一、CPU行业概况
CPU，中央处理器是计算机的运算和控制核心，它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。中央处理器内部主要包括运算器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。自主研发CPU需要得到指令集授权，指令集授权方式主要有两种：指令集架构授权、IP核授权：
国产化CPU的三种模式
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二、中国CPU行业市场现状分析
中国CPU市场规模和潜力非常大，庞大的整机制造能力意味着巨量的CPU采购。虽然近些年，计算机整机和智能手机产量增长都出现瓶颈，但由于这两类产品体量庞大，CPU的需求量大且单品价值非常高，市场规模依然非常可观。
同时，服务器CPU伴随着整机出货的快速成长，需求量增长也较为迅速。据统计，2018年国内服务器出货量达到330.4万台，同比增长26%，其中互联网、电信、金融和服务业等行业的出货量增速也均超过20%。另外，国内在物联网、车联网、人工智能等新兴计算领域，对CPU也存在海量的需求。
2013-2020年4月中国手机产量及增长
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2013-2020年4月中国电子计算机整机产量及增长
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长期来看，国内仍将是全球最大的CPU消费市场。首先，针对5G的推广应用，智能手机将面临着大量的换机需求，2020年年底有望进入实质性增长阶段。其次，PC虽然未来相对疲软，但用户基数非常庞大;预期未来几年国内云计算市场规模增速将持续保持在30%以上，因此服务器芯片市场将继续在云计算、企业数字化转型中受益。据统计，近年来中国集成电路自给率不断提升，2018年为13%，预计2020年有望提升至15%，但仍然处于较低水平，中国芯片产业发展空间非常大。
2012-2020年中国大陆集成电路销售额及自给率
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2019年前500名超级计算机数量中，中国占比46%处于绝对领先的地位，美国23%次之，之后是日本等其他国家。在国内有如此大需求的背景下，服务器芯片拥有广阔的空间，并且芯片也国产化迫在眉睫。从近几年趋势来看，2016年起中国超级计算机数量明显增加，美国超级计算机数量逐渐减少，在此背景下国产服务器芯片迎来广阔的增量市场。
2016-2019年中美Top500超算数量对比
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近些年，中国在集成电路领域取得了显著的成绩，诞生了很多优秀的国内芯片公司。这些公司大部分成立于10年前，目标是取代国外低端芯片产品，通过巨大的价格差距切入市场，再不断迭代产品走向中高端。目前在低端芯片领域已经做到自给自足。CPU是追赶难度最大的高端芯片。英特尔几乎垄断了全球市场，国内相关企业约有3-5家，但都没有实现商业量产，仍然依靠申请科研项目经费和政府补贴维持运转。龙芯等国内CPU设计企业虽然能够做出CPU产品，且在部分指标上可能超越国外CPU，但由于缺乏产业生态支撑，还无法与占主导产品竞争。从龙芯，海光和兆芯，申威，再加上一些交换芯片，ARM架构的处理器，中国基本上能实现整个计算机和网络设备的全自主。
处理器性能媲美国际主流水平
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相关报告：华经产业研究院发布的《2020-2025年中国中央处理器行业市场前景预测及投资战略研究报告》
三、中国CPU行业竞争格局分析
2002年中科院计算所研制出中国第一款商品化通用高性能CPU“龙芯”1号。此后，中国科研技术人员大力攻关，相继有多款国产处理器芯片陆续面世。目前中国国产处理器芯片的主要参与者有：龙芯、兆芯、飞腾、海光、申威和华为等。
国产CPU芯片概况
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目前，全球服务器自主品牌参与者主要包括戴尔、HPE、浪潮、华为、新华三、联想、IBM、曙光和宝德等。2019年全球服务器市场前三依次是戴尔、HPE、浪潮，市场份额分别为17.8%、14.8%和7%；中国服务器市场前三名依次是浪潮、华为和新华三，市场份额分别为28.7%、16.4%和13.1%，排在后面的依次是戴尔、联想、曙光和宝德，合计占比32.1%，ODM厂商占比2.9%。
2019年中国X86服务器市场份额占比
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四、中国CPU行业发展趋势分析
1、机遇
iPhone第一代发布前一年，英特尔拒绝了为乔布斯提供手机CPU并且卖掉了自己的ARM分部XScale。苹果最终选择了三星。2012-2013年，苹果为了去三星化寻求Phone 5S的A7处理器代工厂。英特尔仍无反应，台积电还没有能力接这么大的订单。三星的快速发展让他们与苹果的关系越来越糟糕，之后苹果选择巨资投向台积电，终于实现了20nm A8处理器的量产。与此同时，英特尔已开始量产14nm，领先台积电1-1.5代。半道题先进制程需要太多资金的投入，苹果这个大客户的驱动终于给台积电井的动力，并在7nm站到巅峰。CPU的发展符合摩尔定律，不断迭代，存量产品不断被淘汰，因而存在后发国家能够超越先行国家的发展机遇，这也正是中国能够崛起的产业理论基础。
2、国产CPU的未来
国内CPU绝大多数都是进口或者采购国外企业在华产品。2019年前7个月，中国芯片
累计进口额为1645.71亿美元，继续超过原油居国内进口产品首位。更为严峻的是，全球核心技术和关键产品武器化趋势明显。中国作为电子信息终端制造大国，若是在CPU这种关键器件上缺乏有效的应对和准备，将会对国民经济社会发展产生极具破坏性的影响。最后，CPU进入后摩尔定律时期升级速度趋缓，国产CPU离天花板较远，缩小差距存在可能。目前，英特尔的最新工艺水平已经到了14nm，后续提升至10nm难度非常大，性能提升速度将显著趋缓。即使是工艺已经升级到7nm的台积电，后续离硅加工极限(3nm)已非常接近，空间非常小。而国内企业制程和性能水平相对较低，所处的阶段反而更会像英特尔发展的早期，如果能够保证持续的研发投入，在传统通用CPU可以实现按照摩尔定律进行追赶，进而缩小差距。
3、自主产业发展未来可期
中美在科技领域的博弈具有长期性，美国的科技制裁导致国际供应链断裂和信息安全风险加剧，倒逼国内CPU加快自主产业发展步伐。目前国产CPU在党政军领域的广泛应用加快了民用化的进程，潜力巨大，未来国产CPU在传统领域存在追赶机会。国家出于战略安全、产业升级角度考虑，持续加大对国产CPU研发、应用等领域的支持力度，给AI、开源架构带来换道超车可能。国产CPU实现发展，才能掌握信息技术发展权，才能实现国家信息产业转型升级。芯片不突破，国家信息产业发展就是空中阁楼。
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