國產CPU發展進程及市場格局如何？

國產化助力打破 CPU 行業壟斷格局。

1. 國產 CPU 起步較早，但發展歷經坎坷

國產 CPU 起步較早，但發展歷經坎坷，大致可概括為開始起步、發展 受限、初具規模三大階段。 國產 CPU 事業開始起步（1950-1970 年）：1956 年，半導體科技被列為 國家新技術四大緊急措施之一。1965 年，我國自主設計研發了與國際水 平相差不大的晶體管 109 機，又于 1968 年研發了小規模集成電路 106 機。 國產 CPU 事業發展受限（1971-1990 年）：70 年代以后，超大規模集成 電路快速發展，以 Intel 4004 為標志的真正意義上的微處理器面世，CPU 正式進入商用時代。此后按照摩爾定律持續快速演進，Intel 也由此開始 統治全球桌面和高性能計算市場。但當時的國內受限于經濟條件、國際 技術封鎖等原因，雖然研制出了基于大規模集成電路的第三代計算機系 統——專用 77 型微機，但喪失了第四代計算機系統（基于超大規模集 成電路）的研究能力。從“七五”開始，一直到“九五”，國家對國產 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 90 年 代，國內大量處理器研究單位關閉，人員大批流失，大學也很少設置硬 件專業，計算機公司變成組裝廠，CPU 設計能力基本喪失。

國產 CPU 事業初具規模（1991 年至今）：隨著國內信息化與電子硬件制 造業的快速發展，“缺芯”的問題再次受到國家高度重視。從“十五”開 始，國產 CPU 自主性的問題再度提上議程，產業政策不斷加碼。在核高 基、泰山計劃、863 計劃等的大力支持下， 國產 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，國內終于培育出了一批國產 CPU 設計單位和研究機構， 發展逐漸走向正軌。 中美關系走向影響國產 CPU事業的發展進程。CPU行業的發展和國防需求、國際關系息息相關。半導體起源于美國國防工業，從 50 年代年至 今，CPU 等電子組件在國防和武器系統中無處不在。1978 年中美關系正 常化，此時國家對于 CPU 在國防建設中的重視程度有所下降，國產 CPU 事業陷入停滯。而 20 世紀 90 年代后，中美競爭全面展開，CPU 事業又 重新受到了國家的高度重視。由此可見，中美關系緊張、對國防需求的 迫切度提高，會加速我國自主芯片的發展進程。

2. 國產 CPU 緊跟全球發展進程，擇優引進和自主研發并進

國產 CPU 架構各異，三大路線各有所長，擇優引進和自主研發并進。 國產 CPU 主要采用 X86 架構、ARM 架構、MIPS 架構和 Alpha 架構， 不同架構下廠商的自主化程度也有所區別。采用 X86 架構的代表廠商有 兆芯和海光，使用 IP 內核授權方式，基于指令集進行 SOC 集成設計， 自主化程度偏低，。采用 ARM 架構的代表廠商有飛騰和華為，使用 ARM 指令集授權方式，基于指令集授權自主設計 CPU，自主化程度較高。采 用 MIPS 架構和 Alpha 架構的代表廠商有龍芯和申威，自研指令集自主 設計，自主化程度極高。

3. 國內 CPU 市場呈現多點開花局面，國產化道路曲折而光明

國產 CPU目前呈現三大陣營，主要包括自主架構陣營、x86陣營和ARM 陣營。其中，自主架構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。

多點開花但各陣營力量單薄，自主可控的發展道路仍然漫長。雖然中國 在 CPU 發展上已經實現多點開花，并初步建立了自主可控的軟硬件生 態，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 的授權和支持，其 CPU 在綜合性能上 比較領先，但由于其成立時間較短，產品的穩定性有待市場檢驗，這需 要較長時間的大規模應用來驗證。更為重要的是，國內團隊對于 AMD 先進 CPU 的消化、吸收再創新需要多年時間，并且未來能否實現可持續 的技術創新，能否自主擴展指令集存在一定的不確定性。ARM 陣營下， ARM 架構服務器雖然有低功耗、并發優勢，但 ARM 單核性能相對于 x86 較弱。值得一提的是，ARM 服務器的重要推動者高通計劃放棄在這 個領域的進一步投入，因此 ARM 服務器的前景有待進一步觀察。自主 架構陣營下，龍芯和申威雖然已經初步建立軟硬件生態，但在實力上仍 然弱小，無法與國外成熟的 Wintel 生態相抗衡，需要政策的持續支持。 集成電路市場需求不斷擴張，CPU行業將保持快速增長趨勢。我國集成 電路行業持續高速發展，2013 年到 2020 年的復合年均增長率為 19.73%，復合增長率是全球增速的近三倍，持續保持高速增長趨勢。2020 年總銷售額高達 8848 億元，同比增長 17.01%。受益于人工智能、大數 據、5G 等技術的發展，預計我國集成電路中的 CPU 行業將在未來繼續 保持快速增長趨勢。

4. CPU 戰略地位顯著，國產化勢在必行

俄烏沖突外溢多重危機，國家大安全戰略下，仍將維持對國產 CPU的 強支持。俄烏沖突爆發后，越來越多的跡象顯示現代戰爭已經不僅限于 熱戰，更像是一場信息科技戰爭。對比 1991 年海灣戰爭中的信息化、數 字化形態，眼下的俄烏沖突更體現了現代戰爭的智能化、算力化形態。 俄烏沖突表明，戰爭打響后 CPU 生產等高技術企業瞬間就會變成攻城 掠地的馬前卒，殺傷力不亞于精確制導武器。突破國外技術壟斷，實現 自主可控，不僅僅局限于技術和商業層面。面對殘酷的現代化戰爭，全 球不確定性和風險加劇，保衛國家安全離不開國產 CPU 的建設。

中美兩國科技博弈加劇，自主可控的需求長期不變，科技強國的道理永 不過時。自特朗普時代開始，美國便有計劃地在 CPU 領域惡意打壓中 國。美國商務部頒布禁令，不僅禁止向中國出口使用美國設備制造的高 端芯片，還將部分中國企業列入黑名單，不許其獲取美國某些半導體技 術。面對美國不斷升級的制裁手段，中國需持續加速國產替代進程，予 以國產 CPU 企業更強有力的政策、資金、人才支持，相信國產 CPU 經 過此次淬煉必將迎來突破性新生。 美國芯片出口管制新規全面打擊信創 CPU流片。2020年10月的美國芯 片出口管制新規增加三個外國直接產品規則，范圍內的所有實體及產品 幾乎受到“0%含美量”制裁，與此前華為待遇類似。28 家實體清單企業 無法進口含美技術的芯片成品，無法在含美產線進行流片；性能可以達 到英偉達 A100 及以上的含美技術的芯片成品均無法進口，且中國企業 設計的性能可以達到相關標準的芯片產品也無法在含美技術產線流片； 最終用途為中國超算的含美技術的整機、芯片、組件等都禁止進口。2022 年 10 月 21 日為上述產品運輸到中國最終用戶的最后日期。此外，新規 還限制美國國籍人員參與中國涉及上述業務的工作，對我國芯片產業實 行全方位限制。

對于國產化廠商的影響較大。對于六大信創 CPU 廠商，首先鯤鵬、海 光、飛騰、申威為實體清單企業，無法使用美國技術和產品進行流片； 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對信創芯片實 現了全面打擊。

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