集微咨詢（JW Insights）認為：

-國內CPU廠商近年來奮楫前行，在工藝、性能、生態建設等多個層面不斷取得突破，為CPU的自主可控、安全可信構筑了新的堡壘。

-國內CPU廠商在IP和指令集架構授權層面或存在被卡脖子或難以升級的風險，而自主研制指令集又面臨生態壁壘，成為制約國產CPU發展的兩大屏障。

-國內CPU廠商要在重圍中殺出一條“芯”路，需要打持久戰，在CPU性能、生態、先進工藝層面久久為功，同時加強云管端和算力融合，加快垂直或橫向整合，才能持續突破。

近日，愛集微重磅發布《中國半導體企業 100 強（2021）》排行榜，在此次榜單上欣喜地看到國內四家CPU廠商飛騰（第36位）、海光（第52位）、龍芯中科（第53位）和兆芯（第58位）上榜，可說是國內CPU取得突破性進步的一大標志。

我國對CPU的高度依賴已成為數字化經濟的巨大軟肋。在大國博弈和科技強國背景之下，自主可控已然形成共識，CPU作為數字化時代的基石，國產化之路是自由之路。在多重因素交織促進之下，國內CPU主要廠商龍芯、兆芯中科、飛騰、海光、申威和華為等迎來了廣闊的發展空間。此次海光和龍芯中科登榜即是明證。

作為撐起信息安全和網絡安全的“主力”，本報告將主要圍繞服務器及PC領域的國產CPU進行解析。

持續攀高

從PC端和服務器市場需求來看，仍呈現出強勁的增長勢頭。

最新IDC調研數據顯示，到2025年，中國PC市場出貨量規模將達到約6766萬臺。但要指出的是，這一成熟市場或將面臨產品形態、客戶群以及架構的顛覆。

而得益于數據中心的快速增長，織就成一個數字化世界，服務器需求量也水漲船高。IDC預計，2022年我國服務器市場規模預計將達到257.31億美元，2025年將達410.29億美元，復合增長率在12.5%。

從Gartner數據顯示來看，2021年CPU出貨比2020年的下降了不少。但未來在AIoT、云計算、數字化轉型等的帶動下，CPU將走出短暫的下滑。

因研發門檻高、生態構建難，CPU歷來被稱作IC業的“珠穆朗瑪峰”。而英特爾經過多年的鏖戰，先后擊敗了MIPS、SPARC、PA-RISC、Alpha、Power等RISC處理器陣營，以技術優勢和專利壁壘構筑護城河，在桌面和服務器CPU居于統治地位，占據全球80%左右的桌面CPU市場和90%以上的服務器CPU市場。

長期來看，國內仍將是全球最大的CPU消費市場。作為電子信息終端制造大國，我國若是在CPU這種關鍵器件上缺乏有效的應對和準備，將會對國民經濟社會發展產生極具破壞性的影響。目前中美在科技領域的博弈具有長期性，美國的科技制裁導致國際供應鏈斷裂和信息安全風險加劇，出于戰略安全、產業升級角度考慮，我國正持續加大對國產CPU研發、應用等領域的支持力度，國產CPU大有可為。

特別是為促進國產CPU發展，我國設立了“信創市場”。隨著各地信創項目大面積鋪開，信創產業也隨之出現了一個現象級的風口，將創造一個萬億玩級別的市場，也將極大地帶動國內CPU、基礎軟件以及信息安全等的大發展。

全方位進階

回望國產CPU的飛騰之路，這是長時間耕耘的饋贈。

十五期間，國家啟動發展國產CPU的泰山計劃，863計劃也提出自主研發CPU。2006年核高基專項啟動，國產CPU迎來了新一輪的國家支持，以中科龍芯、天津飛騰、海光信息、上海申威、上海兆芯、華為海思等為代表的國產CPU廠商崛起，征戰四方。

通過多年的耕耘，在國際環境、產業政策、市場需求的聯合驅動下，上述國產CPU廠商奮楫前行，在工藝、性能、生態建設等多個層面不斷取得突破，為CPU的自主可控、安全可信構筑了堡壘。

在產品迭代和升級層面，龍芯中科已于去年推出了自主指令系統 LoongArch（龍芯架構），發布了基于此架構的3A5000，性能大幅跨越，實現了從可用到好用。新一代服務器處理器龍芯3C5000L則可滿足云計算、數據中心對國產CPU的性能需求。而基于x86的海光CPU系列產品海光一號、海光二號已實現商業化應用，海光三號處于驗證階段，海光四號處于研發階段。兆芯x86 CPU兩大系列KX（開先）和KH（開勝）分別面向PC市場和服務器市場開勝，基于全新自主架構設計的開勝和開先處理器樣品已成功，即將大規模量產。飛騰持續迭代基于Arm的高性能服務器CPU騰云S系列。不走尋常路、采用“申威 64”指令集的申威威焱 831 處理器，指標均達到國內先進水平。

而生態層面涉及硬件生態和軟件生態，國內CPU廠商也在著力擴大“朋友圈”。龍芯中科從2020年開始牽頭成立了龍芯生態適配服務產業聯盟，目前已有近百家廠商推出了數百款基于LoongArch的龍芯桌面、服務器、網安、密碼等產品，在核心的操作系統方面也形成了面向桌面和服務器應用的 Loongnix，獨立于Wintel和AA體系。飛騰通過生態圈建設、軟硬件適配、軟硬件兼容認證、解決方案定制等舉措積極完善生態，截至2021年6月底，飛騰軟硬件合作伙伴已經超過2300家，飛騰CPU已經與1627家軟件廠商完成了4439款軟件的適配和優化。不走尋常路的申威，統一操作系統UOS申威版已適用申威421系列、申威1621系列機型。

從應用角度來評價亦可圈可點。2021年至今，飛騰CPU產品銷售量超過200萬片，廣泛應用于信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施等領域，位居政務信創市場占比第一。龍芯中科系列產品在電子政務、能源、交通、金融、電信、教育等行業領域已獲得廣泛應用。此外，海光CPU系列產品兼容x86指令集以及國際上主流操作系統和應用軟件，廣泛應用于電信、金融、互聯網、教育、交通等重要行業或領域。華為2019年推出鯤鵬920，以及基于鯤鵬920的TaiShan服務器和華為云服務，雖受禁令影響，但生態亦蓬勃發展。

更值得一提的是，龍芯中科和海光則更率先登陸科創板。

2021年11月，海光科創板IPO申請已獲得受理。12月17日，龍芯中科科創板IPO成功過會，上市在即。據悉，海光計劃募資91.48億元，用于新一代海光通用處理器研發、協處理器研發、先進處理器技術研發中心建設等。龍芯中科也計劃募資35.12億元，用于先進制程芯片研發及產業化項目等。

層層隱憂

盡管國內CPU整體取得了不小的突破，但在地緣政治及產業巨變之際，國內CPU發展的隱憂亦浮出水面

集微咨詢（JW Insights）認為，國產CPU面臨的隱憂主要在三大層面。

一是CPU核心，這是實現自主可控的“基石”。國內CPU廠商采用核心不同，卻各有各的“難處”。

國內CPU廠商主要有三大路線：一是以龍芯中科和申威為代表的指令集+自研的架構；二是以飛騰和華為鯤鵬為代表基于Arm指令集授權的架構。Arm主要有三種授權等級，而海思、飛騰已經獲得Arm V8永久授權；三是以海光、兆芯為代表獲得x86的授權（僅內核層級的授權），未來擴充指令集形成自主可控指令集難度較大。

總的來說，IP核授權和指令集架構授權都存在被卡脖子的風險，而自主研制指令集又面臨應用生態問題，這是制約國產CPU發展的兩大屏障。Arm授權是采用Arm架構CPU廠商頭頂的達摩克里斯之劍。從x86內核授權來看，雖然生態完善，但存在安全可控和技術授權壁壘，比如天津海光自被美國列入實體清單后，AMD表示最新的架構將不再進行授權。龍芯中科和申威授權+自主研制指令集來開路，雖然自主可控程度最高，但其最大的瓶頸在于生態壁壘。

二是CPU需要先進制程的配合。伴隨CPU持續追求更高性能，必然會在多核設計、高速接口、先進制程與封裝工藝方向演進，而國內在代工先進工藝進軍已然受阻，從設備、材料等諸多方面實現突圍還需較長的一段時間。

三是生態層面的突破亦難關重重。目前國內CPU大多集中在黨政機關、國企事業單位以及特定行業有一定的推廣和應用，在商業市場上的突破仍待時日。

變局從生

在上述涇渭分明的格局之外，如今的行業面臨諸多變局，加之大國博弈的影響，不同企業為長遠計，也在嘗試各種布局、突破、合縱等，讓行業格局發生微妙的變化，并對未來的發展產生長遠影響。

一方面，在嵌入式領域橫掃的Arm架構陣營正集結了新的集團軍，向x86優勢領域發起新的沖鋒。蘋果率先在Mac電腦應用基于Arm架構的M系列處理器，并已取得不俗戰績，而谷歌、高通等也將加一陣營。在服務器CPU領域，亞馬遜、谷歌、Marvell、富士通、阿里巴巴、中興等諸多實力排選手也在競相打造基于Arm的CPU，性能不斷提升、生態不斷完善，與x86架構正面競爭，蠶食之勢不容小覷。

但在英特爾x86架構的技術壁壘和成熟生態面前，Arm這條路徑更顯不易。一方面，開發Arm架構的服務器芯片難關重重，不止設計復雜，對性能、功耗要求極高，無疑是一場重投入、長周期的戰役。而且，開發之后能否批量銷售、客戶用起來不出問題等更是無形的挑戰。另一方面，顯然也不能忽視x86架構護城河的力量。據TrendForce預測，至2023年前以Arm架構為代表的服務器芯片仍難與x86抗衡。

值得關注的是，去年華為宣布出售x86服務器業務，表明未來將專注于繼續發展鯤鵬這條高價值路線。不過，后續華為仍要面臨如何解決制造、構建完整的鯤鵬生態、把握市場機遇等層層考驗。

另一方面，新興的開源RISC-V架構有望成為x86和Arm之后第三極。RISC-V開源特性吸引IBM、NXP、西部數據、英偉達、高通、三星、谷歌、華為、阿里、Red Hat 與特斯拉等數百家科技公司加盟。據Semico Research，預計到2025 年，采用 RISC-V 架構的芯片數量將增至624 億顆，2018 年至2025 年復合增長率高達 146%。但要指出的是，x86和Arm在各自領域形成了強大生態體系，RISC-V 在短期內難以替代，或從AIoT 領域起步逐步拓展。

在RISC-V市場層面，引發業界熱議的是，2021年3月，MIPS公司正式宣稱放棄自研架構，轉身研發RISC-V。到了8月Imagination宣布基于RISC-V的ISA設計重新進入CPU市場。而英特爾在之前就宣稱基于7nm RISC-V架構的Horse Creek開發平臺將于2022年登場，甚至一度要以20億美元的價格收購以開源RISC-V為基礎的芯片設計公司SiFive但卻被拒，一系列變化將對RISC-V格局甚至整個半導體業產生長遠影響。

集微咨詢（JW Insights）認為，未來的競爭不止涉及CPU性能與生態，而是考驗從云到端布局、以及異構計算融合的全方位能力和多樣化算力譜系。此外，DPU已然興起，正與CPU、GPU共同組成“數據中心的三大算力支柱”，而英特爾、英偉達、AMD為代表的巨頭均全面押注，英特爾已向DPU和GPU領域拓展，憑借GPU而崛起的英偉達也開始涉足CPU、DPU市場，國內CPU廠商也要應時而動，多方布局，構筑全新的高價值鏈。

持久戰

顯然在面臨上述重重挑戰之后，國內CPU廠商要在重圍中殺出一條“芯”路，或許仍需要堅持持久戰。

集微咨詢（JW Insights）認為，在架構層面，Arm授權受限于其是否受美禁令涉及，但反過來說未來鯤鵬和飛騰如果基于Arm V8發展出自己的指令集，則創新可信程度將顯著提升。對于龍芯、申威等自主CPU廠商而言，創造一個獨立于Wintel（微軟-英特爾）和AA（安卓-Arm）的第三套體系的重任，需要持續完善基礎軟件，開展應用軟件生態建設，在生態層面的建設顯然需要久久為功。

同時，在市場應用層面，也要從信創市場向企業級市場以及消費級市場逐級突破，尤其是消費級市場是國產CPU需要長期突破的目標市場，也是考驗真正實力的試驗場。

從產能和先進工藝的角度來看，國內CPU廠商也需在這些方面加強供應鏈管理和應對，以保證未來的客戶供應。

在國外巨頭構筑的強大擴城河面前，集微咨詢（JW Insights）還認為，國內CPU廠商或可群策群力，利用現有資源進行整合，進行一定程度上的技術路線合并，或借助資本收購一些有關聯的公司，逐漸以集團化對抗國外的集團化，或可走出一條有特色的國產CPU突破之路。

無疑，未來國產CPU發展仍道阻且艱，但在國家安全戰略和國產芯片自給率要在2025年達到70%的大目標面前，這又是一條不得不走的必經之路。（李延）

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