中科曙光VS中国长城VS华为海思VSAMD:国产CPU产业链梳理

中科曙光VS中国长城VS华为海思VSAMD

国产CPU产业链深度梳理

今天我们要研究的领域，是全球半导体行业的核心赛道——CPU。同时，

在我们之前对操作系统的系列研究中（中国软件VS诚迈科技）曾经阐

述过，这两大领域有着“共生”的关系，无论是商用市场还是信创市场，

都需要结合起来研究。

CPU（CentralProcessingUnit，中央处理器），是计算机进行信

息处理、程序运行的核心执行单元，是计算机的“大脑”。

从产业链看，上中下游为：

上游——晶圆代工厂、封测厂、模组加工等，供应商包括台积电（毛

利率：48%）、三星电子（毛利率：46%）、鸿海精密（毛利率：

6%）等。对台积电、工业富联，我们之前都有过研究，详见科技版

报告库。

中游——CPU设计企业，全球龙头包括英特尔（IDM模式）、AMD，

国产厂商包括中科曙光（海光）、中国长城（天津飞腾）、华为海思

（鲲鹏）。

下游——根据应用终端分类，包括PC、服务器、大型超级计算机三

大领域。代表企业包括联想、戴尔、惠普、浪潮信息等。

图：CPU产业链

来源：塔坚研究

需注意的是，本报告中对于CPU的研究，其下游局限于PC、服务

器及大型超级计算设备，不包括智能手机等移动设备。

这是因为智能手机中的CPU的核心技术，需要适配手机基带芯片，

且要求低功耗、轻量化，这和PC、服务器两大领域对CPU的要求差

异较大，属于不同产业链。国产手机CPU厂商有紫光展讯（属于紫

光股份）。

对于这条产业链，有几个值得我们深入思考的问题：

1）CPU行业的增长驱动力是什么？

2）INTEL和AMD，这两大CPU巨头，它们的竞争力差异究竟在哪

里？核心指标看什么？

3）国产CPU竞争力如何？

（壹）

图：收入结构（单位：%）

来源：塔坚研究

从2019年收入结构来看：

中国长城——收入为108.44亿元，主要来自高新电子业务（41.12亿元，

占比37.92%），该业务主要为军事通信、卫星与定位导航、海洋信息

安全、军用自主安全等领域提供计算设备及系统集成服务；其次是电源

业务（占比26.78%）和信息安全与整机解决方案（占比25.54%）。

中国长城的CPU相关收入，主要来自于参股公司天津飞腾（中国长城持

股31.5%，权益法计入长期股权投资），2019年天津飞腾营业收入为2.07

亿元。

中科曙光——收入为95.26亿元，主要来自高性能计算（主要是党政军

的服务器，约75.04亿元，占比79%），其次是系统集成（占比11%）

和存储产品（10%）。

中科曙光CPU相关收入，主要来自于参股公司海光信息技术有限公司

（持股36.44%，权益法计入长期股权投资），2019年海光收入3.9亿

元。

英特尔——收入为720亿美元，主营业务为CPU，主要来自PC客户端（371

亿美元，占比51.53%）和数据中心（235亿美元，占比32.6%）两大业

务，合计606亿美元。其他业务包括存储、FPGA、GPU、ASIC、物联网

等，合计收入114亿元（占比15.83%）。

拆开Intel的PC客户端业务，主要包括台式机（Desktop）和笔记本

（Notebook），收入分别为118亿元和207亿元。可以看出，笔记本

（Notebook）占比更多。

图：PC客户端业务拆分

来源：INTEL年报

AMD——收入为67亿美元，主营业务为CPU，主要来自计算与图形芯片

（47亿元，占比70%），其次是嵌入式及其他业务（占比30%）。由于

AMD未单列披露CPU和GPU收入比例，我们从2018年市场份额数据推算，

其CPU相关收入约占总收入的41%（约27亿美元），而GPU收入约占

总收入的28%。

综上，按照CPU收入体量排序：INTEL（600亿美元）>AMD（27亿美元）>

中科曙光（3.9亿元）>中国长城（2.07亿元）。在体量层面，英特尔

和AMD占据绝对优势。

（贰）

接下来，我们从2020年3季报报数据，分别对比一下四家公司的增长

情况：

图：2020年Q3数据（单位：亿元人民币、%，汇率6.5）

来源：塔坚研究

中国长城——2020年前三季度，实现营业收入74.16亿元，同比增长

4.43%，净利润-1.63亿元，同比下降171%。亏损的主要原因，是受卫

生事件影响，部分订单延后且相关支出有所增加。

注意，中国长城的联营公司，天津飞腾正在快速放量，2020年半年报收

入为3.37亿元，已经超过去年全年收入，预计全年交付量增长650%至

150万片。主要受国内信创市场需求驱动。并且，据媒体2020年8月份

采访，飞腾的管理层透露，2020年全年营收目标为10亿。

中科曙光——2020年前三季度，实现营业收入59.33亿元，同比下降

12.15%，净利润3.24亿元，同比增长29.79%。收入下降的原因，为卫

生事件影响，相关政企订单延后。

INTEL——2020年前三季度，实现营业收入578亿美元，同比增长

11.85%，净利润150亿美元，同比增长6.35%。2020年INTEL推迟了10nm

芯片的推出，导致部分PC订单丢失；不过，数据中心业务（服务器）

增长依旧强势。

AMD——2020年前三季度，实现营业收入65.19亿美元，同比增长

41.59%，净利润7.09亿美元，同比增长314.62%。注意，AMD的业绩增

长创下历史记录，主要由于Ryzen（锐龙）、EPYC（霄龙）系列芯片畅

销所致。

再从季度增速情况看，中国长城受卫生事件影响导致的波动较大。

INTEL、AMD增长趋势接近，主要受PC、服务器驱动，具有鲜明的半导

体周期性。

图：季度收入增速（单位：%）

来源：塔坚研究

（叁）

好，增长看完后，我们再来看回报对比：

图：回报数据（单位：%）

来源：塔坚研究

从回报水平来看，INTEL>AMD>中国长城>中科曙光，根据杜邦分

析：

图：杜邦因素拆分（单位：%、次）

来源：塔坚研究

由于中国长城和中科曙光的主营业务并非CPU，因此和海外两大CPU龙

头驱动力并不相同。由于所处赛道不同，导致回报差异的核心驱动因子

也不同。

INTELVsAMD——

首先，INTEL的ROE水平高于AMD，差异主要来自于净利率。从历史来

看，INTEL净利率较为稳定，在15%-29%之间波动，而AMD利润水平波

动较大，亏多赢少。

一方面，是INTEL的毛利率水平显著高于AMD，INTEL作为行业龙头具

有定价权。2006年以来，Intel的毛利率在55%-65%之间波动，而AMD

的毛利率在25%-40%之间。

图：IntelVSAMD毛利率对比（2006-2009）

来源：Wind

不过注意，2017年以后，AMD的毛利率水平在不断提升，原因是锐龙、

霄龙CPU的畅销，而同时期的INTEL，因为10nm制程一直未能突破量产，

被AMD在市场占了先机。

其次，周转率方面，AMD较高，主要原因是二者经营模式不同，INTEL

为IDM的重资产模式，总资产周转率较低，而AMD为FABLESS的轻资产

模式。

中国长城VS中科曙光——

ROE水平较为接近，在10%-15%之间波动。净利率方面，中国长城较高，

主要原因是中国长城下游军工客户占比更高，利润率较高。周转率方面，

由于军工行业回款速度较慢，中国长城的周转率低于中科曙光。

（肆）

从CPU的下游终端场景来看，主要为PC和服务器：根据IDC数据，

2018年全球CPU市场空间约为488亿美元（约3416亿元人民币），

同比增长13.6%。其中：

PCCPU市场空间约322亿美元（2254亿元人民币），同比增长10.1%；

服务器CPU市场空间166亿美元（约1162亿元人民币），同比增长

21%。可以看出，服务器是CPU下游行业的主要增长点。

行业增长公式：总需求增速

%=

（

1+PC

需求增速

%

）

*

（

1+

服务器需求

增速

%

）

-1

1）PC

PC包含台式机（Desktop）和笔记本（Notebook）两大部分。CPU是

个人电脑的“大脑”，一般而言，CPU在PC中占成本比例约30%-40%。

从PC渗透率的角度看，发达地区的PC渗透率普遍在79%左右，美国

PC渗透率在90%-100%，并且，中、英、美、法、德PC渗透率均在

下降。

中国PC渗透率虽然仅有20%，但PC行业的逻辑发生了一定的改变：

智能手机替代了部分PC需求。从趋势来看，PC渗透率增长可能性不

大。

图：全球PC渗透率

来源：世界银行、中国社会科学院

根据

Gartner

数据，

2020Q3

全球

PC

的出货量达到

7140

万台，同比

增长

3.6%

，主要由卫生事件造成的居家娱乐、工作和学习推动。预计

2020

年全年

PC

出货量超过

2.9

亿台，假设未来五年

PC

出货量维持不

变，增速为

0%

。

2）服务器

CPU占服务器成本比例在25%-30%。

智研咨询数据，2019年全球服务器销售额为873亿美元，根据华为2019

年发布的《鲲鹏产业白皮书》数据，到2023年，全球服务器市场空间

1121.3亿美元，5年复合增速为3.7%，中国服务器市场空间339.7亿美

元，5年复合增速为12.4%。

服务器行业增长主要受全球数据量的增长（根本原因）及云计算渗透率

（实现路径）提升所驱动。

因此，对于服务器市场增速，我们参考华为鲲鹏产业白皮书预测，

2020-2023

年，全球市场复合增速为

3.7%

，国内市场复合增速约为

12.4%

。

值得注意的是，在服务器市场中，有一个细分市场——超级计算机（简

称：超算）。

超算，是指具有超强计算和处理数据能力的服务器，配有多种外部和外

围设备及丰富的、高功能的软件系统。因其计算性能强大，其主要用领

域为基础科学研究，如气象预测、核聚变、航空航天、生物科学等领域。

根据2020年11月的全球超算TOP500榜单，排名龙头的为日本富岳，

第二、三位分别为美国Summit和Sierra，我国的神威太湖之光（采用

申威）和广州天河二号（采用Intel）分列四、六位。

图：2020年全球超算排名，

来源：

在超算排名TOP500榜单中，约有94%的超算芯片是：英特尔Xeon（至

强）或XeonPhi（至强融核）处理器。而国内超算中心使用的芯片，采

用了中国自主研发的芯片。

其中：神威太湖之光，用的是中国自主研发的"申威26010"众核处理器；

广州天河二号，2017年底用国产的Matrix-2000协处理器（国防科大研

发团队，现天津飞腾），替换了部分英特尔XeonPhi处理器。

考虑到超算是服务器市场的一部分，此处我们整体参考服务器市场的增

速。因此，根据前述公式，我们可以算出：CPU下游需求的全球市场增

速为3.7%，国内市场增速为12.4%。

对于Intel、AMD公司而言，其未来收入驱动力是由PC、服务器两大终

端需求驱动。那么，国产CPU是否适用这个增速逻辑呢？

（伍）

国产CPU公司，如想要与Intel、AMD在PC、服务器两大领域一争高下，

其竞争力仍需要有大幅提升。原因是：

1）生态壁垒：硬件CPU需要软件操作系统的配合，INTEL的X86架构和

微软的Windows操作系统形成了稳固的Wintel联盟，难以打破；（对

操作系统+CPU的生态壁垒，我们之前研究过，详见科技版报告库，此

处不详述）

2）性能差异：丛芯片制程来看，国内外存在显著差距。天津飞腾先进

制程为16nm、天津海光为14nm，而华为鲲鹏虽然达到了7nm但面临制

造方面的限制（当前中芯国际14nm产能依然不稳定），与当前国际上

先进制程（5-10nm）差距明显。

3）架构自主性差：X86架构、ARM架构面临不同程度的授权限制，而像

MIPS、Alpha等自主可控架构无生态支持。

因此，国产CPU的增长空间，主要在信创领域。需求主要来自机关、

部队和重点行业领域的服务器和PC，基于安全的自主可控是推动国产

CPU行业成长的主要力量。所以，我们分PC和服务器两个分支，按照

量、价来预测：

CPU

市场规模

=PC/

服务器销售台数

*

替换渗透率

*CPU

单价

………………………………

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