国产PC及服务器CPU生态发展报告

1、电子行业中国芯系列报告国产PC及服务器CPU生态发展报告目 录 HYPERLINK l _TOC_250017 一、CPU 发展速度放缓5 HYPERLINK l _TOC_250016 1.1 全球 PC 出货量已经开始负增长5 HYPERLINK l _TOC_250015 1.2 CPU 单核性能提升速度放缓5 HYPERLINK l _TOC_250014 二、专利网和软硬件生态构筑高壁垒，中国厂商参与竞争机会渺茫7 HYPERLINK l _TOC_250013 2.1 CPU 发展历史悠久，技术壁垒极高7 HYPERLINK l _TOC_250012 2.2 专利网构成很难逾越的

2、障碍8 HYPERLINK l _TOC_250011 2.3 WINTEL 联盟主导的软硬件生态形成很深的护城河9 HYPERLINK l _TOC_250010 三、正面追赶虽难，但实现部分 CPU 自主可控的机会已来临12 HYPERLINK l _TOC_250009 3.1 ARM 的开放生态降低了 CPU 细节不透明的风险12 HYPERLINK l _TOC_250008 3.2 行业弱势厂商迫于竞争及盈利压力对外授权部分核心技术13 HYPERLINK l _TOC_250007 四、行业现状、发展建议及部分重点公司15 HYPERLINK l _TOC_250006 4.1

3、中国 CPU 行业发展现状及建议15 HYPERLINK l _TOC_250005 4.2 海光信息（中科曙光参股）17 HYPERLINK l _TOC_250004 4.3 上海兆芯18 HYPERLINK l _TOC_250003 4.4 龙芯20 HYPERLINK l _TOC_250002 4.5 成都申威22 HYPERLINK l _TOC_250001 4.6 天津飞腾（中国长城拟参股）24 HYPERLINK l _TOC_250000 五、风险提示26图表目录图表 1 全球 PC 出货量（百万台）5图表 2 多线程 CPU Mark 跑分6图表 3 英特尔旗舰 CPU

4、 的内核数量（单位：个）6图表 4 单核 CPU Mark 跑分6图表 5 英特尔旗舰 CPU 售价（单位：美元）6图表 6 世界上第一款商用 CPU 是英特尔于 1971 年推出的 40047图表 7 英特尔 CPU 历史上的几个里程碑7图表 8 英特尔 2017 旗舰处理器 i9 7980XE 正面、背面和架构图8图表 9 英特尔新增 x86 指令和相关的专利数量8图表 10 英特尔在 PC 处理器领域的几次重要诉讼9图表 11Wintel 联盟主导的软硬件生态10图表 12 三大难题压制 CPU 领域的新进入者11图表 13 英特尔与微软这样的巨头尚难切入移动生态系统11图表 14 AR

5、M 在移动领域建立的开放生态系统12图表 15 ARM 公司商业模式13图表 16AMD 和 Intel CPU 在存量 PC 市场的份额13图表 17 AMD 营业收入与营业利润（2006-2017）13图表 18 威盛授权中国厂商 X86 技术14图表 19 国产 PC 及服务器 CPU 阵营及部分重要厂商15图表 20 基于申威 CPU 的软硬件生态15图表 212017 年中科曙光营收划分17图表 22 中科曙光营业收入与净利润（2013-2017）17图表 23 上海兆芯股权结构（截止 2018 年 6 月 11 日）18图表 24 上海兆芯发展历程的大事件19图表 25 上海兆芯的

6、开先 KX-564019图表 26 上海兆芯的开先 KX-554019图表 27 龙芯中科 3A3000 处理器荣获第十二届中国集成电路产业促进大会“最具潜质产品”奖20图表 28 龙芯发展历程20图表 29 龙芯逐步打造出龙芯生态链21图表 30 神威太湖之光超级计算机采用申威 CPU22图表 31 中科网威推出万兆网络防火墙采用申威 CPU22图表 32 基于申威 CPU 的终端产品22图表 33 申威服务器 CPU 升级路线23图表 34 天津飞腾股权结构（截止 2018 年 6 月 11 日）24图表 35 FT-2000 基本信息24图表 36 天河三号原型机25图表 37 飞腾 C

7、PU+麒麟 OS 联盟生态25一、CPU 发展速度放缓1.1 全球 PC 出货量已经开始负增长1981 年，IBM 推出革命性的个人电脑产品 Model 5150，人类开始进入 PC 时代。此后的三十多年里， PC 逐渐走进普通人家庭，推动了 PC 互联网的大发展。2011 年，全球 PC 销量达到创纪录的 3.65 亿台。在 随后的几年中，随着移动互联网的兴趣，手机和平板销量的提升，PC 销量开始下滑。从 2012 开始，全球 PC 销量呈现逐渐下滑态势，全球 PC 产业已经处于衰退期。图表 1 全球 PC 出货量（百万台）资料来源：Garner，华鑫证券研发部在 PC 产业下滑的背景下，作

8、为 PC 及服务器 CPU 行业的龙头，英特尔首当其冲。2016 年 4 月，英特尔 宣布裁员 1.2 万人，占员工总数的 11%，成为英特尔有史以来波及员工人数最多的一次裁员。1.2 CPU 单核性能提升速度放缓近几年，尽管英特尔公司不承认摩尔定律失效，但 CPU 性能的增长速度放缓已经是不争的事实。 电脑硬件评测团队 LinusTechTips 选取了 2006-2016 年期间英特尔的旗舰 CPU 进行对比。为了使不同年代的 CPU 性能具有可比性，测试过程中选取了同样的显卡和 Win7 操作系统，由于不同年份的 CPU 管脚 及接口存在差别，在测试过程中为不同 CPU 配置了对应年代的

9、主流高端主板和内存。在多线程 CPU Mark 跑分中，越新的 CPU 展现出越强的性能，毕竟 CPU 的内核越来越多。2006 年的 PENTIUM955 仅有 2 个内核， 而 2016 年的 6950X 达到了十个内核。图表 2 多线程 CPU Mark 跑分（单位：分）图表 3 英特尔旗舰 CPU 的内核数量（单位：个）PENTIUM955(2006)X6800(2006)QX6700(2006)QX9650(2007) I7-965（2008） 990X（2011）3960X（2011）4960X（2013）5960X（2014）6950X（2016）0500010000150002

10、000025000PENTIUM955(2006)X6800(2006) QX6700(2006)QX9650(2007) I7-965（2008） 990X（2011）3960X（2011）4960X（2013）5960X（2014）6950X（2016）24444666810024681012资料来源：Wind，华鑫证券研发部资料来源：Wind，华鑫证券研发部但从单线程的测试来看，2016年的6950X的单线程跑分居然输给了2011年的几款CPU，表明单核性能的 提升速度明显放缓。测试结果显示，虽然每一代芯片的性能都比上一代强，但性能提升的速度在逐步下降。 即CPU整体性能的提升，主要靠的

11、是内核的增多。在价格上，2006-2016年，旗舰CPU的价格基本稳定在1,000 美金左右，但2016年6950X定价却高达1,723美金，2017年的旗舰机7980XE售价甚至达到1,999美金。定价 的变化在一定程度上表明成本的下降也遇到瓶颈。图表 4 单核 CPU Mark 跑分（单位：分）图表 5 英特尔旗舰 CPU 售价（单位：美元）PENTIUM955(2006)X6800(2006)QX6700(2006)QX9650(2007) I7-965（2008） 990X（2011）3960X（2011）4960X（2013）5960X（2014）6950X（2016）PENTIUM

12、955(2006)X6800(2006) QX6700(2006) QX9650(2007)I7-965（2008）990X（2011）3960X（2011）4960X（2013）5960X（2014）6950X（2016）7980XE（2017）0500100015002000250005001,0001,5002,0002,500资料来源：Wind，华鑫证券研发部资料来源：Wind，华鑫证券研发部LinusTechTips的实验结果显示，英特尔旗舰CPU性能的增长已经由单核性能提升转向内核数量的提升， 单核性能的提升速度逐步放缓。这意味着CPU的制造过程中，进一步缩小工艺制程变得越来越难，

13、成本也 越来越高。二、专利网和软硬件生态构筑高壁垒，中国厂商参与竞争机会渺茫2.1 CPU 发展历史悠久，技术壁垒极高提起 CPU，不得不提到英特尔。1971 年,英特尔推出世界上第一款商用计算机微处理器 4004，作为划 时代的产品，4004 集成了 2250 个晶体管，晶体管之间的距离是 10 微米，能够处理 4bit 的数据，每秒运 算 6 万次，主频 0.74MHz，运行的频率为 108KHz。“摩尔定律”的提出者、英特尔创始人之一戈登摩尔 将 4004 称之为“人类历史上最具革新性的产品之一”。图表 6 世界上第一款商用 CPU 是英特尔于 1971 年推出的 4004资料来源：搜狗

14、百科，华鑫证券研发部1978 年，英特尔发布的第一款 16 位微处理器 8086，同时也是 x86 架构的鼻祖。随后于 1979 年，又 推出了 Intel 8088。IBM PC 采用了 8088 微处理器，带领人类进入 PC 时代。1993 年，英特尔开始推出奔 腾系列处理器，极大地提升了 CPU 的新能。2006 年，英特尔推出双核酷睿处理器，英特尔的 CPU 开始进入 酷睿时代。1971年推出4004 片内集成了2250个晶体管； 每秒运算6万次，频率为108KHZ。1978年推出8086 是x86架构的鼻祖，集成4万个晶体管； 频率介于4.77MHz10 MHz。1993年推出奔腾

15、是Inte第5代X86架构处理器，片内集成310个晶体管； 频率介于 60MHz66MHz。图表 7 英特尔 CPU 历史上的几个里程碑2006年推出酷睿 双核酷睿处理器，单个芯片上封装了2.91亿个晶体管； 频率介于 1.8GHz2.67GHz资料来源：搜狗百科，华鑫证券研发部自第一代处理器 4004 推出至今，CPU 的复杂度越来越高，制造工艺越来越先进，行业的技术壁垒一直 在提升。2017 年 5 月，英特尔发布旗舰处理器酷睿 i9-7980XE。酷睿 i9-7980XE 核心代号 Skylake-X，采 用 14nm 工艺制造，TDP 功耗达 165W，18 核 36 线程设计，基础频

16、率为 2.6GHz，Turbo Boost Max 3.0 技术 可以让单核心频率最高达到 4.4GHz。图表 8 英特尔 2017 旗舰处理器 i9 7980XE 正面、背面和架构图资料来源：英特尔，华鑫证券研发部2.2 专利网构成很难逾越的障碍1978 年 6 月 8 日，英特尔推出第一代 x86 架构微处理器 8086，至今已经接近 40 年。在过去的几十年里，英特尔投入了巨额的研发费用。以 2017 年为例，英特尔的研发投入高达 130.98 亿美金。在多年的持 续投入中，英特尔申请了大量专利。截止 2015 年，英特尔在 x86 指令集上的专利超过 1,600 个。图表 9 英特尔新

17、增 x86 指令和相关的专利数量资料来源：英特尔，华鑫证券研发部在历史上，每当竞争对手站出来挑战英特尔的技术或者市场地位时，英特尔往往采用专利武器进行打 压。Cyrix、VIA 等曾经辉煌一时的挑战者，均倒在英特尔的专利大棒和市场地位下。AMD 虽然凭借其较强 的技术实力在与英特尔的专利战中不落下风，但由于受英特尔的排挤，曾长期处于亏损状态。图表 10 英特尔在 PC 处理器领域的几次重要诉讼时间起诉对象简介2006年10月，Transmeta对英特尔提起诉讼，指称英特尔的芯片产 品线侵犯了其持有的计算机架构和功耗技术等十项技术专利权。2016年2006-2016年Transmeta2001年

18、9月威盛8月，英特尔对Transmeta公司提出了反诉讼，否认了Transmeta公司的 指控，并指称Transmeta公司侵犯了其持有的七项技术专利权。2007 年，Transmeta宣布退出处理器业务，转而把公司的业务重点放在知识 产权的授权方面。2001年9月英特尔对威盛提起诉讼，指称威盛的处理器及芯片组产 品侵犯其专利权，而威盛也随即提出反诉。2003年4月以和解告终，和 解协议涵盖双方于五个国家所分别提起的十一件诉讼案，共涉及二十七 项专利争议。虽然英特尔和威盛官司最终以和解结束，但长时间的官司拖垮了威 盛，使其错过了最好的发展时期，从此一蹶不振。2001年9月精英2001年9月英特

19、尔起诉精英电脑，理由是精英电脑主机板采用威盛 的芯片组。1997年AMD、Cyrix英特尔对AMD和处理器供应商Cyrix向特拉华州地方法庭提起商标侵 权诉讼。两个月以后，英特尔和AMD达成和解。1990-1995年AMD1990年，英特尔起诉AMD，称后者80C287数学协处理器中包含的代 码侵犯了英特尔的版权。1991年，AMD针对英特尔向加利福尼亚州北区 地方法庭提起反垄断诉讼。1993年，英特尔针对AMD的AM486处理器对后 者提起版权侵权诉讼。1995年，英特尔和AMD就所有法律诉讼达成和 解，其中包括反垄断诉讼。资料来源：新浪、腾讯、比特网、华强电子网、太平洋电脑网，华鑫证券研发

20、部2.3 Wintel 联盟主导的软硬件生态形成很深的护城河英特尔和微软的合作被称为 Wintel 联盟，两家公司在新产品的发布上紧密合作，以发挥硬件和软件 的最大性能。Wintel 联盟主导着全球 PC 市场，在全球 PC 产业形成了双寡头垄断的格局，打造了 PC 及服 务器市场的生态系统。Wintel 联盟在一定程度上推动了 PC 产业的高速发展，使得新产品的推出日新月异。 但另一方面，Wintel 联盟接近垄断了 CPU 和操作系统市场，提升了 CPU 和操作系统的进入门槛，阻碍了这 两个领域的创新。图表 11Wintel 联盟主导的软硬件生态软件YahooOracleGoogle品牌厂

21、Symantec新浪代工&零组件仁宝AcerSAPVMwareDellLenovoWintel联盟广达HP纬创百度ebayIntelMicrosoftIBM英业达Aalibaba360Tencent资料来源：华鑫证券研发部在这个生态系统中，微软和英特尔处于最核心的位置：1. 在硬件上，PC 零组件和代工厂商生产的新产品得跟着英特尔走，符合其最新的标准。在营销上， “Intel Inside”广告标语被深深地植入消费者的脑海中，使得普通消费者认为选 PC 主要选择 CPU。2. 在软件上，Windows 操作系统一家独大，并通过捆绑式销售挤压竞争对手，从而使微软成功垄断 浏览器、Office 等

22、领域。由于 Wintel 联盟在整个 PC 生态系统中处于核心位置，并通过其垄断地位打压竞争对手 AMD 和 Linux。 因此这两家公司撷取 PC 行业的大量利润，PC 品牌厂商利润率极低。Wintel 联盟大大提升了 CPU 领域的进入门槛。对于一个 CPU 的新进入者，主要面临着以下三大难题： 1. 零组件厂商的支持如果新进入者抛开现有成熟的 x86 架构而采用自主架构，那么需要相应的配套硬件（例如芯片组、 显卡等等）以及其他零组件及代工厂商做出相应的调整，牵动产业链的众多环节。而众多硬件厂商很 难为了一个未来前景不明的新 CPU 而投入高昂的研发费用。2. 整机厂商的支持目前，整机厂商

23、主要采用英特尔和 AMD 的处理器。整机厂商如果采用新的 CPU，则需要投入额外 的技术研发。同时在营销端，由于“Intel Inside”、“买电脑主要选 CPU”等观念深入人心，新品牌 的 CPU 会带来产品销售上巨大不确定性。因此，整机厂商往往没有动力采用其他品牌的处理器。3. 软件厂商的支持如果采用自主架构 CPU，则与 Windows 的兼容性会存在问题。这时候其它操作系统，例如 Linux 往往成为首选来搭配自主架构 CPU。而 Linux 生态远远没有 Windows 完善，用户体验与 Windows 差距 较大。此外，即使是 Linux 下的应用软件，也需要相应的二次开发和优化

24、来支持自主架构 CPU。除此之外，编译器、API 基础软件、中间件等等生态也在很大程度上将 CPU 领域新进入者挡在门 外。图表 12 三大难题压制 CPU 领域的新进入者第二个难题：获得整机厂商 的支持第一个难题：获得众多零组件厂商的支持第三个难题：众多软件厂商 的支持资料来源：华鑫证券研发部消费电子领域的软硬件生态系统一旦形成,新进入想要切入难度非常大。典型的例子是微软和英特尔 在移动端的惨败。微软折戟手机 OS。2010 年 10 月，微软正式发布 Windows Phone7 进入手机操作市场市场（比谷歌发 布 Android1.0 仅仅晚了约 2 年）。在随后的几年里，微软在手机 O

25、S 领域投入巨资，包括研发、拉拢品牌 手机厂商、打造软件生态圈等等，但最后遭遇彻底失败。2017 年，微软将 Windows Phone 移除出了继续投 资名单。英特尔移动端处理器 Atom 遭遇惨败。2010 年，英特尔进军智能手机市场，收购英飞凌移动部，推出 移动端处理器 Atom。在随后的几年里，英特尔在低功耗处理器加大研发投入，联合合作伙伴推出移动芯片， 但是由于大部分智能手机都已采用 ARM 架构处理器，最后遭遇惨败。2016 年 5 月，英特尔宣布退出智能手 机市场，结束景况不佳的 Atom 芯片产品线。图表 13 英特尔与微软这样的巨头尚难切入移动生态系统英特尔试图进入手机CPU

26、， 最后铩羽而AmazonFacebookYahooiPhoneIOSTwittereBay高通网易Princeline华为苹果ARM华为VivoOPPO微软折戟手机操作 系统。联发科Android三星三星小米京东AlibabaTencentBaBidauidu资料来源：华鑫证券研发部三、正面追赶虽难，但实现部分 CPU 自主可控的机会已来临3.1 ARM 的开放生态降低了 CPU 细节不透明的风险在 PC 及服务器领域，英特尔的 CPU 占据统治地位。英特尔的 x86 架构 CPU 虽然性能强，但功耗和成 本较高。ARM 处理器凭借着体积小、低功耗、低成本、高性能在嵌入式系统、移动设备中取得

27、了巨大的成 功。目前，使用 ARM 架构的芯片无处不在。智能手机、智能电视、可穿戴设备、移动基站、医疗器械、智 能驾驶以及物联网等其他科技领域，ARM 均有涉猎。在智能手机市场，几乎所有的品牌，其手机处理器芯 片均采用 ARM 架构或者支持 ARM 指令集。英特尔是以 IDM（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）模式运营。即从设计，到制造、 封装测试以及投向消费市场一条龙服务。因此，英特尔对外出售 CPU 芯片不提供其底层技术细节，类似于 一个不透明的黑箱子，客户无法看到底层设计源代码。而 ARM 只设计芯片架构,再将技术授权给其他半导 体制造商，本身并不

28、生产芯片。图表 14 ARM 在移动领域建立的开放生态系统资料来源：网易，华鑫证券研发部ARM 有多种授权方式，其中软核层面的授权被广泛采用。在该授权模式下，客户可以基于 ARM 处理器 的源代码进行进一步的配置与开发。这一点与英特尔提供的不透明的黑箱子完全不同。国内 SoC 芯片研发 人员虽然不可以修改 ARM 处理的内核架构，但可以看到 ARM 处理器的底层设计细节，并在此基础上进行配 置和整合；此外，由于 ARM 架构的先进性，中国的自主 CPU 架构设计人员也可以进行参考借鉴，在一定程 度上少走弯路。因此，ARM 的生态大大降低了处理器不透明的风险，并且为国内 CPU 技术的发展培养和

29、积 累了人才队伍。图表 15 ARM 公司商业模式资料来源：VeryARM，华鑫证券研发部3.2 行业弱势厂商迫于竞争及盈利压力对外授权部分核心技术AMD 向海光授权 x86 CPU 技术。在 PC 处理器市场，AMD 长期处于行业老二的位置。AMD 在二十一世纪 初曾一度辉煌，但此后的十多年中，CPU 市场被 Intel 逐渐蚕食。在与 Intel 长期的市场争夺战中，AMD 节节败退，曾连续多年亏损，处境日益艰难，因此有动力通过技术转让获得新的收入来源。2016 年 Q1， AMD 与天津海光先进技术投资有限公司（现更名为海光信息）达成成立合资公司协议，AMD 向合资公司提 供裁剪后的服务

30、器芯片技术授权，合资公司利用该技术开发的产品仅限于中国市场的服务器芯片，AMD 可 获得 2.93 亿美元许可费。图表 16AMD 和 Intel CPU 在存量 PC 市场的份额资料来源：PassMark，华鑫证券研发部图表 17 AMD 营业收入与营业利润（2006-2017）亿美元2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017806040200-20-40营业收入营业利润资料来源：Wind，华鑫证券研发部上海兆芯在威盛的支持下开发 x86 架构的 CPU。2011 年，英特尔起诉威盛的处理器及芯片组产品侵犯 其专利权

31、，后于 2003 年达成和解，但长时间的官司削弱了威盛的实力。在 CPU 领域，威盛基本无力与英 特尔和 AMD 竞争。2013 年，上海国资委与威盛共同创立上海兆芯，上海国资委控股占 80.1%，威盛占股 19.9%。 在威盛的支持下，上海兆芯成功开发 x86 架构的 CPU 并获得量产应用。图表 18 威盛授权中国厂商 X86 技术成立上海兆芯 威盛CPU与芯片组业务不断衰弱，无力与英特尔、AMD竞争； 中国政府大力支持高端技术产业。合作需求 在地方政府的资金等方面的支持 下，上海兆芯开 发出基于x86架构 的CPU。 上海国资委控股占80%，威盛占股20%。政府大力支持资料来源：华鑫证券

32、研发部四、行业现状、发展建议及部分重点公司4.1 中国 CPU 行业发展现状及建议国产 PC 及服务器 CPU 已经呈现多点开花的局面。从产品线上可以分成几大阵营，主要包括自主架构 阵营、x86 阵营和 ARM 阵营。其中，自主架构主要包括龙芯与申威；x86 阵营包括上海兆芯和天津海光（中 科曙光参股）；ARM 阵营包括飞腾（中国长城拟参股）和华芯通。值得一提的是，国内媒体广泛报道的华为 麒麟芯片是属于 ARM 阵营应用在移动领域。由于篇幅限制，本篇报告我们重点介绍 PC 及服务器 CPU 领域 的部分重点中国厂商（排名不分先后），移动领域 CPU 在本报告中暂不涉及。图表 19 国产 PC

33、及服务器 CPU 阵营及部分重要厂商自主架构龙芯申威x86架构ARM架构飞腾华芯通海光兆芯数据来源：华鑫证券研发部自主架构 CPU 软硬件生态已经初步建立。前面我们已经提到，CPU 的发展需要软硬件生态，没有整机 厂商和软件厂商的支持，是无法形成自主架构 CPU 的可持续发展。对于 x86 阵营的 CPU，可以较好地切入 成熟的 Windows/Linux 等生态。对于自主架构 CPU，例如龙芯和申威，目前已经初步具备了自主架构的软 硬件生态。例如，在申威的软硬件生态中，申威处理器和 I/O 套片等作为硬件平台，中标麒麟、深度和睿 思提供系统软件；达梦、金仓、神州通用和南大通用提供数据库支持，

34、东方通、金蝶和中创提供中间件支 撑，并完成办公软件、多媒体、浏览器等应用移植，具备了日常办公、娱乐、专有业务和个人事务处理的 能力。在龙芯的生态中，已有国内的众多软件、硬件和整机厂商均参与其中，共同打造龙芯生态。图表 20 基于申威 CPU 的软硬件生态资料来源：成都申威，华鑫证券研发部自主可控 CPU 的发展道路仍然漫长。虽然中国在 PC 及服务器 CPU 发展上已经实现多点开花，并初步 建立了自主可控的软硬件生态，但与国外巨头相比，各个阵营的力量仍然比较单薄。x86 阵营：以海光信 息为例，虽然得到 AMD 的授权和支持，其 CPU 在综合性能上比较领先，但由于其成立时间较短，产品的稳 定

35、性有待市场检验，这需要较长时间的大规模应用来验证。更为重要的是，国内团队对于 AMD 先进 CPU 的 消化、吸收再创新需要多年时间，并且未来能否实现可持续的技术创新，能否自主扩展指令集存在一定的 不确定性。自主架构阵营：龙芯和申威虽然已经初步建立软硬件生态，但在实力上仍然弱小，无法与国外 成熟的 Wintel 生态相抗衡，需要政府的持续支持。ARM 服务器阵营：ARM 架构服务器虽然有低功耗、并发 优势，但 ARM 单核性能相对于 x86 较弱。值得一提的是，ARM 服务器的重要推动者高通计划放弃在这个领 域的进一步投入，因此 ARM 服务器的前景有待进一步观察。2018 年，中兴通讯危机为

36、国人敲响了警钟，发展自主可控芯片对于一个企业乃至国家的重要性不言而 喻。也许在未来很长一段时间，我国的自主可控软硬件生态尚不具备同 Wintel 竞争的实力，但至少在很 大程度上可以保证国家的信息安全。更重要的是，通过这些软硬件生态的不断发展来积累技术实力，争取 将来行业出现换道竞争机会的时候，我们有机会赢得战略主动。对于进一步发展国产 CPU，我们的建议主 要包含以下几条：1.坚持长期的、高强度的投入过去，国家对国产 CPU 的支持缺乏持续性，不少项目一开始进行了投入，后来这个项目盈利能力没跟 上来，就降低投入甚至停止投入，这样的思路被证明是错误的。发展国产 CPU 产业需要持续的、高强度的

37、 投入。目前，国内自主架构 CPU 及配套软硬件企业的研发投入仅仅是国外巨头的零头，而 CPU 又是典型的 资金和人才密集型行业，持续的高投入显得尤为重要。2.均衡发展自主可控软硬件生态的各个环节CPU 是整个软硬件生态中的一环。根据木桶原理，一个硬件产品的性能由其最薄弱的一环来决定。目 前，我国虽然已经初步建立自主可控的软硬件生态。但该生态的从业人员数量、研发投入都远远比不上国 外成熟体系。并且自主可控软硬件生态中，存在发展不平衡等现象，这严重制约了生态的健康可持续发展， 因此需要对自主可控软硬件生态的各个环节进行投入，实现均衡发展。3.加大对国产 CPU 及软硬件生态产品的采购力度目前，重

38、点 CPU 企业的产品已经在政府和部分行业中得到了应用。虽然很多产品在性能上和进口产品 相比相对偏弱，但已经能够满足一般的需求，下一步应该继续加大对国产自主可控产品的应用。2018 年 5 月 17 日，中央政府采购网发布2018-2019 年中央国家机关信息类产品（硬件）和空调产品协议供货采购 项目征求意见公告，明确将国产服务器 CPU，包括龙芯、申威和飞腾列入采购清单，这是一个很好的开始。4.建立公平合理的评价和竞争机制2006 年的“汉芯事件”对国产芯片行业形成了较大的打击。我们应该建立公平合理的评价和竞争机制， 减少骗补贴的行为，防止“汉芯事件”再次发生。4.2 海光信息（中科曙光参股

39、）海光信息成立于 2014 年 10 月，注册资本为 1.72 亿元，主要经营业务为科学研究和技术服务业等。 截止 2017 年底，中科曙光持有海光信息 26.46%股份。中科曙光是国内高性能计算领域的领先企业，2009-2016 年连续 8 年蝉联中国 HPC 市场第一。2017 年， 公司营业收入中，81%来自于高端计算机，存储产品和软件及系统集成服务类分别占比 9%和 10%。图表 212017 年中科曙光营收划分图表 22 中科曙光营业收入与净利润（2013-2017）10%81%单位：亿元62.943.636.628.020.07060504030高端计算机 存储产品 软件开发、系统

40、集成、技术服务10020132014201520162017营业收入净利润资料来源：Wind，华鑫证券研发部资料来源：Wind，华鑫证券研发部2016 年 Q1，AMD 与天津海光先进技术投资有限公司（现更名为海光信息）达成成立合资公司协议，AMD 向合资公司提供裁剪后的服务器芯片技术授权，合资公司利用该技术开发的产品仅限于中国市场的服务器 芯片，AMD 可获得 2.93 亿美元许可费。我们判断此次海光信息与 AMD 的联姻使海光信息拥有当前市场上较为先进的高性能服务器 CPU 技术， 有望实现服务器及数据中心市场的部分自主可控。根据我们的产业链调研，目前海光的高性能服务器 CPU 芯片推进进

41、度符合预期，有望发展成为国内自主可控 CPU 芯片的重要成员。由于芯片生产的规模效应非常 明显，在自有芯片量产初期出货量逐步攀升的过程中，中科曙光难以通过自产芯片降低成本提升利润率， 但未来有望凭借自产高性能 CPU 芯片在国家的支持下抢占更多的服务器市场份额。海光信息的优势和劣势 分别如下：优势1. 得到 AMD 先进服务器处理器 IP 授权，预计性能超过国内同行。2. 通过中科曙光服务器打入国内服务器 CPU 市场，产品销售有保障。劣势1. 成立时间较晚，产品的稳定性有待市场检验。2. 能否从消化吸收到自主创新存在不确定性。我们认为海光与 AMD 的合作有望大幅降低服务器 CPU 领域的信

42、息安全问题。并且通过对 AMD 先进 CPU 设计架构的消化吸收，提升国内 CPU 设计能力。但与自主架构道路相比，该合作模式容易产生对先进 CPU 知其然不知其所以然的问题。更为重要的是，国内团队对于 AMD 先进 CPU 的消化、吸收再创新需要多年时 间，并且未来能否实现可持续的技术创新，能否自主扩展指令集存在一定的不确定性。4.3 上海兆芯上海兆芯集成电路有限公司（以下简称兆芯）成立于 2013 年。总部位于上海张江，在北京、西安、武汉、深圳等地均设有研发中心和分支机构，现有员工超过 1200 人。兆芯同时拥有中央处理器（CPU）、 图形处理器（GPU）、芯片组（Chipset）三大核心

43、技术，拥有三大核心芯片及相关 IP 的自主设计研发能力。 兆芯 CPU 基于国际主流的 x86 架构，广泛应用于台式机、笔记本、一体机、存储服务器、磁盘阵列、工控 整机等多种形态产品的设计生产。根据企查查的信息，兆芯的大股东是上海联和投资，持有公司 80.1%的股权，其余股权由威盛电子系 持有。其中，上海联和投资是上海国资委 100%控股的国资企业。图表 23 上海兆芯股权结构（截止 2018 年 6 月 11 日）上海国资委威盛电子系100%19.9%上海联合投资80.1%上海兆芯数据来源：企查查，华鑫证券研发部技术来源于威盛电子（VIA），属于 x86 阵营。公司 CPU 技术来源于台湾的

44、威盛电子。目前，兆芯的 CPU 基于 x86 架构，可以运行目前主流操作系统，例如：微软的 Windows 系列、主流的 Linux 发行版和大部分 国产操作系统，这是兆芯最大的优势。与联想、长城等公司合作，进入政府采购目录。2014 年 5 月，兆芯完成 ZX-C 系列处理器的自主研发 工作，包括 ZX-C 处理器的全新架构、微架构和代码设计工作；2014 年 11 月，长城首批采用兆芯 ZX-A C4350AL 处理器的桌面整机批量生产；2015 年 4 月，兆芯 ZX-C 系列处理器投入规模量产，2015 年 9 月,联想推出 的开天 M6100 台式机采用了兆芯开先 ZX-C C460

45、0 四核心处理器；2015 年 12 月，采用兆芯 ZX-C 处理器的 联想昭阳 CF03 笔记本、上海仪电 biens 秉时商用微型计算机投入量产；2016 年以来，开天 A6100 一体机、 昭阳 CF03-T 笔记本，以及 RS312Z 机架式服务器，均基于兆芯 x86 通用 CPU 打造。更重要的是开天 M6100 台式机和昭阳 CF03 商用笔记本电脑成功入围上海市政府采购目录，标志着国产整机在党政办公关键领域 迈入大规模推广应用阶段。图表 24 上海兆芯发展历程的大事件2013年兆芯 成立，上海 国资委控股 80.1%，威盛 持股19.9%。2014年5月，完 成ZX-C系列处 理

46、器的研发工 作。2014年11月以来，与长 城、联想和 上海仪电合 作，使芯片 产品化。2016年年中， 搭载兆芯的 台式机和笔 记本成功入 围上海市政 府采购目录。2017年12月发布的开先 KX-5000和开 胜KH-20000，性能得到大幅提升。资料来源：上海兆芯官网，华鑫证券研发部2017 年 12 月，兆芯发布开先 KX-5000 系列处理器。该处理器采用先进的 28nm CMOS 工艺制程，单芯 片集成 4 核心 CPU、内置双通道 DDR4 高速内存控制器，可良好兼容市场主流的硬件配置环境。其兼容最新 的 X86 指令集，支持 64 位系统。开先 KX-5000 系列 4 核处理

47、器主要面向桌面/便携终端，嵌入式等市场应 用领域。图表 25 上海兆芯的开先 KX-5640图表 26 上海兆芯的开先 KX-5540资料来源：上海兆芯官网，华鑫证券研发部资料来源：上海兆芯官网，华鑫证券研发部4.4 龙芯中科院计算所从 2001 年开始研制龙芯系列处理器，CPU 龙芯 1 号于 2002 年流片成功，一度在国内引 起轰动。目前，生产龙芯产品的公司有两家：一家是龙芯中科（龙芯项目负责人胡伟武担任总裁）；另一 家是神州龙芯，两家公司的产品差异性定位。图表 27 龙芯中科 3A3000 处理器荣获第十二届中国集成电路产业促进大会“最具潜质产品”奖数据来源：中科龙芯官网，华鑫证券研发

48、部龙芯是国内最早开始研制的通用 CPU 之一。2001 年 5 月，在中科院计算所知识创新工程的支持下，龙 芯课题组正式成立。2002 年 8 月，龙芯 1 号流片成功。2007 年 7 月，龙芯 2F 成为龙芯第一款产品芯片。 此后，龙芯的产业化之路虽然充满荆棘，但一直稳步推进。目前，龙芯逐渐形成自己的生态圈，龙芯处理 器应用于党政办公、教育、税务、金融、电力、交通、电信、网安等领域。此外，龙芯系列处理器还应用 在北斗卫星等十几种国家重器上。图表 28 龙芯发展历程程的支持下， 龙芯课题组正 式成立。近几年，龙芯处理器应用于 党政办公、教 育、税务、金 融、电力、交 通、电信、网 安等领域。

49、此 外，龙芯系列 处理器还应用2009年，龙梦公司获江苏省15万套的首购 订单；品牌电 脑企业开发基 于龙芯CPU的 电脑产品；龙 芯3号切入服2007年7月，龙芯2F流片成功，龙芯2F为 龙芯第一款产 品芯片。2001年8月，龙芯1号设计 与验证系统成 功启动Linux 操作系统。2001年5月，在中科院计算 所知识创新工2002年8月， 龙芯1号流片 成功。务器、高性能 计算机等领域。在北斗卫星等 十几种国家重 器上。资料来源：龙芯中科官网，华鑫证券研发部兼容 MIPS 指令集，融入 MIPS 生态链。2009 年，为了进一步进入商用市场，龙芯获得 MIPS 结构授权， 从而可以使龙芯切入

50、 MIPS 生态圈。值得一提的是，虽然购买 MIPS 授权，但龙芯可以自主扩展指令集，掌 握最重要的指令集发展权，可以打造自己的软硬件生态。因此，此举是以较小的代价换取较大的市场空间。龙芯生态圈初成规模。发展 CPU 需要操作系统、软硬件厂商的支持，近几年，龙芯中科重点打造龙芯生态圈，并取得了一定的规模：1）在操作系统层面，国内操作系统品牌企业包括中标软件、普华软件、 深度科技和湖南麒麟均与龙芯合作，推出兼容龙芯的国产操作系统，打造国产软硬件统一生态平台；2） 在硬件产品和应用软件层面，诸多合作伙伴在龙芯 2017 年新产品发布会上推出了一系列基于龙芯方案的 最新产品，其中中国航天科技、航天科

51、工、船舶重工、中国电科、中科曙光、浪潮集团、新华三集团、研 华股份、东华软件、中石油渤海钻探等公司发布基于龙芯新一代处理器的全国产加固计算机、桌面、平板、 服务器、一体机、交换机、防火墙及专用解决方案等系列产品。此外，多达 300 余家合作伙伴参加发布会， 共同打造龙芯生态链。图表 29 龙芯逐步打造出龙芯生态链硬件&软件船舶重工中国电科航天科工中国航天科技中石油渤海钻探中科曙光操作系统中标软件浪潮集团新华三集 团湖南麒麟龙芯CPU研华股份普华软件深度科技东华软件资料来源：龙芯中科官网，华鑫证券研发部4.5 成都申威成都申威成立于 2016 年 11 月，公司主要从事对申威处理器的产业化推广，核心业务包括申威处理器 芯片内核、封装设计、技术支持服务及销售。申威处理器是在国家核高基重大专项支持下，由上海高性 能集成电路中心研制的全国产处理器。现已形成申威高性能计算处理器、服务器/桌面处理器、嵌入式处 理器三个系列的国产处理器产品线，以及申威国产 I/O 套片产品线。申威系列国产芯片已多次成功应用于 国家重大科技工程项目中，并在党政机关、关键领域、商业市场上开展了产业化推广。例如，神威太湖 之光超级计算机采用申威 CPU，中科网威推出万兆网络防火墙采用申威 CPU。图表 30 神威太湖之光超级计算