???本文來自“2023年服務器計算機CPU行業(yè)詞條報告”，中國計算機CPU行業(yè)發(fā)展進入“快車道”，在2019-2021年間以6.91%的平均增速穩(wěn)步快速增長，預計到2027年中國CPU市場規(guī)模將達710.75億元。隨著中國本土計算機CPU企業(yè)的技術創(chuàng)新和研發(fā)投入不斷增加，中國與海外計算機CPU市場結構發(fā)生顯著變化，中國企業(yè)的身影正逐步進入人們的視野，成為全球芯片產業(yè)中備受矚目的一部分。

1、計算機CPU行業(yè)定義

計算機CPU全稱為中央處理器，通常由控制單元、算術邏輯單元（ALU）和寄存器組成，是一種負責解釋和運算計算機程序中的指令以及控制計算機操作的集成電路，對計算機的性能和運行效率具有重要影響。隨著第四次工業(yè)革命的來臨，CPU作為計算機的運算和控制核心，有望深入到自動化生產線控制、工業(yè)物聯(lián)網、人機交互和機器學習等全新的應用場景，潛在市場和需求有穩(wěn)步擴大的發(fā)展態(tài)勢。

2、計算機CPU行業(yè)分類

按照計算機CPU所使用的指令集架構劃分，目前主流的CPU可分為使用MIPS架構、X86架構、ARM架構和RISC-V架構的CPU。

3、計算機CPU行業(yè)特征

中國計算機CPU行業(yè)的特征包括：外企主導市場，中國與海外市場競爭激烈；技術依賴性強，自研阻力大；客戶集中風險大，影響企業(yè)利潤水平。隨著國產CPU的逐步崛起，中國計算機CPU行業(yè)將朝著自主化、產業(yè)化的

外企主導市場，中國與海外市場競爭激烈

全球通用處理器市場主要由Wintel（微軟與英特爾）和AA（谷歌與ARM）兩大生態(tài)系統(tǒng)主導。2022年，Intel在全球服務器CPU市場占據(jù)了70.77%的份額，而AMD為19.8%，這兩大巨頭的CR2達到了90.57%，凸顯了其在國際CPU市場的壟斷地位。在中國，Intel和AMD在X86服務器CPU市場的份額分別為91.0%和5.7%。盡管近十年中國涌現(xiàn)出華為鯤鵬、龍芯等本土企業(yè)，但大多獨立運作，且存在多種CPU架構，這種多樣性可能導致資源分散，增加行業(yè)內部競爭，從而影響整體效益。如果此趨勢持續(xù)，中國CPU行業(yè)可能難以產生能與全球主流廠商，如Intel和AMD，有效競爭的產品。

技術依賴性強，自研阻力大

在指令集架構上，中國CPU行業(yè)存在兩種發(fā)展方向：一是“授權+自研”，發(fā)展自主可控的指令集架構，如龍芯中科脫胎于MIPS架構，自主研發(fā)的LoongArch架構和上海申威基于Alpha架構研發(fā)的SW64架構。這種方向的優(yōu)勢在于可以實現(xiàn)自主可控，很大程度上避免出現(xiàn)“卡脖子”的不利局面，并且能滿足中國應用領域的需求；劣勢在于基礎薄弱，研發(fā)成本高，產品生態(tài)小眾，難以進入國際主流CPU之列。

二是“純授權”，通過與國外企業(yè)達成架構授權協(xié)議，使用現(xiàn)成的架構，如飛騰、華為海思均使用ARM架構，上海兆芯和海光信息均使用X86架構。但目前ARM和X86架構已停止向中國企業(yè)授權，即使擁有永久授權的企業(yè)，也將面臨架構停止更新、技術逐步落后的難題。這種方向的優(yōu)勢在于可利用已成熟的技術和生態(tài)，拓寬下游市場，降低企業(yè)研發(fā)成本和技術門檻；劣勢在于受架構知識產權制約和國際形勢影響，很難實現(xiàn)自主可控，難以規(guī)避各種制裁，同時需要支付高額的架構版權費，降低企業(yè)利潤。在芯片制造上，中國芯片國產化率低，在2020年該指標僅為16%，且主要集中在28nm級別以上的中低端芯片，高端芯片的滲透率低，14nm/16nm級別以下的芯片大多由臺積電、AMSL等境外廠商代工。在芯片生產的供應鏈上游，中國CPU各大廠商均大量使用了國外的技術和設備。

4、計算機CPU產業(yè)鏈分析

中國計算機CPU產業(yè)鏈結構較為復雜，涉及眾多外企和中國本土企業(yè)。上游環(huán)節(jié)包括圓晶代工、封裝測試、架構設計和授權三個關鍵部分，代表企業(yè)有臺積電、長電科技、Intel；中游環(huán)節(jié)包括CPU的設計和制造，代表企業(yè)有海光信息、龍芯中科、海思半導體；下游環(huán)節(jié)包括服務器、工作站、PC/平板、移動終端和嵌入式設備等，代表企業(yè)有華為、聯(lián)想、比亞迪、海康威視。

中國CPU產業(yè)鏈上游擁有較強的議價能力，利潤率較高，能夠對中游企業(yè)進行縱向壟斷，且壟斷性強，呈外企/臺企占據(jù)主導地位，中國大陸本土企業(yè)緊隨其后的發(fā)展態(tài)勢。產業(yè)鏈中游發(fā)展存在轉移趨勢。中國的芯片設計和制造能力在過去幾年里有了顯著提升，越來越多中國企業(yè)開始在CPU設計和制造領域投入大量資源，并取得了一定的成果。這表明產業(yè)鏈中游正在向中國發(fā)展，逐步減少對外依賴。

產業(yè)鏈下游市場正迎來拓展民用市場的重大機遇。中國CPU企業(yè)需要及時拓展業(yè)務范圍，增加有效投資和技術開發(fā)，滿足多樣化的市場需求，實現(xiàn)全產業(yè)鏈的發(fā)展和突破。產業(yè)鏈發(fā)展堵點則主要集中在技術和知識產權方面的挑戰(zhàn)。CPU的設計和制造涉及高度復雜的技術和專利，中國CPU企業(yè)在這方面的積累和創(chuàng)新仍然有一定的差距。此外，資金和人才的供給也是限制產業(yè)鏈發(fā)展的重要因素之一。

產業(yè)鏈上游

晶圓代工或晶圓專工指的是半導體產業(yè)的一種營運模式,專門從事半導體晶圓制造生產,接受其他IC設計公司委托制造,而不自己從事設計，目前多數(shù)CPU廠商均采用該模式。

（1）從供給角度分析，中國正逐步實現(xiàn)圓晶代工自給，增強圓晶代工環(huán)節(jié)的可控性，進一步保障中國CPU產業(yè)鏈在圓晶代工環(huán)節(jié)的國家安全。

（2）從議價能力角度分析，圓晶代工頭部企業(yè)具有較高的毛利率。以具有一定代表性的行業(yè)龍頭臺積電、格芯、中芯國際為例，其毛利率分別為62.2%、60.1%和53.1%。

產業(yè)鏈中游

CPU設計企業(yè)執(zhí)行芯片級的設計工作，將CPU架構轉化為具體的電路設計。這包括利用硬件描述語言（如Verilog或VHDL）編寫電路邏輯和功能，并進行驗證、仿真和優(yōu)化。

（1）從盈利能力角度分析，中國CPU設計企業(yè)的盈利能力存在較大的差異，行業(yè)平均水平處于中等水平。以龍芯中科招股說明書中公布的2021年中國CPU設計企業(yè)各上市公司毛利率為例，最大值為景嘉微的63.24%，最小值為北京君正的36.10%，最大值和最小值之間的差距超過27個百分點，而中值為46.72%。

（2）從技術水平角度分析，與國際一流CPU相比，中國國產CPU在制程、核心數(shù)、超線程、主頻、內存通道數(shù)和最高內存頻率等關鍵指標上仍存在一定差距，這種差距主要體現(xiàn)在設計能力上。以Intel和完全自主的龍芯對比，Intel在130nm工藝就做到了主頻3.8G，而龍芯的3A1000在同等工藝和核數(shù)前提下，主頻只有1G；如果將Intel產品降到1G，性能將是龍芯的5倍。縱向對比看，同樣以龍芯為例，其第二代產品3A2000在沒有提升主頻的前提下，通過設計能力的改進，性能提升了2.5倍；

3A3000提升至28nm制程后，主頻提升至1.5G，性能提升1.6倍；3A4000在原工藝基礎上，通過設計提升性能2倍；3A5000提升至14nm制程，性能提升1.6倍；目前在研的3A6000，據(jù)龍芯介紹，其性能已經達到了Intel在14nm的性能水平。從縱向發(fā)展歷程來看，相同工藝條件下，設計能力提升帶來的產品性能提升十分顯著，在fabless模式下，設計能力的差距顯得尤為重要。

產業(yè)鏈下游

CPU下游應用端包括服務器、工作站、PC/平板、移動終端和嵌入式設備等，汽車是嵌入式設備中比較具有發(fā)展前景的細分市場。

（1）從應用場景角度分析，下游產業(yè)在中國與海外都擁有巨大市場，整體利潤率高，但壟斷情況相對較低。目前國產CPU主要需求來自服務器、政企、信創(chuàng)等市場，鮮少出現(xiàn)在消費級市場。“中國芯”在政務領域已進入大規(guī)模應用階段。

（2）從應用需求角度分析，新能源汽車需求的激增將同步拉動對耐高溫和可靠性強的CPU的市場需求，推動CPU設計企業(yè)朝定制化、多樣化的方向進行產業(yè)轉型。

5、計算機CPU行業(yè)規(guī)模

中國計算機CPU行業(yè)目前處于高速發(fā)展期，在2019-2021年期間以6.91%的平均增速穩(wěn)步快速增長。2022年受新冠疫情反彈、全球CPU產業(yè)鏈受國際形勢影響和“缺芯潮”等多種不利因素的沖擊，計算機CPU行業(yè)規(guī)模下降至314.82億元，較2021年下降了15.19%。隨著中國政府出臺一系列鼓勵政策、國際局勢的逐步穩(wěn)定、5G和物聯(lián)網等新興領域的驅動，對高性能、低功耗、集成度高的CPU的需求將持續(xù)增加，中國CPU行業(yè)規(guī)模有望持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。預計到2027年中國計算機CPU市場規(guī)模將達5109.49億元。

中國CPU行業(yè)市場規(guī)模的穩(wěn)步增長邏輯主要體現(xiàn)在兩個方面：

（1）中國經濟環(huán)境和科學技術的不斷發(fā)展帶動拉動需求增長和轉型。一方面，中國消費者消費能力的提高和消費習慣的變化進一步拉動了CPU及其下游行業(yè)的發(fā)展。另一方面，新興技術領域的發(fā)展推動了對高性能處理器的需求增加。隨著中國5G技術的不斷普及、人工智能和物聯(lián)網的快速發(fā)展，對處理器性能的需求越來越高。根據(jù)中國工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)，2020年中國5G終端出貨量超過1.7億臺，5G終端的普及使得對高性能處理器的需求進一步增加。同時，人工智能在各個行業(yè)的應用也在不斷擴大，對高性能CPU的需求正不斷增加。

（2）中國供給側結構性改革效果顯著，全產業(yè)鏈的日益完善推動CPU行業(yè)的快速發(fā)展。一方面，中國政府出臺了一系列支持性政策，鼓勵本土企業(yè)在CPU領域進行技術研發(fā)和創(chuàng)新。另一方面，中國的CPU市場發(fā)展得益于完善的產業(yè)生態(tài)鏈系統(tǒng)。從芯片設計、制造到封裝測試，整個CPU生態(tài)鏈系統(tǒng)得到不斷完善，提高了供給效率和產品質量。隨著產業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展，中國成為全球CPU供應鏈的重要一環(huán)，進一步提升了中國CPU的供給能力。

6、計算機CPU競爭格局

中國計算機CPU行業(yè)的競爭格局涉及多家本土企業(yè)和國際企業(yè)，且以外企為主導，市場集中度較高。本土企業(yè)雖然占有的市場份額較少，但近年來行業(yè)整體得到快速發(fā)展，市場競爭日趨激烈。中國大陸本土CPU行業(yè)大致分為三個梯隊：

（1）第一梯隊是以海光信息、海思半導體、上海兆芯、龍芯中科等企業(yè)為代表的領軍企業(yè)。這些企業(yè)多為上市公司或母公司上市，擁有較強的融資能力，在技術積累和市場拓展方面具有優(yōu)勢；同時較早布局多種類型的CPU應用市場及配套產品的研發(fā)，具有較為完善的產業(yè)鏈和廣泛的業(yè)務范疇，在業(yè)內具有較強的影響力和品牌效應。如海思半導體推出鯤鵬920處理器時，同步推出了基于鯤鵬920的TaiShan服務器和華為云服務，形成獨特的“端邊云算力同構”的優(yōu)勢，通過軟硬件協(xié)同進一步提升處理器性能。

（2）第二梯隊是以飛騰信息、北京君正、炬芯科技等企業(yè)為代表的企業(yè)。這些企業(yè)擁有靈活的融資方式和政策支持，具備良好的研發(fā)和創(chuàng)新能力，但也面臨產品的同質化程度上升、核心競爭力需要不斷加強等問題。

（3）第三梯隊是以平頭哥、國芯科技、申威科技等企業(yè)為代表的企業(yè)。這些企業(yè)往往擁有獨特的發(fā)展模式，業(yè)務類型較為專一，如平頭哥在建立之初即明確了以RISC-V架構為基礎的發(fā)展方向，深耕企業(yè)未來的發(fā)展價值；而飛騰信息則主要聚焦軍用市場，產品側重特種超算服務器領域，全可控技術與生態(tài)均有獨家壁壘，預計后續(xù)仍將專注深耕原有領域。

從產業(yè)鏈整合角度，CPU行業(yè)上中游均存在較高的技術壁壘，中游企業(yè)對上游供應商的原材料、設備和技術依賴性強，資本實力雄厚的中游企業(yè)通過收購、兼并上游企業(yè)實現(xiàn)全產業(yè)鏈，避免關鍵技術和產業(yè)流程受限的趨勢明顯。在2022年全球芯片十大收購案中，有三項交易業(yè)務涉及芯片設計，涉及金額達1246.9億美元；三項交易業(yè)務涉及圓晶代工，涉及金額達60.05億美元。從技術和業(yè)務重合角度，當前中國大陸本土CPU行業(yè)整體技術水平相似度較高，業(yè)務重合度較高，可能存在同業(yè)業(yè)務兼并的趨勢。

審核編輯：黃飛

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