国产 CPU 六大主流厂商发展模式各异。
海光信息是一家从事高端处理器、加速器等计算芯片产品和系统研发的 公司,是国产 X86 CPU 领航者。公司发展经历了四大里程碑:2014 年, 海光有限公司成立;2016 年,公司与 AMD 合资成立海光集成、海光微 电子两家子公司,并获得高端处理器的技术授权;2020 年,公司变更为 股份有限公司,中科曙光成为公司第一大股东;2022 年,公司于科创板 上市。
公司股权结构合理,聚集了各方优势。中科院体系、地方国资等资源优 势在股权结构中得以发挥。公司不存在单一股东及其一致行动人通过实 际支配公司股份表决权能够决定公司董事会半数以上成员选任或足以 对股东大会的决议产生重大影响,公司无控股股东、无实际控制人。
公司营收持续高增,盈利能力提升显著。2016-2021 年海光信息收入复 合增速 257%,2021 年收入规模达到 23.1 亿元,同比增长 126%。2021 年归母净利润转正,达到 3. 27 亿元。公司 2022 年 Q3 营收 12.90 亿元, 同比增长 63.60%,归母净利润 1.76 亿元,同比增长 6.06%,扣非归母净 利润 1.68 亿元,同比增长 12.77%。公司 2022 年 Q3 营收高增主要源于 公司加大市场开发力度,产品线进一步丰富,服务器厂商对国产高端处 理器的需求持续增加。
公司持续加大研发投入。公司秉承“销售一代、验证一代、研发一代” 的产品研发策略,已经建立完善的高端处理器的研发环境和流程,产品 性能逐代提升,功能不断丰富。 2022 年 Q3 公司研发费用为 3.34亿元,营收占比达 25.87%。 公司产品种类多样,核心竞争力强。公司主要产品包括海光通用处理器 (CPU)和海光协处理器(DCU)。海光 CPU 系列产品海光一号、海光 二号已经实现商业化应用,海光三号完成实验室验证,海光四号处于研 发阶段;海光 DCU 系列产品深算一号已经实现商业化应用,深算二号 处于研发阶段。公司产品核心优势在于,海光 CPU 系列产品兼容 X86 指令集以及国际上主流操作系统和应用软件。产品性能优异,软硬件生 态丰富,安全可靠,得到了国内用户的高度认可,已经广泛应用于电信、 金融、互联网、教育、交通等重要行业或领域。
上海兆芯是一家专注于研发自主可控 x86处理器的厂商,是合资 CPU 的探路者。公司于 2013 年由台湾威盛与隶属于上海市国资委的上海联 和投资公司所合资成立,威盛持股 20%,上海国资委持股 80%。威盛与 Intel 交叉授权协议,拥有设计、生产 X86 芯片权利。兆芯专注 x86 处理 器研发,技术授权来自威盛。2020 年 10 月 26 日,威盛作价 2.57 亿美元 将部分 X86 技术出售给兆芯,兆芯拥有了部分 X86 技术产权。

公司坚持自主创新与兼容主流的发展路线。兆芯同时掌握中央处理器、 图形处理器、芯片组三大核心技术,具备相关 IP 自主设计研发的能力。 兆芯凭借成熟的软硬件生态,为用户提供性能卓越、兼容性优异且安全 可靠的通用处理器和芯片组等产品,推动信息产业的整体发展。
公司研发卓有成效,多款产品已实现量产。公司已成功研发并量产多款 通用处理器产品,并形成“开先”PC 处理器和“开胜”服务器处理器两 大产品系列。兆芯产品性能持续提升并达到行业主流同等水平,产业化 成果突出。其生态体系成熟,支持构建台式机、笔记本、一体机、云终 端等多种类型的桌面整机,以及服务器、存储等产品。此外,在嵌入式 领域也已经有不同规格基于兆芯通用处理器的工业主板、模块化电脑、 工业整机、Box PC、工业级服务器、网络安全平台等产品推出。
鲲鹏是华为在芯片领域布局的重要一环,是垂直生态的领导者。鲲鹏芯 片诞生于 2020 年,主要聚焦通用计算领域。华为针对不同的计算场景, 自研打造了一系列芯片矩阵,除了主要应用在服务器领域的鲲鹏,还包 括手机 SoC 芯片麒麟、人工智能芯片昇腾、5G 基站芯片天罡、5G 终端芯 片巴龙,以及凌霄、NB IoT 等一系列其他专用芯片。在一系列芯片矩阵 中,华为致力于围绕“鲲鹏+昇腾”双引擎形成两大计算产业,其中鲲鹏 计算产业是基于鲲鹏处理器的基础软硬件设施、行业应用及服务,涵盖 从底层硬件、基础软件到上层行业应用的全产业链条,可为下游各大行 业应用提供全面、完整、一体化信息化解决方案。
鲲鹏计算产业拥有完备的技术和商业基础。鲲鹏满足高性能、低功耗、 低延时的绿色计算要求,有巨大的市场空间, 同时又有中国电子技术标 准化研究院、Arm 中国、华为等行业翘楚支持。发展鲲鹏计算产业已经 具备了技术和商业基础。鲲鹏计算产业是基于 Kunpeng 处理器构建的全 栈 IT 基础设施、行业应用及服务,包括 PC、服务器、存储、操作系统、 中间件、虚拟化、数据库、云服务、行业应用以及咨询管理服务等。

鲲鹏计算产业计划分三个阶段实现。开放、共享的生态体系是鲲鹏计算 产业成功的基础,要构建全行业、全场景鲲鹏计算产业体系,完成鲲鹏 计算产业从关键行业试点到全行业、全场景产业链建设目标,分为三个 阶段来实现:试点阶段、推广阶段、深化阶段。试点阶段重点打造标杆 行业典型场景,推广阶段注重行业拓展和数字化业务创新的发展机会, 深化阶段打通全行业全场景,最终实现鲲鹏处理器完整生态结构的构建。
鲲鹏产品优势明显,远超行业平均水平。华为 2019 年 1 月对外发布鲲 鹏 920 处理器,是业界最高性能 ARM-based 处理器,采用国产芯片唯 一、最先进的 7nm 工艺,集成 64 个核心。鲲鹏 920 实现 ARM 架构 业界性能最强,集成四大结构包括网络、存储、主控芯片和 CPU 于单 一封装中。在 SPECint 基准测试中,鲲鹏服务器测试得分超过 930,超 行业基准 25%,同时电力效率高同业 30%,实现更强性能的同时降低功 耗。鲲鹏产品 920 对标 XEON8180, 且在海量存储场景优势明显。在 SPEC 测试中,48 核的鲲鹏 920 与 IntelXEON8180 的性能相当,而 64 核的测试性能要优于 XEON8180。且 48 核的鲲鹏功耗为 150W 低于 XEON8180 的 205W。此外,进一步对比内存等指标和集成网卡等特点, 鲲鹏 920 在海量存储的应用场景中更有优势。
飞腾信息技术有限公司是国内领先的自主核心芯片提供商,是PK生态 的主导者。公司由中国电子信息产业集团、天津市滨海新区政府和天津 先进技术研究院于 2014 年联合支持成立。中国电子旗下两大子公司,中 国软件(麒麟操作系统)+中国长城(飞腾芯片),组成国产基础软硬件 PK 体系(对标 Win-tel),飞腾芯片扛旗 PK 体系 CPU。中国长城为飞 腾的第一大股东(持股 28%),天津滨海新区金投集团持股 25%。 近年来营利双升,信创高景气助力公司更上层楼。2021年,飞腾实现营 收 22.18 亿元,同比增长 74%;净利润 6.53 亿元,同比增长 91%。净利 率为 29%,同比增加 2%。2022 年 H1, 飞腾实现营业收入 11.85 亿元, 净利润 2. 51 亿元。ARM 是中国国产 CPU 未来发展重要方向,飞腾在 党政市场市占率较高,获得党政客户广泛认可,在 2022 年下半年招标有 望加速背景下,预计飞腾全年有望保持较快增长。

公司产品对标国际水准,提供自主先进的国产化解决方案。飞腾系列国 产高性能、低功耗通用计算微处理器的设计研发和产业化推广。飞腾联 合众多国产软硬件生态厂商,提供基于国际主流技术标准、中国自主先 进的全国产信息系统整体解决方案,支撑国家信息安全和重要工业安全。 飞腾芯片产品主要包括高性能服务器 CPU(飞腾腾云 S 系列)、高效能 桌面 CPU(飞腾腾锐 D 系列)、高端嵌入式 CPU(飞腾腾珑 E 系列) 和飞腾套片四大系列,在国内政务办公、云计算、大数据以及金融、能 源和轨道交通等行业信息系统领域已实现批量应用。
公司携手中兴通讯,助力智慧银行建设。公司与中兴通讯合作推出远程 智慧银行视频中台解决方案,是中兴通讯全渠道远程智慧银行解决方案 的子模块。采用完全开放的架构,使用飞腾 CPU 平台的服务器(基于飞 腾 FT-2000+/64 处理器平台机架式服务器 ZXCLOUD R5910 G1)、存储 和网络设备,银河麒麟操作系统,视频会议系统,云电脑应用,可快速 完成云上部署,提供服务。
龙芯中科是一家全面掌握处理器 IP 和指令系统、操作系统等核心技术 的公司,打造了自主可控程度最高的 CPU。公司成立于 2008 年,前身 出自中科院计算机所,2021 年开始市场化运作,2022 年 6 月在科创板 上市。公司经营主要采用 Fabless 模式:公司主要负责芯片的设计工作, 形成集成电路设计版图,将晶圆制造、封装、部分测试等环节委托给相 关制造企业及代工厂商加工完成。公司业务收入主要来自向客户销售处 理器及配套芯片与提供基础软硬件解决方案。北京天童芯源科技有限公 司和北京中科算源资产管理有限公司分别持有公司接近 20%的股份。 信创产业推进下公司业绩持续高增。公司 2018-2021 年收入复合增速 84%,归母净利润复合增速超 200%。公司 2021 年实现营业收入 12 亿 元(归母净利润 2.4 亿)。其中工控类芯片、信息化类芯片、解决方案分 别占比 24.61%、54.71%、20.68%。从业务占比变化看,2020 年开始信 息化类芯片实现大幅度增长,主要系 3A4000 系列产品性能成倍提升, 对虚拟化、安全机制等方面的支持加强,符合目前已进入快速增长阶段 的关键信息基础设施领域的应用需求。

龙芯产品均基于自研的 LoongArch 架构。区别于使用国外授权主流 X86 和 ARM 架构的公司,龙芯从建立之初强调“自主可控”,最新产 品 3A5000/3B5000 处理器是基于自研的 LoongArch 架构。公司目前已 经全面掌握 CPU 指令系统、处理器 IP 核、操作系统等计算机核心技 术,打造自主开放的软硬件生态和信息产业体系。龙芯中科芯片产品在 电子政务、能源、交通、金融、电信、教育等行业领域已获得广泛应用。
公司不断推出新产品,为多场景提供解决方案。2022 年 8 月 21 日,世 界传感器大会在郑州开幕。龙芯中科董事长胡伟武在大会开幕式发表主 旨演讲并发布龙芯 2K0500 及其解决方案。胡伟武在演讲中表示,基于 自主核心技术能力,龙芯成功打造 2K0500 芯片。该芯片是一款高集成 度处理器芯片,片内集成64位LA264处理器核(基于龙架构LoongArch), 可为工控互联网应用、打印终端、BMC 等提供多种解决方案。
为解决在国防和网络信息安全无“芯”可用的困境,国家于2003年创建 国家高性能集成电路(上海)设计中心,负责对国产自主可控芯片进行 设计开发,并将芯片命名为“申威”。在国家 863 计划支持下,于 2006 年成功研制出第一代国产 64 位通用处理器——“申威 1”;在国家“核 高基”专项支持下,于 2010 年成功研发世界首款 16 核通用处理器SW1600, 该芯片成功应用于国内首台采用国产处理器的千万亿次计算机系统— —神威蓝光超级计算机系统。
神威·太湖超级计算机搭载了 40960 颗申威 26010 处理器。2016 年,搭 载 40960 颗申威 26010 处理器的神威·太湖超级计算机荣获世界性能榜 首,速度比第二名 “天河二号”快近 2 倍,效率提升 3 倍。2016 年, 成都申威科技有限责任公司成立,从事对申威处理器的产业化推广。
申威现已形成申威高性能计算处理器、服务器/桌面处理器、嵌入式处理 器三个系列的国产处理器产品线,以及申威国产 I/O套片产品线。多线 程处理器方面,公司产品为申威 26010,主要用于超算。单核处理器方 面,公司产品为申威 111,产品已达到国军标 B 级标准,可以面向军工、 工控等领域应用。多核处理器方面,公司具有 221、411、421/421M 等一 系列产品,满足桌面和服务器领域需求。
申威自主可控软件生态系统采用 Linux开源移植+自主研发相结合的方 式。和 Wintel 体系以及 X86-Linux 体系比较,申威软件生态系统在基础 软件和部分应用软件上都有对应的自主软件产品,有力地支撑了申威处 理器平台的产业化发展。