國(guó)產(chǎn)CPU的2024：逆境前行，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一年

CPU作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心和大腦，在國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了多元化的技術(shù)路徑，包括Arm、x86、LoongArch、SW64和RISC-V等不同的指令集架構(gòu)，背后是華為、飛騰、海光、兆芯、龍芯、申威、平頭哥等眾多致力于CPU研發(fā)的企業(yè)。

多年來(lái)，國(guó)內(nèi)CPU產(chǎn)業(yè)一直將自主可控作為發(fā)展的核心，隨著國(guó)際政治格局的變化和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的迅猛增長(zhǎng)，下一步，國(guó)產(chǎn)CPU產(chǎn)業(yè)如何發(fā)展？2024快要過(guò)去了，國(guó)產(chǎn)CPU，過(guò)得好嗎？

2024年，國(guó)產(chǎn)CPU逆境中沖擊高端

在地緣政治挑戰(zhàn)下，國(guó)產(chǎn)CPU如何在先進(jìn)工藝受阻等挑戰(zhàn)下持續(xù)創(chuàng)新是關(guān)注焦點(diǎn)。并且，隨著國(guó)產(chǎn)CPU走入新階段，沖擊高端顯然是必經(jīng)之路。

2024年3月，在飛騰第一大股東中國(guó)長(zhǎng)城的公告中，公布了新一代服務(wù)器CPU騰云S5000C開(kāi)發(fā)成功、并已對(duì)部分重點(diǎn)客戶(hù)進(jìn)行送樣測(cè)試的消息。隨后4月，飛騰正式發(fā)布了騰云S5000C服務(wù)器液冷解決方案，5月又發(fā)布了S5000C在金融行業(yè)反洗錢(qián)業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供算力，意味著這款產(chǎn)品在高端服務(wù)器和關(guān)鍵行業(yè)中已經(jīng)打開(kāi)了市場(chǎng)應(yīng)用。

飛騰騰云S5000C是飛騰新一代高性能服務(wù)器CPU，相比上一代產(chǎn)品，該產(chǎn)品單核計(jì)算性能大幅提升，擁有64核、32核、16核3種產(chǎn)品形態(tài)，兼容ARMv8指令集，支持硬件虛擬化，產(chǎn)品支持商業(yè)和工業(yè)分級(jí)，主要面向計(jì)算服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、AI服務(wù)器、高端網(wǎng)安、行業(yè)級(jí)業(yè)務(wù)主機(jī)服務(wù)器系統(tǒng)、大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心等場(chǎng)景。

龍芯中科方面，繼2023年年末發(fā)布龍芯3A6000后，前不久在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示：目前在研主芯片是3B6600，為8核桌面處理器，集成GPGPU及PCIE接口，設(shè)計(jì)性能達(dá)到市場(chǎng)主流產(chǎn)品先進(jìn)水平，計(jì)劃明年交付流片。

根據(jù)官方測(cè)試，該產(chǎn)品上一代3A6000在2.5GHz頻率下，SPEC CPU 2006 base單線程整數(shù)、浮點(diǎn)性能分別為43.1分、54.6分，多線程可達(dá)155分、140分?？傮w性能與英特爾2020年上市的第10代酷睿四核處理器相當(dāng)。在此基礎(chǔ)上，3B6600的性能值得期待。

要指出的是，在地緣政治影響下，國(guó)產(chǎn)CPU面臨著供應(yīng)鏈重組和技術(shù)發(fā)展受阻等挑戰(zhàn)。目前，飛騰、龍芯、兆芯等國(guó)產(chǎn)CPU廠商，普遍采取的策略是通過(guò)使用成熟工藝，并基于Chiplet技術(shù)實(shí)現(xiàn)多核構(gòu)建。由于Chiplet技術(shù)能集成多核、滿(mǎn)足高效能運(yùn)算處理器的需求，且相較于更先進(jìn)的工藝制程，Chiplet綜合成本更低，在當(dāng)前情況下，不失為是延續(xù)產(chǎn)品路線圖、迅速推出新產(chǎn)品的有效策略。

業(yè)務(wù)進(jìn)入轉(zhuǎn)型期，高性能、多元布局是關(guān)鍵

2024年，國(guó)產(chǎn)CPU發(fā)展正呈現(xiàn)出新的趨勢(shì)。一方面，積極拓展開(kāi)放型市場(chǎng)已經(jīng)成為推動(dòng)發(fā)展的關(guān)鍵因素；另一方面，行業(yè)正快速步入調(diào)整期，這一點(diǎn)在海光和龍芯的財(cái)報(bào)中表現(xiàn)得尤為明顯。為了適應(yīng)市場(chǎng)變化和需求，國(guó)產(chǎn)CPU企業(yè)正致力于構(gòu)建多元化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提供全棧式的產(chǎn)品解決方案，這不僅有助于提升競(jìng)爭(zhēng)力，也為開(kāi)拓更廣闊的市場(chǎng)空間提供了有力支持。

根據(jù)公開(kāi)的財(cái)報(bào)信息，海光2024年的營(yíng)收和凈利潤(rùn)顯著增長(zhǎng)，這與其產(chǎn)品線的多樣性、市場(chǎng)定位、成本控制等因素密不可分。而龍芯則正處在關(guān)鍵調(diào)整期，營(yíng)收和利潤(rùn)情況并不樂(lè)觀，下文會(huì)進(jìn)一步說(shuō)明。

數(shù)據(jù)來(lái)源：公司財(cái)報(bào)，<與非研究院>整理
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對(duì)比飛騰、海光和龍芯2019-2023年的營(yíng)收和利潤(rùn)來(lái)看：飛騰、龍芯的營(yíng)收和利潤(rùn)，在2021年達(dá)到空前高點(diǎn)后，之后有所波動(dòng)，飛騰在2022年經(jīng)歷下滑后，2023年實(shí)現(xiàn)了營(yíng)收增長(zhǎng)（2023年利潤(rùn)未公布）。而龍芯是連年下滑的狀態(tài)，并在2023年虧損3.28億元。海光則呈現(xiàn)顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)，尤其在2022年和2023年增長(zhǎng)迅速，到2023年達(dá)到營(yíng)收60.12億元。

數(shù)據(jù)來(lái)源：公司財(cái)報(bào)，<與非研究院>整理

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分析海光近幾年的顯著增長(zhǎng)，主要?dú)w因于幾個(gè)關(guān)鍵因素：首先，服務(wù)器領(lǐng)域?qū)?guó)產(chǎn)CPU的需求增加，這直接推動(dòng)了銷(xiāo)售收入的大幅增長(zhǎng)。其次，海光的產(chǎn)品線得到了豐富和加強(qiáng)，海光二號(hào)、深算二號(hào)等新產(chǎn)品的推出，滿(mǎn)足了市場(chǎng)對(duì)高性能處理器的需求。

而龍芯的虧損，也反映了國(guó)產(chǎn)CPU在轉(zhuǎn)型期間面臨的一部分困境。龍芯在公告中解釋?zhuān)菏芎暧^經(jīng)濟(jì)環(huán)境、行業(yè)周期變化以及電子政務(wù)市場(chǎng)調(diào)整期的影響，導(dǎo)致采購(gòu)量減少，同時(shí)傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)工控領(lǐng)域因客戶(hù)內(nèi)部管理事宜采購(gòu)暫時(shí)停滯，加之市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，共同導(dǎo)致了營(yíng)業(yè)收入的較大幅度下滑。并且，信息化領(lǐng)域產(chǎn)品銷(xiāo)量下降，導(dǎo)致了單顆產(chǎn)品固定成本分?jǐn)傇龈?，同時(shí)為了拓展市場(chǎng)份額，部分產(chǎn)品銷(xiāo)售價(jià)格承壓，雙重因素導(dǎo)致毛利率較上年同期有較大下降。此外，所獲政府補(bǔ)助低于往年同期也帶來(lái)了一定影響。

與營(yíng)收、利潤(rùn)的波動(dòng)相比，三家CPU企業(yè)在的研發(fā)投入都在穩(wěn)定增長(zhǎng)，這也反映了高端處理器作為典型的技術(shù)密集型領(lǐng)域的一大特征。特別是海光，近幾年的研發(fā)支出基本都處于高投入水平，從2019年的3億元，增長(zhǎng)到2023年的19.92億元；飛騰研發(fā)投入從2019年的2.62億元，增長(zhǎng)到2023年的10億元；龍芯研發(fā)投入從2019年的0.71億元增長(zhǎng)到2023年的4.25億元。

數(shù)據(jù)來(lái)源：公司財(cái)報(bào)，<與非研究院>整理

持續(xù)加大的研發(fā)投入，有助于CPU企業(yè)在技術(shù)上保持領(lǐng)先，快速響應(yīng)前沿應(yīng)用需求。此外，多元的產(chǎn)品線布局，也是國(guó)產(chǎn)CPU企業(yè)呈現(xiàn)出的一大特點(diǎn)。海光以GPGPU架構(gòu)為基礎(chǔ)、采用“類(lèi)CUDA”通用并行計(jì)算架構(gòu)的DCU深算系列是其布局重點(diǎn)，公開(kāi)信息顯示，海光2023年在研項(xiàng)目投入中，DCU相關(guān)的投入占比達(dá)到40.39%，而2022年為21.41%。

龍芯方面，也傳出在加大突破GPGPU技術(shù)、多線程技術(shù)、片間互連技術(shù)、基礎(chǔ)軟件技術(shù)等，以期總體提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為后續(xù)可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

這也反映了AIGC持續(xù)快速發(fā)展的時(shí)代背景下，國(guó)產(chǎn)CPU廠商在已有技術(shù)路徑中，積極打開(kāi)市場(chǎng)空間上限、加速尋求多元發(fā)展的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略。下一步，國(guó)產(chǎn)CPU企業(yè)與大模型的適配、產(chǎn)品生態(tài)方面進(jìn)行綜合提升將會(huì)是主要著力點(diǎn)。

國(guó)產(chǎn)CPU技術(shù)水平和應(yīng)用前景

對(duì)比國(guó)產(chǎn)六大CPU當(dāng)前的產(chǎn)品情況，在制程工藝、架構(gòu)、主頻與核心數(shù)量、緩存等方面，展現(xiàn)出了不同的技術(shù)水平和應(yīng)用方向。

圖表：國(guó)產(chǎn)六大CPU主要性能、特性對(duì)比，<與非研究院>匯總整理

制程工藝方面，各品牌國(guó)產(chǎn)CPU展現(xiàn)出不同的水平。華為鯤鵬920以7nm工藝率先推出，龍芯3A6000采用12nm工藝，飛騰騰銳D2000基于 14nm 工藝。海光CPU部分產(chǎn)品應(yīng)該與x86同類(lèi)產(chǎn)品制程相近，以14nm為主。申威處理器多采用成熟的28nm工藝，主要面向特種領(lǐng)域應(yīng)用，今年上半年開(kāi)始流片的申威8A芯片未公布具體工藝，據(jù)稱(chēng)測(cè)試顯示部分性能指標(biāo)表現(xiàn)優(yōu)于市場(chǎng)同類(lèi)型產(chǎn)品。

處理器架構(gòu)方面，國(guó)產(chǎn)CPU呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)。龍芯基于自研的LoongArch指令集，強(qiáng)調(diào)自主可控；飛騰和華為鯤鵬則基于Arm架構(gòu)，兼容全球Arm生態(tài)；海光和兆芯則采用x86架構(gòu)，生態(tài)兼容性好。申威處理器則使用自研的申威64位指令集，針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化。

主頻和核心數(shù)量是決定CPU性能的重要因素。此外，緩存大小、能效表現(xiàn)等也對(duì)CPU的性能有重要影響（概況可參見(jiàn)上方圖表）。兼容性和擴(kuò)展性方面，國(guó)產(chǎn)CPU普遍表現(xiàn)較好。用戶(hù)在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)具體需求和場(chǎng)景來(lái)選擇合適的CPU型號(hào)，以充分發(fā)揮其性能和功能。

在信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下，國(guó)產(chǎn)CPU近年來(lái)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。自2020年信創(chuàng)發(fā)展元年以來(lái)，國(guó)家政策的頂層規(guī)劃和多輪試點(diǎn)的推進(jìn)，為國(guó)產(chǎn)CPU的規(guī)?；茝V奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。黨政領(lǐng)域作為信創(chuàng)落地的先行者，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用覆蓋，落地實(shí)踐率迅速提升，截至2021年末已達(dá)到57.01%。

在電信、金融、交通等行業(yè)，國(guó)產(chǎn)CPU同樣展現(xiàn)出強(qiáng)大的市場(chǎng)潛力。電信領(lǐng)域中，國(guó)產(chǎn)CPU多次入圍大型運(yùn)營(yíng)商集采，為電信級(jí)關(guān)鍵應(yīng)用提供服務(wù)。金融領(lǐng)域中，國(guó)產(chǎn)CPU在銀行、證券、保險(xiǎn)等行業(yè)均有落地應(yīng)用，推動(dòng)了金融信息化轉(zhuǎn)型。能源、交通、工業(yè)、教育等領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)CPU也提供了全面的技術(shù)解決方案，支持了行業(yè)的數(shù)字化升級(jí)。

針對(duì)業(yè)界對(duì)于本土CPU持續(xù)提升競(jìng)爭(zhēng)力、以及所面向應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展前景，<與非研究院>進(jìn)行了幾項(xiàng)調(diào)研。結(jié)果顯示，持續(xù)提升產(chǎn)品性能、服務(wù)支持、實(shí)現(xiàn)技術(shù)自主可控這些因素，被認(rèn)為是提升競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵；應(yīng)用方面，數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、AI智算、高性能計(jì)算等領(lǐng)域，被普遍看好。

來(lái)源：<與非研究院>數(shù)據(jù)調(diào)研

來(lái)源：<與非研究院>數(shù)據(jù)調(diào)研

寫(xiě)在最后

面臨國(guó)際貿(mào)易環(huán)境變化、國(guó)內(nèi)政策支持和市場(chǎng)需求增長(zhǎng)的多重變化下，自主創(chuàng)新成為國(guó)產(chǎn)CPU發(fā)展的唯一出路，也是走向高端化的必由之路。

我們看到，國(guó)產(chǎn)CPU在繼續(xù)加大研發(fā)投入，鞏固市場(chǎng)地位的同時(shí)，不斷探索新的增長(zhǎng)點(diǎn)。并且，供應(yīng)鏈管理、強(qiáng)化生態(tài)建設(shè)始終是國(guó)產(chǎn)CPU的發(fā)展重點(diǎn)。此外，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在生態(tài)上實(shí)現(xiàn)更高的效率和更垂直的深度合作等，都是需要繼續(xù)探索的路徑，從而實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)CPU的升級(jí)和廣泛應(yīng)用。