芯片之路的創(chuàng)新與突圍

一款CPU芯片能否被市場所認(rèn)可，需要突破三重大關(guān)：性能是否能滿足要求，是否有適合的生態(tài)環(huán)境以及芯片能不能量產(chǎn)。

通過在研發(fā)上下重注，芯片性能提升只是時(shí)間問題，而通過Fabless模式，將生產(chǎn)、封測交給更專業(yè)的廠商不失為一種精明的選擇，而生態(tài)化主要看選擇研發(fā)的方向是否正確，目前我國服務(wù)器的主流結(jié)構(gòu)是x86，其市占率高達(dá)88%-90%，圍繞x86下功夫才能保證有合適的生態(tài)環(huán)境。

但滿足上述一個條件的公司較多，而三個能同時(shí)滿足順利將自家芯片打入市場的公司則是鳳毛麟角，而本次的主角：海光信息，則是為數(shù)不多的同時(shí)擁有深厚研發(fā)實(shí)力與廣闊發(fā)展前景的公司。

海光信息2019-2021年三年?duì)I收為3.79億，10.22億，23.10億，收入幾乎連年翻番，而凈利潤則為-1.37億，-0.82億，4.37億，在2021年擺脫了虧損的局面，成功實(shí)現(xiàn)了扭虧為盈，原因在于公司研制的海光一號、海光二號已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

海光到底做對了什么事，才讓它如此迅速的進(jìn)入了業(yè)績收獲期？

01收獲豐碩的海光

海光信息的實(shí)力，最直觀的體現(xiàn)在其產(chǎn)品已經(jīng)開始實(shí)現(xiàn)收入與利潤的同步增長。

海光信息主要出售芯片CPU與DCU，CPU成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的芯片包括海光一號和二號，三號在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，四號正在研發(fā)，而DCU方面的深算一號已經(jīng)走入市場，深算二號正在加緊研發(fā)中。

海光信息2019-2021年三年?duì)I收為3.79億，10.22億，23.1億，收入幾乎連年翻番，而凈利潤則為-1.37億，-0.82億，4.37億，靠著海光二號的優(yōu)異表現(xiàn)成功實(shí)現(xiàn)了翻身。

這并非突然的靈光一閃，而是海光長久以來的研發(fā)積累實(shí)力與獨(dú)特的銷售模式。

海光的研發(fā)費(fèi)用2019-2021年分別是1.75億，5.46億，7.45億，三年砸下14.66億，而公司三年利潤連十個億都沒有，可以說在業(yè)績反轉(zhuǎn)之前海光已經(jīng)在研發(fā)上下了重本。

這還僅是費(fèi)用化的研發(fā)投入，由于集成電路的特殊性，在研發(fā)早期研發(fā)支出資本化率較高，研發(fā)費(fèi)用化支出只是冰山一角，根據(jù)招股書披露，三年研發(fā)資本化支出為6.89億，5.58億，8.4億，比例分別為79.71%、51.18%和53.02%。

如果將資本化費(fèi)用納入統(tǒng)計(jì)范圍，海光信息在研發(fā)上前前后后投了35億左右。

35億左右的研發(fā)費(fèi)用使得海光產(chǎn)品極具競爭力，截止于2021年年底，海光手上發(fā)明專利就有136項(xiàng)，154項(xiàng)軟件著作權(quán)，81項(xiàng)集成電路布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)，而且每一代產(chǎn)品相對于上一代產(chǎn)品漲價(jià)明顯，毛利率空間更高。

2020年開始，海光二號開始成為公司頂梁柱時(shí)，公司毛利率就在持續(xù)上升，2019年為37.31%，2020年突破50%，2021年創(chuàng)新高達(dá)到55.95%，度過早期研發(fā)階段之后，一旦得到市場驗(yàn)證進(jìn)行商業(yè)化，規(guī)模效應(yīng)將迅速顯現(xiàn)，業(yè)績反轉(zhuǎn)速度極快。

作為設(shè)計(jì)企業(yè)還有問題在于生產(chǎn)并不完全掌握在自己手里，銷售的同時(shí)受到產(chǎn)能的限制，根據(jù)招股書顯示7100系列在2021年產(chǎn)銷率均超過100%，出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。

但海光信息專門研發(fā)了一套生產(chǎn)模式：“產(chǎn)能規(guī)劃、半成品備貨”。

簡單來說就是公司會提前 6 個月制定生產(chǎn)計(jì)劃而且每兩周更新客戶預(yù)測需求及時(shí)備貨，而且提前生產(chǎn)準(zhǔn)備適量裸片（半成品），根據(jù)招股書披露，海光信息三年期半成品存貨分別為1億，0.31億，1.46億，完全滿足市場所需。

而海光之所以能快速進(jìn)入業(yè)績收獲期還有一個重要因素：海光的研發(fā)走在了正確的道路上。

02、CPU發(fā)展的決定性因素：生態(tài)環(huán)境

CPU能不能發(fā)展好有一個最重要的前提條件：是否有滿足CPU生態(tài)環(huán)境，簡而言之就是否有生存土壤。

計(jì)算機(jī)的所有程序都需要轉(zhuǎn)化為“指令”才能在CPU上運(yùn)行，而這就需要CPU有一套指令集。指令集分為復(fù)雜指令集代表為x86，簡單指令集代表為ARM，MIPS，Alpha三兄弟。

雖然看起來非常復(fù)雜，但微軟和因特爾已是絕對龍頭，其代表作就是在x86架構(gòu)之下形成的產(chǎn)業(yè)生態(tài)優(yōu)勢，論銷售額應(yīng)用x86處理器的服務(wù)器在全部服務(wù)器中占比約為91%，論銷售量占比則超過97%。

因此，基于x86兼容是芯片行業(yè)走向全球的必經(jīng)之路。而海光做好x86架構(gòu)的兼容，就是最正確的選擇。

早在2016年，海光信息和AMD簽訂了《技術(shù)許可協(xié)議》，海光通過永久IP內(nèi)核授權(quán)的方式獲得x86 CPU設(shè)計(jì)核心技術(shù)，且是國內(nèi)唯二基于x86架構(gòu)的處理器。

根據(jù)招股書顯示，海光的3000系列，5000系列，7000系列都兼容x86指令集，而這三個產(chǎn)品產(chǎn)生的營收占總體營收比于90%左右，幾乎可以說海光的產(chǎn)品可以完美契合目前x86的生態(tài)系統(tǒng)。

所以一經(jīng)推廣，開拓市場的速度極快而且分布較廣，2018年以來，不僅服務(wù)器廠商可以搭載海光，金融領(lǐng)域的工商銀行與中國銀行，能源化工的兩桶油還有電信運(yùn)營商的數(shù)據(jù)中心都可以用，潛在市場規(guī)模相當(dāng)大。

僅截止于2021年12月31日，海光信息手上的訂單就有21.07億元，2022年上半年?duì)I收與21年全年?duì)I收基本持平。

而另一款拳頭產(chǎn)品DCU“深算一號”也不可小覷，DCU也并非孤軍奮戰(zhàn)而是汲取了CPU領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)，DCU可以兼容“類CUDA”環(huán)境，而且從性能上來看，海光DCU不弱于英偉達(dá)的A100與AMD的MI100，這種表現(xiàn)可以讓“深算一號”拿到之后進(jìn)入大數(shù)據(jù)處理，人工智能，商業(yè)計(jì)算領(lǐng)域的通行證。

縱觀CPU，在打入生態(tài)之后，CPU之間的競爭都是性能競爭，AMD與Intel每次發(fā)布會都是性能肌肉大比武，而海光本身在CPU深耕多年且最新研發(fā)成果性能開始追上行業(yè)龍頭的步伐，運(yùn)用利潤繼續(xù)投入研發(fā)，隨著研發(fā)實(shí)力進(jìn)一步增強(qiáng)其市場份額與發(fā)展?jié)摿Ρ貙⒌玫教嵘?/p>

03、新興市場中一起成長才是正道

國內(nèi)芯片公司的成功，離不開新興行業(yè)催熟的芯片需求。

曾經(jīng)的電腦、手機(jī)等消費(fèi)電子行業(yè)已進(jìn)入完善甚至停滯階段，這一領(lǐng)域的芯片已幾乎沒有成長發(fā)展空間，想要在這一領(lǐng)域中繼續(xù)追趕國際巨頭極為不易。

但新興市場的發(fā)展給了國內(nèi)芯片行業(yè)一次趕超機(jī)會。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)量變得前所未有的巨大， 結(jié)果就是根據(jù)應(yīng)用材料數(shù)據(jù)來看，2020年機(jī)器數(shù)據(jù)量為6.6Z，Z可以理解為一個你無法想象的龐大記數(shù)單位，而且到了2025年，這種數(shù)據(jù)量將會增加至157Z，是目前的24倍左右，這都引起了中央的注意。

2022年3月份，全國人大開了一場會，會議上通過了一份計(jì)劃報(bào)告，報(bào)告中明確指出國家層面上實(shí)施“東數(shù)西算”工程，將東部密集的算力需求有序引導(dǎo)到西部，使數(shù)據(jù)要素跨域流動，催生了一個圍繞數(shù)據(jù)的新興市場。

而東數(shù)西算的核心就是在西部地區(qū)建立若干個數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心這個基建設(shè)施內(nèi)最重要的設(shè)備是服務(wù)器，交換機(jī)等等，一個服務(wù)器由若干零部件組成，包括內(nèi)存，GPU，硬盤，還有海光的主營產(chǎn)品：CPU。所以數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶動產(chǎn)業(yè)鏈，而產(chǎn)業(yè)鏈最上游就是海光等一類服務(wù)器零部件廠商。

根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)較為主流的x86服務(wù)器出貨量年年呈上升趨勢，2020年創(chuàng)新高達(dá)到343.9萬臺，與步入下行趨勢的消費(fèi)電子設(shè)備完全不同，而出貨量保證了零部件商有充分的市場空間。

海光的另一類主要產(chǎn)品DCU，是一款基于GPGPU架構(gòu)的芯片，主要運(yùn)用在兩個方面，一個是商業(yè)計(jì)算和大數(shù)據(jù)處理，其二是人工智能。

在海外，英偉達(dá)的業(yè)務(wù)主要為四個方面：游戲，數(shù)據(jù)中心，專業(yè)可視化和汽車，而其中增速最快的業(yè)務(wù)之一是數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)。

英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心收入在 2015 年僅為3.4億美元，2020 年高速增長至為106.13億美元。從2015年至2021年，NVIDIA數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的年均復(fù)合增長率為63.49%，其增速遠(yuǎn)超NVIDIA其他板塊業(yè)務(wù)的收入增速，NVIDIA數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入的快速增長體現(xiàn)了下游數(shù)據(jù)中心市場對于GPGPU的旺盛需求。

而下游一個典型應(yīng)用就是超級數(shù)據(jù)中心，超級數(shù)據(jù)中心往往對算力提出更高的要求，而DCU剛好發(fā)揮其作用，下游超級數(shù)據(jù)數(shù)量增加自然可以帶動DCU的市場規(guī)模，根據(jù)思科預(yù)測，到2021年年底超級數(shù)據(jù)中心可達(dá)到628個，而且占全部數(shù)據(jù)中心比例首次超過50%。

所以海光的兩大產(chǎn)品基本上都綁上一個成長性非常強(qiáng)的下游市場，在下游市場蓬勃發(fā)展之時(shí)，即使海光躺在地上，也是躺在一個高速上行的電梯里，在上升的時(shí)期中海光肯定能找到自己獨(dú)有的發(fā)展之路。

簡而言之，數(shù)據(jù)中心和AI領(lǐng)域兩大需求端的飛速增長，直接推動了海光作為供給者的產(chǎn)業(yè)地位。

海光在很多場合都強(qiáng)調(diào)“銷售一代、驗(yàn)證一代、研發(fā)一代”的研究路徑使得海光的研發(fā)能夠追上時(shí)代，在充分尊重市場生態(tài)的前提下快速提升產(chǎn)品性能，而這種研發(fā)思想才是海光最核心的護(hù)城河和源源不斷，持續(xù)發(fā)展的動力。

參考資料：

[1] 海光信息招股書

[2] 擁抱CPU星辰大海，點(diǎn)亮GPU夢想之光 財(cái)通證券

[3] 國產(chǎn)CPU領(lǐng)軍，加速突破高端市場--海光信息深度報(bào)告 國金證券

[4] 海光信息（688041.SH）：專注服務(wù)器與數(shù)據(jù)中心，高端處理器企業(yè)乘風(fēng)國產(chǎn)替代 東亞前海證券