1、 公司公司报告报告 | 首次覆盖报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1 C 龙芯龙芯（688047） 证券证券研究报告研究报告 2022 年年 06 月月 27 日日 投资投资评级评级 行业行业 电子/半导体 6 个月评级个月评级 买入（首次评级） 当前当前价格价格 100.72 元 目标目标价格价格 元 基本基本数据数据 A 股总股本(百万股) 401.00 流通A 股股本(百万股) 31.21 A 股总市值(百万元) 40,388.72 流通A 股市值(百万元) 3,143.87 每股净资产(元) 3.99 每股净资产(元) 一年内最高/最低(元) 105.88/82
2、.40 作者作者 潘暕潘暕 分析师 SAC 执业证书编号：S1110517070005 骆奕扬骆奕扬 分析师 SAC 执业证书编号：S1110521050001 资料来源：聚源数据 相关报告相关报告 股价股价走势走势 深耕深耕 CPU 行业行业 20 余年，国产替代余年，国产替代大有可为大有可为 公司公司背靠中科院计算所背靠中科院计算所，深耕国产，深耕国产 CPU 20 余年余年，技术实力雄厚，技术实力雄厚。2001 年中科院计算所开始牵头研制龙芯处理器，公司主要产品包括面向专门应用的龙芯 1 号系列、面向终端类应用的龙芯 2 号系列，以及面向桌面、服务器及高端工控应用的龙芯 3 号系列。20
3、20 年，公司基于 20 年的技术和生态建设积累，推出了自主指令系统 LoongArch，2021 年，基于 LoongArch自主指令系统的 4 核 3A5000 处理器芯片发布。 基于 LoongArch 自主指令系统的 16 核 3C5000 处理器芯片研制成功，关键 IP 源代码均为自研，性能逼近市场主流产品水平。 CPU 黄金赛道，国产黄金赛道，国产厂商厂商大有可为大有可为。CPU 的重要应用领域包括桌面和服务器等。根据 IDC 数据，PC 市场，2018 年-2021 年全球出货量保持增长，增速不断上升，2021 年增幅达到 14.8%，整体出货量达到 3.49 亿台/年。服务器领
4、域，2020 年与 2021 年增速显著，2021 年全球服务器出货量达 1354万台，同比增长 11%。中国是全球服务器及中国是全球服务器及 PC 主要市场主要市场，成长幅度超过成长幅度超过全球增速。全球增速。根据 IDC 数据 2021 年中国服务器出货量为 391.1 万台，占全球出货量的 28.9%，是全球主要的服务器市场，同比增长率达 12%，超过全球增速。 国内 PC 出货量增速 19-21 年持续提升， 2021 年整体出货量达 0.57亿台/年左右，占全球出货量的 16.33%，增速达 16%，超过全球增速。国内 PC 和服务器 CPU 主要依赖进口，国产替代空间广阔。 拥有自
5、主指令集，拥有自主指令集，自研自研 IP 核核，提升单核性能，提升单核性能，龙芯引领龙芯引领国产国产 CPU 自主可自主可控控。在芯片研发方面，公司发布了龙芯自主指令集 LoongArch，研制出包括系列化 CPU IP 核、 GPU IP 核、 内存控制器及 PHY、 高速总线控制器及 PHY等上百种 IP 核。 从性能看， 龙芯产品不断优化演进， 新发布的龙芯 3C5000L处理器采用完全自主的 LoongArch 指令架构；16 核心单芯片 unixbench 分值 9500 以上，双精度计算能力达 560GFlops，16 核处理器峰值性能与典型ARM 64 核处理器的峰值性能相当，龙
6、芯引领国产 CPU 走向自主可控。 投资投资建议建议： 我们我们看好公司作为国产看好公司作为国产 CPU 领军者未来的发展空间，领军者未来的发展空间， 预计公司预计公司 2022/23/24年营收达到年营收达到 15.94/21.84/29.44 亿元， 归母净利润达到亿元， 归母净利润达到 3.49/4.75/6.19 亿元，亿元，考虑到公司为国产领先考虑到公司为国产领先 CPU 公司， 我们选取半导体公司， 我们选取半导体产业链产业链细分赛道领先企细分赛道领先企业景嘉微业景嘉微（国产（国产 GPU 领先）领先） 、澜起科技、澜起科技（国产内存接口芯片领先）（国产内存接口芯片领先） 、概伦电
7、、概伦电子子（国产（国产 EDA 领先）领先） 、芯原股份、芯原股份-U（国产（国产 IP 领先）领先）作为对标公司，根据作为对标公司，根据Wind 一致预期，对标公司一致预期，对标公司 2023 年平均年平均 PE 为为 88.0 倍，倍，考虑到公司是考虑到公司是 A 股股上市公司中国产上市公司中国产 CPU 第一股，具有稀缺性，截至第一股，具有稀缺性，截至 6 月月 27 日收盘，公司股日收盘，公司股价对应价对应 22/23/24 年年 PE 倍数为倍数为 115.7/85.1/65.2，首次覆盖给予“买入”评，首次覆盖给予“买入”评级。级。 风险风险提示提示：中中美贸易美贸易摩擦摩擦加剧
8、，疫情加剧，市场竞争加加剧，疫情加剧，市场竞争加剧，产能不足风险，剧，产能不足风险，产品迭代不及预期，短期内股价波动风险，未来芯片产品迭代不及预期，短期内股价波动风险，未来芯片价格下跌风险价格下跌风险 财务数据和估值财务数据和估值 2020 2021 2022E 2023E 2024E 营业收入(百万元) 1,082.32 1,201.25 1,593.74 2,184.14 2,943.65 增长率(%) 122.87 10.99 32.67 37.05 34.77 EBITDA(百万元) 263.57 502.30 407.50 581.38 774.81 净利润(百万元) 71.80 2
9、36.80 349.03 474.83 619.23 增长率(%) (62.82) 229.82 47.39 36.04 30.41 EPS(元/股) 0.18 0.59 0.87 1.18 1.54 市盈率(P/E) 562.53 170.56 115.72 85.06 65.22 市净率(P/B) 35.76 29.01 9.61 8.64 7.63 市销率(P/S) 37.32 33.62 25.34 18.49 13.72 EV/EBITDA 0.00 0.00 91.63 64.47 48.19 资料来源：wind，天风证券研究所 -28%-22%-16%-10%-4%2%8%202
10、1-062021-102022-02C龙芯沪深300更多投研资料 公众号：mtachn 公司报告公司报告 | | 首次覆盖报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2 内容目录内容目录 1. 龙芯中科：国产龙芯中科：国产 CPU 领军领军 . 5 1.1. 公司简介 . 5 1.2. 三大产品线，两大应用领域 . 5 1.3. 股权结构：开放股权结构，无整机厂控股 . 8 1.4. 技术团队：人才储备丰富，助力可持续发展 . 8 1.5. 财务概况：营收快速增长，盈利水平较高 . 8 2. CPU 黄金赛道，国产替代空间广阔黄金赛道，国产替代空间广阔 . 10 2.1. CPU
11、 行业概况 . 10 2.2. 下游市场：中国服务器及 PC 市场空间广阔，国产替代空间大 . 12 2.3. 主要玩家：两大巨头垄断 PC CPU 市场，国产 CPU 厂商加快步伐 . 13 2.4. 演进趋势：优化架构与多核并行，自主研发更具潜力 . 15 2.5. 龙芯中科：自主架构先行者，国产替代正当时 . 16 2.5.1 国产 CPU 引领者，微架构既要“自主”又要“兼容” . 16 2.5.2 从”学院“走向市场，实现 CPU 体系生态扩建 . 18 3. 新基建新基建+国产替代背景下，看好公司持续快速成长国产替代背景下，看好公司持续快速成长 . 19 3.1. 新基建促进行业增
12、长，东数西算助力服务器 CPU 国产化加速 . 19 3.2. 信创市场从党政走向行业，国产 CPU 大有可为 . 20 4. 盈利预测和投资建议盈利预测和投资建议 . 22 4.1. 盈利预测 . 22 4.2. 投资建议 . 23 5. 风险提示风险提示 . 24 图表目录图表目录 图 1：2021 年业绩情况 . 5 图 2：公司营业收入结构（百万元） . 6 图 3：公司分类产品毛利率（%）. 6 图 4：公司主要芯片产品 . 6 图 5：公司工控及仪表芯片销售价格（万颗，元/颗） . 7 图 6：公司信息类芯片销售价格（万颗，元/颗） . 7 图 7：公司股权结构（发行后，截止至 2
13、022.6.26） . 8 图 8：公司研发人员及占比 . 8 图 9：公司核心研发人员 . 8 图 10：公司营业收入（百万元）及增速 . 9 图 11：公司归母净利润、扣非归母净利润（百万元）及增速 . 9 图 12：公司毛利率 . 9 图 13：公司 2018-2022Q1 的 ROE（摊薄） . 9 图 14：研发投入及营收占比 . 9 更多投研资料 公众号：mtachn 公司报告公司报告 | | 首次覆盖报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 3 图 15：公司期间费用及期间费用率（2020、2021 比例剔除股份支付） . 9 图 16：公司前五大客户营收占比 .
14、 10 图 17：公司处理器及配套芯片产量及产销率（颗，%） . 10 图 18：2018 年不同类型服务器成本构成示意图 . 10 图 19：CPU 生态体系 . 11 图 20：计算机系统抽象层 . 11 图 21：程序语言的层次 . 11 图 22：CPU 按架构分类特点 . 12 图 23：架构授权模式对比 . 12 图 24：全球服务器出货量及增速（万台，%） . 12 图 25：全球 PC 出货量及增速（亿台，%） . 12 图 26：中国服务器出货量及增速（万台，%） . 12 图 27：中国桌面出货量及增速（百万台，%） . 12 图 28：中国处理器及控制器当月进口金额（亿美
15、元） . 13 图 29：中国 X86 服务器出货量（万台，%） . 13 图 30：”Windows+Intel”联盟生态圈 . 13 图 31：“ARM+Android”联盟生态圈 . 13 图 32：基于 ARM 架构的 PC CPU 市场份额 . 14 图 33：基于 X86 架构的 CPU 竞争格局 . 14 图 34：全球桌面市场 CPU 竞争格局 . 14 图 35：全球服务器 CPU 竞争格局 . 14 图 36：国内 CPU 企业路线分化 . 15 图 37：CPU 发展整体趋势 . 15 图 38：CPU 功率密度随时间的变化趋势图 . 15 图 39：CPU 微结构发展（
16、飞腾 vs 龙芯） . 16 图 40：Intel 工艺路线图 . 16 图 41：高性能微处理器结构设计技术及性能进展 . 16 图 42：龙芯产品性能演进 . 17 图 43：龙芯 3C5000L 处理器性能评分 . 17 图 44：龙芯“自主指令系统” . 17 图 45：通过二进制翻译做到生态“兼容” . 17 图 46：公司基础软件开源社区建设体系 . 17 图 47：首届龙芯创业者支持计划入选企业 . 18 图 48：公司生态应用体系 . 19 图 49：中国云基础设施市场规模及增速（十亿美元，%） . 19 图 50：2021 中国云基础设施支出占比 . 19 图 51：“东数西
17、算”工程枢纽 . 20 图 52：中国数据中心机架数（万架） . 20 图 53：3C5000L 性能及云平台适配 . 20 图 54：信创定义及涉及产业 . 21 图 55：2023 年中国信创市场规模（万亿美元） . 21 更多投研资料 公众号：mtachn 公司报告公司报告 | | 首次覆盖报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 4 图 56：民用工控物联网 IOT 领域主要应用场景 . 22 图 57：龙芯中科信创落地情况 . 22 图 58：估值表（市值均为 2022 年 6 月 27 日收盘数值） . 23 表 1：盈利预测（单位：百万元） . 22 更多投研资料
18、 公众号：mtachn 公司报告公司报告 | | 首次覆盖报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 1. 龙芯中科：国产龙芯中科：国产 CPU 领军领军 1.1. 公司简介公司简介 背靠中科院计算所背靠中科院计算所，深耕国产，深耕国产 CPU 20 余年。余年。龙芯中科主要产品与服务包括处理器及配套芯片产品与基础软硬件解决方案业务。 2001 年中国科学院计算技术研究所就开始研制龙芯处理器。龙芯主要产品包括专门应用的龙芯 1 号系列，和终端类应用的龙芯 2 号系列，以及面向桌面、服务器及高端工控应用的龙芯 3 号系列。2020 年，龙芯中科基于 20 年的技术和生态建设积累
19、，推出了自主指令系统 LoongArch，2021 年，基于 LoongArch 自主指令系统的4核3A5000处理器芯片正式发布。 基于LoongArch自主指令系统的16核3C5000处理器芯片研制成功，其关键 IP 源代码均为自研，综合性能接近市场主流服务器 CPU 产品的水平。 近三年营收增速明显，围绕信息和工控展开市场布局。近三年营收增速明显，围绕信息和工控展开市场布局。龙芯中科芯片产品依据应用领域的不同可分为工控类芯片和信息化类芯片以及行业解决方案。分产品结构来看，2021 年，工控类芯片占公司总营收的 24.61%，信息化类芯片占公司营收的 54.71%，行业解决方案占公司营收的
20、 20.68%。工控类市场是龙芯的发展根据地，也是目前龙芯具有比较优势的领域，具有较高的毛利率； 信息化市场是龙芯积极开拓领域， 且近年来随着高性能芯片持续放量，信息化类芯片占比不断攀升，2018-2021 年收入 CAGR 达 135.93%。 图图 1：2021 年年业绩情况业绩情况 资料来源：公司招股说明书，天风证券研究所 1.2. 三大产品线，两大应用领域三大产品线，两大应用领域 业务结构业务结构：信息化类芯片占比快速提升信息化类芯片占比快速提升，工控类芯片获利能力显著工控类芯片获利能力显著。从业务结构看，受3A4000 快速放量影响，2018-2020 年信息化类芯片收入占比不断攀升
21、，从 25.88%上升到73.12%，2021 年 3A5000 指令集切换需要磨合，因此营收下降，占比回到 54.71%。从毛利率看，公司工控类芯片拥有高毛利壁垒，主要是因为龙芯 2 号对场景要求较高，长期耕耘建立一定壁垒，毛利率基本维持在 75%左右; 2019 年-2020 年信息化类芯片的毛利率略有下降，2021 年略微回升至 44.61%。 更多投研资料 公众号：mtachn 公司报告公司报告 | | 首次覆盖报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 6 图图 2：公司营业收入结构公司营业收入结构（百万元百万元） 图图 3：公司公司分类产品毛利率分类产品毛利率（%）
22、资料来源：wind，天风证券研究所 资料来源：wind，天风证券研究所 主要产品主要产品：三产品线覆盖两大领域三产品线覆盖两大领域，信息化类芯片领域持续发力信息化类芯片领域持续发力。从产品线看，龙芯 1 号系列为低功耗、低成本专用嵌入式 SoC 或 MCU 处理器，通常集成 1 个 32 位低功耗处理器核，应用场景如物联终端、仪器设备、数据采集等；龙芯 2 号系列为低功耗通用处理器，采用单芯片 SoC 设计，通常集成 1-4 个 64 位低功耗处理器核，应用场景面向工业控制与终端等领域；龙芯 3 号系列为高性能通用处理器，通常集成 4 个及以上 64 位高性能处理器核，应用场景面向桌面和服务器
23、等信息化领域；配套芯片包括桥片及正在研发尚未实现销售的电源芯片、时钟芯片等，其中桥片主要与龙芯 3 号系列处理器配套使用和销售，电源芯片和时钟芯片主要与龙芯 2 号、龙芯 3 号系列处理器配套使用。2019 年-2021 年期间，龙芯在信息化类芯片产品中持续发力，连续推出 3A4000 /3B4000、3A5000/3B5000、3C5000L 产品，助力信息化类业务快速发展。 图图 4：公司主要芯片产品公司主要芯片产品 资料来源：公司招股说明书，天风证券研究所 更多投研资料 公众号：mtachn 公司报告公司报告 | | 首次覆盖报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 7
24、工控及仪表芯片工控及仪表芯片：应用场景拓展驱动快速上量应用场景拓展驱动快速上量，ASP 受产品结构影响下降受产品结构影响下降。工控类芯片以龙芯 2 号系列芯片为主，龙芯 2 号系列部分产品对其应用场景的环境要求较高，需要一定的工艺水平以及较高的测试要求，因此其销售单价较高。随着工控类芯片中 1 号系列芯片的应用逐渐丰富，被广泛应用于加密卡、远程数据采集、智能门锁、打印机等终端设备，销售数量提升，拉低了销售单价。 图图 5：公司工控及仪表芯片销售价格公司工控及仪表芯片销售价格（万颗万颗，元元/颗颗） 资料来源：公司招股说明书，天风证券研究所 信息类芯片信息类芯片：从销量从销量快速快速成长到新架构
25、磨合成长到新架构磨合，产品迭代促使单价趋于合理产品迭代促使单价趋于合理。2019 年年-2021年年销售量呈先上升后下降趋势销售量呈先上升后下降趋势：2019 年-2020 年，随着 3A4000 系列芯片产品的推出，产品性能得到进一步提升，公司全面开展办公与业务信息化应用的推广，信息化类芯片销售数量大幅增长；2021 年下半年信息化类芯片向 3A5000 系列切换，由于 3A5000 系列使用LoongArch 指令系统，整机厂商和操作系统厂商需要时间磨合，形成规模增长预计需要一定时间，因此当年信息化类芯片销售量略有下滑。 2019 年年-2021 年年销售均价呈下降趋势销售均价呈下降趋势：
26、随着 3A4000 系列产品于 2019 年推出，3A3000系列产品价格下降;同时为了进一步开拓日趋成熟并进入快速增长阶段的电子政务领域的市场， 3A4000 系列产品推出时的平均销售单价略低于 3A3000 系列产品推出时的平均销售单价;2021 年，3A4000 系列产品价格下降;桥片等配套芯片的销量占比提高，而配套芯片的平均单价显著低于 3 号系列芯片的平均单价，导致公司信息化产品单价整体下降。 图图 6：公司信息类芯片销售价格公司信息类芯片销售价格（万颗万颗，元元/颗颗） 资料来源：公司招股说明书，天风证券研究所 更多投研资料 公众号：mtachn 公司报告公司报告 | | 首次覆盖
27、报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 8 1.3. 股权结构：开放股权结构，无整机厂控股股权结构：开放股权结构，无整机厂控股 保持股权结构开放保持股权结构开放，无，无整机企业控股整机企业控股。发行后，天童芯源持股为 21.53%，中科算源持股为19.32%，中科百孚持股为 12.88%，横琴利禾博持股为 9.02%；北工投持股为 6.44%，鼎晖祁贤持股为 4.36%， 深圳芯龙持股为 4.36%， 鼎晖华蕴、 芯源投资、 天童芯正分别持股为 3.22%，天童芯国持股为 2.20%。其中龙芯中科的国有股份情况为：中科算源、北工投持股比例加总 19.32%。龙芯中科股权集中度
28、较低，开放性较高，是自主 CPU 厂商里边为数不多不被其他整机厂商股权控制的企业。 图图 7：公司股权结构公司股权结构（发行后，截止至（发行后，截止至 2022.6.26） 资料来源：公司招股说明书，天风证券研究所 1.4. 技术团队：人才储备丰富，助力可持续发展技术团队：人才储备丰富，助力可持续发展 背靠中科院科研成果丰富背靠中科院科研成果丰富，研发人员占比高达研发人员占比高达 65.57%。公司十分重视技术研究开发工作，研发管理团队长期保持稳定，且均具有丰富的处理器及配套芯片的研发与项目实施经验。截至 2021 年 12 月 31 日，公司研发人员 539 人，占员工总数比例高达 65.5
29、7%。公司核心研发人员 6 人，科研成果丰富，研发团队核心成果丰富，承担多项国家科研课题项目。 图图 8：公司：公司研发人员及占比研发人员及占比 图图 9：公司：公司核心研发人员核心研发人员 资料来源：公司招股说明书，天风证券研究所 资料来源：公司招股说明书，天风证券研究所 1.5. 财务概况：财务概况：营收快速增长营收快速增长，盈利水平较高，盈利水平较高 20182018- -20212021 年年公司公司营收营收大幅增长，净利润成倍大幅增长，净利润成倍扩增。扩增。龙芯中科 2018 年-2021 年分别实现营业收入 1.93 亿元、4.86 亿元、10.82 亿元、12.01 亿元，201
30、8-2021 年营业收入复合增长率 83.87%。其中 2020 年相比于 2018 年收入增长了近 5 倍。2021 年受指令集系统生态转型影响，增长幅度降低至 11%左右。2018 年-2021 年，公司的归母净利润分别为 0.08 亿元、1.93 亿元、0.72 亿元、2.37 亿元，2018-2021 年复合增长率为210.64%，扣非归母净利润分别为 0.02 亿元、1.13 亿元、2.01 亿元、1.70 亿元，2018-2021 年复合增长率为 334.66%。2020 年，公司归母净利润出现一定下滑，主要系当期股份支付费用较大的影响。 更多投研资料 公众号：mtachn 公司报
31、告公司报告 | | 首次覆盖报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 9 图图 10：公司营业收入（：公司营业收入（百百万元）及增速万元）及增速 图图 11：公司归母净利润、扣非归母净利润（：公司归母净利润、扣非归母净利润（百百万元）及增速万元）及增速 资料来源：wind，天风证券研究所 资料来源：wind，天风证券研究所 高毛利显示高盈利质量高毛利显示高盈利质量，2121 年净资产获利水平提升年净资产获利水平提升。2018 年-2021 年公司毛利率水平分别为 62.65%、57.29%、48.73%、53.75%，2020 年，公司综合毛利率水平稍有下降，主要原因为当年毛利
32、率较低的信息化类芯片收入占比大幅提升。2022 年 Q1 公司毛利率回升至 61%。公司的摊薄 ROE 自 2020 年的 6.36%回升到 2021 年的 17.01%。 图图 12：公司毛利率公司毛利率 图图 13：公司：公司 2018-2022Q1 的的 ROE（摊薄摊薄） 资料来源：wind，天风证券研究所 资料来源：wind，天风证券研究所 研发投入持续加大，期间费用率研发投入持续加大，期间费用率随之增大随之增大。2018 年-2021 年，研发投入分别为 0.75 亿元、0.78 亿元、2.08 亿元、3.22 亿元，研发投入年均复合增长率达 62.81%。2018 年-2021
33、年期间费用占营业收入比重分别为 59.87%、33.59%、40.98%、38.39%。随着公司业务规模的不断扩大，期间费用金额逐年增加。2020 年，公司期间费用金额较大，主要原因为公司确认股份支付费用 1.66 亿元计入当期管理费用，剔除影响后，2020 年期间费用占营业收入比重下降， 为 25.49%。 2021 年扣除股份支付后期间费用率为 36.41%，公司期间费用金额较高，主要原因为公司持续加大研发力度，研发费用增加较多。 图图 14：研发投入及营收占比：研发投入及营收占比 图图 15：公司期间费用及期间费用率：公司期间费用及期间费用率（2020、2021 比例剔除股份支比例剔除股
34、份支付）付） 更多投研资料 公众号：mtachn 公司报告公司报告 | | 首次覆盖报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 10 资料来源：wind，天风证券研究所 资料来源：wind，天风证券研究所 高产销率显示强认可度高产销率显示强认可度，下游市场开拓降低高下游市场开拓降低高客户集中度客户集中度风险风险。公司下游客户主要是大型国企、科研院所及大中型集成电路企业。2019 年-2021 年公司前五大客户收入合计占营业收入的比例分别为 67.92%、70.24%、60.86%，下游客户集中度相对较高，但集中程度不断降低，也显示出了下游市场开拓的一定成效。2019-2021 年
35、，公司处理器及配套芯片产销率分别为 63.26%、99.04%、91.22%。2019 年产销率较低主要由于 1C101 芯片当期入库数量较多拉低了 2019 年当期产销率。2020 年以来，随着下游市场的快速拓展，公司产销率大幅上升，两年各期产销率均超过 90%。公司整体产销率达 88.83%，处于较高水平。 图图 16：公司前五大客户营收占比：公司前五大客户营收占比 图图 17：公司：公司处理器及配套芯片产量及产销率处理器及配套芯片产量及产销率（颗颗，%） 资料来源：公司招股说明书，天风证券研究所 资料来源：公司招股说明书，天风证券研究所 2. CPU 黄金赛道，国产替代空间广阔黄金赛道，
36、国产替代空间广阔 2.1. CPU 行业概况行业概况 CPU 是是服务器服务器重要的硬件构成部分重要的硬件构成部分，成本占比超过成本占比超过 20%。服务器是由电源、CPU、内存、硬盘、风扇、光驱等几部分构成。服务器产品的成本主要由 CPU、GPU、内存、存储等核心部件构成，不同类型的服务器成本构成存在差异，基础型服务器中不包含 GPU，占比最高的为 CPU，达到 32%；高性能型服务器中，CPU 成本占比为 23.3%；推理型服务器中占比 25%；在机器学习型服务器中，对通用型计算能力要求较高，因此 GPU 占比极高。 图图 18：2018 年年不同类型服务器成本构成示意图不同类型服务器成本
37、构成示意图 资料来源：产业信息网，IDC，天风证券研究所 CPU 生态体系生态体系：CPU 连接软硬件资源连接软硬件资源，自主可控关键看底层技术自主可控关键看底层技术。CPU 是计算机的运算和控制核心， CPU 生态包含软硬件两个方面， 从指令系统出发， 硬件上通过 IP 核形成芯片，并最终用于板卡、整机厂商等不同领域的应用终端;软件上形成包括操作系统、编译器、Java、 .NET 等基础软件， 最终实现应用于政企、 教育、 能源、 交通等不同领域的应用软件。更多投研资料 公众号：mtachn 公司报告公司报告 | | 首次覆盖报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 11 研
38、发出国产的自主可控的 CPU 芯片，关键在于核心 IP 模块，指令系统、基础软件组件是否自研。 图图 19：CPU 生态体系生态体系 资料来源：硬件世界官方公众号，天风证券研究所 指令集架构关系指令集架构关系：CPU 地基地基，提高提高 CPU 效率的最有效工具效率的最有效工具。从上到下，计算机系统可分为四个层次，分别为应用软件、基础软件、硬件电路和物理载体。指令系统介于软件和硬件之间，是软硬件交互的界面，有着非常关键的作用。软硬件本身的更新迭代速度很快，而指令系统则可以保持较长时间的稳定。 当软件开发人员用高级语言 （如 C+或 Python）编写程序时，程序被编译成一组称为汇编语言的低级指
39、令，作为指令集体系结构（ISA）的一部分。这是 CPU 用来理解和执行的一组指令。一些最常见的 ISA 是 x86、MIPS、ARM、RISC-V和PowerPC。 每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统，指令集的强弱也是 CPU 的重要指标。 图图 20：计算机系统抽象层计算机系统抽象层 图图 21：程序语言的层次程序语言的层次 资料来源： 计算机体系结构基础胡志武等，天风证券研究所 资料来源：半导体行业观察公众号，天风证券研究所 指令集架构分类指令集架构分类：两大主流架构授权模式垄断两大主流架构授权模式垄断，国产国产 CPU 自主可控道阻且长自主可控道阻且长。X86
40、是目前唯一的基于复杂指令集（CISC）的架构，特点是效率高、功耗大，垄断了个人计算机和服务器处理器市场。ARM 架构基于精简指令集（RISC） ，特点是效率较低、功耗低，主导了智能手机和物联网芯片处理器市场。在授权模式上，X86/ARM 也通过处理器内核架构的授权，以及指令集的授权广泛推广了基于 X86/ARM 架构的生态系统。主流的架构授权模式分为三大类：第一种是处理器架构 IP 内核授权模式，基于 X86/ARM 授权来开发芯片，速度快，成本低，自主可控性稍差。第二种是指令集架构授权模式，受让方可以对 ARM 指令集进行大幅度改造。第三种是授权与自主研制的模式，购买开源指令集架构，例如 M
41、IPS和 RISC-V 等，再自己开发，完全自主可控，但是难度最大。 更多投研资料 公众号：mtachn 公司报告公司报告 | | 首次覆盖报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 12 图图 22：CPU 按架构分类特点按架构分类特点 图图 23：架构授权模式对比架构授权模式对比 资料来源：众诚智库，OFweek 电子工程网，天风证券研究所 资料来源：电子发烧友，天风证券研究所 2.2. 下游市场：中国服务器及下游市场：中国服务器及 PC 市场市场空间广阔空间广阔，国产替代空间大，国产替代空间大 CPU 的重要应用领域包括桌面和服务器等。根据 IDC 数据，PC 领域 201
42、8 年-2021 年全球出货量保持增长且增速不断上升，且 2021 年增幅达到 14.8%，整体出货量达到 3.49 亿台/年。服务器领域，2020 年与 2021 年增速显著，2021 年全球服务器出货量达 1354 万台，同比增长 11%。 图图 24：全球服务器出货量及增速全球服务器出货量及增速（万台万台，%） 图图 25：全球：全球 PC 出货量及增速出货量及增速（亿台亿台，%） 资料来源：IDC，天风证券研究所 资料来源：IDC，天风证券研究所 中国是全球服务器及中国是全球服务器及 PC 主要市场主要市场，成长幅度超过全球增速。成长幅度超过全球增速。国内服务器领域，根据 IDC数据
43、2021 年中国服务器出货量为 391.1 万台，占全球出货量的 28.9%，是全球主要的服务器市场，同比增长率达 12%，超过全球增速。国内 PC 出货量增速 19-21 年持续提升，2021年整体出货量达 0.57 亿台/年左右， 占全球出货量的 16.33%， 增速达 16%，超过全球增速。 图图 26：中国中国服务器出货量及增速服务器出货量及增速（万台万台，%） 图图 27：中国中国桌面出货量及增速桌面出货量及增速（百万台百万台，%） 资料来源：IDC，天风证券研究所 资料来源：IDC，天风证券研究所 更多投研资料 公众号：mtachn 公司报告公司报告 | | 首次覆盖报告首次覆盖报
44、告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 13 国内服务器国内服务器 CPU 主要依赖进口主要依赖进口，国产替代空间大国产替代空间大。据 IDC 数据，2021 年预计中国 X86 服务器出货量为 375.1 万台，是中国服务器中最主要的部分，且同比增长 9%，比中国整体的服务器增速低，这说明除了 X86 架构的服务器，其他架构的服务器市场也预计将保持较好的增长势头。从中国处理器及控制器进口金额来看，进口金额保持向上的增长趋势，这是因为目前我国的 PC 及服务器领域的 CPU 国产化比率相对较小，主要依赖进口，未来发展增长空间较大。 图图 28：中国中国处理器及控制器当月进口金额处理器及控制
45、器当月进口金额（亿美元亿美元） 图图 29：中国中国 X86 服务器出货量服务器出货量（万台万台，%） 资料来源：海关总署，天风证券研究所 资料来源：IDC，天风证券研究所 2.3. 主要玩家主要玩家：两大巨头垄断两大巨头垄断 PC CPU 市场市场，国产国产 CPU 厂商加快步伐厂商加快步伐 CPU 体系竞争格局体系竞争格局：操作系统操作系统+CPU 芯片垄断芯片垄断，Wintel 与与 AA 体系生态壁垒高企体系生态壁垒高企。目前CPU行业由两大生态体系主导： 1） 基于X86指令系统和Windows操作系统的Wintel体系;2）基于 ARM 指令系统和 Android 操作系统的 AA
46、 体系。Intel 与 Windows 凭借高性能 X86 架构与先发优势占领桌面 CPU 市场;ARM 受益于开源、可二次开发的指令结构的优势立足于低功耗的移动市场。两大系统通过对操作系统和 CPU 芯片垄断，设定了一系列技术规范与标准，构建了庞大的软件生态圈，从而主导着主流 CPU 市场。 图图 30：”Windows+Intel”联盟生态圈联盟生态圈 图图 31： “ARM+Android”联盟生态圈”联盟生态圈 资料来源： 网络空间安全董哲一等，天风证券研究所 资料来源：电子信息产业网，天风证券研究所 CPU 格局演变格局演变：移动霸主移动霸主 ARM 架构挑战架构挑战 X86 架构架
47、构，X86 内部竞争激烈内部竞争激烈。主流的 CPU 架构包括 X86 架构和 ARM 架构。 其中 X86 架构的 CPU 是 PC、 服务器行业的主流芯片， ARM架构的 CPU 则是移动端行业的主流芯片。 Arm 的市场份额包括 Chromebook 和苹果的 M1 更多投研资料 公众号：mtachn 公司报告公司报告 | | 首次覆盖报告首次覆盖报告 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 14 mac。在苹果 M1 系列多种 CPU 业务快速增长的推动下，Arm 架构 CPU 在全球 CPU 的份额中也从小于 2%上升到了 11.3%。根据 PassMark，AMD 在全球 X86
48、架构 CPU 中的市场份额在 21 年 Q3 接近 06 年 Q1 的最高水平，22 年 Q2 达到 34.9%，挑战 Intel 的市场地位。 图图 32：基于基于 ARM 架构的架构的 PC CPU 市场份额市场份额 图图 33：基于基于 X86 架构的架构的 CPU 竞争格局竞争格局 资料来源：Toms hardware，天风证券研究所 资料来源：PassMark，天风证券研究所 CPU 细分市场细分市场：桌面桌面 CPU 市场两雄称霸市场两雄称霸，服务器服务器 CPU 市场接近垄断市场接近垄断。在过去 30 年里，X86 处理器逐步在桌面和服务器 CPU 上击败了 MIPS、SPARC
49、、PA-RISC、Alpha、Power等 RISC 处理器，牢牢统治着桌面和服务器 CPU。在 X86 CPU 内部，全球桌面市场主要为Intel、AMD 占领；服务器市场则主要为 Intel 垄断。在桌面 CPU 市场中，AMD 实现对 Intel的不断赶超， 市场份额从 16 年的 23.4%上升至在 21 年 Q4 的 45.70%， 目前稳定在 40%以上。在服务器 CPU 中，英特尔依旧占据 97%左右的 X86 服务器 CPU 市场。 图图 34：全球桌面市场全球桌面市场 CPU 竞争格局竞争格局 图图 35：全球服务器全球服务器 CPU 竞争格局竞争格局 资料来源：PassMark，天风证券研究所 资料来源：PassMark，天风证券研究所 中国中国 CPU 企业路线分化企业路线分化：X86/AMD 架构授权自主可控程度低架构授权自主可控程度低，自研路线需生态支持自研路线需生态支持。国产 CPU 企业目前主要有 6 家，分别是龙芯中科、电科申泰、华为海思、飞腾信息、海光信息、上海兆芯。按采用的指令系统类型可大致分为三类：第一类，是龙芯和电科申泰，早期曾分别采用 MIPS 兼容的指令系统和类 Alpha 指令系统，现已分别自主研发指令系统;第二类，是华为海思和飞腾信息，采用 ARM 指令系统;第三类，是海光信息和上海兆芯，采用 X86 指令系统。按指令集分类：基于
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