國產(chǎn)CPU發(fā)展進(jìn)程及市場格局如何？

國產(chǎn)化助力打破 CPU 行業(yè)壟斷格局。

1. 國產(chǎn) CPU 起步較早，但發(fā)展歷經(jīng)坎坷

國產(chǎn) CPU 起步較早，但發(fā)展歷經(jīng)坎坷，大致可概括為開始起步、發(fā)展 受限、初具規(guī)模三大階段。 國產(chǎn) CPU 事業(yè)開始起步（1950-1970 年）：1956 年，半導(dǎo)體科技被列為 國家新技術(shù)四大緊急措施之一。1965 年，我國自主設(shè)計研發(fā)了與國際水 平相差不大的晶體管 109 機(jī)，又于 1968 年研發(fā)了小規(guī)模集成電路 106 機(jī)。 國產(chǎn) CPU 事業(yè)發(fā)展受限（1971-1990 年）：70 年代以后，超大規(guī)模集成 電路快速發(fā)展，以 Intel 4004 為標(biāo)志的真正意義上的微處理器面世，CPU 正式進(jìn)入商用時代。此后按照摩爾定律持續(xù)快速演進(jìn)，Intel 也由此開始 統(tǒng)治全球桌面和高性能計算市場。但當(dāng)時的國內(nèi)受限于經(jīng)濟(jì)條件、國際 技術(shù)封鎖等原因，雖然研制出了基于大規(guī)模集成電路的第三代計算機(jī)系 統(tǒng)——專用 77 型微機(jī)，但喪失了第四代計算機(jī)系統(tǒng)（基于超大規(guī)模集 成電路）的研究能力。從“七五”開始，一直到“九五”，國家對國產(chǎn) CPU 的支持力度明顯下降，主要科研支持計劃都未將其列入。上世紀(jì) 90 年 代，國內(nèi)大量處理器研究單位關(guān)閉，人員大批流失，大學(xué)也很少設(shè)置硬 件專業(yè)，計算機(jī)公司變成組裝廠，CPU 設(shè)計能力基本喪失。

國產(chǎn) CPU 事業(yè)初具規(guī)模（1991 年至今）：隨著國內(nèi)信息化與電子硬件制 造業(yè)的快速發(fā)展，“缺芯”的問題再次受到國家高度重視。從“十五”開 始，國產(chǎn) CPU 自主性的問題再度提上議程，產(chǎn)業(yè)政策不斷加碼。在核高 基、泰山計劃、863 計劃等的大力支持下， 國產(chǎn) CPU 奮力追趕，以鯤 鵬、海光、龍芯、飛騰、兆芯、申威等為代表的廠商全力打造出“中國 芯”。時至今日，國內(nèi)終于培育出了一批國產(chǎn) CPU 設(shè)計單位和研究機(jī)構(gòu)， 發(fā)展逐漸走向正軌。 中美關(guān)系走向影響國產(chǎn) CPU事業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。CPU行業(yè)的發(fā)展和國防需求、國際關(guān)系息息相關(guān)。半導(dǎo)體起源于美國國防工業(yè)，從 50 年代年至 今，CPU 等電子組件在國防和武器系統(tǒng)中無處不在。1978 年中美關(guān)系正 常化，此時國家對于 CPU 在國防建設(shè)中的重視程度有所下降，國產(chǎn) CPU 事業(yè)陷入停滯。而 20 世紀(jì) 90 年代后，中美競爭全面展開，CPU 事業(yè)又 重新受到了國家的高度重視。由此可見，中美關(guān)系緊張、對國防需求的 迫切度提高，會加速我國自主芯片的發(fā)展進(jìn)程。

2. 國產(chǎn) CPU 緊跟全球發(fā)展進(jìn)程，擇優(yōu)引進(jìn)和自主研發(fā)并進(jìn)

國產(chǎn) CPU 架構(gòu)各異，三大路線各有所長，擇優(yōu)引進(jìn)和自主研發(fā)并進(jìn)。 國產(chǎn) CPU 主要采用 X86 架構(gòu)、ARM 架構(gòu)、MIPS 架構(gòu)和 Alpha 架構(gòu)， 不同架構(gòu)下廠商的自主化程度也有所區(qū)別。采用 X86 架構(gòu)的代表廠商有 兆芯和海光，使用 IP 內(nèi)核授權(quán)方式，基于指令集進(jìn)行 SOC 集成設(shè)計， 自主化程度偏低，。采用 ARM 架構(gòu)的代表廠商有飛騰和華為，使用 ARM 指令集授權(quán)方式，基于指令集授權(quán)自主設(shè)計 CPU，自主化程度較高。采 用 MIPS 架構(gòu)和 Alpha 架構(gòu)的代表廠商有龍芯和申威，自研指令集自主 設(shè)計，自主化程度極高。

3. 國內(nèi) CPU 市場呈現(xiàn)多點(diǎn)開花局面，國產(chǎn)化道路曲折而光明

國產(chǎn) CPU目前呈現(xiàn)三大陣營，主要包括自主架構(gòu)陣營、x86陣營和ARM 陣營。其中，自主架構(gòu)主要包括龍芯與申威；x86 陣營包括上海兆芯和 天津海光（中科曙光參股）ARM 陣營包括飛騰（中國長城擬參股）和華 芯通。

多點(diǎn)開花但各陣營力量單薄，自主可控的發(fā)展道路仍然漫長。雖然中國 在 CPU 發(fā)展上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)開花，并初步建立了自主可控的軟硬件生 態(tài)，但與國外巨頭相比，各個陣營的力量仍然比較單薄。X86 陣營下， 以海光信息為例，雖然得到 AMD 的授權(quán)和支持，其 CPU 在綜合性能上 比較領(lǐng)先，但由于其成立時間較短，產(chǎn)品的穩(wěn)定性有待市場檢驗(yàn)，這需 要較長時間的大規(guī)模應(yīng)用來驗(yàn)證。更為重要的是，國內(nèi)團(tuán)隊(duì)對于 AMD 先進(jìn) CPU 的消化、吸收再創(chuàng)新需要多年時間，并且未來能否實(shí)現(xiàn)可持續(xù) 的技術(shù)創(chuàng)新，能否自主擴(kuò)展指令集存在一定的不確定性。ARM 陣營下， ARM 架構(gòu)服務(wù)器雖然有低功耗、并發(fā)優(yōu)勢，但 ARM 單核性能相對于 x86 較弱。值得一提的是，ARM 服務(wù)器的重要推動者高通計劃放棄在這 個領(lǐng)域的進(jìn)一步投入，因此 ARM 服務(wù)器的前景有待進(jìn)一步觀察。自主 架構(gòu)陣營下，龍芯和申威雖然已經(jīng)初步建立軟硬件生態(tài)，但在實(shí)力上仍 然弱小，無法與國外成熟的 Wintel 生態(tài)相抗衡，需要政策的持續(xù)支持。 集成電路市場需求不斷擴(kuò)張，CPU行業(yè)將保持快速增長趨勢。我國集成 電路行業(yè)持續(xù)高速發(fā)展，2013 年到 2020 年的復(fù)合年均增長率為 19.73%，復(fù)合增長率是全球增速的近三倍，持續(xù)保持高速增長趨勢。2020 年總銷售額高達(dá) 8848 億元，同比增長 17.01%。受益于人工智能、大數(shù) 據(jù)、5G 等技術(shù)的發(fā)展，預(yù)計我國集成電路中的 CPU 行業(yè)將在未來繼續(xù) 保持快速增長趨勢。

4. CPU 戰(zhàn)略地位顯著，國產(chǎn)化勢在必行

俄烏沖突外溢多重危機(jī)，國家大安全戰(zhàn)略下，仍將維持對國產(chǎn) CPU的 強(qiáng)支持。俄烏沖突爆發(fā)后，越來越多的跡象顯示現(xiàn)代戰(zhàn)爭已經(jīng)不僅限于 熱戰(zhàn)，更像是一場信息科技戰(zhàn)爭。對比 1991 年海灣戰(zhàn)爭中的信息化、數(shù) 字化形態(tài)，眼下的俄烏沖突更體現(xiàn)了現(xiàn)代戰(zhàn)爭的智能化、算力化形態(tài)。 俄烏沖突表明，戰(zhàn)爭打響后 CPU 生產(chǎn)等高技術(shù)企業(yè)瞬間就會變成攻城 掠地的馬前卒，殺傷力不亞于精確制導(dǎo)武器。突破國外技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn) 自主可控，不僅僅局限于技術(shù)和商業(yè)層面。面對殘酷的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭，全 球不確定性和風(fēng)險加劇，保衛(wèi)國家安全離不開國產(chǎn) CPU 的建設(shè)。

中美兩國科技博弈加劇，自主可控的需求長期不變，科技強(qiáng)國的道理永 不過時。自特朗普時代開始，美國便有計劃地在 CPU 領(lǐng)域惡意打壓中 國。美國商務(wù)部頒布禁令，不僅禁止向中國出口使用美國設(shè)備制造的高 端芯片，還將部分中國企業(yè)列入黑名單，不許其獲取美國某些半導(dǎo)體技 術(shù)。面對美國不斷升級的制裁手段，中國需持續(xù)加速國產(chǎn)替代進(jìn)程，予 以國產(chǎn) CPU 企業(yè)更強(qiáng)有力的政策、資金、人才支持，相信國產(chǎn) CPU 經(jīng) 過此次淬煉必將迎來突破性新生。 美國芯片出口管制新規(guī)全面打擊信創(chuàng) CPU流片。2020年10月的美國芯 片出口管制新規(guī)增加三個外國直接產(chǎn)品規(guī)則，范圍內(nèi)的所有實(shí)體及產(chǎn)品 幾乎受到“0%含美量”制裁，與此前華為待遇類似。28 家實(shí)體清單企業(yè) 無法進(jìn)口含美技術(shù)的芯片成品，無法在含美產(chǎn)線進(jìn)行流片；性能可以達(dá) 到英偉達(dá) A100 及以上的含美技術(shù)的芯片成品均無法進(jìn)口，且中國企業(yè) 設(shè)計的性能可以達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的芯片產(chǎn)品也無法在含美技術(shù)產(chǎn)線流片； 最終用途為中國超算的含美技術(shù)的整機(jī)、芯片、組件等都禁止進(jìn)口。2022 年 10 月 21 日為上述產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)街袊罱K用戶的最后日期。此外，新規(guī) 還限制美國國籍人員參與中國涉及上述業(yè)務(wù)的工作，對我國芯片產(chǎn)業(yè)實(shí) 行全方位限制。

對于國產(chǎn)化廠商的影響較大。對于六大信創(chuàng) CPU 廠商，首先鯤鵬、海 光、飛騰、申威為實(shí)體清單企業(yè)，無法使用美國技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行流片； 其次，六家廠商目前正在銷售的主力芯片制程都在 16nm 及以下（飛騰 16nm/7nm、申威 16nm、兆芯 16/7nm、景嘉微 14nm、海光 14/7nm、龍 芯 14/12nm、鯤鵬 7nm），因而美國此次新品出口管制新規(guī)對信創(chuàng)芯片實(shí) 現(xiàn)了全面打擊。

美國芯片出口管制新規(guī)短期影響可控，短期依靠備貨，中長期需要去A 化產(chǎn)線快速成長。美國芯片出口管制新規(guī)的目的是徹底封殺中國的超算 行業(yè)，AI 計算只能采用相對低端的芯片，通用計算領(lǐng)域使中國芯片廠商 限制在成熟制程內(nèi)發(fā)展，先進(jìn)制程芯片成品只能進(jìn)口，使中國企業(yè)的自 主芯片與美國芯片出現(xiàn)代差。短期應(yīng)對措施可提前備貨，參考華為，提 前的備貨應(yīng)可以支持至少 2 年維度的芯片供應(yīng)。2020 年 5 月，華為被突 然實(shí)施 0%含美量制裁，至今華為 7nm 制程的鯤鵬芯片仍在持續(xù)供貨。 中長期需要去 A 化產(chǎn)線快速成長。28nm 芯片供貨后將優(yōu)先滿足芯片消 耗量較大的信創(chuàng) PC CPU 的使用需求。未來有可能通過 Chiplet 等先進(jìn)封 裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)類似于 14nm 芯片的性能表現(xiàn)，從而滿足服務(wù)器芯片的使 用需求。同時非去 A 化的 14nm 產(chǎn)線樂觀情況下也有機(jī)會在未來較快跑 通。