20220327-西南证券-计算机_数字经济_系列专题（一）_国产服务器CPU研究框架_104页

国产服务器CPU研究框架总结

核心内容

本报告围绕“数字经济”与“国产替代”两大主题，分析了国产服务器CPU的发展背景、市场格局、技术演进趋势及主要厂商的布局策略。报告指出，在数字经济推动下，服务器作为底层算力支撑，市场需求将持续增长，同时，国际贸易形势的不确定性也促使国产替代成为重要趋势。

主要观点

• 数字经济与国产替代双轮驱动：预计到2025年，中国服务器出货量将达525.2万台，市场规模约350亿美元。同时，芯片自给率目标为70%，预计国产x86芯片出货量超700万颗，市场规模约158亿美元。

• 国产CPU厂商竞争格局：当前主流国产CPU厂商包括兆芯、海光（x86架构）、飞腾、海思（ARM架构）、龙芯（MIPS架构）和申威（Alpha架构）。短期内，海光、鲲鹏及飞腾最有望受益于信创和新基建的爆发，1-3年内迎来出货高增。龙芯等厂商凭借全栈自主可控技术路径亦有望快速发展。

• 国产CPU与服务器协同效应：中科曙光为海光信息第一大股东，二者业务形成良好协同。海光提供高性能CPU，曙光在计算产业的布局为其芯片放量打下基础。

关键信息

服务器与CPU概述

• 服务器定义：高性能计算机，提供特定网络服务，包括硬件和软件。
• 服务器功能：数据存储、传输、处理和发布。
• 服务器构成：主要由CPU、内存、磁盘、网卡、电源等组成，其中CPU和内存占总成本的80%。
• 服务器分类：塔式、机架式、刀片式和机柜式，各有其优缺点及适用场景。

CPU分类与发展趋势

• 指令集架构：CISC（x86）与RISC（ARM、MIPS、RISC-V）是主要分类。CISC性能高、生态完善；RISC低功耗、生态逐步完善。
• CPU性能与成本：CPU成本占服务器整体硬件成本的32%至83%，是服务器最核心的部件。
• 全球CPU市场格局：X86架构主导市场，其中Intel占据主导地位，AMD在服务器领域不断增长。ARM架构在移动终端市场占据主导，非X86领域如MIPS、Power等也在特定领域有应用。

国产CPU行业篇

• 行业需求：服务器CPU市场增长空间巨大，尤其在信创和新基建背景下，国产替代需求强烈。
• 市场格局：当前市场由Intel和AMD主导，但ARM和RISC-V等架构正在逐步扩展至服务器市场。

国产CPU厂商篇

• 主要厂商：兆芯、海光、飞腾、海思、龙芯、申威。
• 市场前景：海光、鲲鹏及飞腾短期内受益明显，龙芯等厂商则依靠全栈自主可控技术路径有望实现快速发展。

处理器演进方向

• 从通用到专用：XPU、FPGA、DSA、ASIC等专用芯片应运而生。
• 从底层到顶层：架构优化对性能和效能提升有显著作用。
• 异构与集成：如苹果M1 Ultra芯片通过UltraFusion架构实现多芯片整合，提升性能与能效。

风险提示

• 国际贸易形势恶化风险
• 信创国产化率不达预期
• 海光芯片出货量不及预期
• 行业竞争加剧

技术与市场展望

• 多核与多线程：多核提升性能功耗比，多线程提高总体性能。
• 制程提升：随着摩尔定律的逐渐失效，制程工艺的优化成为提升性能的关键。
• 微架构改进：涉及指令集拓展、硬件虚拟化、大内存、乱序执行等，对CPU性能和效能有直接影响。
• 未来趋势：异构计算、Chiplet技术、3D封装等成为提升算力的关键方向。

总结

本报告从数字经济与国产替代双轮驱动出发，分析了国产服务器CPU的市场前景、技术路径及主要厂商布局，强调了CPU在服务器中的核心地位及其对算力提升的关键作用。报告指出，未来CPU将向多核、多线程、异构计算等方向演进，同时，Chiplet技术、3D封装等将成为推动算力提升的重要手段。在国产替代背景下，海光、鲲鹏及飞腾等厂商有望在信创和新基建领域实现快速增长。