2018年中国CPU行业研究报告

2018CPU 全球出货量已经开始负增长 5 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 联盟主导的软硬件生态形成很深的护城河 9三、正面追赶虽难，但实现部分自主可控的机会已来临 21的开放生态降低了细节不透明的风险 12 四、行业现状、发展建议及部分重点公司 15中国行业发展现状及建议 15海光信息(中科曙光参股) 17 龙芯 天津飞腾(中国长城拟参股) 24五、风险提示 26 经开始负增长逐渐走进普通人家庭，推动了互联网的大发展。，人类开始进入时代。此后的三十多年里，年，全球销量达到创纪录的亿台。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，销量开始下滑。从开始，全球销量呈现逐渐下滑态势，全球产业已经处于衰退期。在产业下滑的背景下，作为及服务器行业的龙头，英特尔首当其冲。年月，英特尔宣布裁员万人，占员工总数的，成为英特尔有史以来波及员工人数最多的一次裁员。近几年，尽管英特尔公司不承认摩尔定律失效，但性能的增长速度放缓已经是不争的事实。电脑硬件评测团队选取了年期间英特尔的旗舰进行对比。为了使不同操作系统，由于不同年份的管脚及接口存在差别，在测试过程中为不同配置了对应年代的主流高端主板和内存。在多线程而年的达到了十个内核。PENTIUM955(2006) X6800(2006)QX6700(2006)QX9650(2007)I7-965(2008)990X(2011)3960X(2011)4960X(2013)5960X(2014)6950X(2016)0500010000150002000025000 2444424444X6800(2006)QX6700(2006)QX9650(2007)6668I7-9656668990X(2011)3960X(2011)4960X(2013)5960X(2014)6950X(2016)26804101226804机售价甚至达到美金。定价成本的下降也遇到瓶颈。CPUMark分)PENTIUM955(2006)X6800(2006)QX6700(2006)QX9650(2007)I7-965(2008) 4960X(2013)5960X(2014)6950X(2016)05001000150020002500PENTIUM955(2006)X6800(2006)QX6700(2006)QX9650(2007)I7-965(2008) 990X(2011)3960X(2011)4960X(2013) 5960X(2014)6950X(2016)7980XE(2017)05001,0001,5002,0002,500核数量的提升，单核性能的提升速度逐步放缓。这意味着的制造过程中，进一步缩小工艺制程变得越来越难，成本也垒极高提起，不得不提到英特尔。年英特尔推出世界上第一款商用计算机微处理器，作为划集成了个晶体管，晶体管之间的距离是微米，能够处理的数据，每秒运将称之为“人类历史上最具革新性的产品之一”。年，英特尔发布的第一款位微处理器，同时也是架构的鼻祖。随后于年，又腾系列处理器，极大地提升了的新能。年，英特尔推出双核酷睿处理器，英特尔的开始进入个晶体管；每秒运算6万次，频为108KHZ。•是x86架构的鼻祖•频率介于4.77MHz~10MHz。架构处理器，片内集架构处理器，片内集•频率介于22006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；•频率介于可以让单核心频率最高达到。号年月日，英特尔推出第一代里，英特尔投入了巨额的研发费用。以续投入中，英特尔申请了大量专利。截止架构微处理器，至今已经接近年。在过去的几十年年为例，英特尔的研发投入高达亿美金。在多年的持年，英特尔在指令集上的专利超过个。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。时间起诉对象简介年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。年月，英特尔对公司提出了反诉讼，否认了公司的指控，并指称公司侵犯了其持有的七项技术专利权。年月威盛年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。年月以和解告终，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。年月精英年月英特尔起诉精英电脑，理由是精英电脑主机板采用威盛年英特尔对和处理器供应商向特拉华州地方法庭提起商标侵年年，英特尔起诉，称后者数学协处理器中包含的代地方法庭提起反垄断诉讼。年，英特尔针对的处理器对后者提起版权侵权诉讼。年，英特尔和就所有法律诉讼达成和解讯、比特网、华强电子网、太平洋电脑网，华鑫证券研发部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，以发挥硬件和软件市场，在全球产业形成了双寡头垄断的格局，打造了及服了这两个领域的创新。oogleantecMicrosoftIntelAalibabaLenovoVMwarencentcleYahooSAP0Acer软和英特尔处于最核心的位置：“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，”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主要选择操作系统一家独大，并通过捆绑式销售挤压竞争对手，从而使微软成功垄断由于联盟在整个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和。联盟大大提升了领域的进入门槛。对于一个的新进入者，主要面临着以下三大难题：零组件厂商的支持如果新进入者抛开现有成熟的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而投入高昂的研发费用。整机厂商的支持目前，整机厂商主要采用英特尔和的技术研发。同时在营销端，由于“的处理器。整机厂商如果采用新的，则需要投入额外的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。软件厂商的支持如果采用自主架构，则与的兼容性会存在问题。这时候其它操作系统，例如往往成为首选来搭配自主架构。而生态远远没有完善，用户体验与差距较大。此外，即使是下的应用软件，也需要相应的二次开发和优化来支持自主架构。领域新进入者挡在门外。外第第一个难题：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第二个难题：获得整机厂商的支持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微软折戟手机。年月，微软正式发布进入手机操作市场市场(比谷歌发布仅仅晚了约年)。在随后的几年里，微软在手机领域投入巨资，包括研发、拉拢品牌投英特尔移动端处理器遭遇惨败。年，英特尔进军智能手机市场，收购英飞凌移动部，推出手Amazonoo英特尔试图进Amazonoo入手机CPU，最后铩羽而eBayTwittereBay高通网易Princeline苹果华为ARM华为OPPOVivo微软折戟手OPPOVivo微软折戟手机操作三星三、正面追赶虽难，但实现部分自主可控的机会已来临在及服务器领域，英特尔的占据统治地位。英特尔的架构虽然性能强，但功耗和成本较高。处理器凭借着体积小、低功耗、低成本、高性能在嵌入式系统、移动设备中取得了巨大的成功。目前，使用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，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架构或者支持指令集。英特尔是以(，集成器件制造)模式运营。即从设计，到制造、一个不透明的黑箱子，客户无法看到底层设计源代码。而只设计芯片架构再将技术授权给其他半导体制造商，本身并不生产芯片。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。国内器发人员虽然不可以修改置和整合；此外，由于度上少走弯路。因此，累了人才队伍。处理的内核架构，但可以看到架构的先进性，中国的自主处理器的处理的内核架构，但可以看到架构的先进性，中国的自主的生态大大降低了处理器不透明的风险，并且为国内技术的发展培养和积8004008004000-20于竞争及盈利压力对外授权部分核心技术世纪节节败退，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。年，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，向合资公司提上海兆芯在威盛的支持下开发架构的。亿美元200200620072008200920102011201220132014201520162017-40营业收入营业利润其专利权，后于特尔和竞争。年达成和解，但长时间的官司削弱了威盛的实力。在领域，威盛基本无力与英在威盛的支持下，上海兆芯成功开发架构的并获得量产应用。•威盛CPU•威盛CPU与芯片组业务不断衰弱，无力与英特尔技术产业。•在地方政府的资金等方面的支持下，上海兆芯••上海国资委控x86x86架构海光兆芯ARM架构飞腾华芯通四、行业现状、发展建议及部分重点公司国产及服务器已经呈现多点开花的局面。从产品线上可以分成几大阵营，主要包括自主架构科曙光参股)；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及服务器领域的部分重点中国厂商(排名不分先后)，移动领域在本报告中暂不涉及。龙芯数据来源：华鑫证券研发部态已经初步建立。前面我们已经提到，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等生态。对于自主架构的可持续发展。对于阵营的，可以较好地切入撑，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自主可控的发展道路仍然漫长。虽然中国在及服务器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。阵营：以海光信息为例，虽然得到的授权和支持，其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，国内团队对于先进的消化、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，无法与国外熟的，但通计划放弃在这个领域的进一步投入，因此服务器的前景有待进一步观察。但至少在很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，我们的建议主要包含以下几条：过去，国家对国产的支持缺乏持续性，不少项目一开始进行了投入，后来这个项目盈利能力没跟资金和人才密集型行业，持续的高投入显得尤为重要。均衡发展自主可控软硬件生态的各个环节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。加大对国产及软硬件生态产品的采购力度目前，重点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月日，中央政府采购网发布《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建立公平合理的评价和竞争机制海光信息(中科曙光参股)海光信息成立于年月，注册资本为亿元，主要经营业务为科学研究和技术服务业等。截止年底，中科曙光持有海光信息股份。公司营业收入中，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和。单位：亿元62.93.63.60013201420152016013润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我们判断此次海光信息与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技术，海光的高性能服务器芯片推进进度符合预期，有望发展成为国内自主可控芯片的重要成员。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：优势通过中科曙光服务器打入国内服务器市场，产品销售有保障。成立时间较晚，产品的稳定性有待市场检验。能否从消化吸收到自主创新存在不确定性。我们认为海光与的合作有望大幅降低服务器领域的信息安全问题。并且通过对先进设计架构的消化吸收，提升国内设计能力。但与自主架构道路相比，该合作模式容易产生对先进知其然不知其所以然的问题。更为重要的是，国内团队对于先进的消化、吸收再创新需要多年时自主扩展指令集存在一定的不确定性。上海兆芯集成电路有限公司(以下简称兆芯)成立于年。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，现有员工超过人。兆芯同时拥有中央处理器()、图芯基于国际主流的架构，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，持有公司的股权，其余股权由威盛电子系投资是上海国资委控股的国资企业。上海联合投资国产操作系统，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。年系列、主流的发行版和大部分月，兆芯完成系列处理器的自主研发兆芯昭阳笔记本，以及机架式服务器，均基于兆芯通用打造。更重要的是开天台式机和昭阳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。22013年兆芯作。产品化。府采购目录。布的开先幅提升。资料来源：上海兆芯官网，华鑫证券研发部年月，兆芯发布开先核心、内置双通道系列处理器。该处理器采用先进的工艺制程，单芯的指令集，支持位系统。开先系列核处理器主要面向桌面便携终端，嵌入式等市场应海兆芯官网，华鑫证券研发部成功，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。。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，龙芯处理在北斗卫星等十几种国家重器上。式成立。操作系统。成功。2009年，龙梦2009年，龙梦算机等领域。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。资料来源：龙芯中科官网，华鑫证券研发部从而可以使龙芯切入生态圈。值得一提的是，虽然购买授权，但龙芯可以自主扩展指令集，掌。生态圈，并取得了一定的规模：)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、在硬件产品和应用软件层面，诸多合作伙伴在龙芯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、航天科工、船舶重工、中国电科、中科曙光、浪潮集团、新华三集团、研造龙芯生态链。新华三集团CPU份成都申威成立于年月，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，中科网威推出