2022年CPU行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1、2022年CPU行業(yè)開展現(xiàn)狀分析.國產(chǎn)CPU孰能率先崛起國產(chǎn)CPU的“后發(fā)劣勢”明顯，在“十五”期間啟動開展國 產(chǎn)CPU的泰山計(jì)劃，2006年正式啟動的“核高基專項(xiàng)”才讓國 產(chǎn)CPU快速開展。在國家支持下，孵化出鰥鵬、飛騰、龍芯、 兆芯、海光、申威等一批優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)CPU公司。我們選取其中 較為成熟的海光CPU為例，介紹CPU設(shè)計(jì)過程中的核心和關(guān) 鍵，結(jié)合之前的回顧，以及對現(xiàn)有國產(chǎn)CPU的理解，回答以 下三個(gè)問題：國產(chǎn)CPU有哪些路線？國產(chǎn)CPU短板在何處? 國產(chǎn)CPU每條路應(yīng)該怎么走？CPU是如何設(shè)計(jì)的？基本構(gòu)成：一般來講，CPU根據(jù)不同的產(chǎn)品規(guī)格定義， 需要在一塊基板上封裝1至4顆裸片。裸片的

2、內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常 復(fù)雜，主要功能模塊包括處理器核心(Core)、片上網(wǎng)絡(luò)、各類 接口控制器等；除硬件電路外，裸片中還集成了復(fù)雜的程序 代碼(“微碼系統(tǒng)”)。Icelacke. Broadwello Intel和AMD不斷更新微架構(gòu),實(shí)現(xiàn)性 能的不斷迭代提升，國產(chǎn)CPU的微架構(gòu)在亂序執(zhí)行、高速緩 存、多核互聯(lián)等技術(shù)上，由于起步較晚，都與先進(jìn)水平有一 定差距。表4 : Intel與AMD近年微架構(gòu)迭代Intel CPU 年代代號與H藝(nm )AMD CPU年代代號與H藝(nm )2023Sapphire Rapid72022Genoa52021Icelake102019Rome72017Skylak

3、e142017Naples14122015Broadwell142014Kaveri282013Haswell222012Piledriver322012Ivy Bridge222011Bullduzer322011Sandy Bridge322011Llano322008-2010Nehalem322007-2009K10452006-2008Conroe452003-2007K865651999-2004K77就不采管庫2、定制化水平差導(dǎo)致精細(xì)度缺乏。Intel針對特定領(lǐng)域和 客戶，會采用高度定制化的設(shè)計(jì)，例如人工設(shè)計(jì)幅員、采用 鎖存器Latch替換觸發(fā)器flipflop、全定制設(shè)計(jì)關(guān)鍵單

4、元等方 案。定制化的實(shí)現(xiàn)需要多年的技術(shù)積累和人力投入，目前國產(chǎn) CPU很難實(shí)現(xiàn)，基本還是采用傳統(tǒng)的EDA工具生成幅員和 做幅員優(yōu)化的方式，精細(xì)度遠(yuǎn)低于定制化產(chǎn)品。3、使用通用EDA工具缺乏協(xié)同。Intel等歐美大廠許多 都有自研的EDA工具或拓展，以及成熟的flow,設(shè)計(jì)過程中 出現(xiàn)的問題可以與EDA部門直接協(xié)同解決，顯著提升了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)能力，不斷拓展邊界，而國產(chǎn)CPU廠商目前普遍 采用的是外購的EDA工具，缺少與設(shè)計(jì)工具的協(xié)同，且國產(chǎn) EDA工具競爭力較弱，這一環(huán)節(jié)也難以實(shí)現(xiàn)自主可控。4、與Foundry配合不夠密切。在生產(chǎn)模式上，Intel是典 型的IDM廠商，AMD雖然是Fables

5、s廠商，但與之前分拆出 去的Global Foundries保持密切聯(lián)系,兩者都能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制 造環(huán)節(jié)的密切配合與協(xié)同。國產(chǎn)CPU由于起步晚、規(guī)模小以 及國內(nèi)芯片制造能力弱，都是Fabless模式，難以與Foundry 實(shí)現(xiàn)密切配合，限制了產(chǎn)品技術(shù)開展的速度。落后的軟硬件生態(tài)系統(tǒng)是制約國產(chǎn)CPU開展的另一瓶頸。 X86是目前桌面和服務(wù)器領(lǐng)域的絕對主流架構(gòu)，所以選用 X86架構(gòu)的受影響最小，可以直接使用Windows系統(tǒng)及軟件, ARM架構(gòu)的生態(tài)在全球范圍內(nèi)逐漸完善，而使用自主架構(gòu)的 面臨巨大挑戰(zhàn)。生態(tài)系統(tǒng)很重要的一點(diǎn)是能夠吸引全球程序 員共同參與的各類應(yīng)用軟件開發(fā)的盈利模式、知識產(chǎn)權(quán)提供 機(jī)制

6、等制度安排。以龍芯自主研制的LoongArch架構(gòu)為例， 需要耗費(fèi)大量時(shí)間和人力開發(fā)編譯器，芯片流片成功后，還 需要移植Linux內(nèi)核、Android系統(tǒng)等，后期系統(tǒng)的軟件也涵 蓋了驅(qū)動層、中間層到應(yīng)用層，還需要不斷針對這種架構(gòu)進(jìn)行 迭代優(yōu)化。前期即使大量投入，如果軟件上適配和推廣缺乏,銷量受限，軟件開發(fā)者便會激勵缺乏，用戶更少，引起惡性 循環(huán)，商業(yè)模式便會出現(xiàn)問題。1.4每條路線關(guān)鍵是什么？X86：專注技術(shù)，師夷長技，形成自身迭代能力對于使用X86架構(gòu)的公司來說，基于良好的技術(shù)基礎(chǔ)以 及繼承X86完整的生態(tài)，可以通過模仿先進(jìn)產(chǎn)品及技術(shù)路線, 率先實(shí)現(xiàn)非關(guān)鍵領(lǐng)域的國產(chǎn)替代，并在此基礎(chǔ)上盡快吸收

7、關(guān) 鍵技術(shù)，形成自身的迭代能力。以海光信息為例，AMD僅提 供技術(shù)授權(quán)以及針對技術(shù)授權(quán)的局部服務(wù)支持，不會提供后 續(xù)更新技術(shù)，相關(guān)技術(shù)面臨迭代風(fēng)險(xiǎn)。海光按照協(xié)議和AMD 同時(shí)在該技術(shù)授權(quán)的基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，在2016年推出的 第一代典型CPU系海光7185,與AMD基于該技術(shù)的第一代 產(chǎn)品AMD EPYC 7551有少許差距，但差距較小，不存在代際 差異；19年受到美國商務(wù)部影響后，海光推出海光二號，并 為適應(yīng)國內(nèi)用戶使用需求，增加了國密算法等平安增值功能, 證明了公司已經(jīng)完成了對AMD授權(quán)技術(shù)的消化吸收。海光三 號成功流片、海光四號完成了電路設(shè)計(jì)和性能模擬，證明了 公司全面掌握了高端處理器

8、設(shè)計(jì)技術(shù)，具備了產(chǎn)品迭代研發(fā) 能力。表5 ：海光芯片局部IP核已能實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代IP核名稱IP工具提供方所屬功能模塊獲取情況后續(xù)替代情況E12G PHY公司6SERDES外采可以通過武漢芯動等國內(nèi)DDR4/3 PHY公司6DDR外采USB3/USB2 PHY公司6USB外采IP提供商進(jìn)行替代USB控制器公司6USB夕睬SATA控制器AMDSAIAAMD授權(quán)PCIE控制器AMDPCIEAMD授權(quán)自研替代DDR控制器AMDDDRAMD授權(quán)鞏元先采智庫ARM：短期內(nèi)抓住行業(yè)機(jī)會，開展已獲授權(quán)指令集2021年蘋果發(fā)布了 Ml芯片，與以往選用X86架構(gòu)不同, Ml芯片采用基于Arm-ISA的內(nèi)部處理器和C

9、PU微體系結(jié)構(gòu), 是蘋果首款針對Mac設(shè)計(jì)的SoC,根據(jù)蘋果的的宣傳材料， 在10W的功耗限制下，Ml芯片可提供傳統(tǒng)X86筆記本處理 器2倍以上的CPU性能。蘋果Ml 一經(jīng)上市受到廣泛關(guān)注， 其性能也被用戶認(rèn)可。但蘋果Ml的成功，缺乏夠說明ARM 在桌面和服務(wù)器端已經(jīng)可以超越X86。蘋果Ml性能的高水平 的表現(xiàn)主要是基于蘋果微架構(gòu)上的優(yōu)勢以及工藝上的領(lǐng)先。 微架構(gòu)方面，采用了“瘋狂堆料”的方式，并采用了臺積電的 5nm工藝。這局部的優(yōu)勢顯著，并且在能耗方面顯著優(yōu)于X86, 至于類似視頻剪輯等功能，可以直接交給解碼、編碼的硬件 單元完成，使用體驗(yàn)更佳，但是這種方式的問題在于，本錢 過高，蘋果可以

10、用很高的整機(jī)利潤去攤平這局部處理器本錢， 但是國產(chǎn)CPU顯然難以復(fù)制。自主指令集：產(chǎn)品性能+生態(tài)融合，協(xié)調(diào)步伐除本身的性能要求需要符合用戶基本需求外，生態(tài)融合 也是需要同步跟進(jìn)的關(guān)鍵點(diǎn)，否那么只能面向一些軟件需求極 低的下游，市場空間局限性大。破局之計(jì)以龍芯為例，自研 指令集LoongArch充分考慮了兼容需求，可以通過“指令系統(tǒng) 創(chuàng)新+二進(jìn)制翻譯的方式，運(yùn)行其他平臺上的二進(jìn)制應(yīng)用程 序，從而到達(dá)生態(tài)融合的目的。為支持芯片銷售及應(yīng)用，龍 芯還開發(fā)了基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)及瀏覽器、Java虛擬機(jī)、基礎(chǔ)庫 等重要基礎(chǔ)軟件，并以兩種方式免費(fèi)提供給客戶。2.國產(chǎn)CPU量價(jià)拐點(diǎn)已現(xiàn)價(jià)：逐漸市場化CPU定價(jià)策略已

11、經(jīng)較為成熟：階梯價(jià)格+工程特價(jià)?？?慮到芯片行業(yè)的特點(diǎn)并參照國際同行業(yè)領(lǐng)先芯片企業(yè)的定價(jià) 模式，CPU行業(yè)主要采用階梯價(jià)格策略，接受針對工程的單 獨(dú)特價(jià)申請。階梯價(jià)格主要適用于服務(wù)器廠商客戶的日常采購 （根據(jù)采購數(shù)量區(qū)間階梯變動），特價(jià)一般用于戰(zhàn)略級競爭 工程（最主要）、產(chǎn)品適配導(dǎo)入工程、產(chǎn)品促銷等。以海光 芯片為例，CPU價(jià)格已經(jīng)逐漸市場化。2018年，公司研發(fā)的首款海光一號產(chǎn)品剛剛面世，初期 產(chǎn)量較小，研發(fā)適配工作量大，公司主要比照同行業(yè)領(lǐng)先廠商 競品價(jià)目表的價(jià)格進(jìn)行定價(jià)，定價(jià)策略較為保守，產(chǎn)品平均 單價(jià)較高。2019年下半年開始，公司形成了階梯價(jià)格與特價(jià)相結(jié)合的定價(jià)機(jī)制，并穩(wěn)定執(zhí)行至今，

12、產(chǎn)品銷售均價(jià)較2018 年整體下調(diào)。2020年以后，全球芯片行業(yè)供應(yīng)鏈相對緊張， 原材料價(jià)格呈現(xiàn)上漲趨勢，公司對新代際產(chǎn)品較上一代產(chǎn)品 定價(jià)有所上漲。表6:海光芯片價(jià)格逐漸市場化（元）工程2021年16月2020年度2019年度2018年度 .7000系列8952.077494.226913.3211507.247100系列5192.055206.516913.3211507.247200系列11926.8015687.72一5000系列6702.627721.514189.835570.525100系列468.432830.704189.835570.525200系列7872.529363.

13、17-3000系列1231.40963.771250.45-3100系列-833.671250.453200系列1231.401402.33豆柒未來皆庫量：彈性極大CPU的下游應(yīng)用市場主要分為：政務(wù)及重點(diǎn)行業(yè)市場、 企業(yè)級市場、消費(fèi)級市場。其中，政務(wù)及重點(diǎn)行業(yè)市場對安 全性以及自主可控要求最高，同時(shí)對生態(tài)的要求相對最低， 是與國產(chǎn)CPU前期開展水平相匹配的，因此這局部市場是國 產(chǎn)CPU成長的根基所在。測算CPU市場規(guī)模，實(shí)際應(yīng)該分 為：測算整體市場規(guī)模（可參考?xì)v史靜態(tài)數(shù)據(jù)）、可國產(chǎn)替 代市場規(guī)模。從整機(jī)形態(tài)，可分為PC、服務(wù)器兩個(gè)方向。整 體靜態(tài)市場，2021年，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，全球PC出貨近

14、3.5億 臺，全球服務(wù)器出貨超過1300萬臺?？紤]國產(chǎn)CPU未來較 長一段時(shí)間主要聚焦國內(nèi)市場，國內(nèi)出貨量更有代表性。中國PC出貨量-左工親先來管庫整體市場，PC CPU需求超過5000萬顆/年，服務(wù)器CPU 需求約800萬顆/年。根據(jù)行業(yè)慣例，一臺PC對應(yīng)一顆CPU, 2021年中國PC出貨量超過5000萬臺，那么整體PC CPU需求 超過5000萬顆。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，服務(wù)器市場超過85%的服務(wù) 器為2路服務(wù)器，即一臺服務(wù)器對應(yīng)2顆CPU,那么中國區(qū)整 體服務(wù)器CPU需求約為800萬顆。假設(shè)PC CPU價(jià)格為1000 元/顆，服務(wù)器CPU為8000元/顆，那么PC CPU市場規(guī)模超過 500

15、億元，服務(wù)器CPU靜態(tài)市場規(guī)模約640億元。圖17 : 2021年中國PC出貨超過5000萬臺（百萬 臺）yoy-右中短期看，確定性最高的是，可國產(chǎn)化市場規(guī)模。國產(chǎn)PC CPU年化市場規(guī)模約為200億元?？紤]PC采購不同機(jī)構(gòu)性質(zhì)，分為核心替代（公務(wù)員群體）、重點(diǎn)替代（事業(yè)編制 群體）、逐步替代（國有企業(yè)群體）、可選替代（一般企業(yè) 工作人員），假設(shè)四類替代群體，穩(wěn)定期后，國產(chǎn)PC采購比 例分別為80%、60%、40%、10%o根據(jù)國際統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，可 得四類群體整體人員數(shù)量。假設(shè)單科PC CPU價(jià)格為1000元, 那么PC CPU整體規(guī)模為1020億元。假設(shè)PC 5年完成折舊，那么 國產(chǎn)PC CP

16、U年化市場規(guī)模約為200億元。國產(chǎn)服務(wù)器CPU靜態(tài)市場規(guī)模約為139億元。根據(jù)IDC 服務(wù)器數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可知黨政、通信、金融等重點(diǎn)行業(yè)2021年 服務(wù)器出貨量，假設(shè)黨政、通信、金融、其他行業(yè)國產(chǎn)服務(wù) 器采購比例分別為80%/40%/30%/10%,參照服務(wù)器CPU市場 價(jià)格，假設(shè)服務(wù)器CPU價(jià)格為8000元/顆，保守假設(shè)國產(chǎn)服 務(wù)器全部為2路服務(wù)器（一臺服務(wù)器配置2顆CPU）,那么國 產(chǎn)服務(wù)器CPU年化市場規(guī)模約為139億元。國產(chǎn)服務(wù)器CPU動態(tài)市場規(guī)模超過200億元。值得注意 的是，拉長10年維度看，PC市場整體出貨量相對穩(wěn)定，服務(wù) 器市場出貨量隨數(shù)據(jù)量、云計(jì)算催化，長期依然是增量市場。 考慮

17、以上測算僅為靜態(tài)數(shù)據(jù)，假設(shè)考慮動態(tài)空間，假設(shè)服務(wù)器市 場未來5年維持復(fù)合10%增速，那么2026年，國產(chǎn)服務(wù)器 CPU市場規(guī)模將超過200億元。圖10 : CPU基本構(gòu)成片互聯(lián)控制器片互聯(lián)控制器未來智庫以海光CPU為例，各局部功能如下：1）處理器核心。 每顆“裸片具有8個(gè)處理器核心（含高速緩存），不同規(guī)格的海 光CPU包含1至4顆裸片，進(jìn)而具有數(shù)量不等的處理器核心。 處理器核心是CPU的關(guān)鍵的控制、計(jì)算部件，決定了 CPU 最主要的技術(shù)特征。2）片上網(wǎng)絡(luò)。片上網(wǎng)絡(luò)是CPU內(nèi)部數(shù) 據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，包括控制網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。片上網(wǎng)絡(luò)的帶寬、 延時(shí)對多核處理器的性能影響較大。3）接口控制器。不同的 接口

18、控制器用于連接CPU所搭載、控制的不同外部設(shè)備。例 如:內(nèi)存控制器用于訪問DDRSDRAM內(nèi)存，PCIe控制器用于 連接PCIe設(shè)備，USB控制器用于訪問USB設(shè)備，SATA控 制器用于讀寫SATA設(shè)備等。4）微碼系統(tǒng)。微碼系統(tǒng)由微碼 程序和對應(yīng)的執(zhí)行硬件組成。通過微碼程序的運(yùn)行，將復(fù)雜 的X86指令翻譯成相對簡單、規(guī)整的微碼指令。微碼系統(tǒng)直 接影響處理器的平安，包括變更平安算法（國密密鑰）、利用微 碼系統(tǒng)修復(fù)些平安漏洞、擴(kuò)展平安指令集等。5) HMI/xHMI多片互聯(lián)控制器。HMI/xHMI具有高帶寬、低延時(shí) 特點(diǎn)，可以完成裸片間和處理器間的高速互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn) MCM和Chiplet的片上封

19、裝，以及雙路服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)。11 ： CPU設(shè)計(jì)流程簽隔管分先管庫以海光CPU為例，需要經(jīng)過以下設(shè)計(jì)步驟：1)架構(gòu)設(shè) 計(jì)。處理器系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)包括處理器功能邏輯設(shè)計(jì)和微結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)，對處理器功能、性能和生態(tài)至關(guān)重要。在架構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié) 中，功能邏輯設(shè)計(jì)是指基于對產(chǎn)品預(yù)期和產(chǎn)品定義，規(guī)劃出處 理器產(chǎn)品的模塊架構(gòu)、功能邏輯，以及指令集、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、接口協(xié)議等；微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是規(guī)劃出集成電路裸片的具體實(shí)現(xiàn) 方式，包括流水線設(shè)計(jì)、邏輯單元設(shè)計(jì)、高速緩存結(jié)構(gòu)、片上 網(wǎng)絡(luò)、接口控制器設(shè)計(jì)等。2）電路設(shè)計(jì)。電路設(shè)計(jì)是將處理 器芯片各個(gè)功能模塊用硬件語言設(shè)計(jì)出來，形成可供晶圓代 工廠使用的電路幅員。處理器核心的微結(jié)構(gòu)精巧，

20、流水線級數(shù) 多，主頻高，電路代碼設(shè)計(jì)復(fù)雜。3）微碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)。微碼系 統(tǒng)設(shè)計(jì)包括微碼軟件編程、微碼執(zhí)行硬件研發(fā)。微碼軟件包 括微碼程序、微碼編譯器和微碼補(bǔ)丁。微碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)貫穿處理 器設(shè)計(jì)全過程，通過微碼補(bǔ)丁形式還可以修復(fù)局部硬件設(shè)計(jì) 缺陷。4）平安模塊設(shè)計(jì)。平安模塊設(shè)計(jì)包括處理器平安架構(gòu)、 專用硬件、軟件、密鑰管理等，貫穿處理器設(shè)計(jì)全過程，在 處理器量產(chǎn)后仍需要為可能出現(xiàn)的平安漏洞提供及時(shí)、有效的 修復(fù)方案。5）仿真模擬。仿真模擬是指利用專用軟件、高性 能仿真模擬器對處理器核心和電路設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬驗(yàn)證。海光 高端處理器電路規(guī)模大，必須使用仿真加速專用硬件來提高仿 真模擬的效率。6）產(chǎn)品設(shè)計(jì)。產(chǎn)品設(shè)

21、計(jì)根據(jù)終端應(yīng)用需求， 規(guī)劃公司具體產(chǎn)品配置及內(nèi)部構(gòu)成。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程還需要考 慮基板開發(fā)、后端設(shè)計(jì)、工程樣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品測試、測試 板卡和工具軟件開發(fā)等工作。7）流片工藝優(yōu)化。晶圓代工廠基于公司提供的電路幅員 進(jìn)一步設(shè)計(jì)出掩膜，然后經(jīng)過復(fù)雜的雕刻過程生產(chǎn)出裸片。 公司流片工藝團(tuán)隊(duì)需要和公司芯片設(shè)計(jì)、晶圓代工廠工程團(tuán) 隊(duì)形成深度的技術(shù)互動，不斷升級芯片雕刻工藝，驗(yàn)證流片工 藝流程，提升晶圓制造良率。流片工藝優(yōu)化環(huán)節(jié)可分為流片 工藝升級、晶圓加工流程驗(yàn)證、晶圓級測試等環(huán)節(jié)。8）基板 及封測工藝開發(fā)。公司將處理器封測工作委托給外部封測代工 廠完成，但是基板開發(fā)、封裝工藝流程驗(yàn)證、測試程序開發(fā) 等仍需

22、要公司完成。9）硅后驗(yàn)證。處理器完成封裝以后，需 要進(jìn)行大量的測試工作，統(tǒng)稱為硅后驗(yàn)證。硅后驗(yàn)證工作量 較大，需要進(jìn)行工程樣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品測試、測試板卡和工 具軟件開發(fā)等大量支持產(chǎn)品市場應(yīng)用的驗(yàn)證測試工作。1.2國產(chǎn)CPU各條路怎么樣？目前國產(chǎn)CPU的服務(wù)器主要應(yīng)用于電信運(yùn)營商、金融、 互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，例如，電信運(yùn)營商云服務(wù)資源池系統(tǒng)支撐云 業(yè)務(wù)應(yīng)用，銀行和證券公司查詢、交易系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)的搜索、 計(jì)算服務(wù)、存儲等應(yīng)用；國產(chǎn)CPU的工作站主要應(yīng)用場景為 工業(yè)設(shè)計(jì)和應(yīng)用、圖形圖像處理，例如VR、AR圖形渲染場 景，以及智能工廠數(shù)字李生應(yīng)用等。當(dāng)前，國產(chǎn)CPU公司根 據(jù)使用的架構(gòu)走出三條不同的道路：

23、1)X86架構(gòu)：兆芯、海光。此種模式屬于IP內(nèi)核授權(quán) 的模式，目前是僅內(nèi)核層級的授權(quán)，優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)門檻低、性 能起點(diǎn)高、沒有生態(tài)壁壘，缺點(diǎn)是自主可控的程度低，且購 買授權(quán)的本錢較高。以這條路線開展，不存在生態(tài)壁壘，可以 借鑒本文1.3中AMD崛起的路線和策略，在技術(shù)上通過不斷 迭代逐步縮小差距。但是這種購買授權(quán)的方式，沒有從根本 上解決自主可控的需求，在中美關(guān)系不明朗的背景下，確實(shí)面 臨授權(quán)中斷的風(fēng)險(xiǎn)，市場上一些激進(jìn)的聲音甚至認(rèn)為使用 X86的不能稱為“國產(chǎn)芯片”。ARM架構(gòu)：飛騰、鰥鵬。此種模式為指令集架構(gòu)授 權(quán)，自主化程度相對較高，ARM主要有三種授權(quán)等級：其中 指令集層級授權(quán)等級最高，企業(yè)

24、可以對ARM指令集進(jìn)行改造 以實(shí)現(xiàn)自行設(shè)計(jì)處理器，此前海思、飛騰已經(jīng)獲得ARMV8 永久授權(quán)，今年4月Arm確認(rèn)Armv9架構(gòu)不受約束，華為海思 可獲授權(quán)。以這條路線開展，存在較高的技術(shù)門檻，ARM架 構(gòu)目前在桌面和服務(wù)器端的生態(tài)遠(yuǎn)不如X86,但是指令集架構(gòu) 的永久授權(quán)，一定程度上滿足了自主可控的需求，但是依然 存在未來更新版本被斷供的風(fēng)險(xiǎn)。圖12 :服務(wù)器端X86架構(gòu)銷售量占比絕對領(lǐng)先MIPS等自主架構(gòu)：龍芯、申威。此種模式是自主研 制的指令集，高度自主可控，但是技術(shù)門檻高，生態(tài)構(gòu)建極 其困難。以這條路線開展，最大的困境是生態(tài)上的建設(shè)，如 何在落后的情況下，建立起可靠可持續(xù)的生態(tài)，是重要課題

25、。 CPU的下游應(yīng)用市場主要分為：政務(wù)及重點(diǎn)行業(yè)市場、企業(yè) 級市場、消費(fèi)級市場。其中，政務(wù)及重點(diǎn)行業(yè)市場對平安性 以及自主可控要求最高，同時(shí)對生態(tài)的要求相對最低，是與 國產(chǎn)CPU前期開展水平相匹配的，因此這局部市場是國產(chǎn) CPU成長的根基所在。未來，隨著產(chǎn)品性能不斷優(yōu)化，生態(tài) 逐步趨于完善，企業(yè)級市場將為國產(chǎn)CPU提供巨大市場空間?；谀壳皣a(chǎn)CPU替代市場的主要特征，我們認(rèn)為，使 用ARM架構(gòu)的國產(chǎn)CPU,將在短期內(nèi)受益于重點(diǎn)領(lǐng)域信創(chuàng) 市場的快速增長；使用自主架構(gòu)的國產(chǎn)CPU,生態(tài)建立需要 一定的時(shí)間，中長期看，有望實(shí)現(xiàn)黨政及特殊領(lǐng)域的大面積甚至全面替代；使用X86架構(gòu)的產(chǎn)品，性能和生態(tài)顯著

26、較好， 短期內(nèi)可利用本錢優(yōu)勢翻開一局部企業(yè)市場，但長期看受外 部影響較大，存在較大的不確定性。1.3國產(chǎn)CPU到底弱在哪？想要探討國產(chǎn)CPU未來的走勢，就必然要面對一個(gè)十分 現(xiàn)實(shí)的問題：國產(chǎn)CPU到底弱在哪里？我們認(rèn)為，國產(chǎn)CPU 與全球領(lǐng)先水平的差距主要概括為：性能差距、生態(tài)差距。 性能上，國產(chǎn)CPU存在明顯劣勢。表3 ：國產(chǎn)PC芯片性能差距較大廠商最新CPU指令集授權(quán)方式內(nèi)核主頻工藝合作方/資方 龍芯3A5000LoongArch自研4核23-2.5GHZ12nm中科院申威SW42MSW-64自研4核2.0GHz28nm江南計(jì)算所飛騰D2000ARMv8指令集構(gòu)授權(quán)8核14nm國防科大海光Hygon3250X86卬樹權(quán)8核2.8GHz14nmAMD/中