芯片行业专题报告：曙光很近海光不远国产x86算力生态崛起

芯片行业专题报告：曙光很近，海光不远，国产x86算力生态崛起一.算力供给侧：海光是国产x86生态的引领者随着行业信创推进和东数西算的建设，国产基础算力生态逐渐完善，反映在x86生态角度表现为1）在供给侧，海光信息收入呈现持续较高水平增长，产品系列有序更新迭代，市场化的进程也持续推进；2）在需求侧，重点行业客户占下游比重持续提升，行业相关大型集采订单持续披露、东数西算相关工程启动建设。我们认为，x86生态在供给侧和需求侧的健康良性发展有望进入新的阶段，从而成为引领国产基础算力产业的重要支柱之一。1.1海光信息具备较好的股东和高管背景海光信息第一大股东是中科曙光。截至22年3月，公司主要股东中科曙光、成都国资、海富天鼎合伙、蓝海轻舟合伙分别持有公司32.10%、19.53%、12.41%和6.99%的股份，目前暂无控股股东和实际控制人。公司高管团队在计算机芯片领域拥有丰富的技术积累和行业经验。董事长孟宪棠先生曾任国科控股有限副总经理，2018年加入公司，现任公司董事长；总经理沙超群先生曾在中科曙光就职9年，担任多种科研相关职务，自2019年起任公司总经理。另外，中科曙光总裁历军先生目前任海光董事。1.2海光CPU和DCU技术持续迭代，形成有序的产品系列公司目前的芯片产品包括CPU、DCU芯片。海光CPU基于x86架构，主要功能模块包括处理器核心（Core）、片上网络、各类接口控制器等；除硬件电路外，裸片中还集成了复杂的程序代码

（“微码”）。海光DCU的构成与CPU类似，其结构逻辑相对CPU简单，但计算单元数量较多。海光DCU的主要功能模块包括计算单元（CU）、片上网络、高速缓存、各类接口控制器等。海光CPU产品分为7000、5000、3000三个系列，分别面向高、中、低端算力需求。这三个系列产品技术设计同源，处理器核心等具有相似的技术特征，区别在于核数、内存通道数、PCIe接口数等参数存在区别：1）7000系列最多可集成32个核，最大支持8个内存通道和128个PCIe接口，主要应用于高端服务器,主要面向数据中心、云计算等复杂应用领域。2）5000系列最多集成16个处理器核心，最大支持4个内存通道和64个PCIe接口，主要应用于中低端服务器,并发处理能力和单核心处理器性能较为均衡。3）海光3000系列产品最多集成8个处理器核心，最大支持2个内存通道和32个PCIe接口，主要应用于工作站和边缘计算服务器，面向入门级计算领域。海光CPU不同型号之间存在明显的定价、出货量、毛利率差异，呈现有序的产品结构。1）定价差异：高中低端CPU定价存在明显区别：7000系列CPU产品主要应用在高端服务器，均价在7400~12000元之间；5000系列CPU产品主要应用于中低端服务器，均价在5500元~7800元之间；3000系列CPU主要应用于工作站和边缘计算服务器，均价960元~1300元之间。2）出货量差异：不同型号CPU出货量也存在明显差异：7000系列在2021年出货量已经超过17万片，5000系列出货量2.9万片，低端的3000系列则出货量达到36万片。我们认为，芯片出货量的不同，体现了公司面向细分市场的战略布局的差异，强化了高端市场的地位，也抓住了低端算力需求的爆发。3）不同型号产品的毛利率存在差异，但均呈现逐渐提升的趋势：海光5000系列和7000系列的毛利率水平相对较高，而且7000系列毛利率呈现逐年提升的状态。3000系列自2019年开始量产，属于低端型号，毛利率水平相对较低，但也呈现逐年提升的趋势。我们认为，不同型号产品的毛利率的差异源于产品定价差异、细分领域的市场竞争情况不同。海光各代CPU产品的研发-量产环节在时间上有序交叠，在一代芯片量产之前，下一代芯片的研发已经启动：1）海光1号研发启动于2016年，主要基于AMD授权技术进行设计。2018年4月，海光1号实现量产，并于2018年5月开始产生收入。2）在海光1号量产之前，海光2号研发已于2017年7月启动。在海光1号基础上，公司对微结构进行优化，提升处理器核心性能和安全应用性能，于2020年1月实现海光2号量产，并于2020年4月产生收入。3）在海光2号量产之前，海光3号研发工作于2018年2月启动。公司对核心和片上网络微结构进行设计优化，基于新的工艺节点进行设计，截至22年3月，海光三号已进入实验室验证阶段。4）海光4号研发工作已经于2019年7月启动。目前，海光第二代CPU收入比重已经达到77%，而且海光DCU深算1号也已经贡献收入。海光1号到2号的代际升级，直接导致产品单价、毛利率提升。1）代际提升带来单价提升：2020年海光二号各型号CPU产品开始产生销售收入，从全年均价来看，7000系列、5000系列、3000系列的二号代际均价是其一号代际的3.01倍、3.31倍和1.68倍。2）代际提升也直接带来毛利率提升。海光2号产品的7200系列、5200系列、3200系列毛利率分别在70%左右、65%左右、30%左右，明显高于海光1号的对应系列(7100、5100、3100)。我们认为，代际之间存在较大的毛利率差异，一方面由于定价水平明显不同，另一方面也和不同代际的量产水平有关。海光DCU第一代产品已经贡献收入，第二代产品也在研发推进中，代际之间也呈现研发-量产有序交叠的状态。1）2018年10月，公司启动深算一号DCU产品设计，定型为8100系列，这代DCU已经在2021年实现量产并于2021H2产生销售收入，2021出货量达到1.2万片，均价为1.9万元。2）在第一代DCU量产之前，海光第二代DCU的产品研发工作于2020年1月启动，目前各项研发工作进展正常。从下游结构来看，金融、电信运营商行业客户比重呈明显提升趋势。2020年之前，公司客户主要来自于教育行业，主要原因是：一方面，公司海光2号在2020年之前尚未量产，另一方面则是由于中科院(归属于教育行业)的单个大型项目比重较大。在2020年及之后，随着海光2号量产，公司CPU产品性能提升，更加适应不同行业的专业性能需求和场景需求；从需求侧来看，电信、金融行业信创战略推进直接导致下游需求景气度提升。2021年，电信、金融客户收入占比分别为21%和14%，我们认为，随着行业信创的不断深化、产品不断迭代打磨，海光在金融、电信等重点行业的比重有望持续提升。1.3营收高速增长，归母净利润转正公司营收持续增长，归母净利润在2021首次转正。2021年，公司营收突破20亿，同比增速126%，继续保持翻倍以上增速。利润层面，作为起步阶段的芯片公司，海光于2021年首次实现归母净利润、扣非净利润均转正：归母净利润达到3.27亿、扣非净利润达到2.65亿。应收账款占营收比重有所回落，而且账龄整体较短。2021年，公司应收账款达到2.73亿元，占当期收入比重的11.8%，比2020的16.6%的水平有回落。而从账龄来看，2019、2020、2021应收账款的账龄均在6个月之内。期间费用率整体呈现持续降低趋势，尤其是研发支出营收比重有所回落。随着营收规模放量，以及海光2代产品成熟化，公司研发支出占营收比重逐渐回落，2021年研发支出已经明显低于当期营收规模，但仍相当于营收的69%，处于较高水平，具备典型的芯片设计公司的特点。二.算力需求侧：行业信创、东数西算带来广阔机遇2.1行业信创订单持续披露，x86生态占据重要地位行业信创持续推进，国产基础软硬件生态不断完善。政务信创在19-21年得到顺利推广，为国产基础软硬件产业提供了规模化、体系化的的推广和实践经验。此外，行业信创也在过去几年间开始启动。我们认为，经历了过去2年的试点，行业信创趋势已经基本确立，推广的节奏、范围、力度都有望提升，有望在“十四五”期间贯彻推进。在信创推进的过程中，国产芯片和重要基础软件也经历了升级迭代和产品打磨，国产生态因此不断完善。行业信创重要大型集采订单陆续披露，国产化率和厂商份额得到广泛关注。在重点行业中，金融、运营商是信创战略推进最快的2大重点行业，相关大型集采订单可作为影响市场预期的标杆案例，尤其是国产化率、厂商份额等关键信息有望获得较高的关注度。进入2022年以来，中国移动、中国电信等大型运营商企业的服务器集采订单陆续披露，成为验证行业信创逻辑、展望厂商份额的重要依据。出于公开中标信息的可得性，下面主要以电信行业的中标数据为例进行分析。中国电信服务器集采公告发布，国产服务器占比约26%。2021年11月，中国电信发布2021-2022年服务器集中采购项目集中资格预审公告，其中I系列（搭载英特尔芯片）141799台、A系列（搭载AMD芯片）4800台、G系列（搭载鲲鹏或海光或飞腾芯片）53401台，共计20万台，由此计算，国产服务器数量占比约为26%。。2022年2月25日，中国电信发布中标候选人公示，G系列为国产芯片服务器，中标明细如下：此前，中国移动服务器集采中报公告发布，国产化标包分别为海光芯片、鲲鹏芯片服务器。2月17日，中国移动官网公布了2021-2022PC服务器集采项目第8标包和第13标包的中标结果，共包含2.8万台服务器和3775台服务器，中标金额约25亿元，搭载芯片为鲲鹏。2021年1月14日，中移动公布了标包3,7,11,12的中标公告，包括中兴、中科可控等公司合计中标额约13亿元，搭载芯片为海光。中移动、电信2家合计采购国产服务器超70亿元，鲲鹏整机和海光整机份额各半。截至2022年2月27日，中国移动、中国电信

2021-2022服务器集采中标名单中，合计国产服务器整机价值量73.47亿元，其中海光整机37.84亿元，鲲鹏整机35.63亿元。我们认为，行业信创仍然有较大的发展空间，信创的推进节奏、强度和范围也有望在2022年进入新的阶段。行业客户场景应用的实践需求将促进国产厂商技术和服务的更新迭代和持续完善，从而带动整个国产生态的不断进步。2.2东数西算大局展开，国产x86生态有望参与东数西算全面启动，具备坚实的现实基础，有望在十四五期间持续推进。2月17日，国家发改委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群。至此，全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计，“东数西算”工程正式全面启动。我们认为，东数西算已经至少具备两点坚实的现实基础：1）当前划定的枢纽节点已经积累数年的数据中心建设，相关配套设施已经具备一定的支持条件；2）在国家统筹规划的蓝图上，社会资本积极入场，特别是公有云厂商仍存在持续的算力扩容需求。阿里云收入稳健增长，非互联网客户收入比重超过50%。2月24日，阿里巴巴公布了2022Q3财年业绩(2021Q4)。其中，在抵销跨分部交易的影响后，云业务收入195.39亿元，同比增速约20%，其中68.92亿元为服务其他阿里巴巴集团业务的跨分部收入。而且，阿里云当季度收入约52%来自非互联网行业，其中金融、政府客户贡献的收入比例都在上升。在盈利方面，根据阿里巴巴财报口径，自2021Q2首次实现调整后EBITA为正以来，Q3,Q4持续保持了正数的EBITAmargin。在“东数西算”工程已经划定的10个数据中心枢纽中，公有云厂商也在积极参与，成为算力枢纽的重要建设者和重要的投资方，包括阿里云、腾讯云、华为云、中移动等均已参与到规划中。阿里云：截至目前，阿里云在国内规划建设了5座超级数据中心，分别位于张北、河源、杭州、南通和乌兰察布。阿里云在“东数西算”枢纽节点的布局如下：1）京津冀：阿里云张北数据中心位于河北省张家口市，201年9月投产，可容纳10万台服务器。在张北宣化区，阿里宣化数据中心也于2021年10月开工，项目总投资70亿元，占地总面积约900亩，计划安装机柜数量约35500台。2）长三角枢纽：阿里云已经完善布局了较大规模的云计算数据中心，2020年9月，全球规模最大的全浸没式液冷数据中心、阿里巴巴在杭州的首座云计算数据中心——阿里巴巴浙江云计算仁和数据中心开服。3）内蒙古枢纽：

2020年6月，阿里云在乌兰察布布局的超级数据中心开始正式对外提供云计算服务。腾讯云也已经积极加入到“东数西算”枢纽规划中：1）贵州枢纽：腾讯云在贵州枢纽已经投产了贵安七星数据中心，占地47万平方米，按照规划，腾讯云贵安数据中心将存放30万台服务器，一期已经于2018年5月正式开启试运行；2）京津冀枢纽：腾讯云在怀来瑞北和东园部署了2个数据中心，规划容纳服务器30万台，并已部分投产；3）长三角枢纽：腾讯云拥有青浦数据中心；4）成渝枢纽：腾讯云在重庆部署2个云计算数据中心，一期已于2018年6月投用，可容纳10万台服务器，是腾讯云继天津、上海、深圳三地之后的第4个自建大型数据中心集群，已经成为腾讯在西南地区重要的数据中心和网络中心。重庆二期项目占地107亩，于2020年4月正式开工建设，整体建成后将容纳20万台服务器，有望成为中国西部最大的单体数据中心。华为：已在京津冀、长三角、粤港澳、贵安和乌兰察布等布局五大数据中心。1）贵州枢纽：贵安华为云数据中心是华为云全球最大的数据中心，总用地面积1521亩，建设规模超过100万台服务器。目前，华为贵安华为云数据中心一期已经投入使用。2）内蒙古枢纽：乌兰察布数据是华为云全球最大渲染基地，超过30万核的云渲染能力。除了“南贵北乌”一南一北两大数据中心外，华为还在全国建立了多个数据中心。分别为华为廊坊云数据中心，苏州华为云数据中心，东莞华为云数据中心。这三大数中心服务京津冀、长三角、粤港澳地区。中国电信：中国电信在2020年就明确了2+4+31+X的数据中心/云布局，其中2指的内蒙古和贵州、4指的是京津冀、长三角、粤港澳和陕川渝、31和X主要指分布在各省和地市或县区等。截止目前，中国电信在2+4区域部署的数据中心达到总规模的77%左右。中国电信将继续加大在国家枢纽节点的数据中心建设，预计“十四五”末八大枢纽节点数据中心规模占比达到85%。同时，进一步优化东西部比例，使数据中心由现在的7:3调整至“十四五”末的6:4。此外，中移动、联通、百度等公有云厂商均已有数年布局，并已经形成一定的业务承载量和服务能力，成为10大数据中心枢纽的重要支柱。我们认为，社会资本有望持续参与到“东数西算”的国家级统筹规划下，成为算力资源重要的提供方，而持续的资金投入和市场化运营则将为业务长期健康发展提供活力，服务于数字经济大局的发展。在数据中心枢纽建设的过程中，国产x86生态也在积极参与，有望成为重要的技术支撑之一。成渝枢纽的重庆科学城先进数据中心项目启动建设，国产高性能x86生态将直接参与。2022年2月25日，重庆西部科学城璧山片区21个重大项目集中开工。在这批开工项目中，西部(重庆)科学城先进数据中心项目(IDC)总投资不低于20亿元，占地20亩，将建设安装144个超高密度液冷机架和208个风冷机架，建成后可提供总计包含72.3万个国产高性能X86处理器核心、1760块国产高性能计算加速卡的9720个通用计算节点和1800个智能计算节点，建成后将承接国家“东数西算”工程，成为全国一体化大数据中心成渝枢纽节点。三.x86全球市场格局变化，AMD份额提升的启示全球x86算力生态技术仍处于迭代期，生态内的厂商份额也在随之变化。AMD在x86服务器市场的份额持续提升。目前，全球市场x86基础算力市场主要包括Intel和AMD这2家厂商，2家厂商的市场份额因技术产品迭代而发生变化。近年来，AMD的研发进程和产品体系经历了高效的调整和优化，AMD服务器芯片产品架构从Zen1升级到Zen4，导致AMD在x86服务器市场份额的份额持续提升，从2017Q1不到0.3%市占率逐渐提升至10.7%(21Q4数据)，而其竞争对手Intel则在服务器市场的份额随之缩减。我们认为，在技术和产品层面，AMD提升服务器市场份额的启示可以总结为3点：1）清晰有序的产品技术路线、2）准时的实际发布节奏、3）不断升级优化的结构设计。1）清晰有序的产品技术路线：根据AMD披露的服务器芯片技术路线，2017年至2022年，EPYC系列将从Zen1架构逐次升级至Zen4架构，工艺制程由14nm提升至7nm然后到5nm。据AMD2021Q4财报披露，AMD第三代EPYC服务器芯片已在云计算和企业级市场推广。在新产品方面，公司将第四代服务器CPU的发布提上日程：1）预计2022年下半年，代号“热亚那(Genoa)”的第4代EPYC处理器将推向市场，Genoa最高可配有96个Zen4内核；2）预计2023年1月，代号为“贝加莫(Bergamo)”的第4代EPYC处理器将推向市场，Bergamo