【研报】电子行业深度报告：CPU研究框架-210106（107页）.pdf

1、证券研究报告 电子行业 2021年1月6日 CPU研究框架 行业深度报告 目录 一、CPU投资逻辑框架 CPU产业链：先进制程数字芯片产业链 我们如何看待国产CPU未来格局 当前国产CPU发展的三大路线 从指令集架构看CPU市场格局 二、详解CPU：IC产业中的“珠穆朗玛峰” 三、知己知彼：CPU的全球格局与行业龙头 四、国产CPU自主之路：详解六大国产CPU 从指令集架构看CPU市场格局 RISC CISC Alpha X86 RISC-V Power PC MIPS ARM 嵌入式、桌 面、服务器 服务器、桌面 服务器 IOT、手机 服务器、桌面 嵌入式、服 务器、桌面 90% RISC

2、90% CISC CPU按指令集架构分类国外企业国内企业应用领域 国产CPU产业链先进制程数字芯片产业链 CPU是数字芯片，基于制程越小，性能越好的规律，CPU产业链是先进制程数字芯片产业链。 当前国产CPU产业链进口替代：设计环节，华为鲲鹏，飞腾等龙头已经跻身世界一流水平，封测环节，通 富承接AMD7nmCPU封测，14nm及以下结点的先进制程，设备、材料、EDA/IP、制造等环节与国外领先 龙头差距较大，目前仍采用“外循环为主+内循环为辅”的模式。 北方 华创 华海 清科 华峰 测控 屹唐 盛美中微 万业 企业 至纯 科技 精测 电子 设备材料EDA/IP 沪硅 产业 江丰 电子 神工 股

3、份 安集 鼎龙 金宏 气体 雅克 科技 寒 武纪 芯原 股份 芯 华章 芯动 科技 制造封测 中芯 国际 长电 科技 通富 微电 设计 华为 飞腾 兆芯 申威 龙芯 海光 华天 科技 CPU产业链的巨头大多集中在海外，它们位居产业链各个环节核心，对全球CPU行业起着决定性的作用。 设计环节：英特尔和AMD几乎垄断通用型CPU的市场；设备、材料、EDA/IP等环节国内龙头与国外龙头差 距较大，国产化率较低；制造环节：目前只有台积电和三星有5nm制程生产能力，但均需使用美国设备； 封测环节：目前中国台湾、中国大陆、美国三分天下。 海外CPU产业链先进制程数字芯片产业链 设备材料EDA/IP 信越

4、化学 SUM CO 卡 博特 陶氏 住友 化学 新思 科技 铿腾 电子 明导 国际 ARM 制造封测 台 积电 日 月光 安靠 设计 英特尔 AMD 苹果 三星 IBM 高通 联发科 英 特尔 三星 格罗 方德 矽品 精密 英特尔 三星 应用 材料 阿 斯麦 东京 电子 LAM 科天 爱德万 泰瑞达 国产CPU发展的三大路线 IP内核授权 指令集架构授权 授权+自主研制指令集 指令集授权方式 技术路线核心代表厂商自主化程度 自主化程度：极高，申威 已基本实现完全自主可控 缺点：生态构建极其困难 自主化程度：较高，安全 基础相对牢靠、拥有自主 发展权 缺点：生态构建较为困难 自主化程度：低，未来

5、扩 充指令集难度较大，但生 态迁移成本小、性能高 缺点：安全基础不牢靠 基于指令系统进 行SOC集成设计 X86内核授权 基于指令集架构 授权自主设计 CPU核心 ARM指令集授权 自主研制指令集 MIPS架构+自研 Alpha架构+自研 我们如何看待国产CPU未来格局 除了先进制程某些环节缺失以外，国产CPU还存在一个严重的短板，即来自于国内CPU生态建设的落后。 生态对于CPU产业影响极大。上世纪90年代，以复杂指令集为代表的英特尔凭借着与微软的Wintel体系，在通 用CPU领域占据了绝大多数份额，至今仍牢不可破。精简指令集则被逐渐挤压到嵌入式市场，后来智能手机兴 起后才获得新生：ARM

6、通过构筑与Android的生态合作（AA体系），占据了全球95%的移动芯片授权市场。 对于X86内核授权的厂商：生态最为完善，但发展存在安全可控和技术授权两大壁垒，海光自去年被美国政府 列入实体清单后，AMD表示最新的架构不再进行授权，兆芯使用威盛电子的x86早期授权，性能相对落后。 对于Arm指令集授权厂商：生态体系与安全可控最为平衡，且通过架构授权把握主动权，随着Arm生态愈发繁 荣，若不考虑美国实体清单的负面影响，前景最为光明。 对于自研架构厂商：完全自主可控的引领者，厚积而薄发，其最大的瓶颈在于生态壁垒。 总结：目前国产CPU主要需求来自服务器、政企、工业等市场，鲜少出现在消费级市场。