(dǎo)體；下游環(huán)節(jié)包括服務(wù)器、工作站、PC/平板、移動(dòng)終端和嵌入式設(shè)備等，代表企業(yè)有華為、聯(lián)想、比亞迪、海康威視。

中國(guó)CPU產(chǎn)業(yè)鏈上游擁有較強(qiáng)的議價(jià)能力，利潤(rùn)率較高，能夠?qū)χ杏纹髽I(yè)進(jìn)行縱向壟斷，且壟斷性強(qiáng)，呈外企/臺(tái)企占據(jù)主導(dǎo)地位，中國(guó)大陸本土企業(yè)緊隨其后的發(fā)展態(tài)勢(shì)。產(chǎn)業(yè)鏈中游發(fā)展存在轉(zhuǎn)移趨勢(shì)。中國(guó)的芯片設(shè)計(jì)和制造能力在過(guò)去幾年里有了顯著提升，越來(lái)越多中國(guó)企業(yè)開(kāi)始在CPU設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域投入大量資源，并取得了一定的成果。這表明產(chǎn)業(yè)鏈中游正在向中國(guó)發(fā)展，逐步減少對(duì)外依賴。

產(chǎn)業(yè)鏈下游市場(chǎng)正迎來(lái)拓展民用市場(chǎng)的重大機(jī)遇。中國(guó)CPU企業(yè)需要及時(shí)拓展業(yè)務(wù)范圍，增加有效投資和技術(shù)開(kāi)發(fā)，滿足多樣化的市場(chǎng)需求，實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展和突破。產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展堵點(diǎn)則主要集中在技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的挑戰(zhàn)。CPU的設(shè)計(jì)和制造涉及高度復(fù)雜的技術(shù)和專(zhuān)利，中國(guó)CPU企業(yè)在這方面的積累和創(chuàng)新仍然有一定的差距。此外，資金和人才的供給也是限制產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的重要因素之一。

產(chǎn)業(yè)鏈上游

晶圓代工或晶圓專(zhuān)工指的是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一種營(yíng)運(yùn)模式,專(zhuān)門(mén)從事半導(dǎo)體晶圓制造生產(chǎn),接受其他IC設(shè)計(jì)公司委托制造,而不自己從事設(shè)計(jì)，目前多數(shù)CPU廠商均采用該模式。

（1）從供給角度分析，中國(guó)正逐步實(shí)現(xiàn)圓晶代工自給，增強(qiáng)圓晶代工環(huán)節(jié)的可控性，進(jìn)一步保障中國(guó)CPU產(chǎn)業(yè)鏈在圓晶代工環(huán)節(jié)的國(guó)家安全。

（2）從議價(jià)能力角度分析，圓晶代工頭部企業(yè)具有較高的毛利率。以具有一定代表性的行業(yè)龍頭臺(tái)積電、格芯、中芯國(guó)際為例，其毛利率分別為62.2%、60.1%和53.1%。

產(chǎn)業(yè)鏈中游

CPU設(shè)計(jì)企業(yè)執(zhí)行芯片級(jí)的設(shè)計(jì)工作，將CPU架構(gòu)轉(zhuǎn)化為具體的電路設(shè)計(jì)。這包括利用硬件描述語(yǔ)言（如Verilog或VHDL）編寫(xiě)電路邏輯和功能，并進(jìn)行驗(yàn)證、仿真和優(yōu)化。

（1）從盈利能力角度分析，中國(guó)CPU設(shè)計(jì)企業(yè)的盈利能力存在較大的差異，行業(yè)平均水平處于中等水平。以龍芯中科招股說(shuō)明書(shū)中公布的2021年中國(guó)CPU設(shè)計(jì)企業(yè)各上市公司毛利率為例，最大值為景嘉微的63.24%，最小值為北京君正的36.10%，最大值和最小值之間的差距超過(guò)27個(gè)百分點(diǎn)，而中值為46.72%。

（2）從技術(shù)水平角度分析，與國(guó)際一流CPU相比，中國(guó)國(guó)產(chǎn)CPU在制程、核心數(shù)、超線程、主頻、內(nèi)存通道數(shù)和最高內(nèi)存頻率等關(guān)鍵指標(biāo)上仍存在一定差距，這種差距主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)能力上。以Intel和完全自主的龍芯對(duì)比，Intel在130nm工藝就做到了主頻3.8G，而龍芯的3A1000在同等工藝和核數(shù)前提下，主頻只有1G；如果將Intel產(chǎn)品降到1G，性能將是龍芯的5倍。縱向?qū)Ρ瓤矗瑯右札埿緸槔涞诙a(chǎn)品3A2000在沒(méi)有提升主頻的前提下，通過(guò)設(shè)計(jì)能力的改進(jìn)，性能提升了2.5倍；

3A3000提升至28nm制程后，主頻提升至1.5G，性能提升1.6倍；3A4000在原工藝基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)計(jì)提升性能2倍；3A5000提升至14nm制程，性能提升1.6倍；目前在研的3A6000，據(jù)龍芯介紹，其性能已經(jīng)達(dá)到了Intel在14nm的性能水平。從縱向發(fā)展歷程來(lái)看，相同工藝條件下，設(shè)計(jì)能力提升帶來(lái)的產(chǎn)品性能提升十分顯著，在fabless模式下，設(shè)計(jì)能力的差距顯得尤為重要。

產(chǎn)業(yè)鏈下游

CPU下游應(yīng)用端包括服務(wù)器、工作站、PC/平板、移動(dòng)終端和嵌入式設(shè)備等，汽車(chē)是嵌入式設(shè)備中比較具有發(fā)展前景的細(xì)分市場(chǎng)。

（1）從應(yīng)用場(chǎng)景角度分析，下游產(chǎn)業(yè)在中國(guó)與海外都擁有巨大市場(chǎng)，整體利潤(rùn)率高，但壟斷情況相對(duì)較低。目前國(guó)產(chǎn)CPU主要需求來(lái)自服務(wù)器、政企、信創(chuàng)等市場(chǎng)，鮮少出現(xiàn)在消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)。“中國(guó)芯”在政務(wù)領(lǐng)域已進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段。

（2）從應(yīng)用需求角度分析，新能源汽車(chē)需求的激增將同步拉動(dòng)對(duì)耐高溫和可靠性強(qiáng)的CPU的市場(chǎng)需求，推動(dòng)CPU設(shè)計(jì)企業(yè)朝定制化、多樣化的方向進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。

5、計(jì)算機(jī)CPU行業(yè)規(guī)模

中國(guó)計(jì)算機(jī)CPU行業(yè)目前處于高速發(fā)展期，在2019-2021年期間以6.91%的平均增速穩(wěn)步快速增長(zhǎng)。2022年受新冠疫情反彈、全球CPU產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)車(chē)?guó)際形勢(shì)影響和“缺芯潮”等多種不利因素的沖擊，計(jì)算機(jī)CPU行業(yè)規(guī)模下降至314.82億元，較2021年下降了15.19%。隨著中國(guó)政府出臺(tái)一系列鼓勵(lì)政策、國(guó)際局勢(shì)的逐步穩(wěn)定、5G和物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)，對(duì)高性能、低功耗、集成度高的CPU的需求將持續(xù)增加，中國(guó)CPU行業(yè)規(guī)模有望持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。預(yù)計(jì)到2027年中國(guó)計(jì)算機(jī)CPU市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)5109.49億元。

中國(guó)CPU行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的穩(wěn)步增長(zhǎng)邏輯主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

（1）中國(guó)經(jīng)濟(jì)環(huán)境和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展帶動(dòng)拉動(dòng)需求增長(zhǎng)和轉(zhuǎn)型。一方面，中國(guó)消費(fèi)者消費(fèi)能力的提高和消費(fèi)習(xí)慣的變化進(jìn)一步拉動(dòng)了CPU及其下游行業(yè)的發(fā)展。另一方面，新興技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展推動(dòng)了對(duì)高性能處理器的需求增加。隨著中國(guó)5G技術(shù)的不斷普及、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，對(duì)處理器性能的需求越來(lái)越高。根據(jù)中國(guó)工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)，2020年中國(guó)5G終端出貨量超過(guò)1.7億臺(tái)，5G終端的普及使得對(duì)高性能處理器的需求進(jìn)一步增加。同時(shí)，人工智能在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)大，對(duì)高性能CPU的需求正不斷增加。

（2）中國(guó)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革效果顯著，全產(chǎn)業(yè)鏈的日益完善推動(dòng)CPU行業(yè)的快速發(fā)展。一方面，中國(guó)政府出臺(tái)了一系列支持性政策，鼓勵(lì)本土企業(yè)在CPU領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新。另一方面，中國(guó)的CPU市場(chǎng)發(fā)展得益于完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈系統(tǒng)。從芯片設(shè)計(jì)、制造到封裝測(cè)試，整個(gè)CPU生態(tài)鏈系統(tǒng)得到不斷完善，提高了供給效率和產(chǎn)品質(zhì)量。隨著產(chǎn)業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展，中國(guó)成為全球CPU供應(yīng)鏈的重要一環(huán)，進(jìn)一步提升了中國(guó)CPU的供給能力。

6、計(jì)算機(jī)CPU競(jìng)爭(zhēng)格局

中國(guó)計(jì)算機(jī)CPU行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局涉及多家本土企業(yè)和國(guó)際企業(yè)，且以外企為主導(dǎo)，市場(chǎng)集中度較高。本土企業(yè)雖然占有的市場(chǎng)份額較少，但近年來(lái)行業(yè)整體得到快速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。中國(guó)大陸本土CPU行業(yè)大致分為三個(gè)梯隊(duì)：

（1）第一梯隊(duì)是以海光信息、海思半導(dǎo)體、上海兆芯、龍芯中科等企業(yè)為代表的領(lǐng)軍企業(yè)。這些企業(yè)多為上市公司或母公司上市，擁有較強(qiáng)的融資能力，在技術(shù)積累和市場(chǎng)拓展方面具有優(yōu)勢(shì)；同時(shí)較早布局多種類(lèi)型的CPU應(yīng)用市場(chǎng)及配套產(chǎn)品的研發(fā)，具有較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈和廣泛的業(yè)務(wù)范疇，在業(yè)內(nèi)具有較強(qiáng)的影響力和品牌效應(yīng)。如海思半導(dǎo)體推出鯤鵬920處理器時(shí)，同步推出了基于鯤鵬920的TaiShan服務(wù)器和華為云服務(wù)，形成獨(dú)特的“端邊云算力同構(gòu)”的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)軟硬件協(xié)同進(jìn)一步提升處理器性能。

（2）第二梯隊(duì)是以飛騰信息、北京君正、炬芯科技等企業(yè)為代表的企業(yè)。這些企業(yè)擁有靈活的融資方式和政策支持，具備良好的研發(fā)和創(chuàng)新能力，但也面臨產(chǎn)品的同質(zhì)化程度上升、核心競(jìng)爭(zhēng)力需要不斷加強(qiáng)等問(wèn)題。

（3）第三梯隊(duì)是以平頭哥、國(guó)芯科技、申威科技等企業(yè)為代表的企業(yè)。這些企業(yè)往往擁有獨(dú)特的發(fā)展模式，業(yè)務(wù)類(lèi)型較為專(zhuān)一，如平頭哥在建立之初即明確了以RISC-V架構(gòu)為基礎(chǔ)的發(fā)展方向，深耕企業(yè)未來(lái)的發(fā)展價(jià)值；而飛騰信息則主要聚焦軍用市場(chǎng)，產(chǎn)品側(cè)重特種超算服務(wù)器領(lǐng)域，全可控技術(shù)與生態(tài)均有獨(dú)家壁壘，預(yù)計(jì)后續(xù)仍將專(zhuān)注深耕原有領(lǐng)域。

從產(chǎn)業(yè)鏈整合角度，CPU行業(yè)上中游均存在較高的技術(shù)壁壘，中游企業(yè)對(duì)上游供應(yīng)商的原材料、設(shè)備和技術(shù)依賴性強(qiáng)，資本實(shí)力雄厚的中游企業(yè)通過(guò)收購(gòu)、兼并上游企業(yè)實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈，避免關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)流程受限的趨勢(shì)明顯。在2022年全球芯片十大收購(gòu)案中，有三項(xiàng)交易業(yè)務(wù)涉及芯片設(shè)計(jì)，涉及金額達(dá)1246.9億美元；三項(xiàng)交易業(yè)務(wù)涉及圓晶代工，涉及金額達(dá)60.05億美元。從技術(shù)和業(yè)務(wù)重合角度，當(dāng)前中國(guó)大陸本土CPU行業(yè)整體技術(shù)水平相似度較高，業(yè)務(wù)重合度較高，可能存在同業(yè)業(yè)務(wù)兼并的趨勢(shì)。

審核編輯：黃飛

?