CPU芯片行業(yè)國產(chǎn)供應(yīng)能力顯著提升 人工智能時代下市場增量需求可觀

一、CPU芯片是計算機(jī)“大腦”，近年在電子設(shè)備普及與信息技術(shù)快速發(fā)展下市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)容

根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國CPU芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀研究與投資前景預(yù)測報告（2025-2032）》顯示，CPU芯片其實(shí)就是中央處理單元（CentralProcessingUnit，簡稱CPU），是計算機(jī)的“大腦”，是由單晶硅制成的電子元件，用于執(zhí)行計算機(jī)的所有計算任務(wù)和處理數(shù)據(jù)。

得益于智能手機(jī)、平板電腦、服務(wù)器等電子設(shè)備的普及和升級換代，以及云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)的快速發(fā)展，近年我國包括CPU芯片市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。數(shù)據(jù)顯示，2022年我國CPU芯片行業(yè)市場規(guī)模達(dá)到了2003.45億元，同比增長10%。進(jìn)入2023年，這一趨勢并未放緩，市場規(guī)模進(jìn)一步增長至約2160.32億元。預(yù)計2025年，我國CPU芯片行業(yè)的市場規(guī)模將增長至2484億元左右。

數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)，觀研天下整理

目前CPU芯片以x86生態(tài)和ARM生態(tài)為主。其中由于x86架構(gòu)CPU起步較早，生態(tài)體系較其他架構(gòu)CPU具有明顯優(yōu)勢，因此，x86架構(gòu)CPU占據(jù)了全球桌面PC、服務(wù)器領(lǐng)域約90%的市場份額，處于顯著領(lǐng)先地位。

x86生態(tài)和ARM生態(tài)對比情況

資料來源：公開資料，觀研天下整理

二、人工智能時代帶來增量需求， CPU芯片市場發(fā)展前景可觀

隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計算等新技術(shù)發(fā)展成熟，信息產(chǎn)業(yè)進(jìn)入人工智能時代，算力成為下一代基礎(chǔ)設(shè)施，而算力的核心就是 CPU、GPU 等高端處理器芯片。在桌面 PC 領(lǐng)域，AI PC的面世為行業(yè)注入了新的活力，它融合了設(shè)備、邊緣計算及云技術(shù)，具備卓越的計算與先進(jìn)的 AI 能力，可滿足生成式AI工作負(fù)載的要求，推動 PC 市場向高端化、智能化發(fā)展，為 CPU、GPU 等高端處理器芯片行業(yè)開辟了新的增長路徑；在服務(wù)器領(lǐng)域，云計算中心作為算力的集中承載平臺對高性能服務(wù)器芯片需求穩(wěn)定而強(qiáng)勁，同時邊緣服務(wù)器市場需求快速增長；在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備領(lǐng)域，人工智能技術(shù)的快速演進(jìn)，將在協(xié)作領(lǐng)域出現(xiàn)大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用機(jī)會。因此，人工智能時代的到來給 CPU芯片市場帶來巨大的增量需求。

數(shù)據(jù)來源：公開數(shù)據(jù)，觀研天下整理

三、自主安全趨勢日趨明顯，國產(chǎn)CPU芯片供應(yīng)能力得到了顯著提升

芯片是信息社會的基石，是實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐，自主研發(fā)并推廣應(yīng)用安全可靠的CPU芯片對我國信息產(chǎn)業(yè)至關(guān)重要。近年在政策扶持、AI算力需求激增以及地緣政治博弈等多重因素的推動下，我國國產(chǎn)CPU芯片市場正在快速增長。

與此同時，隨著國內(nèi)芯片制造技術(shù)的不斷進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)鏈的日益完善，我國CPU芯片的供應(yīng)能力得到了顯著提升。以“六大國產(chǎn)CPU龍頭”之一兆芯集成為例：具體如下：

兆芯集成自2013年設(shè)立以來，通過“引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新”的發(fā)展路徑，完全掌握了通用處理器及其配套芯片的自主研發(fā)和技術(shù)迭代能力，實(shí)現(xiàn)了在CPU設(shè)計研發(fā)技術(shù)的全面貫通和自主創(chuàng)新突破，成為目前國內(nèi)領(lǐng)先的可同時面向桌面PC、服務(wù)器、工作站以及嵌入式等多領(lǐng)域，并持續(xù)兼容x86指令集的CPU設(shè)計企業(yè)。

兆芯集成目前已全面掌握CPU芯片設(shè)計研發(fā)全環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)自主指令集拓展與內(nèi)核微架構(gòu)設(shè)計、自主互連架構(gòu)設(shè)計、自主IP設(shè)計、自主設(shè)計方法、自主測試驗證體系及自主知識產(chǎn)權(quán)體系六大自主創(chuàng)新突破，完成了“張江”、“五道口”、“陸家嘴”、“永豐”、“世紀(jì)大道”五代內(nèi)核微架構(gòu)的演進(jìn)升級，并在多個關(guān)鍵指標(biāo)層面創(chuàng)造了多項國內(nèi)第一。如KX-6000系列處理器是國內(nèi)首款實(shí)現(xiàn)主頻3.0GHz關(guān)鍵突破的通用處理器；新一代KX-7000系列處理器產(chǎn)品關(guān)鍵性能參數(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，最高工作頻率達(dá)3.7GHz，再度刷新國內(nèi)自研處理器量產(chǎn)頻率記錄。

兆芯集成完成了“張江”、“五道口”、“陸家嘴”、“永豐”、“世紀(jì)大道”五代內(nèi)核微架構(gòu)的演進(jìn)升級

資料來源：公開資料，觀研天下整理

目前，國內(nèi)多家知名桌面PC、服務(wù)器廠商均已推出搭載了兆芯CPU芯片的整機(jī)產(chǎn)品。其中，桌面PC為公司傳統(tǒng)優(yōu)勢領(lǐng)域，建立了領(lǐng)先的市場地位。2024年，在聯(lián)想開天、軟通計算機(jī)、紫光、升騰、視源等頭部桌面PC廠商的國產(chǎn)終端出貨中，搭載兆芯CPU的產(chǎn)品占比位列第一。

除了兆芯集成外，華為、海光、龍芯等本土廠商也在不斷發(fā)力。如龍芯中科采用完全自主研發(fā)的LoongArch架構(gòu)，擁有100%自研指令集，徹底擺脫了海外授權(quán)風(fēng)險。其研發(fā)的龍芯系列芯片，不僅在性能上持續(xù)優(yōu)化，更在安全性、穩(wěn)定性方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。當(dāng)下，國內(nèi)外主要CPU廠商同期的主要可比CPU產(chǎn)品設(shè)計架構(gòu)及參數(shù)對比如下：

國內(nèi)外主要CPU廠商同期的主要可比CPU產(chǎn)品設(shè)計架構(gòu)及參數(shù)對比（桌面PC領(lǐng)域）

注：1、華為海思未公開其桌面CPU的具體參數(shù)情況，此處未進(jìn)行參數(shù)對比

2、表中所列的參數(shù)均來自各CPU廠商的官方網(wǎng)站或者公開發(fā)布的資料

資料來源：兆芯集成招股說明書，觀研天下整理

國內(nèi)外主要CPU廠商同期的主要可比CPU產(chǎn)品設(shè)計架構(gòu)及參數(shù)對比（服務(wù)器領(lǐng)域）

注：1、海光信息已于2023年10月發(fā)布海光四號系列，相關(guān)產(chǎn)品的具體信息尚未公布

2、表中所列的參數(shù)均來自各CPU廠商的官方網(wǎng)站或者公開發(fā)布的資料

資料來源：兆芯集成招股說明書，觀研天下整理

不過，與國際先進(jìn)水平相比，我國在高端CPU芯片制造方面仍存在差距，部分關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備仍需依賴進(jìn)口。

四、當(dāng)前桌面PC與服務(wù)器是CPU芯片兩大應(yīng)用領(lǐng)域

CPU芯片作為計算機(jī)最重要的核心部件，應(yīng)用在任何需要進(jìn)行信息處理、程序運(yùn)行的電子設(shè)備中，包括桌面PC、服務(wù)器、工作站、嵌入式平臺等各類產(chǎn)品，對于不同應(yīng)用領(lǐng)域，依據(jù)終端客戶需求，產(chǎn)品的性能、功耗、價格均存在差異。目前桌面PC和服務(wù)器是CPU芯片應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域。

1、桌面PC市場

桌面PC是CPU芯片的主要用途之一，每臺桌面PC通常有一顆CPU。桌面PC作為國家信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新領(lǐng)域最基礎(chǔ)、最具普適性的計算機(jī)設(shè)備，主要面向桌面辦公、數(shù)據(jù)處理、遠(yuǎn)程通信、游戲娛樂等工作、學(xué)習(xí)、娛樂的需求，涵蓋臺式機(jī)、筆記本電腦、一體機(jī)、云終端等多樣化產(chǎn)品形態(tài)。桌面PC的CPU芯片需要具有較強(qiáng)的通用任務(wù)處理能力，能夠滿足多任務(wù)、高頻率、復(fù)雜應(yīng)用等多樣化的用戶需求。2024年我國桌面PC出貨量為3971萬臺。在產(chǎn)品創(chuàng)新和設(shè)備更新需求的推動下，預(yù)計2025年達(dá)到4100萬臺。

數(shù)據(jù)來源：Canalys，IDC，觀研天下整理

2、服務(wù)器

服務(wù)器作為一種高性能計算機(jī)，面向數(shù)據(jù)中心、云計算、邊緣計算、存儲等需要進(jìn)行海量數(shù)據(jù)處理和分析的應(yīng)用領(lǐng)域。相比較每臺桌面通常只有一顆CPU的不同，每臺服務(wù)器的CPU數(shù)量則根據(jù)配置和性能需求而定，數(shù)量不定。

近年隨著云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計算等新技術(shù)的發(fā)展成熟，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)井噴式的爆發(fā)，算力已經(jīng)成為人工智能時代不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施，而服務(wù)器CPU正是構(gòu)成這一算力基石的核心組件。一方面，云計算中心作為算力的集中承載平臺，其規(guī)模不斷擴(kuò)張，對高性能服務(wù)器芯片需求穩(wěn)定而強(qiáng)勁；另一方面，隨著智能制造、智慧城市、政務(wù)辦公等場景對低延時、高帶寬、數(shù)據(jù)隱私等需求的提升，邊緣服務(wù)器市場需求快速增長，因此服務(wù)器CPU芯片市場具有廣闊發(fā)展前景。

以x86服務(wù)器為例：數(shù)據(jù)顯示，2015-2023年，我國x86服務(wù)器出貨量從215萬臺增長至362萬臺，復(fù)合增長率6.73%。預(yù)計至2027年我國x86服務(wù)器出貨量出貨量將達(dá)447萬臺。

數(shù)據(jù)來源：IDC，觀研天下整理（WW）