中金：云计算开启国产 CPU 和 AI 芯片的腾飞之路（附报告)

云计算开启国产 CPU 和 AI 芯片的腾飞之路

报告目录：

看好服务器处理器市场增长及相关处理器国产化进程
算力成为新的生产力
服务器用处理器芯片是未来主要增长点
看好服务器CPU 及 AI 芯片的进口替代机会
国产CPU 的发展现状
X86架构（海光、兆芯）：专利授权壁垒高但生态完备，国产芯片与海外相比仍有差距
ARM架构（华为鲲鹏、飞腾）：充分适应服务器多核心高并发场景，但生态环境仍需完善
RISCV （阿里平头哥）：全新开源指令集 IoT 切入市场，生态尚需构建
MIPS（龙芯）：架构更新较慢，生态由国产厂商龙芯继承
X86替代最先落地，看好未来大厂推动下 ARM/RISC V 架构处理器的国产化机会
AI芯片市场发展情况更新
云端AI 芯片：产品综合能力要求突出，行业竞争格局开始清晰
边缘AI 芯片：各类应用百花齐放，竞争格局分散
主要国产AI 芯片企业介绍
地平线：专注边缘AI 芯片，提供性能功耗领先的智能驾驶芯片
燧原科技：专注云端AI 训练芯片，与腾讯云服务深度合作
黑芝麻：致力于AI 自动驾驶计算平台，与多家一线车企合作
嘉楠科技：ASIC 区块链计算设备与 RISC V 架构边缘 AI 芯片

报告要点：

未来五年计算芯片国产化市场空间超过500 亿美元。 根据中金测算， 2019 年中国服务器计算芯片市场规模约 60 亿美金，约占全球市场的 24%24%，未来五年有望保持 20% CAGR 快速增长，达到 1 46 亿美金。目前，我国服务器计算芯片几乎均需从 Intel/AMD/ NVIDIA 等企业进口，是半导体国产化的主要空白点之一。我们预计，未来五年计算芯片国产化市场空间合计超过 500 亿美元，进口替代空间广阔。

异构计算借力云计算快速发展，计算芯片进口替代空间进一步打开。 我们看到，随着人工智能、科学计算等新兴需求的迅猛增长，算力正在从满足多任务的通用芯片，向单一任务的多种专用芯片发展，异构计算成为重要趋势。云计算实现了算力的集中采购、集中管理、动态调配，大幅提高了异构计算的投入产出比（ ROI ）。近年来，在云计算蓬勃发展的同时，异构计算市场也乘风得到了长足的发展。对芯片设计企业而言，过去进入服务器计算芯片市场只有通过有竞争力的 X86 CPU而现在 GPU/FPGA/AI 芯片各类架构 CPU 等多种计算芯片均在服务器中得到广泛应用，服务器计算芯片市场进入壁垒大幅降低，为创业企业提供了发展机遇。

国产CPU 的三条替代路径： X 86/ARM/RISC V 。 架构是 CPU 设计最底层的核心技术。目前存在 1 以 Intel/AMD 产品为代表的 X 86 架构，拥有较为完善的生态可以无缝运行 Windows 、 Linux 等主流操作系统。国内，搭载海光 AMD 与曙光的合资公司）芯片的服务器已经规模性进入运营商集采。上海兆芯的 PC 处理器也得到商用。 2 ARM 架构芯片成熟，但软件生态有待培育。华为海思和天津飞腾（中国长城控股 32% 是目前主要供应商。 3 RISC V 是较新的精简指令集，适用于物联网等分散化应用，阿里平头哥基于该架构推出了面向 AIoT 应用的玄铁 IP 。建议关注中科曙光（未覆盖）、中国长城（未覆盖）、华为（未上市、阿里互联网组覆盖）以及计算产业链上的浪潮、联想等公司。

国产AI 芯片的进口替代机会，从云端 AI 芯片和智能驾驶芯片开始。 据中金测算，2019 年中国云端 AI 芯片市场规模约为 1 2 亿美元，未来五年有望保持 3 5 % CAGR快速增长，到 202 4 年达到 5 4 亿美金。虽然 NVIDIA 通过 CUDA 构筑的生态链较难撼动，仍处于一家独大的地位，但我们看到燧原、平头哥等中国企业推出了具有竞争力的云端训练和推理 AI 芯片并已在腾讯、阿里等云计算中心商用。终端方面，中国本土车企积极拥抱智能驾驶，为地平线、黑芝麻等国产智能驾驶芯片企业的发展提供了机遇。我们看到，地平线的征程二代已在长安最新的 SUV实现前装量产，黑芝麻的华山二号（支持 L3 ）已成功流片并给主机厂送样。

内容精选：

看好服务器处理器市场增长及相关处理器国产化进程
算力成为新的生产力 信息技术革命以来，计算机产业和性能飞速提升，人类生产力发展已经进入算力时期，计
算能力成为这个时期的新型生产力。随着社会经济的发展，人均算力随之水涨船高，我们看到算力与人均 GDP 之间具有高度相关性。算力是数字经济发展的核心动力，但即便是美国等高算力国家，仍处于智能社会的起步阶段。算力提升是全球未来多年发展的重点之一，而处理器核心技术的发展是提升算力的关键。

算力基础设施是“新基建”重要组成部分。2020 年 3 月 4 日，习总书记在主持中共中央政治局常务委员会会议时指出要加快 5G 网络、数据中心等新型基础设施建设进度； 2020年 4 月 20 日，国家发改委在新闻发布会上首次明确新型基础设施的范围，把以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施明确纳入新型基础设施范围。随着政策的稳步推进和数据中心等算力基础设施的建设，我们预计国内对服务器处理器芯片需求快速增长，为国产处理器带来广阔的市场机遇。