2022-2025年数据处理器行业现状分析与投资前景报告

2022-2025年数据处理器行业现状分析与投资前景报告汇报人：XX

时间：xx年xx月xx日集成电路是中国战略性产业，受到政府的大力支撑。DPU作为新一代服务器处理器，亦将受到政策资源的倾斜.二十年来不断出台政策鼓励行业发展，其中最直接的政策是2011年《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》中明确对IC设计和软件企业实施所得税“两免三减半”优惠政策，该政策一直延续至今。裸金属服务器成为云计算领域的刚需云计算厂商在裸金属服务器中安装数据处理器.用于处理报文的封装、解封装与转发。数据处理器可替代网关服务器处理裸报文，既不会占用裸金属服务器的CPU核．亦可降低云计算厂商购买网关服务器的成本摘要页差异化技术路径满足用户差异化需求基于FPGA、MP、ASIC的DPU在性能、成本、可编程性等方面的表现存在较大差异，供应商可通过不同处理器组合的技术路径，实现单点突破的产品模式，或寻求不同需求点之间的平衡。1.行业发展概述2.行业环境分析3.行业现状分析4.行业格局及趋势CONTENT目录行业发展概述PART01行业定义定义理论角度:DPU可基于FPGA、MP（Multi-core，MP)与ASIC三类核心处理器进行设计；产品实现角度:已商用的DPU产品形态包括“ASIC+GP”（NVIDIA等采用）、“ASIC+NP”（华为等采用）。整体技术路线:云数据中心流量高速增长，软件加速、嵌入式CPU加速方案将逐渐被DPU替代；FPGA与SoC是DPU主流的技术路线，在性能、成本以及灵活性上实现了较为理想的平衡特点行业发展历程DPUNPUCPUGPUCPU应该是大家最常见的。主要包括运算器（ALU,ArithmeticandLogicUnit）和控制单元（CU,ControlUnit），除此之外还包括若干寄存器、高速缓存器和它们之间通讯的数据、控制及状态的总线。CPU遵循的是冯诺依曼架构，即存储程序、顺序执行。:为了解决CPU在大规模并行运算中遇到的困难，GPU应运而生，采用数量众多的计算单元和超长的流水线，如名字一样，图形处理器，GPU善于处理图像领域的运算加速。但GPU无法单独工作，必须由CPU进行控制调用才能工作。CPU可单独作用，处理复杂的逻辑运算和不同的数据类型，但当需要大量的处理类型统一的数据时，则可调用GPU进行并行计算。DPU深度学习处理器最早由国内深鉴科技提出，基于Xilinx可重构特性的FPGA芯片，设计专用的深度学习处理单元（可基于已有的逻辑单元，设计并行高效的乘法器及逻辑电路，属于IP范畴），且抽象出定制化的指令集和编译器（而非使用OpenCL），从而实现快速的开发与产品迭代。事实上，深鉴提出的DPU属于半定制化的FPGA。NPU，神经网络处理器，在电路层模拟人类神经元和突触，并且用深度学习指令集直接处理大规模的神经元和突触，一条指令完成一组神经元的处理。相比于CPU中采取的存储与计算相分离的冯诺伊曼结构，NPU通过突触权重实现存储和计算一体化，从而大大提高了运行效率。产业链上游数据处理器行业上游龙头企业已开始对产业链进行延伸，逐渐进军原材料生产领域，以规避高额进口原料的成本支出，攫取上游毛利。此外，伴随着上游原料生产企业的重组进程加快以及中国市场参与者技术水平的提高，数据处理器行业上游原材料供应有望朝着专业化和规模化的方向继续发展，逐渐抢夺外资企业在行业内的话语权。产业链中游数据处理器行业中游企业原材料大部分依靠进口，主要原因是下游消费终端为保障科研成果，对行业产品的质量稳定性要求较高，因此，中游科研用制备厂商更倾向于选择仪器先进、供应链稳定的进口原材料供应商。企业产品价格主要受市场供求关系的影响。由于数据处理器企业的产品毛利较高，原材料价格波动不会对企业的盈利能力产生重大影响。产业链下游数据处理器行业下游企业市场空间广阔、销售范围广、用户分散、单批数量少、销售单价高等特点。随着全球范围内生物医药行业研究的深入及产业化程度的提升，中国行业产品种类进一步丰富，应用领域持续增加，个性化、高端化的产品将逐渐获得更广阔的应用空间。行业环境分析PART02行业政治环境1就加快支持工业半导体芯片技术研发及产业化自主发展的政策扶持、开放合作、关键技术突破、以及人才培养等四个方面做出了答复，工信部将继续支持中国工业半导体领域成熟技术发展，推动中国芯片制造领域良率、产量的提升。积极部署新材料及新一代产品技术的研发，推动中国工业半导体材料、芯片、器件、IGBT模块产业的发展国家工信部《关于政协十三届全国委员会第二次会议第2282号》先进工艺制造:重点引进12英寸先进工艺生产线。推动制造企业与设计企业共同研发高性能CPU/GPU/FPGA和智能手机SoC芯片。支持集成电路制造企业向晶圆级先进封装拓深圳工信部深圳市进一步推动集成电路产业发展行动计划支持电力电子器件核心产业，其中包括金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）、绝缘栅双极晶体管芯片（IGBT）及模块、快恢复二极管（FRD）、垂直双扩散金属-氧化物场效应晶体管（VDMOS）、可控硅（SCR）、5英寸以上大功率晶闸管（GTO）、集成门极换流晶闸管（IGCT）、中小功率智能模块国家发改委《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》行业政治环境201020304深入实施智能制造和择色制造工程，发展凰务型制造新模式。推动制请业高蹊化智能化绿色化。培育先进制造业集群。推动集成电路、航空航天。船舱与海洋工程装备、机器人、先进筑通交通装备、先进电力装备。工程机核、高端数控机床、医药及医疗设备等产业创新发展。政治环境《十四五年规划和205年远景规划》国家鼓的线宽小于130纳米(含)的集成电路生产企业、属于国家鼓励的集成电路生产企业清单年度之的5个纳税年度友生的尚未弥补完的亏损，准子向以后年魔结转。总结转年限最长不得超过10年。国家鼓国的集成电路设计、装备、材料、3菜、测试企业和软件企业。自获利年度起。第一年至第二年免征企业所得税，第三年至第五年按照25%的法定税率减半征收企业所得税。国家鼓R的重点集成电路设计企业和软件企业,白获科年出起,第一年至第五年免征企业所得税,按续年度减按10%的税率征收企业所得税。《关于促选集成电路产业和软件产业高质量企业所得税政策的公告》进一步优化化集成电路产业和软件产业发展环境。在财税、投融资、研究开发、人才、勉识产权等方面给予集成电路产业和软件产业诸多忧惠政策。明确在一定时期内,我宽小于0.25微米(含》的特色工艺集成电路生产企业《含掩模版、8英寸及以上硅片生产企业)进口自用生产性原材料、消料品，净化室专用建筑材料、配著系统和集成电路生产设备雩配件,免征进口关税。《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通和》半导体、光电子器件、新型电子元器件.(片式元器件、电力电子器件、光电子器件、敏感元器件及传感器、新型机电元件、高频微波印制电路板。高速通值电路板、柔性电路板、高性能覆铜板等)等电子产品用利科。任然属于国家鼓励产业之一。《产业结构调整指导目录(2019年本)》经济环境在自2015年起，CPU频率趋于稳定。数据中心提升算力的边际成本显著提高。然而，应用的激增使得当代数据中心中的网络流量以每年25的速度急剧增长。为了适应这种巨大的流量增长，数据中心网络向高带宽和新型传输体系发展，其网络传输速率迈向100Gbps，且快速向200Gbps与400Gbps发展。数据中心算力提升遭遇瓶颈，难以匹配快速增长的网络传输速率，激发了DPU需求。此外，CPU适合于处理串行的复杂指令操作，对大量并行的固定模式的计算并不适用，例如网络传输的协议栈（TCP/IP）。DPU的出现一方面更好地执行网络传输的协议栈，提升传输效率，另一方面也可以降低CPU负荷，让CPU更有效地处理业务数据。经济环境社会环境1社会环境1超低时延:Mellanox在InfiniBand领域技术专利第一。相比于以太网技术，InfiniBand具备高带宽、低时延的优势。Mellanox也因此在时延上领先于Intel与Broadcom。在25G及以上的网卡领域，Mellanox市场份额领先于Intel，位列市场第一。中国初创企业25G网卡中使用的网络芯片多基于Mellanox的CX5与CX6（ConnectX-6）架构上研发。社会环境2RDMA业界独一档:RDMA最初是InfiniBand网络的技术，最后移植在以太网技术上。Mellanox在InfiniBand网络上提前布局，因此在RDMA的开发上具备天然的优势。NVIDIA通过收购Mellanox，其DPU产品RDMA功能的实现节点与性能上都领先Intel与Broadcom。社会环境2DPU是芯片异构趋势下的产物。英伟达是芯片异构的拥护者，期望通过发力DPU狙击英特尔。英特尔CPU“一招吃遍天下”的模式与异构相违背。因此，为顺应大趋势，英特尔亦大力布局FPGA以及DPU头部企业战略布局社会环境行业驱动因素

CDBA集成电路是中国战略性产业，受到政府的大力支撑。DPU作为新一代服务器处理器，亦将受到政策资源的倾斜.DPU的引入可通过降低无线侧时延来满足智能驾驶汽车高速移动场景下业务低时延的需求，有助于保障车辆高速移动下的鲁棒性和实时性.DPU的引入可解决边缘机房升级改造成本过大且无法为MEC提供足够算力的问题，并为MEC在第三方应用、OVS加速等方面提供硬件加速的支持.数据中心低延时、高带宽的网络服务，以及虚拟网络转发性能提升的迫切需求驱动着DPU的发展，其在网络协议和硬件卸载上为CPU释放宝贵资源智能驾驶5G时代，自动驾驶和车联网等智能驾驶相关业务为行业带来了高带宽、低时延以及大联接的网络需求。自动驾驶在高速移动时，需要确保数据传输的业务连续性，即鲁棒性和实时性两个特点。鲁棒性要求智能驾驶汽车对不同的道路环境和天气均能很好地适应。高速自动驾驶的汽车会在不同的MEC之间切换，出于安全驾驶要求，需解决数据传输传送报文不丢失，且车辆和边缘之间网络连接可靠性的问题；实时性则要求边缘计算的数据处理必须和高速行驶的车辆同步进行。电信市场DPU的引入可解决边缘机房升级改造成本过大且无法为MEC提供足够算力的问题，并为MEC在第三方应用、OVS加速等方面提供硬件加速的支持.5G技术要求网络实现“大容量、大带宽、大联结、低延迟、低功耗”驱动了DPU在边缘机房部署的可能。在当前网络架构中，核心网部署在远端，传输时延较大，且无法满足5G时代下数字化和智能化对算力的高要求。政策集成电路是中国战略性产业，受到政府的大力支撑。DPU作为新一代服务器处理器，亦将受到政策资源的倾斜.二十年来不断出台政策鼓励行业发展，其中最直接的政策是2011年《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》中明确对IC设计和软件企业实施所得税“两免三减半”优惠政策，该政策一直延续至今。数通市场DPU为应用需求驱动产物，其将网络、存储、操作系统中需要高性能的数据平面卸载到DPU以降低“数据中心税”，让CPU集中精力于客户的应用程序.数据中心低延时、高带宽的网络服务，以及虚拟网络转发性能提升的迫切需求驱动着DPU的发展，其在网络协议和硬件卸载上为CPU释放宝贵资源行业现状分析PART03行业现状分析回本周期最短:采用商业模式一的初创团队凸显轻资产运营优势，初步预判在5至8年收回前期成本回本周期最长:模式二远期对上下游议价成本低，以高出货量回本，前期投入或超其他模式数十倍。市场份额蚕食:软硬件解耦推进业态变化，头部竞争者或成为新型商业模式的跟随者竞争地位维护:复制新进入竞争者成功的商业策略，扩大免费服务覆盖的范围，持续收并购。行业市场规模2020年，中国DPU产品主要由NVIDIA（Mellanox）、Intel与Broadcom三家企业提供，其中Mellanox凭借在网卡上积累的优势，占据市场龙头位置。中国DPU市场规模在2025年达到40亿美元。通常数据中心带宽升级周期在3年左右。中国将在2023-2025年进入下一轮服务器设备以及DPU更换周期，DPU市场规模有明显的增幅。数通市场是DPU最大的应用市场，其中裸金属服务器对DPU存在刚需。DPU在电信市场的应用主要为边缘计算场景，渗透率不足5。针对智能驾驶领域的DPU仍在探索阶段，在2023年DPU才有望布局在智能驾驶领域。行业现状DPU市场双向推手1、CPU算力相对网络传输速率的差距持续扩大，激发网络侧专用计算需求；2、DPU结构和产品形态灵活，承载多元功能（虚拟交换、存储、数据、网络加密等），术业可专攻DPU作用DPU本质作用在于承载网络侧专用性的网络堆栈算法和传输协议运算转移，核心效用在于释放CPU算力资源、助力其他计算模块高效处理业务数据。相对而言，传统网卡仅负责数据链路的传输，故而CPU承担存储、数据、网络加密等繁杂事务，占用大量业务计算资源。行业痛点3加速硬件标准颗粒度不足，引发若干问题:(1）加速硬件和接口无规范。各硬件厂家的加速硬件绑定特定的加速驱动，而云平台厂家提供的SDK差异较大。在做集成工作前，运营商需要对各家的软、硬件进行适配测算，成本极高;(2)业务加速硬件通用性较差业务。设备厂商在标准的基础上研发定制化功能并绑定私有接口，这导致加速硬件与上层应用绑定。厂商锁定导致加速硬件成为专用硬件，不符合NFV分层采购建设与异厂商基础的初衷。此外，加速硬件被强绑定，导致加速资源无法池化，难以发挥规模采购、降低成本的优势。12加速硬件需与云平台以及网元层高效协同，才可发挥硬件加速的优势，这需要网卡厂商、云平台厂商和通信设备厂商的配合与联动。行业标准是产业界高效协同的基础。ETSI已在NFV架构中定义了硬件加速模块功以及实现方案，但标准的颗粒度以及规范度不足。各大厂商在标准的基础上进行了定制化开发，导致各家的加速硬件难以兼容以及集成，无法到达通用的目的。为满足业务的低时延需求,UPF下沉部署至边缘机房。由于机房的电力、承重无法按照核心机房要求建设，且空间较小，运营商通过引入数据处理器提高单设备转发能力，从而减少服务器数量，并降低边缘节点运维难度。标准的匮乏导致加速硬件与业务平台耦合电信领域的加速硬件尚不成熟边缘机房场景受限,CPU堆叠算力的方式失效行业发展建议中国初创企业数据处理器初创企业规模较小，产品形态与商业模式不清晰。在核心技术与资源被国际巨头垄断后，部分初创企业产品附加价值低，可替代性强，不具备稳定的盈利模式。例如，部分企业宣称自研25G网卡，但核心网络芯片仍是外购，其产品的附加价值仅是模组与封装。其次，初创数据处理器企业在渠道的开拓上存在较大问题，产品定位与目标客户不清数据处理器性能可编程性种类繁多，在性能、成本以及可编程性上有显著差距数据处理器可应用在数据传输、虚拟交换、数据安全以及存储多个场景，对核心处理器的可编程性要求较高。按核心处理器分类，数据处理器分为3类，包括FPGA、MP与ASIC。三类数据处理器性能、成本以及可编程性有较大的不同，满足用户差异化的需求。商业模式数据处理器市场处于早期，商业模式不清，中小企业失试错成本高数据处理器产品最初主要由一定市场和技术储备的成熟网络设备生产商以及芯片巨头提供．包括Mellanox，Netronome，Broadcom.Cavium。随着数据流量的暴涨以及CPU算力瓶颈的凸显，中小企业亦开始布局数据处理器市场．例如BittWare与Ethernity等。数据处理器市场处于早期阶段，技术路线与产品形态均不明确，中小企业试错成本高，难以迅速发展。云计算厂商巨头包括亚马逊以及华为云通过收购优质的数据处理器企业或自研数据处理器用于自身部署。多元化融资渠道丰富企业的债券种类关键词一深化与核心银行的合作关系关键词二拓展银行关系渠道关键词三数据处理器行业企业在保证间接融资渠道通畅的同时，能够综合运用发债和资产证券化等方式促进自身融资渠道的多元化，降低对单一产品和市场的依赖程度，实现融资地域的分散化，从而降低资金成本，提升企业负债端的市场竞争力。以远东宏信为例，公司依据自身战略发展需求，坚持“资源全球化”战略，结合实时国内外金融环境，有效调整公司直接融资和间接融资的分布结构，在融资成本方面与同业相比优势突出企业获取各业态银行如国有银行、政策性银行、外资银行以及其他中资行的授信额度，确保了银行贷款资金来源的稳定性可持续公司债等创新产品，扩大非公开定向债务融资工具（PPN）、公司债等额度获取，形成了公司债、PPN、中期票据、短融、超短融资等多产品、多市场交替发行的新局面；数据处理器行业需要通过杠杆推动业务运转，从负债端看，数据处理器行业企业的融资能力对资金成本和资金流动性具有决定性作用，因此，数据处理器行业企业打通多元化融资渠道，提高资金周转率，将是促进数据处理器行业业务发展的重要举措。融资渠道拓展的主要方式主要包括以下三点：

拓展技术服务领域数据处理器行业属于领域中发展最快的细分领域之一，随着数据处理器的市场环境日趋成熟，行业竞争日趋激烈，多家数据处理器企业开始扩张产品相关服务领域，提升企业的行业竞争力，主要举措包括：提高产品定制服务能力提升技术服务能力供科研咨询服务数据处理器行业企业开始在定制型服务领域发力，巩固行业地位数据处理器行业企业面向多元化的科研实验需求，建立多种技术服务平台，向客户提供除了所需的原材料以外的提取、分析等技术服务，形成企业特有竞争力通过进行细化分工，为客户制定科研问题解决方案，使客户能更加专注于其擅长的领域，提高科研效率，且帮助行业大幅节省医学科研投入聚焦投资业务行业资源优势金融资源优势服务优势数据处理器行业厂商长期参与采购与评估，积累了较为丰富的上游厂商资源储备，且与多家厂商建立长期合作关系数据处理器行业商依托本身提供的资金服务，具备融资渠道畅通的资金优势，可为行业建设提供初期资金支持，且可通过杠杆提升资金效率数据处理器行业企业凭借多年的客户服务经验，服务体系日趋完备，信息化服务于一身的综合服务体系，能够进行有效迁移，为投资业务的长期健康发展提供有力支持数据处理器行业头部企业已形成完善的的服务体系，在中国政府逐步放宽企业的准入条件，鼓励并支持的政策背景下，数据处理器行业企业开拓投资业务，通过产融结合向实业运营纵深发展，数据处理器行业未来的重要发展趋势。&&&

页岩气革命后，乙烷价格持续走低。美国是世界上最大的乙烷生产国，也是唯一的乙烷出口国。美国乙烷主要来自湿天然气经过天然气厂分离后得到的天然气液（NGL,Naturalgasliquids）和原油开采副产的凝析油经过炼厂处理后得到的液化炼厂气（LRG,Liquefiedrefinerygases），其中前者贡献了绝大部分。自2010年以来，美国NGL产量几乎翻了一番，超过了天然气产量增长率，并创下了2017年370万桶/天的年度记录。由于页岩气产量不断增加，同时受管道运输中乙烷比例不能超过12%的限制，美国乙烷产量也持续提升。并且乙烷相对较低的热值及沸点使其作为液化燃料无法与丙烷和丁烷竞争，分离费用也降低了其作为管道气的吸引力，乙烷自身产量又高于其它NGL组分，其供给过剩的情况日益凸显。这导致美国乙烷价格在2011年底开始下降，并且在2013年至2015年由于乙烷产量超过消费量，乙烷价格一度低于天然气价格，直到随后乙烷需求增加价格才逐渐回升至2016年平均150美元/吨和2017年平均184美元/吨。2018年6月份开始乙烷价格受供需影响迎来一波大涨，目前处于高位回落阶段。

竞争趋势随着科技不断发展，数据处理器企业对数据处理器行业产品的研发投入不断加大，企业形成自己的技术堡垒是在未来市场中取得市场份额的重要收到，因此技术竞争也是未来行业竞争的重要方向之一。数据处理器行业的竞争促进了产品质量与服务的持续优化与创新，在满足客户需求的同时也给行业服务带来不断的新体验。优质的服务是数据处理器行业竞争的重要焦点与未来趋势。客户是上帝，满足客户的需求是数据处理器行业企业的价值实现，数据处理器行业竞争趋势首先在需求的分析与客户痛点的把握。小众运动场景日益崛起，带动了新的数据处理器行业产品需求。随着行业的竞争不断加剧，企业竞争的本质是人才的竞争，数据处理器行业企业都在不断提升专业员工的技术水平。通过专项培训、高薪招聘吸引高端优质人才加入。人才竞争是未来数据处理器行业竞争的核心点之一。

服务技术需求人才行业格局及趋势PART04行业竞争格局竞争格局1竞争格局2中国政府正大力推动社会资本进入数据处理器行业，对数据处理器行业产品需求被迅速拉动，需求量呈现上升趋势，数据处理器行业企业进军国民经济大产业的战略窗口期已经来临。数据处理器行业各业态企业竞争激烈，当前，市场上50%以上的数据处理器行业企业有外资介入，包括中外独（合）资、台港澳与境内合资、外商独资等，纯内资本土数据处理器行业企业数目较少，约占数据处理器行业企业总数的25%。此外，商业银行逐步进入数据处理器行业，兴业银行、中心银行、民生银行等先后成立金融公司，涉足设备融资租赁业务。中国本土数据处理器行业企业根据租赁公司股东背景及运营机制的不同又可以划分为厂商系、独立系和银行系三