2023年服務(wù)器計算機CPU產(chǎn)業(yè)鏈分析

中國CPU產(chǎn)業(yè)鏈上游擁有較強的議價能力，利潤率較高，能夠?qū)χ杏纹髽I(yè)進行縱向壟斷，且壟斷性強，呈外企/臺企占據(jù)主導(dǎo)地位，中國大陸本土企業(yè)緊隨其后的發(fā)展態(tài)勢。產(chǎn)業(yè)鏈中游發(fā)展存在轉(zhuǎn)移趨勢。中國的芯片設(shè)計和制造能力在過去幾年里有了顯著提升，越來越多中國企業(yè)開始在CPU設(shè)計和制造領(lǐng)域投入大量資源，并取得了一定的成果。這表明產(chǎn)業(yè)鏈中游正在向中國發(fā)展，逐步減少對外依賴。

產(chǎn)業(yè)鏈下游市場正迎來拓展民用市場的重大機遇。中國CPU企業(yè)需要及時拓展業(yè)務(wù)范圍，增加有效投資和技術(shù)開發(fā)，滿足多樣化的市場需求，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展和突破。產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展堵點則主要集中在技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)方面的挑戰(zhàn)。CPU的設(shè)計和制造涉及高度復(fù)雜的技術(shù)和專利，中國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

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

（1）從供給角度分析，中國正逐步實現(xiàn)圓晶代工自給，增強圓晶代工環(huán)節(jié)的可控性，進一步保障中國CPU產(chǎn)業(yè)鏈在圓晶代工環(huán)節(jié)的國家安全。

（2）從議價能力角度分析，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)龍頭臺積電、格芯、中芯國際為例，其毛利率分別為62.2%、60.1%和53.1%。

產(chǎn)業(yè)鏈中游

CPU設(shè)計企業(yè)執(zhí)行芯片級的設(shè)計工作，將CPU架構(gòu)轉(zhuǎn)化為具體的電路設(shè)計。這包括利用硬件描述語言（如Verilog或VHDL）編寫電路邏輯和功能，并進行驗證、仿真和優(yōu)化。

（1）從盈利能力角度分析，中國CPU設(shè)計企業(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。以龍芯中科招股說明書中公布的2021年中國CPU設(shè)計企業(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27個百分點，而中值為46.72%。

（2）從技術(shù)水平角度分析，與國際一流CPU相比，中國國產(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)計能力上。以Intel和完全自主的龍芯對比，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?？v向?qū)Ρ瓤矗瑯右札埿緸槔?，其第二代產(chǎn)品3A2000在沒有提升主頻的前提下，通過設(shè)計能力的改進，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，通過設(shè)計提升性能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)達到了Intel在14nm的性能水平。從縱向發(fā)展歷程來看，相同工藝條件下，設(shè)計能力提升帶來的產(chǎn)品性能提升十分顯著，在fabless模式下，設(shè)計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、移動終端和嵌入式設(shè)備等，汽車是嵌入式設(shè)備中比較具有發(fā)展前景的細分市場。

（1）從應(yīng)用場景角度分析，下游產(chǎn)業(yè)在中國與海外都擁有巨大市場，整體利潤率高，但壟斷情況相對較低。目前國產(chǎn)CPU主要需求來自服務(wù)器、政企、信創(chuàng)等市場，鮮少出現(xiàn)在消費級市場。“中國芯”在政務(wù)領(lǐng)域已進入大規(guī)模應(yīng)用階段。

（2）從應(yīng)用需求角度分析，新能源汽車需求的激增將同步拉動對耐高溫和可靠性強的CPU的市場需求，推動CPU設(shè)計企業(yè)朝定制化、多樣化的方向進行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。

5、計算機CPU行業(yè)規(guī)模

中國計算機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。2022年受新冠疫情反彈、全球CPU產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)車H形勢影響和“缺芯潮”等多種不利因素的沖擊，計算機CPU行業(yè)規(guī)模下降至314.82億元，較2021年下降了15.19%。隨著中國政府出臺一系列鼓勵政策、國際局勢的逐步穩(wěn)定、5G和物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域的驅(qū)動，對高性能、低功耗、集成度高的CPU的需求將持續(xù)增加，中國CPU行業(yè)規(guī)模有望持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。預(yù)計到2027年中國計算機CPU市場規(guī)模將達5109.49億元。

中國CPU行業(yè)市場規(guī)模的穩(wěn)步增長邏輯主要體現(xiàn)在兩個方面：

（1）中國經(jīng)濟環(huán)境和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展帶動拉動需求增長和轉(zhuǎn)型。一方面，中國消費者消費能力的提高和消費習(xí)慣的變化進一步拉動了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)展推動了對高性能處理器的需求增加。隨著中國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，對處理器性能的需求越來越高。根據(jù)中國工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)，2020年中國5G終端出貨量超過1.7億臺，5G終端的普及使得對高性能處理器的需求進一步增加。同時，人工智能在各個行業(yè)的應(yīng)用也在不斷擴大，對高性能CPU的需求正不斷增加。

（2）中國供給側(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CPU行業(yè)的快速發(fā)展。一方面，中國政府出臺了一系列支持性政策，鼓勵本土企業(yè)在CPU領(lǐng)域進行技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新。另一方面，中國的CPU市場發(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、制造到封裝測試，整個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，中國成為全球CPU供應(yīng)鏈的重要一環(huán)，進一步提升了中國CPU的供給能力。

6、計算機CPU競爭格局

中國計算機CPU行業(yè)的競爭格局涉及多家本土企業(yè)和國際企業(yè)，且以外企為主導(dǎo)，市場集中度較高。本土企業(yè)雖然占有的市場份額較少，但近年來行業(yè)整體得到快速發(fā)展，市場競爭日趨激烈。中國大陸本土CPU行業(yè)大致分為三個梯隊：

（1）第一梯隊是以海光信息、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，擁有較強的融資能力，在技術(shù)積累和市場拓展方面具有優(yōu)勢；同時較早布局多種類型的CPU應(yīng)用市場及配套產(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，同步推出了基于鯤鵬920的TaiShan服務(wù)器和華為云服務(wù)，形成獨特的“端邊云算力同構(gòu)”的優(yōu)勢，通過軟硬件協(xié)同進一步提升處理器性能。

（2）第二梯隊是以飛騰信息、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、核心競爭力需要不斷加強等問題。

（3）第三梯隊是以平頭哥、國芯科技、申威科技等企業(yè)為代表的企業(yè)。這些企業(yè)往往擁有獨特的發(fā)展模式，業(yè)務(wù)類型較為專一，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)未來的發(fā)展價值；而飛騰信息則主要聚焦軍用市場，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)均有獨家壁壘，預(yù)計后續(xù)仍將專注深耕原有領(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)對上游供應(yīng)商的原材料、設(shè)備和技術(shù)依賴性強，資本實力雄厚的中游企業(yè)通過收購、兼并上游企業(yè)實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈，避免關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)流程受限的趨勢明顯。在2022年全球芯片十大收購案中，有三項交易業(yè)務(wù)涉及芯片設(shè)計，涉及金額達1246.9億美元；三項交易業(yè)務(wù)涉及圓晶代工，涉及金額達60.05億美元。從技術(shù)和業(yè)務(wù)重合角度，當(dāng)前中國大陸本土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。

審核編輯：黃飛

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