2022年龍芯中科研究報告 首家國產(chǎn)CPU上市公司-構(gòu)建完整自主生態(tài)

2022年龍芯中科研究報告首家國產(chǎn)CPU上市公司_構(gòu)建完整自主生態(tài)1、首家國產(chǎn)CPU上市公司，構(gòu)建完整自主生態(tài)1.1、脫胎于中科院，國產(chǎn)CPU首家上市公司龍芯中科生態(tài)體系完善，多次獲得行業(yè)廣泛應(yīng)用與國家重點項目支持。龍芯中科技術(shù)股份有限公司（簡稱“龍芯”或“公司”）成立于2010年，主營業(yè)務(wù)為處理器及配套芯片研制、銷售及服務(wù)。公司推出自主指令系統(tǒng)LoongArch，基于信息系統(tǒng)和工控系統(tǒng)兩條主線開展產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，系列產(chǎn)品在電子政務(wù)、能源、交通、金融、電信、教育等行業(yè)領(lǐng)域已獲得廣泛應(yīng)用。在近20年發(fā)展過程中，公司先后獲得中科院、863（國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃）、973（國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃）和核高基（核心電子器件、高端通用芯片、基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品）等項目支持。二十余年實現(xiàn)產(chǎn)品“從無到有”、“從有到優(yōu)”跨越。龍芯中科最早起源于2001年中科院龍芯課題組；2002年，神州龍芯成立，并成功流片首款通用CPU“龍芯一號”，打破國外的長期技術(shù)壟斷，結(jié)束中國近二十年無芯歷史；2010年，龍芯中科由中科院和北京市共同出資成立，旨在依托龍芯十余年技術(shù)積淀，將處理器研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化；2017年，龍芯3A/B3000量產(chǎn)，在信創(chuàng)領(lǐng)域應(yīng)用30萬顆；2021年，推出完全自主指令集系統(tǒng)LoongArch。登陸科創(chuàng)板，進入新的發(fā)展階段。龍芯中科已于2022年6月24日在科創(chuàng)板上市，股票代碼688047.SH，發(fā)行股票數(shù)量4100萬股，發(fā)行價格60.06元/股。募集資金35.12億元主要投入先進制程芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化、高性能通用圖形處理器（GPU）芯片及系統(tǒng)研發(fā)項目。作為國內(nèi)CPU首家上市公司，龍芯中科初步完成了基于龍芯CPU及操作系統(tǒng)的自主信息技術(shù)體系構(gòu)建，并通過上市融資進一步加速關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)，開啟產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)新征程。1.2、學(xué)院派技術(shù)型企業(yè)，公司股權(quán)結(jié)構(gòu)健康公司控股股東為天童芯源，實際控制人為胡偉武和晉紅夫婦。天童芯源持有公司23.98%股份，為公司第一大股東；胡偉武和晉紅夫婦通過天童芯源及芯源投資、天童芯正、天童芯國合計控制公司33.61%表決權(quán)，為公司實際控制人。胡偉武先生1996年3月至2021年1月就職于中科院計算技術(shù)研究所，歷任助理研究員、副研究員、研究員、博士生導(dǎo)師、所長助理、副總工程師和總工程師等職務(wù)，2019年11月至今任公司董事長和總經(jīng)理。胡偉武先生作為龍芯總設(shè)計師，從2001年起即投身于龍芯處理器研制工作。核心人員專業(yè)背景深厚，團隊穩(wěn)定。公司核心技術(shù)人員均深耕芯片設(shè)計制造領(lǐng)域多年。董事會成員中，范寶峽、張戈為中科院計算所博士，高翔為中科大計算機博士。公司核心技術(shù)人員從業(yè)年限均為10年以上，團隊穩(wěn)定。在研發(fā)的分工方面，范寶峽負責(zé)龍芯系列處理器產(chǎn)品研制，組織研發(fā)團隊先后完成龍芯1、2、3號系列多款高性能微處理器、低功耗SOC研制；高翔從事龍芯處理器技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，著重芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計及邏輯驗證；張戈主要負責(zé)龍芯系列處理器在信息系統(tǒng)領(lǐng)域生態(tài)建設(shè)與產(chǎn)業(yè)化推廣；楊旭分管采購、外協(xié)、質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)等工作；楊粱對龍芯物理設(shè)計技術(shù)演進和關(guān)鍵項目芯片研發(fā)做出重要貢獻。員工數(shù)量快速增長，研發(fā)人員占比超過65%。在公司員工數(shù)量方面，2019-2021年，公司員工數(shù)量分別為435人、647人、822人，隊伍人數(shù)不斷擴大。在公司人員構(gòu)成方面，截至2021年末，公司研發(fā)人員539人，占比65.57%，研發(fā)人員占據(jù)主導(dǎo)地位。員工持股平臺綁定核心團隊利益。公司共有天童芯源、芯源投資、天童芯正、天童芯泰和天童芯民等5個持股平臺，合計有217名核心員工持股。持股平臺將公司利益與員工利益深度綁定，有利于提振員工積極性，護航公司長期健康發(fā)展。1.3、獨立自主，構(gòu)建成基礎(chǔ)軟硬件完整底座龍芯中科主要依托于三大產(chǎn)品線，構(gòu)建完整生態(tài)。通過完成自研指令系統(tǒng)、CPU和操作系統(tǒng)，龍芯中科打造獨立自主信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，并在國內(nèi)積累了一定的競爭優(yōu)勢。指令集公司推出LoongISA和LoongArch指令集，助力自主生態(tài)建設(shè)。指令系統(tǒng)是計算機最底層最核心的知識產(chǎn)權(quán)，更是構(gòu)建獨立信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)基石。目前市場上主流的指令系統(tǒng)為X86指令集和ARM指令集，知識產(chǎn)權(quán)均為海外公司掌控，需得到授權(quán)才可以使用?；趪馐跈?quán)的指令系統(tǒng)難以建設(shè)自主信息技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，為解決“缺芯少魂”問題，2018至2020年，公司首先基于相對開放的MIPS指令系統(tǒng)，擴展了數(shù)百條自定義指令，形成了MIPS兼容指令系統(tǒng)LoongISA，并在多款CPU中落地應(yīng)用。2020年，龍芯中科推出了自研指令系統(tǒng)LoongArch，LoongArch指令集包括基礎(chǔ)架構(gòu)部分和向量指令、虛擬化、二進制翻譯等擴展部分，近2000條指令，并完全脫離了MIPS指令集體系。經(jīng)國內(nèi)權(quán)威第三方機構(gòu)知識產(chǎn)權(quán)評估，LoongArch與市場上現(xiàn)有指令系統(tǒng)為不同的指令系統(tǒng)，認定其實現(xiàn)了指令集的國產(chǎn)化和自主化。芯片公司擁有三大系列芯片，全面覆蓋信息化領(lǐng)域和工控領(lǐng)域。龍芯1號系列為低功耗、低成本專用嵌入式SoC或MCU處理器，應(yīng)用場景面向嵌入式專用應(yīng)用領(lǐng)域，如物聯(lián)終端、儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)采集等；龍芯2號系列為低功耗通用處理器，應(yīng)用場景面向工業(yè)控制與終端等領(lǐng)域，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、行業(yè)終端、智能制造等；龍芯3號系列為高性能通用處理器，應(yīng)用場景面向PC和服務(wù)器等信息化領(lǐng)域。在信息化領(lǐng)域，國內(nèi)數(shù)十家整機廠商推出了基于龍芯CPU的服務(wù)器設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電子政務(wù)辦公信息化系統(tǒng)，并在金融、教育等應(yīng)用中展開批量應(yīng)用試點；在工控領(lǐng)域，國內(nèi)上百家工控和網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備廠商推出了基于龍芯CPU的工控和網(wǎng)安產(chǎn)品。操作系統(tǒng)公司擁有Loongnix和LoongOS兩大基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)。目前，由英特爾與微軟構(gòu)建的“Wintel”生態(tài)體系，以及ARM公司與安卓構(gòu)建的“AA”生態(tài)體系是全球IT產(chǎn)業(yè)兩大主流選擇。為了打破國外壟斷，龍芯中科開展操作系統(tǒng)內(nèi)核、編譯器、編程語言虛擬機、云計算等基礎(chǔ)軟件領(lǐng)域的研發(fā)工作，形成了面向信息化應(yīng)用的基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)Loongnix，以及面向工控類應(yīng)用的基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)LoongOS，與LoongArch指令系統(tǒng)共同構(gòu)建了完整的基礎(chǔ)軟硬件技術(shù)生態(tài)體系。龍芯操作系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)是API功能不斷簡化、實時性可靠性不斷提高、通過同一系統(tǒng)架構(gòu)實現(xiàn)跨平臺的兼容。目前，兩大平臺已經(jīng)進入相對穩(wěn)定的成熟發(fā)展階段。1.4、業(yè)務(wù)規(guī)模實現(xiàn)跨越式發(fā)展，研發(fā)高投入公司主營業(yè)務(wù)按項目主要分為工業(yè)控制及儀表芯片、信息化類芯片、解決方案三類。在工業(yè)控制及儀表芯片領(lǐng)域，國內(nèi)上百家主要工控和網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備廠商推出基于龍芯CPU工控和網(wǎng)安產(chǎn)品，龍芯CPU在關(guān)基領(lǐng)域應(yīng)用處于試點驗證階段；在信息化類芯片領(lǐng)域，國內(nèi)數(shù)十家整機品牌推出基于龍芯CPU的臺式、筆記本、一體機及服務(wù)器設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于電子政務(wù)行業(yè)，并在金融、教育等行業(yè)開展試點；在解決方案領(lǐng)域，分為硬件模塊和技術(shù)服務(wù)兩個部分，隨著公司市場開拓和客戶接受度提升，技術(shù)服務(wù)業(yè)務(wù)收入占比逐漸降低。2018-2021年，公司業(yè)務(wù)規(guī)模實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。2021年，公司實現(xiàn)營業(yè)收入12.01億元，同比增長10.99%，2018-2021年復(fù)合年均增速為83.93%；歸母凈利潤2.37億元，同比增長229.82%，2018-2021年復(fù)合年均增速為209.42%。2020年，公司凈利潤出現(xiàn)一定下滑，主要由于當(dāng)期股份支用較大所致。公司業(yè)績快速增長主要原因是在關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，客戶對工控類芯片需求不斷增加。同時，基于工控類芯片拓展開發(fā)的新解決方案陸續(xù)完成，帶動公司產(chǎn)品銷量增加。工控業(yè)務(wù)穩(wěn)健增長，信息化類芯片快速發(fā)展。在工控類芯片產(chǎn)品方面，由于政策推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)環(huán)境持續(xù)向好，以及公司推出的工控類芯片產(chǎn)品拓展性、應(yīng)用領(lǐng)域細分市場豐富性增加，工控類芯片銷售收入穩(wěn)步增長，2021年營業(yè)收入達2.95億元，占總營業(yè)收入的比例為24.59%；在信息化類芯片產(chǎn)品方面，公司陸續(xù)推出3A3000系列、3A4000系列芯片產(chǎn)品，性能成倍提升，符合目前已進入快速增長階段的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域應(yīng)用需求，2020年銷售實現(xiàn)了爆發(fā)式增長；2021年下半年由于向使用LoongArch指令系統(tǒng)3A5000系列切換，廠商需時間磨合，形成規(guī)模增長需要一定時間，因此當(dāng)年銷售收入略有下滑，2021年信息化類實現(xiàn)營業(yè)收入6.57億元，占比54.67%。在解決方案方面，收入隨著公司客戶基礎(chǔ)擴大、客戶關(guān)系加深而不斷增加，2021年實現(xiàn)營業(yè)收入2.48億元，營收占比20.66%。公司主營業(yè)務(wù)毛利率總體保持較高水平。2020年銷售毛利率相對較低，主要原因為隨著公司對信息化類市場的不斷開拓，龍芯3號系列芯片銷售占比大幅提高，該領(lǐng)域產(chǎn)品毛利率相對較低，導(dǎo)致當(dāng)年整體毛利率下降所致。分項來看，工控類芯片毛利率最高，2021年為76.08%；信息化類芯片毛利率較低，為44.61%。高度重視研發(fā)投入，研發(fā)費用率顯著提升。2020年公司期間費用較高，主要原因是公司股份支用中16632.05萬元計入當(dāng)期管理費用；剔除股份支付影響后，期間費用占營業(yè)收入比重下降，彰顯出一定的規(guī)模效應(yīng)。2021年，公司期間費用，主要系公司持續(xù)加大研發(fā)力度，研發(fā)費用增長所致。2021年研發(fā)費用率23.37%，較前期增長明顯，主要用于投入3A5000系列芯片在桌面和服務(wù)器領(lǐng)域產(chǎn)品化驗證和運用，同時加強研發(fā)基礎(chǔ)軟件和前瞻探索技術(shù)。2、集成電路市場持續(xù)擴容，國產(chǎn)廠商大有可為2.1、政策紅利持續(xù)釋放，助力自主生態(tài)發(fā)展政策紅利持續(xù)釋放，助力集成電路快速發(fā)展。早在“八五”計劃（1991-1995）期間，我國已明確積極發(fā)展集成電路的目標(biāo)。隨著《中國制造2025》的發(fā)布，我國集成電路產(chǎn)業(yè)迎來跨越式發(fā)展，到2025年國內(nèi)芯片自給率要達到70%?！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)綱要》再次明確，要打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰(zhàn)，瞄準(zhǔn)人工智能、量子信息、集成電路等前沿領(lǐng)域，實施一批具有前瞻性和戰(zhàn)略性的國家重大科技項目。2.2、集成電路市場持續(xù)增長，馬太效應(yīng)顯著全球集成電路市場規(guī)模不斷增長，我國集成電路產(chǎn)業(yè)增速高于全球。集成電路是一種微型電子器件，通過使用一定工藝將晶體管等元件及相連的布線制作于半導(dǎo)體晶片上，成為可以實現(xiàn)特定電路功能的微型結(jié)構(gòu)。中央處理器（CPU）是集成電路中的一種，負責(zé)在計算機中解釋和執(zhí)行各種代碼指令，是計算機核心處理單元。隨著電子產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬和市場需求深層次發(fā)展，全球集成電路市場規(guī)模逐漸增長。根據(jù)Frost&Sullivan，2016-2021年，全球集成電路市場規(guī)模不斷增加，從2767億美元上升至4608億美元，預(yù)計到2022年規(guī)模將達到5023億美元，2016年至2022年間復(fù)合年均增長率為10.45%。2021年我國實現(xiàn)集成電路市場總規(guī)模達10458億元，首次突破萬億，同比增長18.20%，預(yù)計2022年市場規(guī)模將達12036億元，2016至2021年行業(yè)復(fù)合年均增長率為19.25%。從全球競爭格局角度，集成電路產(chǎn)業(yè)頭部效應(yīng)較為明顯。目前全球集成電路市場主要由美國、韓國以及中國臺灣企業(yè)所占據(jù)。根據(jù)Gartner，2021年全球前十大集成電路廠商中，7家為美國企業(yè)（英特爾、美光、高通、博通、德州儀器、英偉達、超威半導(dǎo)體）、2家為韓國企業(yè)（三星、海力士）、1家為中國臺灣省企業(yè)（聯(lián)發(fā)科技）。在全球市占率排名中，前兩名三星、英特爾分別占據(jù)13.7%和13.1%市場份額，第三名海力士市場份額6.5%。2021年全球前十集成電路廠商銷售收入中，三星以759.5億美元位居榜首，英特爾為731.0億美元，海力士為363.3億美元。2.3、兩大體系主導(dǎo)，x86和ARM為主流架構(gòu)CPU行業(yè)存在“Wintel”和“AA”兩種主流體系模式。微軟+Intel合作被稱為“Wintel”聯(lián)盟，自20世紀(jì)80年代以來主導(dǎo)著全球PC市場，在Wintel體系中，CPU廠商生產(chǎn)芯片，操作系統(tǒng)廠商提供操作系統(tǒng)?！癆A”是指ARM+安卓體系，在“AA”體系中，CPU廠商對芯片或系統(tǒng)廠商進行指令系統(tǒng)或CPUIP核授權(quán)，操作系統(tǒng)廠商提供基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)，由整機廠商定制專用芯片和發(fā)行版操作系統(tǒng)。CPU可以分為復(fù)雜指令集（CISC）和精簡指令集（RISC）兩類。指令集是計算機中用來計算和控制系統(tǒng)的一套指令集合，為了將指令轉(zhuǎn)化為電信號傳達給CPU，在CPU設(shè)計時就需要固化各種指令對應(yīng)的芯片電路模塊。因此，指令集是搭建計算機軟硬件溝通的橋梁，對于構(gòu)建生態(tài)體系至關(guān)重要。復(fù)雜指令集（CISC）指令豐富，指令長度可變化，用于復(fù)雜程序執(zhí)行時效率高，但由于指令較復(fù)雜，尋址方式不夠靈活，會降低機器處理速度；而精簡指令集（RISC）指令結(jié)構(gòu)簡單，易于設(shè)計，每條指令長度相同，可以提高處理速度，但由于指令數(shù)較少,功能不及CISC強大。在主流體系架構(gòu)中，x86架構(gòu)采用復(fù)雜指令集；ARM、MIPS、Alpha架構(gòu)采用精簡指令集。ARM和x86架構(gòu)活躍度占據(jù)前兩名。服務(wù)器芯片架構(gòu)中，較為活躍的是x86、ARM和PowerPC架構(gòu)，均支持Debian、Ubuntu、Fedora、CentOS四類操作系統(tǒng)。根據(jù)飛騰2020年《從端到云全棧解決方案白皮書V2.0》披露，對比Linux內(nèi)核（5.3.7版內(nèi)核）對于六種CPU架構(gòu)的維護活躍度，由高到低分別為：ARM64（1468次）、x86（1329次）、PowerPC（879次）、MIPS（310次）、SPARC（114次）和Alpha（64次）。X86服務(wù)器是當(dāng)前服務(wù)器主流品種。x86架構(gòu)除了指令執(zhí)行和單核多線程能力等方面具有較大優(yōu)勢之外，從相關(guān)芯片、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫到各類應(yīng)用軟件，其完善的產(chǎn)業(yè)體系和生態(tài)環(huán)境也帶來了高度用戶粘性，x86服務(wù)器需要與之適配，一直是服務(wù)器的主流品種。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，在銷售額方面，2014-2020年x86服務(wù)器銷售額占比均維持在90%左右。2020年全球x86服務(wù)器占總體服務(wù)器銷售額90.80%。在銷售量方面，2014-2020年x86服務(wù)器銷售量占比高達97%以上。2020年全球x86服務(wù)器占總體服務(wù)器銷售量97.30%。ARM架構(gòu)CPU在邊緣側(cè)占有壓倒性優(yōu)勢。ARM架構(gòu)基于RISC構(gòu)建，相較于x86架構(gòu)可以搭載更多核心，具備低功耗、高性能、生態(tài)開放等優(yōu)勢。ARM架構(gòu)在計算過程中大量使用寄存器，大部分數(shù)據(jù)操作能夠在寄存器中完成，使ARM架構(gòu)有更快的指令執(zhí)行速度。在移動手機市場，ARM的RISC架構(gòu)電路簡單，在手機端發(fā)熱和能耗方面有優(yōu)勢，同時采用一次性專利授權(quán)方式，授權(quán)費與產(chǎn)量脫鉤，解放了手機廠商生產(chǎn)力，壓縮了成本。當(dāng)前ARM架構(gòu)已在邊緣側(cè)占據(jù)壓倒性優(yōu)勢，其應(yīng)用遍及終端場景，2021年ARM在移動端市場占比已超過99%市場份額。隨著邊緣數(shù)據(jù)價值提升，計算邊緣化成為不可阻擋的趨勢，端邊云的協(xié)同將成主流，為ARM架構(gòu)朝云端生態(tài)滲透打開新空間。ARM架構(gòu)將持續(xù)滲透服務(wù)器市場。云計算具有數(shù)據(jù)量極大、用戶數(shù)量眾多特點，ARM架構(gòu)高性能、多核心的兩大特點使其相較于x86架構(gòu)更適用于云計算。目前使用ARM架構(gòu)的服務(wù)器CPU芯片有Neoverse系列，華為鯤鵬920，亞馬遜Graviton3等。根據(jù)ARKINVEST數(shù)據(jù)，預(yù)計到2030年，ARM架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器滲透率將達到71%，因此x86架構(gòu)對數(shù)據(jù)中心服務(wù)器市場主導(dǎo)地位將面臨挑戰(zhàn)。ARM處理器在可拓展性、定制化方面具有優(yōu)勢：可以支持多樣化和快速變化的工作負載，更具可擴展性和成本效益；可根據(jù)不同的利基市場提供更高的定制化服務(wù)，生態(tài)系統(tǒng)更彈性；物理足跡相對較小，符合微型數(shù)據(jù)中心需求。2.4、市場空間廣闊，國產(chǎn)CPU行業(yè)持續(xù)擴容CPU主要應(yīng)用在服務(wù)器和PC領(lǐng)域。服務(wù)器廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫和Web服務(wù)中，主要面向大型公司支持其業(yè)務(wù)發(fā)展；PC個人電腦則用來處理多媒體信息和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，主要支持個人用戶日常使用。CPU是服務(wù)器和PC個人電腦的核心處理單元，其市場規(guī)模、前景與服務(wù)器和PC個人電腦發(fā)展息息相關(guān)。全球服務(wù)器和PC出貨量保持穩(wěn)中有升態(tài)勢。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)：在服務(wù)器方面，受益于全球經(jīng)濟的復(fù)蘇，2021年用戶對數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的投資持續(xù)上漲，全球服務(wù)器出貨量達1354萬臺，同比增長10.98%。PC方面，2015年至2018年全球出貨量呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢，2019年開始，全球PC出貨量開始回升。2021年全球PC出貨量達3.49億臺，創(chuàng)10年新高。中國服務(wù)器和PC出貨量增速快于全球。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，在服務(wù)器方面，2021年中國服務(wù)器出貨量為391.1萬臺，同比增長11.74%，增速快于同期全球服務(wù)器出貨量增速10.98%。在PC方面，2021年中國PC出貨量5700萬臺，同比增長16.09%，增速快于全球PC出貨量增速14.80%。中國x86服務(wù)器市場增速快于全球。從出貨量來看，2014-2020年，全球x86服務(wù)器出貨量增幅情況略有波動，整體呈增長趨勢。全球x86服務(wù)器出貨量從2014年的914.8萬臺增長至2020年的1180.2萬臺，期間復(fù)合年均增長率為4.34%。中國x86服務(wù)器出貨量整體呈上升趨勢，2014-2020年復(fù)合年均增長率為11.61%，增速快于全球2014-2020年均增長率4.34%。2020年中國x86服務(wù)器出貨量為343.9萬臺，同比增長8.11%，快于全球2020年增速1.82%。雙路CPU占據(jù)我國x86服務(wù)器主流。根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)，我國x86服務(wù)器以雙路為主，2016至2020年，雙路服務(wù)器占x86服務(wù)器比重均為80%以上，2020年達到88.8%。2016至2020年雙路CPU占比呈現(xiàn)不斷提升的趨勢。除去雙路服務(wù)器之外，還有單路、四路、八路及以上服務(wù)器，2020年合計占比11.2%?？臻g測算：每臺服務(wù)器CPU數(shù)量不定，每臺PC通常有一顆CPU。2016-2021年，中國服務(wù)器出貨量CAGR為11.33%，在中性假設(shè)下，假設(shè)未來5年國內(nèi)服務(wù)器出貨量增速為8%，并且全是雙路服務(wù)器，每臺服務(wù)器有2顆CPU，單價參考海光2021年度7000系列，2021年度約為8573.52元/個。2016至2021年，我國PC出貨量CAGR為0.55%，在中性假設(shè)下，假設(shè)未來國內(nèi)PC出貨量增速為1.5%，單價參考海光3000系列，2021年度約為1046.24元/顆。測算出2025年中國CPU服務(wù)器和PC領(lǐng)域市場空間分別為912.37億元和632.95億元。分年度來看，預(yù)計2022年-2025年，中國服務(wù)器領(lǐng)域CPU市場空間分別為724.27億元、782.21億元、844.79億元、912.37億元；中國PC領(lǐng)域CPU市場空間分別為還可以根據(jù)用戶需求定制化豐富操作系統(tǒng)功能605.30億元、614.38億元、623.60億元、632.95億元。目前全球CPU市場呈現(xiàn)Intel和AMD寡頭壟斷格局。Intel主導(dǎo)全球CPU市場,在兩公司整體CPU出貨量中，2022年Q1Intel公司占據(jù)64.8%市場份額，AMD占35.1%。中小CPU企業(yè)由于自身體量、資金、技術(shù)等限制，較難在現(xiàn)有格局下突圍。Intel出貨量市場份額接近AMD兩倍，仍然在市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。國產(chǎn)CPU企業(yè)目前主要有海光、兆芯、海思、飛騰、倚天、龍芯和申威等。按采用的指令系統(tǒng)類型可分為三類：龍芯和申威早期曾分別采用MIPS兼容的指令系統(tǒng)和類Alpha指令系統(tǒng)，現(xiàn)已分別采用自主研發(fā)的指令系統(tǒng)；飛騰、海思、倚天采用ARM指令系統(tǒng)；海光和兆芯采用x86指令系統(tǒng)。雖然部分企業(yè)的產(chǎn)品仍然基于海外知識產(chǎn)權(quán)的指令集，但是自研已成為國內(nèi)CPU企業(yè)的大趨勢，完全自主的CPU必將趁著國產(chǎn)化的“東風(fēng)”如雨后春筍般出現(xiàn)。國產(chǎn)CPU企業(yè)業(yè)績持續(xù)高增，發(fā)展勢頭強勁。采用X86指令系統(tǒng)的海光業(yè)績表現(xiàn)強勁，公司營收呈高速增長態(tài)勢，2019-2021年營收CAGR達146.88%。海光2021年實現(xiàn)營收23.1億元，同比增長126.07%；歸母凈利潤實現(xiàn)扭虧為盈，從2020年的-0.39億元增長至2021年的3.27億元。采用ARM指令系統(tǒng)飛騰2019-2021年營收CAGR高達227.34%，2021年實現(xiàn)營收22.18億元，同比增長74.37%。相對于成熟X86架構(gòu)與ARM架構(gòu)，自主研發(fā)指令系統(tǒng)由于在生態(tài)推廣方面需要過程，營收與利潤規(guī)模相對較小。龍芯與申威兩家采用自主研發(fā)指令系統(tǒng)的CPU企業(yè)，公司業(yè)績保持穩(wěn)步增長狀態(tài)，2019-2021年營收CAGR分別為57.20%、21.03%。2021年，龍芯中科實現(xiàn)營定收科12.01億元，同比增長10.99%；歸母凈利潤2.37億元。申威于實現(xiàn)營業(yè)收入2.08億元，同比增長7.22%；歸母凈利潤0.14億元。3、自主生態(tài)壁壘不斷夯實，規(guī)模效應(yīng)有望提升3.1、堅持自主研發(fā)，不斷完善基礎(chǔ)軟硬件生態(tài)我國構(gòu)建完全自主的信息產(chǎn)業(yè)生態(tài)迫在眉睫。隨著全球國際形勢的變化，芯片產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化迫在眉睫。公司堅持走“市場帶技術(shù)”道路，通過體制內(nèi)市場引領(lǐng)帶動技術(shù)進步，再用于體制外的客戶拓展。龍芯通過建立自主指令集，聯(lián)合國內(nèi)廠商建立獨立于Wintel體系和AA體系之外的生態(tài)，掌握產(chǎn)業(yè)話語權(quán)。未來公司將以龍芯Loongnix和LoongOS為基礎(chǔ)，完善基礎(chǔ)軟硬件布局，在信息系統(tǒng)和工控系統(tǒng)兩大領(lǐng)域推進產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，構(gòu)筑自身競爭優(yōu)勢。公司產(chǎn)品下游應(yīng)用市場廣闊。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子政務(wù)、金融、能源、交通、教育、醫(yī)療、通訊、工業(yè)制造等各個領(lǐng)域，打造從端到云的全產(chǎn)業(yè)鏈開放生態(tài)體系，從芯片IP、OS內(nèi)核、主板技術(shù)等核心機上層面提供支持。公司引導(dǎo)合作廠商和客戶建立應(yīng)用適配中心，提供包括龍芯電腦整機、操作系統(tǒng)、辦公外設(shè)環(huán)境及各種基礎(chǔ)軟硬件環(huán)境。已有五個簽約落成產(chǎn)業(yè)園項目，產(chǎn)業(yè)生態(tài)快速發(fā)展。中科院計算所龍芯產(chǎn)業(yè)園項目位于北京市海淀區(qū)的中關(guān)村，于2010年4月正式開工，投資金額超100億元。產(chǎn)業(yè)園建成后，將有“高性能多核CPU研發(fā)與應(yīng)用”及“龍芯安全適用計算機CPU研制和應(yīng)用”兩大國家重大專業(yè)入園，并形成圍繞兩個重大專項的高端集成電路產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)。位于浙江金華的龍芯智慧產(chǎn)業(yè)園，總投資超150億，旨在打造信息技術(shù)和智能制造的產(chǎn)業(yè)集群。目前，龍芯智慧產(chǎn)業(yè)園一期已正式投入運營，2022年產(chǎn)值有望突破100億元。位于江蘇南京龍芯自主創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園自2020年起開始建設(shè)，是龍芯中科第一個成規(guī)模建設(shè)產(chǎn)業(yè)園，項目投資30億元，將開展新型信息技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，吸引上下游企業(yè)入駐。山西長治的龍芯信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)園總投資2.2億元，自2021年2月份以來，以龍芯CPU為核心，逐步形成從芯片、硬盤、主板生產(chǎn)到系統(tǒng)集成、整機制造的完整信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)鏈。安徽合肥計劃引資10億元建設(shè)龍芯國產(chǎn)計算機產(chǎn)業(yè)園，用于自主研發(fā)基于龍芯系列的高性能服務(wù)器、計算機及其他終端產(chǎn)品等。3.2、采用完全自研指令集，從根源實現(xiàn)自主LoongArch源于MIPS，是國內(nèi)首家完全自研指令集。指令系統(tǒng)是軟件生態(tài)的起點，只有從指令系統(tǒng)的根源上實現(xiàn)自主，才能完全打破軟件生態(tài)受制于人的局面。MIPS是MIPS公司開發(fā)的基于固定長度的定期編碼指令集，相比于更為主流的X86和ARM指令系統(tǒng)，MIPS的授權(quán)更為開放。公司與MIPS公司于2011年、2017年簽署了技術(shù)許可合同，在MIPS指令系統(tǒng)基礎(chǔ)上擴展了數(shù)百條自定義指令，形成了MIPS兼容指令系統(tǒng)LoongISA，2018至2020年，公司銷售主要產(chǎn)品就是基于LoongISA指令系統(tǒng)。2020年，在處理器研發(fā)、基礎(chǔ)軟件研發(fā)、生態(tài)體系建設(shè)等方面已具備充足經(jīng)驗積累條件下，龍芯中科徹底擺脫了MIPS指令系統(tǒng)桎梏，推出了自主指令系統(tǒng)LoongArch。作為獨立自主研發(fā)的指令集，LoongArch突破國產(chǎn)化瓶頸，為國家信息安全產(chǎn)業(yè)奠定基礎(chǔ)。LoongArch指令系統(tǒng)掌握“2+3+3+2”十大技術(shù)能力。第一個“2”即獨立設(shè)計和編寫B(tài)IOS及操作系統(tǒng)內(nèi)核能力；“3+3”是基于三大主流編譯器（GCC、LLVM、GoLang）進行編譯器開發(fā)的能力以及三大主流開發(fā)平臺（Java虛擬機、JavaScript、.NET）搭建能力，助力LoongArch指令系統(tǒng)基本達到原有MIPS龍芯生態(tài)成熟度并開始反超；最后一個“2”則是通過兩大高效二進制翻譯系統(tǒng)（LATX、LATA）消除指令系統(tǒng)壁壘，實現(xiàn)廣泛兼容，從X86到LoongArch二進制翻譯系統(tǒng)LATX已經(jīng)能夠運行部分X86/Windows應(yīng)用軟件，龍芯ARM架構(gòu)翻譯系統(tǒng)LATA也已進入預(yù)研階段。指令集架構(gòu)具有較好的自主性、先進性與兼容性。從整個架構(gòu)頂層規(guī)劃，到各部分功能定義，再到細節(jié)上每條指令的編碼、名稱、含義，LoongArch均進行自主重新設(shè)計。吸納近年來指令系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域諸多先進的技術(shù)發(fā)展成果，硬件方面更易于高性能低功耗設(shè)計，軟件方面更易于編譯優(yōu)化和操作系統(tǒng)、虛擬機的開發(fā)。LoongArch融合了各國際主流指令系統(tǒng)的主要功能特性，能夠?qū)崿F(xiàn)多種國際主流指令系統(tǒng)的高效二進制翻譯。3.3、Loongnix和LoongOS具備高度擴展性龍芯中科擁有面向PC與服務(wù)器應(yīng)用的Loongnix，及面向終端與控制類應(yīng)用的LoongOS兩大基礎(chǔ)版操作系統(tǒng)。對商業(yè)品牌操作系統(tǒng)提供技術(shù)支撐，經(jīng)過多個版本的迭代，兩大操作系統(tǒng)可以對龍芯系列處理器和配套芯片提供完備的支持，也可以根據(jù)用戶商業(yè)需求靈活定制具體功能。Loongnix實行“以開源社區(qū)版為基礎(chǔ)支持商業(yè)版和定制版發(fā)展”的生態(tài)模式。以此作為技術(shù)和產(chǎn)品源頭，一方面支持品牌操作系統(tǒng)廠商研發(fā)其商業(yè)發(fā)行版產(chǎn)品，另一方面支持云廠商、OEM等企業(yè)根據(jù)需求研發(fā)其定制版操作系統(tǒng)。Loongnix包括Loongnix-Server、Loongnix-Client以及Loongnix-Cloud三個產(chǎn)品系，分別面向服務(wù)器、個人計算機和云計算領(lǐng)域。Loongnix還推出三維地球顯控中間件LoongEarth，性能大幅優(yōu)于已有三維地球顯控軟件。LoongOS是具備精簡、高效、實時特征的工控類操作系統(tǒng)?；谕ㄓ肔inux內(nèi)核，LoongOS利用RT-Linux技術(shù)實現(xiàn)實時性。支持FrameBuffer、EGL、Wayland三種圖形應(yīng)用模式，具備系統(tǒng)輕量、啟動迅速、開發(fā)便捷等特點；Wayland模式可以支持多窗口應(yīng)用，實現(xiàn)了全功能的三維OpenGL驅(qū)動和編程接口，具備簡潔的個人計算機圖形環(huán)境。LoongOS三種圖形模式都支持Qt編程開發(fā)和應(yīng)用環(huán)境，支持兼容VxWorks的RTAPI編程接口。針對嵌入式系統(tǒng)的需求，實現(xiàn)了文件系統(tǒng)加固、掉電保護、分區(qū)保護、安全隔離等特性，還可以使用配套的集成開發(fā)環(huán)境LDK根據(jù)需求靈活定制專用系統(tǒng)。結(jié)合LoongArch指令集，Loongnix和LoongOS具備高度擴展性。龍芯中科是全世界范圍內(nèi)極少數(shù)既自研指令集又獨立開發(fā)操作系統(tǒng)，并建立了完整軟硬件技術(shù)生態(tài)體系的公司。因此龍芯操作系統(tǒng)可以靈活地將BIOS、Linux內(nèi)核和GCC編譯器、C庫等進行磨合，對包括Java虛擬機、.NET虛擬機、瀏覽器、OpenGL、媒體播放、顯控中間件等在內(nèi)的重要應(yīng)用程序編程接口模塊和功能模塊進行完善，還可以根據(jù)用戶需求定制，豐富操作系統(tǒng)功能，并從硬件和指令集層面配合優(yōu)化系統(tǒng)效果。這種從硬件底層支持高擴展性和高靈活性的特點可以使Loongnix和LoongOS在與其它操作系統(tǒng)的競爭中獲得巨大優(yōu)勢，并在持續(xù)的迭代中打破硬件瓶頸，獲得持續(xù)發(fā)展。3.4、成本性能占優(yōu)，自研芯片行業(yè)地位突出龍芯系列芯片設(shè)計啟動時間早，研發(fā)經(jīng)驗豐富，行業(yè)地位突出?！褒埿尽毕盗惺俏覈钤缪兄频耐ㄓ锰幚砥飨盗兄?，公司已擁有一系列自主專利和知識產(chǎn)權(quán)，技術(shù)優(yōu)勢突出，產(chǎn)品競爭力較強，處于國內(nèi)通用處理器行業(yè)的領(lǐng)先地位。公司