1、CPU基本构架及产品分类情况
中央处理器(central processing unit,简称CPU),是计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元。CPU的主要功能是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据,从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器进行指令解码,将指令分解成一系列的微操作,连接到各种能够进行所需运算的CPU模块部件,发送控制命令,从而完成指令的执行。其基本构架来看,主要包括运算器、控制器、高速缓冲存储器、内部数据总线、控制总线及状态总线输入/输出接口等模块。
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CPU 是一个庞大的家族,其产品分类来看,主要可以按照指令集和应用领域两种方式进行分类。根据指令集架构,CPU主要包括CISC和RISC两大类型,CISC型(复杂指令集)CPU以Intel和AMD的X86架构为代表,追求高性能,占据95%以上的PC机和服务器市场;RISC型(精简指令集)的ARM架构则凭借低能耗的特点占据移动领域(平板电脑、智能手机等)95%以上的市场份额。
CPU产品分类情况
分类标准 | 类别 | 细分种类 |
基于指令集划分 | CISC(复杂指令集) | X86架构 |
RISC(精简指令集) | MIPS、ARM、POWER、RISC-V | |
基于应用领域划分 | 通用微处理器 | 服务器、桌面、智能终端、超算 |
微控制器 | 汽车电子、工业控制、智能制造、家电 | |
专用处理器 | DSP芯片、安全芯片、AI芯片、GPU芯片 |
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基于应用领域划分,目前在信息化系统中使用的CPU主要可以分为通用微处理器、微控制器、专用处理器。其中通用微处理器按照面向的市场分为用于服务器、桌面(台式机/笔记本)、超级计算机等不同种类的CPU;微控制器即MCU微控制单元,是用于控制类应用的低性能、低功耗 CPU,主要应用于智能制造、工业控制、智能家居、遥控器消费领域,以及汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等;专用处理器实现面向某一领域的特定功能,广泛应用于引擎控制、激光打印机控制、喷绘机控制、机器人控制、高精度伺服系统控制等,而且其它专用处理器还包括深度学习处理器、数据库加速处理器、安全处理器、类脑计算芯片等。
2、行业进入壁垒较高,国家政策频出持续助力
CPU行业作为集成电路产业的重中之重,是名副其实的技术与资本密集型相结合的行业,具有较高的技术、资金和规模、人才以及生态壁垒,具体如下表所示:
CPU行业进入主要壁垒
壁垒名称 | 具体情况 |
技术壁垒 | CPU 作为计算机的运算与控制核心,对通用计算处理能力等性能指标有较高的要求,属于集成电路设计中的最高端产品。掌握 CPU 核心设计能力需要长期积累,需要一批从业经验丰富的高素质工程人员长期持续的研发投入和持续迭代演进,即使引进国外 CPU IP 核,如果没有足够的工程实践和时间积累也很难做到引进消化吸收,技术储备需要较长周期。 |
资金和规模壁垒 | 集成电路企业的产品必须达到一定的资金规模与业务规模,才能通过规模效应获得生存和发展的空间。由于 CPU 产品设计研发周期长及成功的不确定性大, 而电子产品市场变化又十分迅速,经常会出现产品设计尚未完成而企业已面临倒闭,或产品设计完成而已不满足目标市场的要求等局面。因此,资金和规模是行业的重要壁垒。 |
人才壁垒 | CPU及其配套基础软件需要高端人才以及长期的研发投入才能形成高水平成果。而行业内具有丰富经验的高端技术人才相对稀缺,且较多集中在少数领先厂商,因此,人才聚集和储备成为新兴企业的重要壁垒。 |
生态壁垒 | CPU 产品需要研发配套的基础软件,包括如 BIOS、编译系统、操作系统、虚拟机等的配套软件支持。这些基础软件需要高端人才以及长期的技术积累才能形成高水平成果。不同 CPU 指令系统的操作系统、应用软件之间形成了独立的生态体系,不同生态体系承载的软件生态的应用数量、类型和丰富程度迥异,从而构成软件生态壁垒。 |
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由于行业进入壁垒较高,且我国该行业起步较晚,在中美贸易摩擦之时,美国业多次在该领域制裁中国企业,例如2020年8月7日,华为表示,由于美国制裁,华为麒麟高端芯片在9月15日之后无法制造。此外海光、申威、飞腾等多家实体也陆续被美制裁,所以一直以来我国CPU行业对海外依赖性较强。而 CPU行业作为信息产业的基础和核心,是国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业。且海外大厂CPU也可能含有未公开的指令集,留有后门,这对中国信息安全造成严重威胁。因此近些年来为推动我国CPU行业的发展,国家给予了高度重视和大力支持,出台了一系列鼓励、扶持政策,涉及CPU芯片技术规范、集成电路集群发展支持、CPU芯片人才培养支持等内容,为行业国产厂商成长保驾护航。
2018-2022年我国CPU行业部分相关政策情况
时间 | 政策名称 | 相关内容 |
2022年3月 | 2022年汽车标准化工作要点 | 开展汽车企业芯片需求及汽车芯片产业技术能力调研,联合集成电路、半导体器件等关联行业研究发布汽车芯片标准体系,推进CPU控制芯片、感知芯片、通信芯片等标准研充和立项。 |
2022年1月 | 关于深入推进世界一流大学和一流学科建设的若干意见 | 面向集成电路、人工智能、储能技术、数宇经济等关键领城加强交叉学科人才培养。强化科教融合,完善人才培育引进与团队、平台、项目描合机制,把科研优势转化为育人优势。 |
2021年12月 | 十四五”数宇经济发展规划 | 瞄准传感器、量子信息、网络通信、集成电路等战略性的瞻性领域,提商数字技术基础研发能力;完善 5G,集成电路新能源汽车、人工智能、工业互联网等鱼点产业供应链体系 |
2021年7月 | 关于加快培育发展制造业优质企业的指导就见 | 依托优质企业组建创新联合体或技术创新战略联盟,开展协同创新,加大共础零部件。甚础电子元器件、集成电路等领城关键核心技术、产品、装备攻关和示范应用等。 |
2020年7月 | 新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策 | 国家鼓励集成电路线宽小于 28 纳米(含)且经营期在15 年以上的集成电路生产企业或项目,第一年至第十年免征企业所得税;鼓励集成电路线宽小于65纳米含目经营期在15年以上的集成电路生产企业或项目第一年至第五年免征企业所得税,第六年至第十年按照 25%的法定税率减半征收企业所得税;鼓励集成电路线宽小于130纳米(含)且经营期在10年以上的集成电路生产企业或项目第一年至第二年免征企业所得税,第三年至第五年按照 25%的法定税率减半征收企业所得税。 |
2019年5月 | 关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告 | 依法成立且符合条件的集成电路设计企业和软件企业,在2018年12月31日前自获利年度起计优惠期,第一年至第二年免征企业所得税,第三年至第五年按照 25%的法定税率减半征收企业所得税,并享受至期满为止。 |
2018年3月 | 关于集成电路生产企业有关企业所得税政策问题的通知 | 对于集成电路生产项目给予税收优惠政策,进一步 优惠类支持集成电路产业发展。 |
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3、国内技术水平提升,国家电网专利申请量全球第一
在行业技术规范、人才培养等相关规范性、支持性等政策支持下,我国CPU行业取得一定发展,行业技术水平也得到提升,对比全球CPU行业技术来源国情况来看,目前我国已经成为全球CPU第一大技术来源国,其与第二名拉开差距也较大。根据数据显示,2021年我国CPU专利申请量占全球CPU专利总申请量的59.76%,排名第一;其次是美国,其CPU专利申请量占全球CPU专利总申请量的15.99%,排名第二。
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另外,就全球CPU行业申请专利数量排名前十申请人来看,截止至2021年,我国的国家电网公司CPU专利申请数量最多,以2471项排名第一,且在全球CPU行业申请专利数量排名中我国共有三家公司占据前十地位,除了国家电网公司之外,还有华为技术有限公司和苏州浪潮智能科技有限公司,其排名分别为第五和第九。
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4、国产厂商茁壮成长,行业国产化步伐逐渐加快
随着行业政策环境的持续助力,以及国内CPU相关技术水平的提升,行业内国产厂商逐渐成长,这也使得我国CPU行业整体国产化步伐逐渐加快。目前,国内共有海光、兆芯、龙芯中科、华为鲲鹏、飞腾和申威六家国产CPU厂商均进入了信创名录,获得工信部自主可控的认可,且这六家均实现自主可控。就我国CPU行业这六家国产厂商模式来看,其也均各具特点,如龙芯和申威二者原先海外授权方现均停止授权,切换到了自研指令集,无海外授权纠纷风险;飞腾和鲲鹏则是拥有ARM架构永久授权;而海光和兆芯则是与海外成立合资公司,获得X86技术授权。
国内六家CPU企业指今集及模式特点
公司简称 | 指令集架构 | 模式特点 |
龙芯中科心 | MIPS/LoongArch | 不存在海外授权纠纷,海外授权方已停止更新,公司切换到自研指令集。 |
申威科技 | ALPHA/SW-64 | 不存在海外授权纠纷,海外授权方已停止更新,公司切换到自研指令集心。 |
天津飞腾 | ARM | 拥有ARM 架构永久授权。 |
华为馄鹏 | ARM | 拥有ARM 架构永久授权。 |
海光信息 | X86 | 与AMD 成立合资公司,获得 AMD 技术授权。 |
上海兆芯 | X86 | 与威盛成立合资公司,获得X86 技术授权,2020 年获得威盛部分X86 技术转让。 |
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5、下游需求旺盛,我国将长期是全球CPU最大消费市场
CPU行业市场需求来看,其可搭载设备多样化,既可以应用在服务器、工作站、 个人计算机(台式机、笔记本电脑)、移动终端和嵌入式设备等不同设备上,同时CPU产品也已经广泛应用到消费电子、工业电子、物联网、数据中心等领域。下游应用行业十分广泛。
近些年,我国智能手机和计算机整机需求高峰期已过,市场增长动力不足,其产量增长也都出现了瓶颈。智能手机方面,2022年Q3我国智能手机出货量下降16%,已经连续第六个季度出现下滑。计算机方面,疫情下地方政府、教育部门对办公设备的采购明显萎缩,终端需求下降,从2016年到2021年我国PC出货量也从5547万台下降至了4727万台。
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尽管如此,但是我国智能手机和计算机两类产品体量本身就较为庞大,再加上近些年来我国电子政务、智慧交通、智慧口岸、消费电子、工业电子、物联网等行业的兴起,所以当前国内CPU的需求量仍然非常旺盛。未来我国也仍将长期是全球最大的CPU消费市场,一方面,我国人口基数大,智能手机、计算机等用户基数也十分庞大,其迭代更新将支撑起国内CPU市场需求;另一方面,在“中国制造”向着“中国智者”转变的过程中,CPU作为智能化的核心部件在国内的需求市场增长潜力巨大。
6、“政策+需求”驱动,国产CPU厂商存在赶超机会
总的来说,近几年我国CPU行业技术水平得到了一定的提升,业内相关国产厂商也借着政策方面频频吹来的“东风”茁壮成长,使得行业国产化步伐逐渐加快。但是,不得不提的是目前我国CPU技术水平与国外相比仍然存在一定差距,目前国产CPU与全球领先水平的差距主要是在性能差距和生态差距。性能上,国产 CPU 的微架构在乱序执行、高速缓存、多核互联等技术上都与先进水平存有差距;生态上差距则主要体现在软硬件整体,由于国产CPU积累不够,因此即使产品技术部分性能已基本满足使用需求,但其用户整体体验和稳定性仍有差距。这也说明我国CPU行业仍还有较大发展空间,未来国产厂商仍需不断努力。
国产CPU和Intel产品对比
国产CPU | 发布时间 | 对应Intel产品 | Imtel发布时间 |
海光7285 | 2020Q1 | 8376H(铂金) | 2020Q2 |
兆芯开胜KH-30000 | 2019Q2 | 7代i5 | 2017Q1 |
馄鹏920-7260 | 2019Q1 | 至强(铂金) 8180处理器 | 2017Q3 |
飞腾S2500日 | 2020Q3 | 至强E5 | 2016Q1 |
龙芯3C5000日 | 2022Q2 | 至强E5 | 2016Q1 |
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尽管当前我国CPU行业技术水平与国外先进水平相比仍有差距,但是我国CPU行业技术正在快速逼近国际先进水平,未来国产CPU仍存在赶超机会。当前我国对进口通用处理器过度依赖已经成为我国信息产业发展的一大软肋,影响到我国多个产业链条的供应端。在此背景下我国政府将持续加大对国产CPU的支持,包括对CPU相关企业的研发引导、资金支持以及财税优惠政策等。而且根据上文分析可知未来我国也仍将长期是全球最大的CPU消费市场,在行业“政策+需求”驱动下,我国CUP行业发展潜力较大,同时行业国产进程将继续加快,业内国产厂商竞争力有望赶超国际先进企业。(LQM)
观研报告网发布的《中国CPU行业发展趋势分析与未来投资调研报告(2022-2029年)》涵盖行业最新数据,市场热点,政策规划,竞争情报,市场前景预测,投资策略等内容。更辅以大量直观的图表帮助本行业企业准确把握行业发展态势、市场商机动向、正确制定企业竞争战略和投资策略。本报告依据国家统计局、海关总署和国家信息中心等渠道发布的权威数据,结合了行业所处的环境,从理论到实践、从宏观到微观等多个角度进行市场调研分析。
行业报告是业内企业、相关投资公司及政府部门准确把握行业发展趋势,洞悉行业竞争格局,规避经营和投资风险,制定正确竞争和投资战略决策的重要决策依据之一。本报告是全面了解行业以及对本行业进行投资不可或缺的重要工具。观研天下是国内知名的行业信息咨询机构,拥有资深的专家团队,多年来已经为上万家企业单位、咨询机构、金融机构、行业协会、个人投资者等提供了专业的行业分析报告,客户涵盖了华为、中国石油、中国电信、中国建筑、惠普、迪士尼等国内外行业领先企业,并得到了客户的广泛认可。
本研究报告数据主要采用国家统计数据,海关总署,问卷调查数据,商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局,部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据,企业数据主要来自于国家统计局规模企业统计数据库及证券交易所等,价格数据主要来自于各类市场监测数据库。本研究报告采用的行业分析方法包括波特五力模型分析法、SWOT分析法、PEST分析法,对行业进行全面的内外部环境分析,同时通过资深分析师对目前国家经济形势的走势以及市场发展趋势和当前行业热点分析,预测行业未来的发展方向、新兴热点、市场空间、技术趋势以及未来发展战略等。
【目录大纲】
第一章 2018-2022年中国CPU行业发展概述
第一节 CPU行业发展情况概述
一、CPU行业相关定义
二、CPU行业基本情况介绍
三、CPU行业发展特点分析
四、CPU行业经营模式
1、生产模式
2、采购模式
3、销售/服务模式
五、CPU行业需求主体分析
第二节 中国CPU行业生命周期分析
一、CPU行业生命周期理论概述
二、CPU行业所属的生命周期分析
第三节 CPU行业经济指标分析
一、CPU行业的赢利性分析
二、CPU行业的经济周期分析
三、CPU行业附加值的提升空间分析
第二章 2018-2022年全球CPU行业市场发展现状分析
第一节 全球CPU行业发展历程回顾
第二节 全球CPU行业市场规模与区域分布情况
第三节 亚洲CPU行业地区市场分析
一、亚洲CPU行业市场现状分析
二、亚洲CPU行业市场规模与市场需求分析
三、亚洲CPU行业市场前景分析
第四节 北美CPU行业地区市场分析
一、北美CPU行业市场现状分析
二、北美CPU行业市场规模与市场需求分析
三、北美CPU行业市场前景分析
第五节 欧洲CPU行业地区市场分析
一、欧洲CPU行业市场现状分析
二、欧洲CPU行业市场规模与市场需求分析
三、欧洲CPU行业市场前景分析
第六节 2022-2029年世界CPU行业分布走势预测
第七节 2022-2029年全球CPU行业市场规模预测
第三章 中国CPU行业产业发展环境分析
第一节 我国宏观经济环境分析
一、中国GDP增长情况分析
二、工业经济发展形势分析
三、社会固定资产投资分析
四、全社会消费品零售总额
五、城乡居民收入增长分析
六、居民消费价格变化分析
七、对外贸易发展形势分析
第二节 我国宏观经济环境对CPU行业的影响分析
第三节 中国CPU行业政策环境分析
一、行业监管体制现状
二、行业主要政策法规
三、主要行业标准
第四节 政策环境对CPU行业的影响分析
第五节 中国米粉CPU产业社会环境分析
第四章 中国CPU行业运行情况
第一节 中国CPU行业发展状况情况介绍
一、行业发展历程回顾
二、行业创新情况分析
三、行业发展特点分析
第二节 中国CPU行业市场规模分析
一、影响中国CPU行业市场规模的因素
二、中国CPU行业市场规模
三、中国CPU行业市场规模解析
第三节 中国CPU行业供应情况分析
一、中国CPU行业供应规模
二、中国CPU行业供应特点
第四节 中国CPU行业需求情况分析
一、中国CPU行业需求规模
二、中国CPU行业需求特点
第五节 中国CPU行业供需平衡分析
第五章 中国CPU行业产业链和细分市场分析
第一节 中国CPU行业产业链综述
一、产业链模型原理介绍
二、产业链运行机制
三、CPU行业产业链图解
第二节 中国CPU行业产业链环节分析
一、上游产业发展现状
二、上游产业对CPU行业的影响分析
三、下游产业发展现状
四、下游产业对CPU行业的影响分析
第三节 我国CPU行业细分市场分析
一、细分市场一
二、细分市场二
第六章 2018-2022年中国CPU行业市场竞争分析
第一节 中国CPU行业竞争要素分析
一、产品竞争
二、服务竞争
三、渠道竞争
四、其他竞争
第二节 中国CPU行业竞争现状分析
一、中国CPU行业竞争格局分析
二、中国CPU行业主要品牌分析
第三节 中国CPU行业集中度分析
一、中国CPU行业市场集中度影响因素分析
二、中国CPU行业市场集中度分析
第七章 2018-2022年中国CPU行业模型分析
第一节 中国CPU行业竞争结构分析(波特五力模型)
一、波特五力模型原理
二、供应商议价能力
三、购买者议价能力
四、新进入者威胁
五、替代品威胁
六、同业竞争程度
七、波特五力模型分析结论
第二节 中国CPU行业SWOT分析
一、SOWT模型概述
二、行业优势分析
三、行业劣势
四、行业机会
五、行业威胁
六、中国CPU行业SWOT分析结论
第三节 中国CPU行业竞争环境分析(PEST)
一、PEST模型概述
二、政策因素
三、经济因素
四、社会因素
五、技术因素
六、PEST模型分析结论
第八章 2018-2022年中国CPU行业需求特点与动态分析
第一节 中国CPU行业市场动态情况
第二节 中国CPU行业消费市场特点分析
一、需求偏好
二、价格偏好
三、品牌偏好
四、其他偏好
第三节 CPU行业成本结构分析
第四节 CPU行业价格影响因素分析
一、供需因素
二、成本因素
三、其他因素
第五节 中国CPU行业价格现状分析
第六节 中国CPU行业平均价格走势预测
一、中国CPU行业平均价格趋势分析
二、中国CPU行业平均价格变动的影响因素
第九章 中国CPU行业所属行业运行数据监测
第一节 中国CPU行业所属行业总体规模分析
一、企业数量结构分析
二、行业资产规模分析
第二节 中国CPU行业所属行业产销与费用分析
一、流动资产
二、销售收入分析
三、负债分析
四、利润规模分析
五、产值分析
第三节 中国CPU行业所属行业财务指标分析
一、行业盈利能力分析
二、行业偿债能力分析
三、行业营运能力分析
四、行业发展能力分析
第十章 2018-2022年中国CPU行业区域市场现状分析
第一节 中国CPU行业区域市场规模分析
影响CPU行业区域市场分布的因素
中国CPU行业区域市场分布
第二节 中国华东地区CPU行业市场分析
一、华东地区概述
二、华东地区经济环境分析
三、华东地区CPU行业市场分析
(1)华东地区CPU行业市场规模
(2)华南地区CPU行业市场现状
(3)华东地区CPU行业市场规模预测
第三节 华中地区市场分析
一、华中地区概述
二、华中地区经济环境分析
三、华中地区CPU行业市场分析
(1)华中地区CPU行业市场规模
(2)华中地区CPU行业市场现状
(3)华中地区CPU行业市场规模预测
第四节 华南地区市场分析
一、华南地区概述
二、华南地区经济环境分析
三、华南地区CPU行业市场分析
(1)华南地区CPU行业市场规模
(2)华南地区CPU行业市场现状
(3)华南地区CPU行业市场规模预测
第五节 华北地区CPU行业市场分析
一、华北地区概述
二、华北地区经济环境分析
三、华北地区CPU行业市场分析
(1)华北地区CPU行业市场规模
(2)华北地区CPU行业市场现状
(3)华北地区CPU行业市场规模预测
第六节 东北地区市场分析
一、东北地区概述
二、东北地区经济环境分析
三、东北地区CPU行业市场分析
(1)东北地区CPU行业市场规模
(2)东北地区CPU行业市场现状
(3)东北地区CPU行业市场规模预测
第七节 西南地区市场分析
一、西南地区概述
二、西南地区经济环境分析
三、西南地区CPU行业市场分析
(1)西南地区CPU行业市场规模
(2)西南地区CPU行业市场现状
(3)西南地区CPU行业市场规模预测
第八节 西北地区市场分析
一、西北地区概述
二、西北地区经济环境分析
三、西北地区CPU行业市场分析
(1)西北地区CPU行业市场规模
(2)西北地区CPU行业市场现状
(3)西北地区CPU行业市场规模预测
第十一章 CPU行业企业分析(随数据更新有调整)
第一节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优势分析
第二节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优劣势分析
第三节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
第四节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
第五节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
·····
第十二章 2022-2029年中国CPU行业发展前景分析与预测
第一节 中国CPU行业未来发展前景分析
一、CPU行业国内投资环境分析
二、中国CPU行业市场机会分析
三、中国CPU行业投资增速预测
第二节 中国CPU行业未来发展趋势预测
第三节 中国CPU行业规模发展预测
一、中国CPU行业市场规模预测
二、中国CPU行业市场规模增速预测
三、中国CPU行业产值规模预测
四、中国CPU行业产值增速预测
五、中国CPU行业供需情况预测
第四节 中国CPU行业盈利走势预测
第十三章 2022-2029年中国CPU行业进入壁垒与投资风险分析
第一节 中国CPU行业进入壁垒分析
一、CPU行业资金壁垒分析
二、CPU行业技术壁垒分析
三、CPU行业人才壁垒分析
四、CPU行业品牌壁垒分析
五、CPU行业其他壁垒分析
第二节 CPU行业风险分析
一、CPU行业宏观环境风险
二、CPU行业技术风险
三、CPU行业竞争风险
四、CPU行业其他风险
第三节 中国CPU行业存在的问题
第四节 中国CPU行业解决问题的策略分析
第十四章 2022-2029年中国CPU行业研究结论及投资建议
第一节 观研天下中国CPU行业研究综述
一、行业投资价值
二、行业风险评估
第二节 中国CPU行业进入策略分析
一、目标客户群体
二、细分市场选择
三、区域市场的选择
第三节 CPU行业营销策略分析
一、CPU行业产品营销
二、CPU行业定价策略
三、CPU行业渠道选择策略
第四节 观研天下分析师投资建议