电子行业中国芯系列报告之一:国产PC及服务器CPU,突围可能性有多大?

类别:行业研究 机构:华鑫证券有限责任公司 研究员:徐鹏 日期:2018-06-12

引言:2018年,中兴通讯危机为国人敲响了警钟,发展自主可控芯片对于一个企业乃至国家的重要性不言而喻。我们针对国产芯片展开研究并推出系列报告,本篇作为系列报告中的第一篇首先聚焦于技术难度及壁垒极高的PC及服务器CPU。移动端CPU(例如华为麒麟芯片)在本报告中暂不提及。

    CPU发展速度虽放缓,但技术及专利壁垒门槛极高。二十世纪80年代至今,PC行业的大发展带动了CPU技术的巨大进步。但从2012开始,全球PC销量呈现下滑态势,PC处理器的需求也随之下降。尽管行业巨头英特尔否认摩尔定律失效,但CPU性能的增长速度放缓已经是不争的事实。LinusTechTips的实验结果显示,英特尔旗舰CPU单核性能的提升速度逐步放缓。这意味着进一步缩小工艺制程变得越来越难,成本也越来越高。虽然CPU发展速度放缓,但行业技术及专利门槛极高。过去几十年来,英特尔通过不断的高研发投入,构筑复杂的CPU专利网。每当竞争对手站出来挑战时,英特尔往往采用专利武器进行打压。Cyrix、VIA等曾经辉煌一时的挑战者,均倒在英特尔的专利大棒和市场地位下。

    软硬件生态是最大的壁垒,中国CPU参与国际竞争机会渺茫。英特尔和微软的合作被称为Winte联盟(即Windows+Inte),两家公司在新产品的发布上紧密合作,以发挥硬件和软件的最大性能。Winte联盟主导着全球PC及服务器市场,打造了强大的生态系统,大大提升了CPU领域的进入门槛。对于一个CPU的新进入者,主要面临着三大难题:1)众多零组件厂商的支持;2)整机厂商的支持;3)众多软件厂商的支持。除此之外,编译器、API基础软件、中间件等等生态也在很大程度上将CPU新进入者挡在门外。消费电子领域的软硬件生态系统一旦发展壮大,后进入者想要切入难度非常大。微软和英特尔这样实力雄厚的巨头作为后进入者在手机领域遭遇的惨败便是最好的证明。因此,我们认为在现有的Winte生态统治下,中国PC及服务器CPU企业参与国际竞争的机会渺茫。

    正面追赶虽难,但实现部分CPU自主可控的机会已来临。我们认为机会主要来自于三个方面:1)英特尔提供的CPU透明度很低,类似于一个黑箱子,而近十年移动端处理器ARM的崛起,大大降低了CPU不透明的风险。2)CPU行业弱势厂商迫于竞争及盈利压力对外输出技术,例如近几年AMD和威盛开始对外授权部分核心技术。3)中国自主架构CPU厂商多年来百折不挠的坚持。

    国产CPU实力较弱但多点开花,并初步建立自主软硬件生态。国产CPU从产品线上可以分成三大阵营,主要包括自主架构阵营、x86阵营和ARM阵营。其中,自主架构阵营参与者主要包括龙芯和申威;x86阵营包括上海兆芯和天津海光(中科曙光参股);ARM阵营包括飞腾(中国长城拟参股)和华芯通。自主架构CPU阵营的龙芯和申威,目前已经初步建立了自主可控的软硬件生态。例如,在申威的软硬件生态中,申威处理器和I/O套片等作为硬件平台,中标麒麟、深度和睿思提供系统软件;达梦、金仓、神州通用和南大通用提供数据库支持,东方通、金蝶和中创提供中间件支撑,并完成办公软件、多媒体、浏览器等应用移植,具备了日常办公、娱乐、专有业务和个人事务处理的能力。在龙芯的生态中,国内的众多软件、硬件和整机厂商均参与其中,共同打造龙芯生态。目前,国产CPU及配套软硬件虽然尚不具备直接与Winte生态竞争的实力,但已经在政府、国防、高性能计算机、北斗导航、网络安全、工业控制等等领域得到了越来越多的应用,形成了多个小型的软硬件生态。

    发展国产CPU的建议:也许在未来很长一段时间,我国的自主可控软硬件生态尚不具备同Winte竞争的实力,但至少在很大程度上可以保证国家的信息安全。更重要的是,通过这些软硬件生态的不断发展来积累技术实力,争取将来行业出现换道竞争机会的时候,我们有机会赢得战略主动。对于进一步发展国产CPU,我们的建议主要包含以下几个方面:1)坚持长期的、高强度的投入;2)均衡发展自主可控软硬件生态的各个环节;3)加大对国产CPU及软硬件生态产品的采购力度;4)建立公平合理的评价和竞争机制。

    相关上市公司:国内上市公司中尚未有纯正的PC及服务器CPU投资标的,投资者可以关注参股海光信息的中科曙光和拟收购天津飞腾部分股权的中国长城。

    风险提示:(1)国产CPU技术研发进程低于预期;(2)中国在晶圆制造领域进展缓慢;(3)国外技术封锁。

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