（报告出品方：中信证券）
1. 理解CPU的核心：性能+生态
1.1 CPU产业链：设计→制造→封装测试
PU产业链主要包括芯片设计、芯片制造、封装测试三个主要环节。此外，在上游还包括设计技术授权、EDA软件等支 持技术。芯片设计：将芯片的逻辑、系统以及性能转化为具体实物芯片设计的过程。该环节具有知识密集型特点，有较高的附加值和利润率，奠 定了产品性能的基调。芯片制造：将图纸制作成刻好电路的晶圆，其生产过程包括流片（试生产）、晶棒制造、晶圆制造、完成电路及元件加工与制作。封装测试：封装是将晶圆加工为芯片的过程，测试是对芯片质量进行检测的过程。这一过程的门槛和风险都相对较低，国产厂商具有相 对优势。
1.2 CPU性能影响因素：制程、内核、线程
我们认为各类参数中，微架构、制程、核数/线程、互联、主频等参数/维度对CPU的性能影响较大。制程：CPU集成电路的密集度。同样数量晶体管，更小的制程意味着更低的功耗和发热。如今主流工艺制程为7纳米 （AMD最新产品），先进制程可达3纳米。 内核：CPU核心的计算组成部分。线程：CPU内核调度和分配的基本单位。使得一个核心内有多个逻辑CPU来分别执行功能，实现高效率的并行计算。 对于能够并行执行的场景来说，例如视频剪辑、虚拟机等专业应用，通常内核/线程越多，CPU的计算性能越强，但在超过一定数量范围后，核心 之间的通讯也会拖累计算速度，最终抵消掉多内核/线程带来的性能提升。对于顺序执行的场景，例如解压缩、视频编解码、图片编辑、办公应用、影音娱乐、游戏等场景，更为注重的是CPU单核的性能强度。
1.3 CPU指令集：决定CPU运行的底层逻辑
CPU指令集：指挥机器工作的指示和命令。系统发出的每一个命令，都需要CPU（硬件）根据预设好的指令来完成，预设的很多指令集中在一起就是“指令集”。 例如，英特尔X86指令集中的单指令多数据流指令集可以实现数据级并行，包括MMX、SSE、AVX。其中，MMX指令集指的是多媒体扩 展指令集。SSE是单指令多数据流扩展指令集。AVX是高级矢量拓展指令集。
目前，指令集可以分为复杂指令集（CISC）和简单指令集（RISC）。Reduced Instruction Set Computing (RISC) ：精简指令集，它由最简单的指令组成，以提高指令执行速度。如完成喝水的动作，大脑中 储存的动作为拿起杯子，吞咽等。当执行时需要执行细分步骤。Complex Instruction Set Computing (CISC) ：复杂指令集，其包含丰富的复杂指令集来节约内存。将更多功能步骤集成在了CPU中，如 将喝水的完整步骤储存在大脑中，执行时直接执行完整的喝水过程。
2.他山之石：Intel/AMD的竞争启示—架构创新升级和制造等环节产业开放是主旋律
2.1 制程趋势：世界主要晶圆厂商进入3纳米时代
世界主要晶圆厂商进入3纳米时代，台积电、三星预计2022年量产3纳米芯片。 2022年6月30日，三星宣布其已开始大规模生产3纳米芯片。三星在3纳米节点率先使用GAA（Gate All Around）晶体管架构，使得芯片 功耗降低45%，芯片性能提高23%，并减少16%的芯片面积。台积电也预计在2022年下半年进行3纳米芯片的量产。国内主要厂商工艺稍有欠缺，中芯国际仅在2019年实现14纳米芯片量产。
AMD：与台积电合作，锐龙3代突破7nm制程
PC：1）在产品与架构方面，AMD于2017年推出Ryzen 1000，基于新一代Zen架构，其性能比上代的FX系列提升超过 40%，随后推出的二代、三代锐龙处理器性能上均有较大提升，三点锐龙性能部分指标已超过Intel。2）在工艺方面， AMD与台积电展开合作，三代锐龙采用7nm工艺制程，领先Intel。 服务器：2017年，AMD推出EPYC系列服务器CPU替代原有Opteron；2019年，AMD推出7nm EPYC 7002系列处理器， 与上一代相比，每个核心的服务器工作负载IPC性能提升高达23%，L3缓存最多增加4倍。
2.2 Intel、AMD创立之初基因战略各有侧重
Intel、AMD分别创立于1968、1969年，创始人均来自仙童半导体公司。 Intel 与 AMD 公司的创始人都来自于被称为“硅谷的摇篮”的仙童半导体公司。 1968年罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔和安迪·格鲁夫三位仙童的创始人带领一部分员工在硅谷成立Intel；1969年仙童的销售总监杰瑞·桑德斯 也另立门户成立AMD。 创始初期Intel技术导向领导市场，AMD客户导向技术跟随。 Intel创始人均为技术出身，因此公司整体风格以技术为导向，担任产品创新和领导市场的角色。AMD创始人原为销售总监，因此早期采 取客户导向、技术跟随的战略。
产业开放：Intel维持IDM模式，工艺推动延缓，AMD拥抱台积电5 纳米芯片
近些年，Intel长期坚持的IDM模式导致其在制程上落后于使用台积电代工的AMD。 2014-2018年，Intel制程延缓在了14纳米，在工艺上相对落后于晶圆代工厂的主流先进工艺。2019年Intel开始推行10nm工艺的量产，推 出了Ice Lake处理器。根据intel2022Q2财报交流会，Intel将在2022年下半年推出采用Intel 7制程（原10纳米）的十三代酷睿芯片。2018年，AMD推出使用台积电7纳米制程的CPU和GPU，实现对Intel地位的又一次挑战。 未来Intel计划在制程上持续发力实现赶超。 根据Intel官网，Intel制程路线图显示，2022年下半年投产Intel 4（原7纳米）；2023下半年推出Intel 3（原5纳米）；2024年推出Intel 20A(2纳米)；2025年推出Intel 18A（1.8纳米）。 AMD投资者关系资料显示，AMD计划在2022年下半年和2024年发布的Zen 4、Zen 5架构将分别使用台积电5纳米和3纳米制程。
未来竞争：AMD力争扩大现有优势，同时在新兴产业广泛布局
AMD于2022年2月14日收购FPGA赛灵思，积极拓宽业务边界。观研报告网数据显示，在FPGA领域，赛灵思长期占据50%的市场份额，2015年被英特尔收购的Altera则占据约30%的市场份额。AMD 以近500亿美元收购赛灵思，补齐自身FPGA短板。未来FPGA与CPU、DSP等的融合将逐步成为市场主流，这样的融合将支持数据中心、 5G、AI等领域更好的发展。 收购赛灵思将显著拓宽AMD的业务边界，扩大AMD的在各种成长性领域的产品种类和市场份额，如云计算、AI、智能设备。同时，收购 赛灵思对AMD的技术水平和财务数据也有所提升。
Intel巩固传统市场的同时发力新兴市场，发展数字化技术。 根据Intel官网，在芯片制程上，Intel计划在未来四年跨越五个制程节点，推出Intel 7（10纳米）、Intel4制程的芯片；预计在2022年下半 年投产、Intel 3预计在2023年下半年投产，补足制程不足短板，预计性能将在原有基础上大幅提升，稳固行业地位。 对于至强处理器，英特尔制定了同时拥有基于性能核(P-core)和能效核(E-core)的双轨产品路线图。根据Intel官网， Intel将在2022年推出 第四代至强可扩展处理器Sapphire Rapids，使用Intel7工艺、GoldenCove架构，支持DDR5、PCIe5.0等。在计划中还可以看到，预计在 2023年、2024年分别推出第四、第五代至强系列处理器，在每瓦性能上有更大提升。
3.服务器、PC出货量稳步增长，汽车智能化加速迎来新机遇
3.1 CPU市场可划分为：服务器、工作站、PC、移动终端和嵌入式设备 等
CPU市场主要可以划分为服务器、工作站、PC、移动终端和嵌入式设备，汽车是嵌入式设备中具有发展前景的细分市场。 1）服务器：是一种高性能计算机，为网络提供特定类型的服务，其中包含向网络用户提供特定服务的软件和硬件。 2）PC：即电脑端，主要面向台式机、笔记本等。其技术特点主要表现为微结构复杂、先进，制造工艺先进，性能与功耗较平衡，而非 追求多核性能、多路互联、并行处理以及高度稳定。 3）汽车：汽车CPU是汽车的“大脑”。随着智能驾驶以及新能源汽车的发展，汽车功能不断增多，呈现更高科技的配置。汽车芯片广泛 分布于汽车的动力系统、车机系统和安全系统。
根据IC Insights数据，2021年全球微处理器市场规模达到1029亿美元，预计2022年达到1104亿美元。其中：2021年， 全球计算机CPU市场占微处理器市场比重为35%，全球市场规模为350亿美元，预计2022年将达到386亿美元。 市场格局：Intel、AMD双巨头主导X86处理器市场，2021年分别占据72%、28%市场份额。 全球CPU市场长期被Intel和AMD垄断，Mercury Research统计数据显示，2022Q1 AMD在X86处理器的整体市场份额达到27.7%，Intel 达72.3%。在服务器CPU市场份额中，Intel市场占有率为88.4%，而AMD则为11.6%；台式机中，Intel占有81.7%的市场份额，AMD则为 18.3%；笔记本中，Intel占据了77.5%，AMD为22.5%。
汽车：电动化、智能化驱动汽车芯片市场高增
新能源车市场持续增长，2021年销量为675万辆，增速达到108.3%，预计2021-2025年复合增速为39.29%。 得益于中国、欧洲等主要市场高速发展，2021年新能源汽车销售总量达675万辆，同比增速高达108.3%，创下汽车电动化发展以来最高 成长幅度。我们预期到2025年，新能源汽车销量规模将达到2541万辆。 汽车电动化、智能化驱动，2021年全球汽车芯片市场规模为498亿美元，增速达26%。 在汽车电动化、智能化的趋势下，汽车芯片市场整体呈现增长趋势。2020年受到“缺芯”的影响，全球汽车芯片市场规模约为395亿美 元，同比下降2%。 2021年，得益于新能源汽车强力驱动以及芯片产能增加，全球汽车芯片市场恢复正增长，增速达到26%，为历史最高位，市场规模达到 498亿美元。
3.2 服务器：“东数西算”、 新基建赋能，2021年国内服务器出货量 375万台，同比增长9%
东数西算：“东数西算”工程带动投资，拉动上游服务器市场增长。截至2021年，我国在用数据中心机架总规模为520万架，互联网数据 中心市场收入达到1500亿元。预计“十四五”时期数据中心机架年均增速将保持在20%左右，收入增速保持在25%至30%。同时，“东数 西算”工程每年能带动投资约4000亿元，将助力西部地区信息技术等产业发展。 新基建：互联网企业CAPEX持续走高，云计算行业繁荣带动CPU同步受益。2020年4月，阿里云宣布将在未来3年再投入2000亿元，用于 建设数据中心和研发重大核心技术，如云操作系统、服务器、芯片、网络。5月，腾讯云宣布未来五年将投入5000亿元，陆续在全国新建 多个服务器规模达百万级的大型数据中心。2020年，我国云计算市场规模达2000亿元，同比增长超过55%。云计算行业需求的增长将带动 服务器行业CAPEX支出大幅增长，CPU将同步受益。 国内服务器出货量快速增长，根据IDC统计数据，2021年，中国X86服务器市场出货量为375万台，同比增长9.07%。
4.信创市场：党政下沉带动国产PC放量，行业信创拉动国产服务器高增
4.1 国产机会：国产CPU厂商初显峥嵘
国内厂商可以根据指令集和授权方式进行分类。 中国自2001年开始启动处理器设计项目，至今将近20年，国产CPU行业逐步显现峥嵘，涌现出一大批优秀企业。我们根据CPU指令架构 进行分类：1）复杂指令集（CISC）下，以X86架构为主，国内代表厂商包括x86龙头、兆芯；2）精简指令集（RISC）下，涉及ARM架 构、Alpha架构、自研架构等，国内代表厂商包括海思（ARM）、飞腾（ARM）、龙芯（LoongArch）、申威（Alpha）等。 以鲲鹏为例，鲲鹏台式机主板D920L11选用单路华为鲲鹏920处理器，主频支持2.2G/2.6/3.0GHz，提供4C/8C/12C系列配置，支持Linux 桌面操作系统，兼容业界主流内存、硬盘、网卡等硬件，具有高性能、接口丰富、高可靠性、易用性等特点。国产厂商正持续大力投入 研发实现CPU架构创新升级和快速迭代，力争赶超国际领先水平；同时加大生态建设力度，打造自主开放的软硬件生态和信息产业体系。
4.2 PC：党政信创-使用中口径进行人数测算，共有3032万目标人群
党政信创：依据国管属性将国有就业人员分为：小口径、中口径、大口径。小口径：政府机关是信创产业的最大推动力之一。2020年我国公共管理和社会组织国有企业就业人员1957万。大口径：2020年我国国有单位就业人员共计5563万人。
4.3 服务器：2025年中国芯片自给率目标为70%，信创市场空间广阔
2025年中国芯片自给率目标为70%，信创市场空间广阔。 国务院印发的《中国制造2025》提出：“到2025年，70%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障。”其中，核心基础零部件包 括嵌入式CPU。扶持和优惠政策出台，加速信创进程。国产自主可控成为国家发展的主旋律，国内在关键领域自主化的进程将提速。扶持政策主要集中 于以下三方面：1）对CPU相关企业给予资金支持以及财税优惠；2）加强应用端扶持，推动信创采购工作，政府采购清单中的整机产品 应用信创芯片；3）强调人才培养，重点培养相应的集成电路领域人才。
报告节选：
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精选报告来源：【未来智库】。
