国产替代的话题从来不缺热度。

科创板又迎来一家国产CPU厂商，昨日海光信息（688041.SH）已经完成申购，其发行定价为36元/股，对应的市盈率为315.18倍，高于可比上市公司平均市盈率（117.73倍）。

按发行后总股本计算，公司本次发行市值高达836.76亿元，为今年以来科创板发行市值最高的股票，要知道，截至昨日收盘，科创板仅有中芯国际、天合光能、晶科能源、百济神州-U、大全能源5家公司市值高于830亿元。

值得一提的是，6月24日上市的龙芯中科作为“国产CPU第一股”，与海光信息同属于中科院系，其发行市值仅约300亿元，发行市盈率约140倍，龙芯中科上市前三日表现还不错，而后一度跌破发行价，最新市值约350亿元。

海光信息发行估值并不低，但由于本身有诸多光环傍身，上市之后或有一阵较好的表现。

中科曙光、葛卫东入股

海光信息成立于2014年，由天津海泰科技投资管理有限公司出资设立，聚焦高端处理器。

当时正逢千亿规模的国家集成电路产业投资基金成立，半导体行业迎来发展的新节点，不仅引起了一阵创业潮，各大资本机构也纷纷寻找投资标的。

海光信息自成立以来历经多轮融资，引入了中科曙光、成都产业集团、混沌投资、中信证券、国科控股、CBC宽带资本、长虹电器、金石投资等。

其中，中科曙光（603019.SH）是中科院控股的一家上市公司，其背后拥有丰富的客户资源以及销售渠道，这也为海光信息打下了客户基础。

值得注意的是，混沌投资实控人为私募大佬葛卫东，其在2020年突击入股，持有海光信息2.2%的股权，除此之外，混沌投资在半导体领域还投资了上海超硅半导体、广州慧智微电子、北京探镜科技等公司。

截至目前，海光信息无实际控制人，第一大股东为中科曙光，其持有32.1%股份，此外持有公司超过5%的股东还包括、成都国资（成都产投有限、成都高投有限、成都集萃有限）、海富天鼎合伙、蓝海轻舟合伙、宁波大乘合伙和宁波上乘合伙。

业绩扭亏为盈

海光信息之所以能在国产厂商中脱颖而出，是因为他一开始就“站在巨人的肩膀上”。

2016年公司与AMD（美国超威半导体公司）达成合作，并获得了 x86处理器设计核心技术，通过模仿、吸收，自研出了Zen架构。

基于此，公司启动海光一号 CPU 产品设计，并于2018 年4月实现量产。截至目前，海光一号、海光二号均已实现商业化应用，海光三号已经完成实验室验证，海光四号处于研发阶段。

此外，公司的另一块业务DCU系列产品深算一号已于2021年实现商业化应用，深算二号处于研发阶段。

业绩方面，2019年-2021年公司营收分别为3.79亿元、10.22亿元和23.1亿元，对应的归母净利润分别为-0.83亿元、-0.39亿元和3.27亿元。

近三年海光信息的营收快速增长，2021年利润实现扭亏为盈，并弥补了历年累计亏损；同时毛利率逐年提升，目前已赶上可比公司的平均水平。

2019 年、2020 年海光信息连续亏损，主要有两点原因。

一方面，当时公司正处于产品上市初期，营收规模相对较小，而相对应的研发资金投入逐年加大，近三年已累计投入14.66亿元；另一方面，公司对骨干员工实施多次股权激励并相应确认了较大金额的股份支付，报告期内超过3亿元。

2021年受益于市场需求增加较快，公司产品加速放量，同时DCU产品也实现规模销售，因此公司得以扭亏。

2022年上半年，海光系列芯片量产出货，公司的营收进一步爆发实现25.3亿元，同比增长342.75%，对应的归母净利润达到4.76亿元。

整体来看，海光信息的产品不断放量，业绩具有一定的持续性，同时公司的研发投入逐年加大，研发费用率远高于可比公司的平均水平，可以预见的是，公司在未来一段时间或能保持在国产CPU厂商中的头部地位。

不过需要注意的是，海光信息的研发支出资本化占比较高，形成的自研无形资产金额较大。报告期内，公司研发支出资本化的金额分别为6.89亿元、5.58亿元和8.40亿元，占比分别为79.71%、51.18%和 53.02%，存在一定的无形资产减值风险。

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。

CPU应用中的挑战

1. 信号完整性、电源完整性挑战

在CPU中，通常采取优化多核心、高速缓存、内存、IO等接口的方式，以达到提升运算速度并降低功耗的目的。但在这一过程中，不可避免的会存在信号完整性和电源完整性的问题，而且越是使用先进工艺节点，其挑战就越严峻。无论是对于传统封装还是先进封装，信号的可靠程度与电源的稳定性都是衡量芯片质量的标准。因此，在设计中必须面对这两个老生常谈的问题。除了优化设计外，如何加快设计迭代速度也是设计中的重要考量因素。

2. 先进封装带来挑战

CPU的封装，从早期的QPF、FCBGA到现在的先进封装，有了更多的变化。对于CPU芯片来说，随着工艺的发展，工程师利用硅载板或者TSV结构设计的先进封装，如何能够准确高效的处理好多个信号之间的串扰问题，也是设计的重要一环。

以鲲鹏920为例：下图是三颗裸芯组成的64核芯片，其中左边两颗为计算DIE，每颗含32个TSV110核，由4个核组成一个簇，8个簇挂在一个环状总线上，32MB的L3作为一个节点也挂在环上，同样的存控也作为一个节点挂在环上。三颗裸芯之间由 chip间总线实现互连。复杂的工艺以及众多的信号线需要一个强大计算能力的仿真工具，完成对信号和串扰的评估。

3. PCB板级协同挑战

对于CPU芯片来说，在设计配套CPU的PCB测试版、demo板时，也需要进行相关的仿真工作。一方面芯片的高速接口需要PCB的协同设计，另一方面，PCB作为CPU的配套使用载体，它的性能也是直接影响整体链路性能是否完善的关键因素。对于高速PCB来说，就算是经验丰富的工程师，在设计高速链路的时候，仍需要对过孔、焊盘等细节进行优化。若有SerDes或者DDR的走线，对其串扰的分析就更不可避免。

芯和CPU应用中的SI/PI解决方案芯和半导体针对CPU应用中的封装以及PCB的SI/PI提供了完整的解决方案。对于传统型封装的QFN、QFP或者FCBGA，工程师可以利用芯和半导体的工具，针对其金线、Bump等结构进行分析;对于3DIC、Chiplets或者TSV结构的先进封装，设计人员同样可以利用工具进行设计-分析的一站式流程;而对于PCB板级，也可以根据低频-高频不同的应用场景进行相应的算法切换并进行分析。

结语

服务器CPU是一个千亿级的市场，其国产替代的空间还很大，按中国在半导体领域的追赶速度和决心，必然会走出全球领先的厂商，至于谁能够笑到最后，还需要很长的时间去验证。

来源：格隆汇新股，每日财报，Xpeedic