信創產業主要由四部分組成:基礎設施(芯片、存儲器、整機/服務器/PC、固件等)、基礎軟件(操作系統、中間件、數據庫)、應用軟件、信息安全,其廣泛應用于黨政、金融、電信、石油、電力、交通、航空航天、醫院和教育等各個領域。 由于過去美國等在科技領域的領先地位,我國的IT產業生態基本是建立在海外科技企業的軟硬件之上,包括CPU(Intel、AMD等)、操作系統(微軟、蘋果等)、數據庫(Oracle、微軟等)、中間件(IBM、Oracle等)、應用軟件(Office、Adobe等)、安全軟件(kaspersky、ESET等)。雖然后續部分國產軟硬件開始進入自主研發的過程,但在性能、生態建設等方面與海外同類型產品相比,仍有較大的差距。 中國信創“自主化”發展很慢,就是因為在相對寬松的外部環境中,沒有機構和個人愿意使用國產軟硬件。由于沒有人用,廠商很難發現產品問題,也很難知道客戶真正的需求,產品無法有效進行迭代升級,最終也很難產品化,更別說走向商業市場。 本文梳理了信創產業的發展歷程和現狀、政策環境、影響因素及行業壁壘。分析了信創產業市場規模及行業前景,對產業鏈上中下游進行了分類,并以投資視角分析了產業鏈核心環節的投資機會。僅供參考。
第1章 信創產業概述
1. 信創產業定義
信創產業,即信息技術應用創新產業,旨在實現信息技術領域的自主可控,保障國家信息安全。過去中國IT底層標準、架構、產品、生態大多由國外IT商業公司來制定,由此存在諸多的底層技術、信息安全、數據保存方式被限制的風險,中國要逐步建立自主可控的IT底層架構和標準,其核心就是在芯片、基礎軟件、應用軟件等領域實現國產替代。
信創產業主要由四部分組成:基礎設施(芯片、存儲器、整機-服務器/PC、固件等)、基礎軟件(操作系統、中間件、數據庫)、應用軟件、信息安全,其廣泛應用于黨政、金融、電信、石油、電力、交通、航空航天、醫院和教育等各個領域。
2. 產業發展歷程和現狀
由于過去美國等在科技領域的領先地位,我國的IT產業生態基本是建立在海外科技企業的軟硬件之上,包括CPU(Intel、AMD等)、操作系統(微軟、蘋果等)、數據庫(Oracle、微軟等)、中間件(IBM、Oracle等)、應用軟件(Office、Adobe等)、安全軟件(kaspersky、ESET等)。雖然后續部分國產軟硬件開始進入自主研發的過程,但在性能、生態建設等方面與海外同類型產品相比,仍有較大的差距。
中國信創“自主化”發展很慢,就是因為在相對寬松的外部環境中,沒有機構和個人愿意使用國產軟硬件。由于沒有人用,廠商很難發現產品問題,也很難知道客戶真正的需求,產品無法有效進行迭代升級,最終也很難產品化,更別說走向商業市場。
2018年以來,美國對中國科技企業的封鎖不斷升級,我國科技尤其是上游核心技術受制于人的現狀對我國經濟持續高質量發展提出了嚴峻考驗,也敲響了我國IT產業的警鐘,建立由我國主導的IT產業生態顯得尤為迫切。
信創產業以“863”計劃為起點,經歷了“覺醒”、“起步”、“加速”、“可靠”四個階段,形成了以國家和科研機構為引導,大型國有企業和民營企業為實踐突破的信創產業局面。因為信創產業作為新基建的重要組成和發展依托,對國民經濟發展的基礎支撐、創新驅動和融合牽引作用日益凸顯。
為了解決核心技術“卡脖子”、“受制于人”等問題,國家將信創產業納入國家戰略,提出“2+8”發展體系,其中2是指黨和政府,8是指金融、電信、石油、電力、交通、航空航天、醫院和教育,意味著中國IT產業將在基礎硬件、基礎軟件、行業應用軟件、信息安全等諸多領域迎來三年黃金發展期。
3. 產業發展政策環境
在任何產業的培育期,國家政策的扶持都會起著舉足輕重的作用。信創產業所涉及的芯片、基礎軟件、應用軟件、數據庫等環節,是國家多年來重點關注和支持的領域。從政策關注的信創領域來看,底層硬件(服務器、整機、芯片)是政策支持力度最大的領域,其次是企業應用(辦公軟件、工業軟件、應用軟件),基礎設施(5G基站、數據存儲中心、超算中心)領域。
4. 影響產業發展因素
近年來,全球產業格局發生深刻變化,經濟全球化與逆全球化正在博弈,圍繞技術路線主導權、價值鏈分工、產業生態的競爭日益激烈,各國均在智能制造、工業互聯網、5G等信息技術領域加速戰略布局。
一是關鍵技術仍未完全突破,尤其是上游核心技術,仍有部分被國外企業壟斷,需要進一步加強技術攻關和資源扶持。
二是產品仍存在應用范圍過窄、兼容性差、可擴展性不強、性能無法滿足要求和通用性差、技術不成熟等方面的短板。
三是從全球范圍來看,信創產業的絕對用戶數量仍然難以與國外巨頭抗衡。需要加強產品研發和營銷推廣,在國際上贏得用戶和市場的認可。
四是信創產業格局較為分散,真正具有很強實力的國內龍頭企業不多,產業鏈條較為零散,面對國際巨頭,尚無法發揮合力優勢。
5. 行業壁壘
(1)技術壁壘。發展信創產業的目標是實現信息技術領域的自主可控和信息安全,在基礎硬件、基礎軟件、應用軟件、信息安全等領域實現國產替代。這不僅要面臨技術難題,還要面臨材料、制造工藝、制造設備與專利等多重壁壘。對中國這樣的大國而言,要實現命運的自主,必須實現信息技術軟硬件系統的整個生態鏈和價值鏈的突破。國產CPU和操作系統是信創產業的根基,也是信創產業中技術壁壘最高的環節。沒有CPU和操作系統的安全可控,整個信創產業就是無根之木、無源之水。
(2)資質壁壘。信創產業具有關乎國家科技發展和社會信息安全的特殊性,在行業準入方面具有極其嚴格的標準,需要進入國家保密局專用信息設備名錄,工信部也發布了信創產品名錄,對行業、企業提出了較高的要求;面向軍方提供產品服務,需軍工保密資質二級及以上資質;在黨政軍及重點行業系統集成方面,需具備涉密信息系統集成資質和運維資質。
(3)市場壁壘。黨政機關全面替代工作由中央辦公廳指導推進,各省、市、部委機關由各黨委辦公廳負責牽頭實施,集成項目、集中采購、協議供貨等模式并存,部委和省主管部門在技術路線方面有較強的選擇權,因此需要“一省一策”針對性地把握市場前提開拓的重點方向;重點行業客戶為電信、廣播電視、金融、能源、交通運輸、水利、應急管理、衛生健康、社會保障、國防科技工業等重點行業,行業替代工作主要由各行業科信、保密部門負責推進,行業用戶組織實施,需要對行業具有深刻理解的系統集成廠商。
(4)人才壁壘。信創產業屬于電子制造和信息產業的跨產業融合,需要專業的設計研發團隊、市場營銷團隊、運維實施及售后服務等核心團隊支撐,為下一代產業研發、技術體系建立奠定基礎。同時,在交通、金融等重點行業替代階段,還需要對行業有深刻理解的行業專家顧問。因此,產業亟需既懂專業技術又懂行業管理的復合型高端人才。
第2章 市場規模及行業前景
1. 市場規模
根據海比研究院的數據,中國信創生態市場實際規模2020年為1617億元,其中基礎設施最高達718億元,其次是底層硬件類為607億元,企業應用類為192億元,平臺、安全和基礎軟件方面的市場規模仍然較小。隨著國家政策大力支持和數字“新基建”全面啟動下,信創產業發展上升到國家戰略,信創產業迎來了發展的藍海。
圖1. 2020年中國信創生態市場規模(單位:億元)
數據來源:海比研究院
2. 發展前景
全球進入數字經濟時代。科技發展水平決定了一個國家的數字化程度和全球市場地位,世界上主要經濟體通過國家戰略來搶占未來數字經濟產業鏈的制高點,加快數字化發展,建設數字國家已經成為全球共識。IDC預測,到2023年數字經濟產值將占到全球GDP的62%,占到中國GDP的67%,超過全球平均水平。
在中國信創市場,隨著黨政領域信創應用的成功示范,關鍵基礎設施信創應用方面,在電信、廣播電視、金融、能源、交通運輸、水利、應急管理、衛生健康、社會保障、國防科技工業等多個關鍵領域國產化替換已經啟動,預計在2025年將完成30%的關鍵信息基礎設施的替換。據海比研究院預測,到2025年中國信創生態市場規模將達到8000億元,復合增長率達37.4%。
圖2. 中國信創生態實際市場規模及其發展趨勢
數據來源:海比研究院
據IDC預測,到2023年,全球計算機產業市場空間1. 14萬億美元,中國計算機產業投資空間1043億美元。其中,中國服務器市場空間約2380億元、公有云市場空間約1850億元、企業應用軟件市場空間約998億元、存儲器市場空間約380億元、基礎軟件市場空間約190億元、大數據平臺軟件市場空間約173億元、中間件市場空間約90億元。從數據預測看,中國服務器、公有云,企業應用軟件、存儲器市場空間巨大。
圖3. 2023年中國與全球計算機產業市場空間預測(億美元)
數據來源:IDC,眾城智庫
第3章 產業鏈及價值鏈
1. 產業鏈
信創產業的生態體系極為龐大,從產業鏈角度來看,共有六大環節,主要分為:上游-芯片CPU、存儲、PC/服務器等;中游-操作系統、數據庫、中間件等;下游-企業應用、解決方案、信息安全等。
圖1. 信創產業全景圖
數據來源:海比研究院
1.1 上游-底層硬件和基礎設施
主要包括終端設備、外部設備、通信設備、計算存儲設備等,CPU和存儲器是其的核心部件,以下重點分析這兩類核心部件。
CPU,目前主流CPU架構是X86、ARM、RISC-V、MIPS以及Power。X86架構目前占據服務器、桌面及移動PC的主要市場份額。ARM以低耗、高效、發展時間長的優勢牢牢把握手機等移動終端的市場,目前也是非X86架構中應用最廣泛、發展最成熟的架構,市占率達到43. 2%;RISC-V發展時間短且更加靈活,在物聯網領域備受關注,近幾年以其開源性質被重點關注發展;MIPS主要應用在網關、機頂盒等網絡設備中,市占率達到9%;Power所代表的小型機是企業IT基礎設施的核心。
目前,國內海光是 AMD 14nm Zen(Zen 1)架構授權,擁有長期自主研發能力,其生態較為完善,但被美國政府列入“實體清單”后,AMD 表示不再向其授權最新架構,實現自主迭代還要看公司的再創新能力;兆芯的 X86 指令集來源于威盛的專利,并非通過Intel或者AMD授權取得,其生態同樣較為完善,但需自主開發新指令集;以華為和飛騰為代表的ARM指令集授權廠商,擁有長期自主研發能力、產品性能強勁,但存在授權受阻的潛在風險;以龍芯和申威為代表的自研架構廠商,是完全自主可控的引領者,厚積而薄發,其目前面臨最大的挑戰在于生態體系的完善和豐富。
存儲器,存儲器按照形態可分類為光學存儲(DVD/CD等)、磁性存儲(傳統硬盤、軟盤等)、半導體存儲。其中,半導體存儲是存儲領域應用最廣、市場規模最大的存儲器件。半導體存儲按信息的可保存性又可分為掉電非易失存儲和掉電易失存儲,目前市場上主流的存儲器包括掉電非易失存儲NOR Flash、NAND Flash和掉電易失存儲DRAM。當前中國NOR Flash芯片技術基本成熟,但在DRAM、NAND Flash芯片領域,仍與國際領先水平有著一代以上的技術差異。NAND目前制程基本已經達到極限,開始從2D轉向3D發展,使得國內的技術與國際大廠的差距有望逐漸縮小。3D NAND國際上目前通用的為64層,而國內長江存儲已經實現32層,差距只有一代。
1.2 中游-基礎軟件和平臺
主要包括操作系統、數據庫、中間件、云計算等環節。
操作系統,目前市面上的桌面操作系統主要有微軟的Windows、蘋果的MacOS、各種Linux發行版,谷歌的Chrome OS;移動操作系統有蘋果的IOS、谷歌的Android、微軟的WP系統等;服務器操作系統主要分為四大流派:Unix、Linux、Windows Server和Netware;云操作系統也主要由Windows和Linux壟斷。因為Linux的性能穩定和開源等特性,國產操作系統多采用以Linux為基礎二次開發的操作系統。
數據庫,數據庫是按照數據結構來組織、存儲和管理數據的倉庫型數據管理系統,目前主要分為傳統的關系型數據庫與非關系型數據庫兩類。步入互聯網Web 2.0和移動互聯網時代,許多互聯網應用表現出高并發讀寫、海量數據處理、數據結構不統一等特點,關系型數據庫并不能很好地支持這些場景。而非關系型數據庫有著高并發讀寫、數據高可用性、海量數據存儲和實時分析等特點,能較好地支持這些應用的需求。
中間件,中間件是連接底層基礎軟件與上層應用服務的樞紐。目前國外廠商產品、技術等方面優勢明顯,國內中間件廠商重點開展以政企為主的國產化業務和以中小企業為主的商業化業務。國產化業務主要面向以應用服務器為主的狹義中間件,穩定遷移是重中之重。由于此類業務長期開源,因此基本不存在技術壁壘和人才匱乏等問題。
云計算,云計算通過云端服務器為用戶提供數據存儲、軟件應用等服務。云計算的具體應用模式主要有軟件即服務(SaaS)、平臺即服務(PaaS)和基礎設施即服務(IaaS)。目前云操作系統的最常見的產品應用形態是云平臺系統+云桌面系統的方式。在云計算基礎產品方面,我國已經突破EB級存儲系統軟、硬件技術和支持億級任務并發處理的服務器系統技術。云操作系統要想被市場廣泛接受,生態豐富、應用廣泛是關鍵條件。這意味著云操作系統廠商未來的市場競爭,重點比拼的是生態構建能力。
1.3 下游-企業應用和解決方案
我國軟件企業在應用軟件領域中的ERP、CRM、OA、辦公軟件、MES等行業解決方案也在為國產化替代蓄力,已經具備替代國外軟件產品的能力,部分信息化平臺已經達到基本能夠替代國外產品的水平。目前,應用軟件、垂直行業軟件均擁有大量A股上市公司,其中包括廣聯達、用友網絡、中國軟件、金山辦公等行業龍頭。
1.4 貫穿全產業鏈-信息安全
信息安全是為數據處理系統建立和采取的技術、管理上的安全保護,具有 較強的普適性,主要由安全硬件、安全軟件和安全服務三大主要部分構成。信息安全同時具有較強的伴生屬性,全新的技術將帶來全新的應用場景。隨著云計算技術的普及、滲透率的不斷提升,針對云計算多租戶、虛擬化等新特點衍生出的新安全防護技術正在逐步落地,例如數據中心的微隔離、CWPP、基于云服務供應商與消費者之間的CASB、云安全的態勢管理CSPM、基于虛擬化技術的云安全資源池等。
2. 價值鏈
從各產業環節入手,對照從已上市企業盈利情況來看,毛利率較高的產業分別是中間件、網絡和信息安全、CPU、操作系統、數據庫;其中中間件是標準化的產品,因此規模效應明顯,邊際成本較低,毛利率普遍90%以上,凈利率超40%。
同時,考慮到中美貿易戰以及信息安全因素,中國在IT產業中一直處于被動地位。因此亟需解決我國“卡脖子”技術問題,其“卡脖子”技術問題主要集中在CPU、存儲器、操作系統等信創中上游環節。結合對上下游企業的調研訪談,了解到CPU、操作系統和存儲器的溢價能力、行業壁壘、產業附加值更高,因此對上述環節的研發、設計與生產將產生更高的價值和更深遠的影響。
3. 成本結構
以二院706所的整機產品分析,信創整機、系統集成類產品主要成本為材料費、外協費、試驗費和研發費等。國產計算機產品的材料費主要為物料采購,目前采購的物料分五類:一是處理器、橋片等核心器件;二是硬件加密芯片、TCM芯片、SoC卡、三合一模塊等專用部件;三是各種通用器件,包括USB控制器芯片、網絡控制器芯片、SATA控制器芯片、電源芯片以及二、三極管、阻容、電感等;四是外設和機電設備,包括內存、光纖網卡、Raid卡、光驅、ATX電源、固態盤、機械硬盤、鍵盤、鼠標、顯示器、機箱;五是操作系統、BIOS固件、配置管理軟件、身份鑒別軟件、主機審計軟件、三合一軟件以及應用軟件(WPS辦公軟件、360殺毒軟件、OFD閱讀軟件等)。
經分析,目前專用部件SoC卡、CPU芯片、顯示器、操作系統、內存、硬盤、顯卡、橋片、機箱等在整機成本中占有成本較高,以龍芯專用機為例,其分別13.3%、10.65%、8.20%、6.83%、5.46%、4.29%、3.01%、2.19%、2.05%。
第4章 產業鏈分析
目前我國信創產業呈現四大集團主導市場競爭格局的特點。以華為、中國電子信息產業集團(CEC)、中國電子科技集團(CETC)、中科院四大集團構建的生態體系形成信創產業的核心主體,其中華為主要立足于鯤鵬處理器,聚集外部上下游企業形成鯤鵬信創生態體系;中國電子CEC與中國電科CETC均為中央直接管理的國有獨資企業,則側重于自建生態與戰略投資/合作相結合的方式,搭建穩固的自有生態。中國電子CEC擁有從芯片、操作系統、中間件、數據庫、安全整機到應用系統的國內最完整的自主先進產業鏈。
整體來看,與傳統信息技術產業不同,信創產業更加強調生態體系的打造。信創產業中,CPU是“心臟”,操作系統是“靈魂”,信創整體解決方案的核心邏輯在于,形成以CPU和操作系統為核心的國產化生態體系,系統性保證整個國產化信息技術體系可生產、可用、可控和安全。國內信創產業解決方案主要集中在ARM+Linux體系,ARM芯片國內廠商可以得到完全授權,Linux系統為開源系統,整體體系的研發和迭代可以實現國內信創產業的完全控制。結合市場規模、競爭格局、技術現狀等情況分析,目前CPU、操作系統、存儲器是信創產業核心環節和附加值最高的環節。
1. CPU
表8. 國內CPU產品主要參與者概況
從表中,可以看出,在自主可控程度上,申威、龍芯>飛騰、鯤鵬>海光、兆芯,但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,在未來ARM v9 v10等新架構拿不到授權的情況下,依然可以維持先進性。從全球市場觀察,MIPS、Alpha架構已不是市場主流,僅在超算等特定領域內仍在被使用。MIPS的正主Wave Computing放棄MIPS轉投RISC-V,龍芯和申威分別獲得MIPS及Alpha永久授權發展自主指令集,我國企業成為應用產品研發和全球生態構建的單一力量,產品主要應用于黨政辦公、超算等領域。從產品性能角度分析,鯤鵬性能最強,但自從美國制裁后,產能不能保證;龍芯產品認可度不高,飛騰在黨政+商用市場的市占率不斷提高。但2021年4月飛騰被美國制裁,對其產能的影響尚未顯現,有待進一步調研。
2. 操作系統
目前我國自主研發的PC端操作系統操作以麒麟軟件的銀河麒麟、中標麒麟和統信軟件的UOS為主,其中麒麟操作系統目前占據主導地位,中國Linux市場占有率第一,黨政、國防辦公領域占國產OS 90%以上市場份額。從移動端市場來看,國內市場主要參與者包括谷歌旗下的安卓和蘋果旗下的iOS,中國聯通、阿里、華為、聯想、百度等廠商也在著力推進移動終端操作系統的研發。
3. 存儲
存儲芯片行業屬于技術密集型產業,中國存儲芯片行業起步晚,缺乏技術經驗累積。中國本土制造商長江存儲、合肥長鑫仍在努力追趕,縮小差距。福建晉華因深陷美國官司與制裁,目前尚未有明確市場信息。其中合肥長鑫以DRAM為主要的專注領域,長江存儲以NAND FLAH領域。
第5章 結束語
1.2025年中國信創生態市場規模將達到8000億元。從信創產業在政府“2+8”安全可控體系下的行業滲透現狀來看,基本可分為三大梯隊。黨政體系和金融領域滲透率最高,位處第一梯隊;石油、電力、電信、交通、航空航天五個行業處于第二梯隊。教育和醫院領域滲透率最低,屬于第三梯隊。企業端需求爆發依賴供應端信創生態體系的搭建和產品競爭力的提升。
2.信創產業附加值較高的環節集中在以CPU為代表的芯片、操作系統、存儲器。芯片重點關注天津飛騰,操作系統重點關注麒麟軟件、統信軟件,存儲器重點關注長江存儲、長鑫存儲。系統集成、整機環節附加值較低。數據庫附加值高,但市場格局已基本形成,投資機會有限;信息安全雖附加值較高,行業產業集中度較低,競爭激烈且格局較為分散,目前已有多家上市公司,目前有投資價值的機會多集中細分賽道,有待進一步挖掘。
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原文標題:信創產業鏈全面研究分析(2023)
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