随着CPU技术的发展，国内和国外的PC制造商都开始重视起来，为了在中国这样一个庞大的PC市场上站稳脚跟，各大厂商都在思考，该怎么才能给中国的PC厂商提供合适的CPU。

前段时间有消息说，国外PC制造商Dannie发布了一款国产的兆芯主板，这意味着国内PC芯片的国产化速度正在加速。

一、广阔天地，大有作为

服务器是由电源、CPU、内存、硬盘、风扇、光驱等几部分构成。服务器产品的成本主要由 CPU、GPU、内存、存储等核心部件构成，不同类型的服务器成本构成存在差异。

基础型服务器中不包含GPU，占比最高的为 CPU，达到 32%；高性能型服务器中，CPU 成本占比为23.3%；推理型服务器中占比 25%；在机器学习型服务器中，对通用型计算能力要求较高，因此 GPU占比极高。

根据IDC数据，PC领域 2018 年-2021年全球出货量保持增长且增速不断上升，且 2021年增幅达到14.8%，整体出货量达到3.49亿台/年。服务器领域，2020 年与2021年增速显著，2021 年全球服务器出货量达1354 万台，同比增长 11%。

中国是全球服务器及PC主要市场，成长幅度超过全球增速。根据 IDC数据， 2021年中国服务器出货量为 391.1 万台，占全球出货量的 28.9%，是全球主要的服务器市场，同比增长率达 12%，超过全球增速。国内PC出货量增速 2019-2021年持续提升，2021年整体出货量达 0.57亿台/年左右，占全球出货量的16.33%，增速达 16%，超过全球增速。

但与此同时，国内服务器CPU 主要依赖进口。

据IDC数据，2021年预计中国 X86 服务器出货量为 375.1 万台，是中国服务器中最主要的部分，且同比增长 9%，比中国整体的服务器增速低，这说明除了 X86 架构的服务器，其他架构的服务器市场也预计将保持较好的增长势头。

从中国处理器及控制器进口金额来看，进口金额保持向上的增长趋势，这是因为目前我国的 PC 及服务器领域的 CPU 国产化比率相对较小，主要依赖进口。

目前，CPU行业由两大生态体系主导，一是基于X86指令系统和Windows操作系统的Wintel体系，二是基于 ARM 指令系统和 Android 操作系统的 AA 体系。

Intel与 Windows凭借高性能 X86架构与先发优势占领桌面CPU市场，ARM受益于开源、可二次开发的指令结构的优势立足于低功耗的移动市场。两大系统通过对操作系统和CPU芯片垄断，设定了一系列技术规范与标准，构建了庞大的软件生态圈，从而主导着主流CPU市场。

国产 CPU 企业目前主要有6 家，分别是龙芯中科、电科申泰、华为海思、飞腾信息、海光信息、上海兆芯。

按采用的指令系统类型可大致分为三类：第一类，是龙芯和电科申泰，早期曾分别采用 MIPS 兼容的指令系统和类 Alpha 指令系统，现已分别自主研发指令系统；第二类是华为海思和飞腾信息，采用 ARM 指令系统；第三类是海光信息和上海兆芯，采用 X86 指令系统。

基于自研指令集架构的龙芯、申威自主可控程度高，有望加速迭代构建生态应用迎来重大发展机遇。

根据 Canalys，2021年中国云计算市场整体规模达到 274 亿美元，其中阿里云、华为云、腾讯云和百度智能云“中国四朵云”占据 80%的中国云计算市场，稳居主导地位。Canalys 预计中国云计算市场规模将在2026 年达到 847 亿美元，2021-2026年的复合增长率（CAGR）有望维持在 25%。未来大量的云基础设施建设需求，带来服务器 CPU 需求持续提升。

二、CPU发展关键影响因素分析

1、技术

CPU系统架构设计包括处理器功能逻辑设计和微结构设计，对处理器功能、性能和生态至关重要。电路设计是将处理器芯片各个功能模块用硬件语言设计出来，形成可供晶圆代工厂使用的电路版图。微码系统设计包括微码软件编程、微码执行硬件研发。

安全模块设计包括处理器安全架构、专用硬件、软件、密钥管理等， 贯穿处理器设计全过程，为可能出现的安全漏洞提供修复方案。仿真模拟是指利用专用软件、高性能仿真模拟器对处理器核心和电路设 计进行模拟验证。产品设计根据终端应用需求，规划公司具体产品配置及内部构成。处理器完成封装以后，需要进行大量的测试工作，统称为硅后验证。

2、政策

政策东风阵阵吹来，为国产化芯片厂商成长保驾护航。集成电路作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业，国家给予了高度重视和大力支持。为推动我国集成电路产业的发展，增强信息产业创新能力和国际竞争力，国家出台了一系列鼓励、扶持政策，为集成电路产业建立了良好的政策环境。

三、全球CPU发展现状趋势

1、技术现状

目前全球个人电脑（PC）CPU基本由Intel 和 AMD占据主要市场，整体来看，Intel 具备先发优势，为全球X86CPU架构龙头企业，AMD持续追赶，就技术而言，Intel 和 AMD 不断更新微架构，实现性能的不断迭代提升，早期AMD属于工艺技术追赶者，整体工艺在落后英特尔2-3年左右。

随着研发投入持续提高，加之英特尔作为行业开拓者市场受到瓶颈，AMD的CPU工艺技术一度反超，在单核心性能超越英特尔，但目前在整体多核稳定性仍有差距，而国产CPU的微架构在乱序执行、高速缓存、多核互联等技术上，由于起步较晚，都与先进水平有一定差距。

2、需求现状

CPU主要用于个人电脑（PC）和服务器等，整体PC出货量是CPU发展的基础。根据数据，2012-2017年随着全球发达国家整体个人电脑需求渐趋饱和，市场出货量保持逐年下降趋势，一度在2018年降至2.58亿台，随着东南亚、印度等发展中国家持续发展，个人电脑需求持续回升。

2020-2021年疫情背景叠加全球线上办公需求上涨，个人电脑需求快速上涨，2021年达3.49亿台，同比2020年增长14.8%亿台。

四、国产CPU发展现状

1、整体差距

目前国产CPU与全球领先水平的差距主要分为性能差距和生态差距。性能上，国产 CPU 存在明显劣势。国产 CPU 的微架构在乱序执行、高速缓存、多核互联等技术上，由于起步较晚，都与先进水平有一定差距，加之整体晶圆工艺水平相差较多，设计能力存在差距，导致了整体性能差距。

另外，生态差距主要体现在软硬件整体，由于国产CPU积累不够，即使技术部分产品性能已基本满足使用需求，但整体用户体验和稳定性仍有差距，加之前期巨额开发成本，但市场竞争力仍非常有限，而高新技术需要持续优化迭代，完全商业化更是难上加难。

2、国产替代进度：海光芯片

借力AMD进军国产化x86芯片，实现产品自主研发，在服务器市场具备优势。2016年, AMD公司曾经与天津海光达成了合作, 双方成立合资公司进行处理器的开发。

海光三号及海光四号研发计划分别于2018年2月和2019年7月启动，各项研发工作进展正常。海光三号成功流片、海光四号完成了电路设计和性能模拟，证明了企业全面掌握了高端处理器设计技术，具备了产品迭代研发能力。

考虑到芯片行业的特点并参照国 际同行业领先芯片企业的定价模式，CPU 行业主要采用阶梯价格策略，接受针对项目的单 独特价申请。阶梯价格主要适用于服务器厂商客户的日常采购（根据采购数量区间阶梯变 动），特价一般用于战略级竞争项目（最主要）、产品适配导入项目、产品促销等。

3、国产替代进度：龙芯中科

龙芯实现自主架构研发并重视生态建设，在PC及类PC市场具备竞争优势。中科龙芯的工控类和信息类芯片的均价约400-600元，产品出货量约100万片，信息类产品出货量约150万片。海光芯片主要定位于服务器应用市场，而龙芯主要定位于PC及类PC市场。相比之下，天津飞腾及华为鲲鹏CPU产品主要定位于服务器应用场景。

龙芯中科芯片产品依据应用领域的不同可分为工控类芯片和信息化类芯片。

工控类芯片面向嵌入式专用设备、工业控制与终端等，系列产品在网安通信、能源、交通等行业领域已获得广泛应用；信息化类芯片面向桌面和服务器等，龙芯3号系列是目前最新产品，作为高性能通用处理器，通常集成4个及以上64位高性能处理器核，与桥片配套使用，应用场景面向桌面和服务器等信息化领域。

五、CPU市场未来前景广阔

1、中国仍长期是最大CPU消费市场，下游需求旺盛：国内仍将长期是全球最大的CPU消费市场。

首先，计算机的用户基数十分庞大，迭代更新支撑起较大的CPU需求。在电子政务、公共服务、能源、交通、金融、水利、通信等关键信息基础设施领域，国产CPU应用已在全国逐步铺开，对未来行业应用具有很好的示范和引领作用。

其次，服务器芯片市场将继续在云计算与企业数字化转型中受益，尤其是在国内市场上，云计算市场规模未来几年将持续增长。

最后，工业控制领域的嵌入式CPU需求广阔，我国作为制造业大国，目前正在向制造强国转型，智能化改造是重要方向，CPU作为智能化的核心部件，将广泛应用于工控系统当中。

2、国际供应链断裂和信息安全风险加剧，国内CPU加快发展步伐：

目前，国内市场对进口通用处理器过度依赖，多数通用处理器产品需要从境外采购，桌面市场主要为Intel、AMD占领；服务器市场则主要为Intel垄断。我国对进口通用处理器的过度依赖已经成为我国信息产业发展的一大软肋。近些年，受国际供应链不确定性影响，部分企业的CPU供应也成为问题。

3、我国政府对国产CPU领域的政策支持力度持续提高：

党中央、国务院以及地方政府对该领域的支持力度逐步加大，政策日趋完善，为产业后续实现跨越式发展创造了良好的外部环境。未来，在科技领域竞争加剧的大背景下，我国政府对国产CPU的支持还将持续，举措包括：

对CPU相关企业的研发引导、资金支持以及财税优惠政策；

支持企业通过兼并重组、国际合作等方式做大做强，提高国产化能力；

加强应用端扶持，推动国产化采购工作，将应用国产CPU芯片的整机产品列入政府采购清单，鼓励软件、周边设备对国产CPU进行优化和适配；

加强人才培养，2019年10月工信部发布消息称，将与教育部合作加强集成电路人才队伍建设，将集成电路设置为一级学科。

4、国内政企与重点行业市场空间广阔，未来国产CPU的潜力巨大：

CPU市场主要分为三类：政务及重点行业市场、企业级市场以及消费级市场，它们的需求特点各异。政务及重点行业市场，对安全性和定制化的要求远高于消费级市场，同时对生态的要求相对较低，与国产CPU当前的发展现状非常契合，所以此板块是近期国产CPU的核心市场。

企业级市场对生态的要求高于政务但低于消费级市场，此板块是国产CPU未来重要的增量市场。消费级市场则是国产CPU长期需突破的目标市场，尤其是在桌面CPU生态方面还有较大的差距，还需要重点弥补。

政务及重点行业是国产CPU市场确定性最强的领域。随着自主CPU性能的不断提高和软件生态的不断完善，国内电子政务领域正在加大自主化推进力度，基于国产CPU的信息产品已经得到批量应用，相关重点行业的关键信息基础设施正在开展国产CPU应用。

对信息安全、供应链安全要求相对较高的领域，是国产CPU的优势市场，伴随着未来信息化的加速，桌面、服务器、嵌入式CPU需求量均将增加。

5、国产CPU存在赶超机会：我国CPU技术水平与国外相比虽然存在一定差距，但正在快速逼近国际先进水平。

首先，国内关于CPU的知识储备趋于完善。以龙芯中科为代表的国内CPU设计企业在CPU指令系统架构和微结构方面积累了较为丰富的经验。其次，国内技术人才的积累也在日趋丰富。

随着国内芯片设计市场的不断扩大，在行业内已经沉淀一批技术人才，龙头设计企业都具备了稳定的核心设计团队。最后，CPU进入后摩尔定律时期升级速度趋缓，国产CPU性能与国际主流水平逐步缩小，存在赶超的可能。

新技术、新架构将为国产CPU带来发展契机。云计算、人工智能、5G、边缘计算、区块链等技术的发展和成熟，将对传统计算需求形成巨大挑战，并创造出新的计算技术需求。同时，除了X86和国内广泛使用的ARM架构之外，开源指令系统未来也将成为重要选项，中小企业也可以利用其免费特点，摆脱Wintel和AA生态体系的历史包袱。

文章来源：华经产业研究，每日财报评论，雷迪菲聊科技