國金創新技術暨電子行業研究團隊
陸行之（半導體產業資深專家）
翟煒（計算機組長）13581945259
邵廣雨（計算機行業研究助理）
行業觀點
CPU按指令集架構區分，複雜指令集陣營以X86為代表，簡單指令集陣營以ARM為代表。CISC與RISC架構處理器各有千秋，CISC架構晶片運行速度快、性能優越，但功耗大、價格較貴；RISC架構晶片體積小、低功耗、性價比高。目前整體來看，在移動晶片領域，以ARM為代表的RISC架構的晶片佔據了90%以上的市場份額，在計算CPU市場上，以英特爾X86為代表的CISC架構處理器佔據超過90%市場份額。其他如MIPS和Power等架構雖有部分廠商在用，但已不是市場主流。
對指令集的掌控程度決定了國產化的程度。對指令集的消化吸收和創新程度決定了CPU的創新可信的程度，通常自主研發國產CPU可以通過授權或者完全自研的方式，授權方式主要有兩種：指令集架構授權、IP內核授權。獲得指令集架構授權的廠商可以自主研發CPU內核，擁有較高的創新可信程度；獲得IP內核授權的廠商，只能基於指令集進行SOC集成設計，CPU內核仍受制於人，創新可信程度相對較低。
基於ARM架構國產晶片有望實現完全創新可信。目前，國內CPU企業大多選擇購買國外的架構授權，大體可以分為三類：第一類，龍芯（MIPS指令集）和申威（Alpha指令集），創新可信能力最強，但使用群體小，應用生態缺乏；第二類，飛騰、鯤鵬均基於ARM架構，由於是架構層級授權，有機會形成自主指令集，而且應用生態不斷成熟；第三類，以兆芯、海光為代表的x86架構，由於指令集仍掌握在海外廠商手中，完全創新可信難度大。因此，在創新可信程度上申威、龍芯>海思、飛騰>海光、兆芯，但是未來鯤鵬和飛騰有機會基於ARM V8永久指令集授權實現進一步創新可信。
綜合對比六大國產CPU廠商，飛騰有望異軍突起。在黨政信創市場，申威因主要面向超算領域且Alpha生態不成熟難以獲得較多份額。海光、兆芯受制於x86內核層級授權，創新可信程度較弱且海光無桌面授權。我們判斷飛騰、鯤鵬和龍芯將在黨政市場佔優。龍芯研發起步最早，黨政市場原始份額較大（約佔70%），國產應用適配廠商較多，但MIPS生態及性能不足，隨著鯤鵬進入場及飛騰不斷成熟，ARM的生態和性能優勢將逐步體現，同時因鯤鵬受制裁選擇性布局黨政市場，判斷飛騰將逐步獲得黨政信創市場最大份額。行業端市場空間大，對性能要求高，鯤鵬、海光此前絕對領先，隨著飛騰推出騰雲S2500多路伺服器晶片產品，性能提升數倍，亦有望推進行業端市場。
投資建議
隨著信創產業不斷落地，推薦關注中國長城（持有天津飛騰31.50%股權）、中科曙光（持有天津海光32.68%股權），作業系統龍頭中國軟體、誠邁科技，鯤鵬整機龍頭神州數碼。
風險提示
經濟受疫情影響較重，IT國產化進程放緩；國產晶片行業受美國制裁程度加深；基於ARM的計算生態發展緩慢。
行業概述
CPU是計算機系統的核心和大腦
CPU，即中央處理器是計算機的運算和控制核心，其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。CPU主要由控制器、運算器、存儲器和連接總線構成。其中，控制器和運算器組成CPU的內核，內核從存儲器中提取數據，根據控制器中的指令集將數據解碼，通過運算器中的微架構（電路）進行運算得到結果，以某種格式將執行結果寫入存儲器。因此，內核的基礎就是指令集（指令集架構）和微架構。指令集是所有指令的集合，它規定了CPU可執行的所有操作，微架構是完成這些指令操作的電路設計。相同的指令集可以有不同的微架構，如Intel和AMD都是基於X86指令集但微架構不同。
指令集架構（Instruction Set Architecture），又稱指令集或指令集體系，是計算機體系結構中與程序設計有關的部分，包含了基本數據類型，指令集，寄存器，尋址模式，存儲體系，中斷，異常處理以及外部I/O。指令集架構包含一系列的opcode即操作碼（機器語言），以及由特定處理器執行的基本命令。簡單地來說，指令集一般被整合在作業系統內核最底層的硬體抽象層中，屬於計算機中硬體與軟體的接口，它向作業系統定義了CPU的基本功能。
CPU按指令集的架構區分，分為CISC（Complex Instruction Set Computing，複雜指令集）型和RISC（Reduced Instruction Set Computing，精簡指令集）型兩類。CISC的設計者希望通過直接在硬體中構建複雜的指令從而使編程更方便、程序運行速度更快，其架構中每個指令可執行若干低端操作，諸如從存儲器讀取、存儲、和計算操作，全部集於單一指令之中；與之相反，RISC架構中只包含使用頻率高的少量簡單指令，並提供一些必要的指令以支持作業系統和高級語言。
CISC陣營以Intel、AMD的X86架構為代表，而RISC陣營則包括ARM、MIPS、Power PC等架構
從硬體角度來講，CISC處理的是不等長指令集，而RISC執行的是等長精簡指令集，在並行處理方面RISC明顯優於CISC。由於RISC執行的是精簡指令集，相比CISC在硬體層面需要更少的電晶體，所以它的硬體製造工藝更簡單且成本更低廉。RISC型CPU與CISC的CPU在軟體和硬體上都不兼容，這是由指令集的特性而決定的
從性能角度來說，CISC與RISC並無絕對的孰優孰劣之分。但在發展過程中，CISC陣營的Intel和AMD在提升晶片性能上做出了持續的努力，晶片的功耗被放在了性能後的第二位；而RISC本身出現時間較CISC晚十年左右（ARM誕生於1985年，X86誕生於1978年），ARM、MIPS在創始初期缺乏與Intel產品對抗的實力，專注於以低功耗為前提的高性能晶片。RISC陣營的Power PC架構最初是為個人計算機產品而設計，但其出現時已是1992年，此時Intel旗下的80386和80486佔據了大部分PC市場。次年，Intel赫赫有名的奔騰系列發布並助力Intel佔領了絕大部分PC市場，這是第五代基於CISC的X86架構微處理器，Intel將其命名為「Pentium」。在整個1990年代中期，PowerPC處理器均達到或超過了最快的x86 CPU的基準測試成績。但由於PowerPC面向Windows、OS / 2和Sun的客戶都存在應用軟體極度缺乏的問題，所以最終並未在PC市場濺起水花。但其後Apple因為PowerPC處理器的更高性能，在Macintosh個人電腦系列使用了PowerPC處理器。2005年，出於發熱量和能源消耗有關的考慮，Apple宣布不再在其Apple Macintosh計算機中使用PowerPC處理器，轉而支持Intel生產的處理器。此後PowerPC開始往超高性能伺服器方向發展。
CISC與RISC已逐步走向融合，兩方處理器互相借鑑互相優化。例如，Intel公司的Pentium Pro種內含三個能夠把x86指令轉換成118位定長的RISC風格微操作的解碼器。
整體來看，在移動晶片領域，ARM架構的晶片佔據了90%以上的市場份額，在計算CPU市場上，英特爾X86處理器佔據超過90%市場份額。MIPS和Power雖然已經不是主流，卻也有部分廠商仍在使用。
國產CPU與X86產品尚存在差距，主要體現在：
1）專業人才是技術和水平的承載體，國內專業人才數量少、整體規模尚小；
2）硬實力包括軟硬體設計開發環境EDA等存在短板；
3）軟實力包括CPU的設計方法學、CPU的設計流程與規範等存在差距。
國產CPU的發展現狀
中國自 2001 年開始啟動處理器設計項目，至今將近 20 年，產生了以中科龍芯、天津飛騰、海光信息、上海申威、上海兆芯等為代表的國產 CPU，並且產品的性能逐年提高，應用領域不斷擴展，使中國長期以來無「芯」可用的局面得到了極大扭轉，為構建安全、自主、可控的國產化計算平臺奠定了基礎。目前，國產主要CPU廠家有六家。
對指令集的掌控程度決定了國產化的程度。對指令集的消化吸收和創新程度決定了CPU的創新可信的程度，通常自主研發國產CPU可以通過授權或者完全自研的方式，授權方式主要有兩種：指令集架構授權、IP內核授權。
國產晶片種類繁多，基於ARM架構授權的晶片廠商最有可能形成自主可控指令集。由於指令集的複雜性和重要性，自主研發一套全新的指令集難度較大且效益不高。國產CPU廠家大多選擇購買國外授權，以實現不同程度的自主可控。目前，國產CPU架構大體可以分為三類：第一類，是以龍芯為代表的MIPS指令集架構和以申威為代表的Alpha架構，申威已基本實現完全自主可控（申威64已經完全形成了自己的架構），龍芯部分關鍵技術需付專利費。第二類，是以飛騰和華為鯤鵬為代表基於ARM指令集授權的國產晶片。ARM主要有三種授權等級：使用層級授權、內核層級授權和架構/指令集層級授權，其中指令集層級授權等級最高，企業可以對ARM指令集進行改造以實現自行設計處理器，如蘋果在ARM v7-A架構基礎上開發出蘋果Swift架構，其他如高通Krait、Marvell等都是基於ARM指令集或微架構進行的改造。因此，已經獲得ARM V8永久授權的海思、飛騰等廠家憑藉自身的研發能力，亦有可能發展出一套自己的指令集架構。第三類，是以海光、兆芯為代表的獲得x86的授權（僅內核層級的授權），未來擴充指令集形成自主可控指令集難度較大。因此，可以看出，在自主可控程度上申威、龍芯>飛騰、鯤鵬>海光、兆芯，但未來鯤鵬和飛騰如果基於ARM V8發展出自己的指令集，則創新可信程度將顯著提升。同時在未來ARM V9 V10等新架構拿不到授權的情況下，依然可以維持先進性。
綜合對比六大國產CPU廠商，我們認為目前市場競爭格局進一步明晰，飛騰有望在黨政信創和行業端市場均提升份額。
在黨政信創領域，申威由於過去主要市場在軍隊，且其產品偏向底層應用及超算領域，Alpha生態應用較少，預計其可獲得的市場份額有限。海光、兆芯受制於x86內核層級授權，自主性較弱，且海光僅獲得AMD伺服器授權，暫未獲得桌面應用授權，兆芯由於使用臺灣威盛電子的x86早期授權，產品性能相對落後，且兆芯早期市場開拓不佳。因此，在黨政信創市場，我們預計飛騰、鯤鵬和龍芯三家將成為主導。龍芯研發起步最早，黨政市場原始份額較大（約佔70%以上），國產整機及應用適配廠商較多，但MIPS整體生態、性能是劣勢，商用前景較一般，隨著鯤鵬進入市場及飛騰逐步成熟，ARM體系的生態和性能優勢逐步體現，另一方面，在黨政信創市場，通過投資給當地帶來稅收及就業機會是獲得份額的一大途徑，鯤鵬和中國長城均在多地成立了子公司，預計龍芯未來在黨政信創領域的市佔率會有所下降。鯤鵬當前因為海思受到美國制裁，未來存在一定不確定性，預計其在黨政信創市場拓展會有所取捨。綜合而言，我們判斷飛騰在黨政信創市場將逐步獲得最大份額。
對行業市場而言，一方面行業市場規模是黨政信創市場的數倍，另一方面行業市場對CPU性能、生態等的要求也遠高於信創市場。因此在此前行業國產招標中，基本只有鯤鵬、海光兩家獲得訂單，鯤鵬作為華為海思旗下產品，性能已達到國際先進水平，而ARM生態亦在不斷成熟，若不考慮美國制裁帶來的負面影響，其前景最為光明；海光因獲得四年前AMD最先進產品授權，且經過不斷改良加之X86架構的天然生態優勢，在行業市場亦獲得較多訂單。除此以外，此前其他幾款晶片在性能或市場能力上均有一定差距，不易獲得行業端市場訂單。以飛騰為例，此前飛騰僅可提供單路伺服器晶片，性能與鯤鵬有較大差距，因而難以拓展行業市場，而目前，飛騰已退出最新一代多路伺服器晶片產品騰雲S2500，使得多路伺服器產品性能提升數倍，預計Q4可規模化推向市場，飛騰在行業端拓展市場亦成為可能。
綜上，我們看好飛騰在信創和行業端市場份額提升，未來發展可期。看好飛騰原因有三：
其一，飛騰基於ARM架構層級授權自主化程度高、ARM應用生態不斷豐富，市場空間廣闊。飛騰已獲得ARMv8架構層級永久授權，其技術授權的確定性和可持續性較強，目前在移動終端市場，AA（ARM-Andriod）體系佔據統治地位，雖然主機和伺服器端與移動端授權有所差異，但不需要研發自己的編譯器，可兼容AA體系的軟體生態，大幅降低研發的技術門檻、時間和資金成本。同時，國際廠商不斷挑戰Intel、AMD等x86廠商在CPU市場的壟斷地位，如蘋果將在2021年初發布第一款基於ARM的Mac，完成向基於ARM的計算晶片的過渡。飛騰走了一條創新可信與國際化開放生態相互兼容的路線，未來市場空間廣闊。
其二，飛騰產品譜系不斷完善，產品性能大幅提升。目前，飛騰產品譜系已全面覆蓋高性能伺服器、高效能桌面和高端嵌入式等領域，7月發布的騰雲s2500晶片補全了其在高端多路伺服器領域的短板，基於騰雲2500S的8路伺服器是目前最高性能的國產伺服器系統，多條產品線能為從端到雲的各類設備提供核心算力支撐。
其三，合作廠商不斷擴展，中國長城信創產業基地全國布局。目前，飛騰合作夥伴數量超過1000家、累計研製了6大類900餘種整機產品，已經適配和正在適配的軟體和外設超過2400種，並發布了四大類、80多個行業聯合解決方案，覆蓋信創、電信、金融、能源、交通、醫療、數字城市、工業製造等行業。同時，2019年以來，中國長城與各地方政府展開合作，共建信創產業生態基地。據不完全統計，截至2020年8月，中國長城自主創新基地已先後在長沙、太原、溫州、南通、瀘州、煙臺、合肥、鄭州、重慶、哈爾濱、大理、拉薩、韓城、遵義等共14個城市落地。信創產業生態基地基於「飛騰＋麒麟＋安全」產業鏈全面構建從研發、生產、供應鏈及售前服務、售後服務的完整信創生態體系，助力飛騰快速發展。7月23日，飛騰表示，預計2020年全年晶片出貨量將達100萬片，營收達10億元。
六大CPU公司簡析
🔹 天津飛騰：創新可信主力晶片廠商，產業生態日益豐富，市場空間廣闊
天津飛騰是國產自主安全主力晶片廠商。飛騰專注於ARM晶片研發，是中國最早獲得ARMv8指令集架構授權的晶片設計廠商，主要致力於國產高性能、低功耗集成電路晶片的設計與服務，產品廣泛應用於計算機終端與伺服器。目前國內完全自主設計的晶片廠商僅飛騰、龍芯、海光、兆芯和申威等寥寥數家，飛騰在CPU、JS引擎性能、HTML5兼容性等方面全面領先其他廠商。
飛騰產品覆蓋高性能伺服器CPU、高能效桌面CPU和高端嵌入式CPU等。飛騰通過20年技術積累，已經形成完整的多樣化算力產品譜系，是國內通用CPU裡面譜系最全的CPU廠家，包括高性能伺服器CPU、高效能桌面CPU、高端嵌入式CPU，能為從端到雲的各類設備提供核心算力支撐。目前，主推產品是面向伺服器的FT-2000+64、面向桌面終端的FT-2000 四核和面向嵌入式的FT-2000A兩核。
飛騰CPU是PK體系信息系統的核心。飛騰的CPU晶片架構和國際主流ARM指令集接軌，而內部則是完全自主研發的「飛騰內核」。架構和國際主流接軌，保證了晶片接口的通用性，產品能更好地融入國際市場和生態環境；自主研發內核，則保障了晶片的自主性和可控性。基於自主研發的處理器內核，飛騰擁有高性能伺服器CPU、桌面CPU和高端嵌入式CPU完整的產品譜系，並與國內軟硬體廠商完成適配和產品業化研發，使得基於飛騰晶片的產品性能上可以達到替代國外產品，為從端到雲的各型設備提供核心算力支撐，為我國構建安全、自主、可控的國產化計算平臺奠定了基礎。
目前，飛騰已經與國內眾多廠家開展合作，攜手合作夥伴構建繁榮開放的生態，合作夥伴數量超過1000家、累計研製了6大類900餘種整機產品，已經適配和正在適配的軟體和外設超過2400種，飛騰已經建立起雲端邊和嵌入式全棧解決方案圖譜。
2020H1，公司業績大幅增長。2020年上半年，公司已實現營收3.5億元，超過19年全年營收，下半年將繼續保持增長勢頭，年底實現全年出貨量100餘萬片，營收10億元目標。
飛騰新一代多路伺服器晶片—騰雲S2500
今年以來，飛騰對高性能伺服器CPU、高效能桌面CPU和高端嵌入式CPU等三條產品線進行了全面品牌升級。高性能伺服器CPU統一以飛騰騰雲S系列命名（為伺服器和數據中心提供強算力、高並發的計算服務）、高效能桌面CPU產品線統一以飛騰騰銳D系列命名（打造高性能、高安全的單用戶極致體驗）、高端嵌入式產品線統一以飛騰騰瓏E系列命名（提供定製化契合各行各業嵌入式應用的解決方案）。騰龍、騰銳、騰瓏並駕齊驅，三線齊飛。
2020年7月23日，飛騰發布騰雲系列第一代高可擴展多路伺服器晶片——騰雲S2500。與FT-2000+相比性能大幅提升，擴展支持2路-8路，一臺伺服器整機最多可以支持8顆S2500 晶片直連構成多路伺服器，片內集成 64MB 三級 Cache，支持8 個 DDR4-3200 存儲通道，功耗 150W，整個晶片面積接近400m^2毫米，封裝尺寸65x65nm。在整機性能方面，雙路的 SPECint 分值為 1000+，增長至原來的 2 倍，四路的 SPECint 值為 1800+，是原來的 3.5 倍。在分布式資料庫性能方面，雙路伺服器的 tpmC 值達到 98000，線性提升至原來的 2 倍，四路的 tpmC 值達到 176000，增長至原來的 4 倍。在雲桌面支持方面，雙路伺服器支持虛擬機 70 個，增長至原來的 2.5 倍，四路伺服器支持虛擬機 140 個，增長至原來的 5 倍。
未來三年的產品規劃：騰雲S系列將有兩款核心產品（騰雲S5000和騰雲S6000）、騰銳D系列有兩款核心產品（騰銳D2000和騰銳D3000）、騰瓏E系列（騰瓏E2000和騰瓏E3000）。
🔹 華為鯤鵬 ：基於ARM架構授權，卓越性能提供市場最強算力支撐
華為基於ARM架構，研發五大晶片族，實現全場景布局。華為自研晶片產品主要包括伺服器晶片鯤鵬系列、手機SOC晶片麒麟系列、人工智慧晶片昇騰系列、5G基站晶片天罡系列、5G終端晶片巴龍系列等以及一系列專用晶片，如凌霄晶片、NB-IoT晶片、視頻編碼解碼晶片以及SSD控制晶片等。Kunpeng處理器從指令集和微架構兩方面進行兼容性設計，兼容全球ARM生態，並圍繞Kunpeng處理器打造了「算、存、傳、管、智」五個子系統的晶片族，實現全場景處理器布局。華為從2004年開始投資研發第一顆嵌入式處理晶片，歷經16年，累計投入超過2萬名工程師，形成了目前以「鯤鵬+昇騰」為核心的基礎晶片族。
作為鯤鵬計算產業底座的Kunpeng處理器，華為持續重點投入以滿足市場對於新算力的需求。目前鯤鵬系列已經實現量產的有Kunpeng 912、Kunpeng 916、Kunpeng 920、Kunpeng 920s，而Kunpeng 920Lite、Kunpeng 930及Kunpeng 930s目前仍在研發中，Kunpeng 930Lite尚在規劃中。
最新鯤鵬920晶片已實現通用計算最強算力，性能優於其他廠商的同類型晶片。2019年，華為發布最新鯤鵬920處理器。這款鯤鵬920基於ARMv8指令集，是行業內首款7nm數據中心ARM處理器，由華為自主研發設計，採用多發射、亂序執行、優化分支預測等多種手段提升單核的性能。鯤鵬920擁有64個內核，集成8通道DDR4，可以提供多個接口，主頻可達2.6GHz，總帶寬640Gbps，保證了920超強算力的高效輸出。此外，在Memory子系統上也進行了大量的優化，採用當前典型的3級Cache的架構，對Cache大小以及延時進行了優化設計。鯤鵬920面向數據中心，主打低功耗強性能，性能達到業界領先水平，尤其是整型計算能力，業界標準SPECint Benchmark評分超過930，超出業界標杆25%，同時能效優於業界標杆30%。並已經針對大數據、分布式存儲、資料庫及雲服務等場景進行了歐化，通過軟硬協同進一步提升處理器的性能。
鯤鵬920已實現性能超越Intel系列X86晶片。鯤鵬晶片算力維度方面在非X86架構晶片中明顯領先，且發展至目前已經達到可以與X86晶片相匹配的性能。鯤鵬920晶片基於ARM v8架構，各方面性能優異。目前從整體性能上看，鯤鵬920與晶片龍頭Intel公司所生產的晶片相比較而言，48核鯤鵬920與Intel至強8180性能相當，但鯤鵬920能耗比對方低20%，而64核的鯤鵬920測試性能要遠優於Intel至強8180。這證明ARM架構已經具備趕超X86架構性能的能力。
華為積極適配其他作業系統，從底層構建好鯤鵬生態。華為從2019年開始一直加速各行業生態的適配，在政府端進行得較為充分完善。目前在作業系統方面，華為推出了自主研發的歐拉伺服器作業系統，但歐拉作業系統與鯤鵬產業合作夥伴誠邁科技的統信UOS、中國軟體的麒麟作業系統並不矛盾，華為將藉助鯤鵬920與這些國產作業系統的適配來構建起強大的鯤鵬生態。目前基於統信UOS、華為鯤鵬平臺的整機、應用、外設的適配已經超過1000款，在日常辦公領域已經完全具備替換Windows系統的能力。
華為目前是國際上ARM伺服器晶片領域的領軍企業，其產品歷經考驗已經服務於國內多個領域。移動領域，華為海思的麒麟晶片已經通過華為高端手機Mate系列、P系列打響自身品牌；伺服器與雲計算領域，華為陸續發布的鯤鵬系列和昇騰系列晶片，基於ARM架構，分別用於伺服器和雲計算市場。然而，在不斷加劇的國際封鎖和美國制裁下，華為鯤鵬的發展蒙上了一層不確定性。
🔹 龍芯：國內最早自主研發晶片廠商，MIPS架構體系自主化程度高
「龍芯」是我國最早研製的高性能通用處理器系列，於2001年在中科院計算所開始研發，得到了中科院、863、973、核高基等項目大力支持，完成了十年的核心技術積累。2010年，中國科學院和北京市政府共同牽頭出資，龍芯中科技術有限公司正式成立，開始市場化運作，旨在將龍芯處理器的研發成果產業化。
龍芯CPU採用 MIPS 體系結構，產品現包括龍芯 1 號小 CPU、龍芯 2 號中CPU 和龍芯 3 號大 CPU 三個系列，此外還包括龍芯7A1000 橋片。產品方面，龍芯目前共推出3代CPU產品， 2017年4月發布面向桌面/伺服器應用的龍芯3號處理器的最新升級產品龍芯3A3000/3B3000，其中，龍芯3A3000基於中芯28nm FDSOI工藝，自主GS464E架構（自主指令系統LoongISA），設計為四核64位，主頻1.5GHz，功耗僅30W，是目前國產CPU中單核SPEC實測性能最高的晶片之一。2019年12月，龍芯推出首款基於GS464v微架構的四核處理器3A4000相比上一代產品實測性能提高一倍。預計2020年年底將推出3A5000/3C5000，其工藝改進提高主頻至2.5GHz，核數提升至16核。
相比於龍芯3A3000處理器，龍芯3A4000性能翻倍。龍芯3A4000相比3A3000的GS464e微架構，進一步優化流水線，提升運行頻率，加強對虛擬化、向量支持、加解密、安全機制等方面的支持。其晶片整體實測性能提升一倍左右。在某些測試項目中，龍芯3A4000的速度超過了3A3000的三倍，比如hmmer測試，3A4000的速度是3A3000的3.6倍，這是因為龍芯3A4000的向量指令在發揮作用。但與Intel i5-7200U處理器相比，龍芯3A4000處理器性能還存在一定差距。從測試結果可以看到，3A4000處理器單核整數性能只有i5-7200U的60%, 浮點性能只有後者的50%。但考慮到Intel i5-7200U睿頻頻率高達3.1GHz，處理器的每GHz性能為整數10.64分，浮點12.6分；3A4000處理器核的同主頻性能已經能夠達到i5-7200U處理器的80%～90%了。
出貨量不斷增加，但生態可能是龍芯的制約。出貨方面，龍芯出貨規模不斷擴大，2016年只有1萬片，2017年2萬片，2018年6萬多片，2019年出貨量50萬片，龍芯出貨量不斷增加。但另一方面，龍芯所基於的MIPS架構在國內外基本只有龍芯採用，龍芯需要完全依託自身實力建設完善生態，相對於強大的X86生態和有眾多巨頭共建的ARM生態，龍芯MIPS生態發展前景相對有一定不確定。
🔹 海光：性能優越的x86架構晶片，商用市場極具潛力
海光信息技術有限公司成立於2014年10月，公司重要股東為中科曙光，持股32.68%。海光信息主營高性能處理器，業務涵蓋晶片領域的設計、製造和生產等環節，自主設計了「禪定」x86中央處理器（CPU）。2016年4月，AMD宣布將與海光信息成立合資公司，授權其生產伺服器處理器，AMD獲得2.93億美元的授權費。目前，海光資金以天津投資和曙光自有資金為主。
與AMD成立合資公司，變相獲得x86內核授權。由於Intel與AMD之間存在交叉授權協議，當AMD成立合資公司時，若AMD為非控股股東，則合資公司不能獲得X86授權，只有AMD保持控股狀態時，合資公司才能獲得X86授權。因此最初合資的一項條件就是AMD控股合資公司。但如果由AMD控股了合資公司，那勢必影響合資公司獲得國家扶持的力度，而且一旦外資控股，其創新可信身份將存疑，很多國產項目將無法參與。於是，AMD與海光達成了一個迂迴的合作方案：首先，AMD與海光信息成立合資公司成都海光微電子技術有限公司（簡稱「海光微電子」），AMD持股51%，為控股股東，負責開發CPU核（享有AMD現有的x86內核授權）。然後海光與AMD另外成立一家由海光信息控股的合資公司成都集成電路設計有限公司（簡稱「海光集成電路」），海光信息持股70%。由海光集成電路購買海光微電子的IP授權，以此為基礎開發CPU，最終實現ARM賣IP核的翻版。從而，既規避了Intel的X86授權限制，又使得海光X86 CPU成為內資公司開發的產品，滿足創新可信要求。
海光的最大優勢是其產品性能和x86豐富的應用生態。由於有AMD技術做後盾， AMD授權給海光的是性能強勁的Zen的結構和代碼，海光晶片性能優越，在國家級超算項目應用廣泛。2018年7月，AMD與天津海光合作後首款 X86 處理器 Dhyana（禪定）啟動生產，Dhyana（禪定）基於超微（AMD）Zen核心架構開發，性能方面與AMD EPYC處理器相似，Linux維護者將EPYC支持代碼轉移到Dhyana（禪定）處理器後可以成功運行，說明當時兩款處理器差異相對較小。2019年6月，中科曙光與四川成都合作，建立成都超算中心。2020年5月10日，中國電信56314臺伺服器集採華為鯤鵬920晶片、海光HYGON Dhyana系列處理器的H系列全國產化伺服器，首次將全國產化伺服器單獨列入招標目錄。2020年7月1日，Intel停供伺服器晶片，海光已開始向國內諸多伺服器廠商供貨。
海光產品當下確定性高。受益於性能和生態兩方面優勢，且未受制裁影響，海光產品當下確定性高，可獲得大量行業端國產訂單。但X86架構的核心指令集仍然掌握在Intel和AMD手中，且海光未獲得桌面產品授權，下一步海光將在現有架構基礎上，持續迭代創新，維持國產先進性優勢。
🔹 申威 ：自主化程度最高的 Alpha架構晶片，主供軍方與超算市場
申威最初基於Alpha指令集架構，形成三個系列國產處理器產品線。成都申威科技有限責任公司，總投資5億，註冊資金1億公司依託國家信息安全發展戰略，主要從事對申威處理器的產業化推廣，核心業務包括申威處理器晶片內核、封裝設計、技術支持服務及銷售，小型超級計算機研發、測試、銷售、服務及核心部件生產，基於申威處理器的軟體、中間件開發，嵌入式計算機系統定製化產品服務，集成電路IP核等智慧財產權授權。申威處理器是在國家「核高基」重大專項支持下，由上海高性能集成電路中心，採用自主指令集，研製的具有完全自主智慧財產權的國產處理器系列。現已形成申威高性能計算處理器、伺服器及桌面處理器、嵌入式處理器三個系列的國產處理器產品線，以及申威國產I/O套片產品線。
申威CPU長期創新可信，但生態建設存在難度。2006年，背靠科技部和上海市政府的上海高性能集成電路設計中心首次成功研製出基於DEC公司Alpha架構的申威1單核CPU，130nm工藝，主頻900MHz。申威作為軍方專供CPU廠商，軍隊大部分機密設備均使用申威處理器，因此出於安全性能以及智慧財產權角度，申威在研發出第一代基於Alpha指令集的CPU後，將指令集替換為自研的自主可控的申威64位指令集，完全區別於原有Alpha指令集。因此，基於完全自主指令集架構的申威CPU研發能力不受限制，不受美國制裁的威脅，可以為軍隊、黨政機關等高機密、關鍵行業持續穩定提供支撐，並已經開展了產業化推廣。但由於申威是唯一一個基於申威64位指令集打造的國產CPU廠商，因此後續在獨立生態建設上將存在一定難度。
申威SW26010是中國首個採用國產自研架構且性能強大的計算機晶片。出於安全自主可控角度不再使用ALPHA指令集後，申威推出了自研的申威64位指令集，並在此基礎上，成功研發出中國首個採用自主架構，同時性能達到世界一流水平的計算機晶片申威SW26010。SW26010採用260核心眾核架構，亂序執行架構，頻率1.45GHz，整個處理器包括4個MPE管理單元、4個CPE計算單元及4個MC內存控制器單元組成，總計260個核心。
申威在伺服器領域向上至超算領域的應用場景中性能強大，優勢較為明顯。2016年6月20日，搭載了申威SW26010以及國產作業系統神威睿思的神威•太湖之光獲得全球超級計算機第一名，並持續4年。神威•太湖之光峰值計算速度達每秒12.54億億次，是全球首臺峰值計算速度超過十億億次的超級計算機，軟體硬體並行，均為申威自主設計。
申威與中國電科聯手，首條伺服器規模化生產線現已啟用。2020年1月，中國電科首批申威伺服器量產下線。申威在市場化探索初期，與中國電科進行了對接。基於申威的自主可控技術路線+電科的電子信息產業國家隊，目前，中國電科已經成立中電科申泰公司，負責申威處理器的產業推廣工作。2020年 7月29日，申威全國首條伺服器規模化生產線在上海松江區正式啟用。這標誌著中國電科貫徹落實國家戰略要求，實現了申威伺服器規模化生產。目前已建成的規模化生產線年產能超過4萬臺。未來，中國電科將以更大批量生產滿足伺服器市場化需求，並將進一步加大投入，構築電科申威技術體系、產品體系、應用體系。雙方將共同擴大申威核心研發團隊的規模，完善豐富申威64位指令集系統生態。
申威與多家廠商進行適配，全力構建申威生態。國產處理器得以推廣應用的關鍵在於生態的豐富與否。為應對這一問題，申威推出了自研的作業系統，實現了從處理器到作業系統，在到上層應用軟體的國產化。近期，多家廠商與申威處理器進行兼容認證，涉及作業系統、存儲等軟體硬體領域，例如統信、聯想、大道雲行、鼎甲等。目前，申威處理器適配的作業系統有中標麒麟、統信UOS及深度deepin。未來，申威處理器將不斷和國產自主可控廠商適配，構建起完善的生態。
🔹 兆芯 ：國內x86主要入圍晶片，業務主要覆蓋上海地區
上海國資委持股85.24%，擁有x86架構授權。上海兆芯集成電路有限公司（簡稱「兆芯」）於2013年成立，由上海聯合投資有限公司（隸屬於上海市國資委）和臺灣威盛電子共同成立，總部位於上海張江，在北京、西安、武漢、深圳等地設有研發中心和分支機構。目前，上海市國資委持股比例為85.24%。威盛電子是臺灣老牌晶片公司，是除Intel、AMD之外，唯一一家擁有x86架構授權的公司，也是除高通之外，唯一一家擁有CDMA基帶授權的公司。技術方面，截至2020年4月，兆芯已累計申請專利1468件，登記集成電路布圖設計34件。
兆芯的技術源自VIA，通過技術引進、仿製，再修改原始設計，最後自主創新，致力於通過技術創新與兼容主流的發展路線，為行業用戶提供通用處理器和配套晶片等產品。公司成立以來，兆芯已成功研發並量產多款通用處理器產品，並形成「開先」、「開勝」兩大產品系列。2019年6月，兆芯發布開先KX-6000/開勝KH-30000系列處理器，是首款主頻達到3.0GHz的國產通用處理器，也是業內第一款完整集成CPU、GPU、晶片組的SoC單晶片國產通用處理器，其單晶片性能相比上一代產品提升了多達50%，同頻下的性能功耗比則是上代產品的3倍，產品性能與國際主流的Intel i5水平相當。
投資建議
隨著信創產業不斷落地，推薦關注中國長城（持有天津飛騰31.50%股權）、中科曙光（持有天津海光32.68%股權），作業系統龍頭中國軟體、誠邁科技，鯤鵬整機龍頭神州數碼。
風險提示
經濟受疫情影響較重，IT國產化進程放緩。此次新冠疫情來勢兇猛，對全球以及我國經濟都形成了較大衝擊，對政府的財政亦有衝擊。國產計算產品目前主要面對的還是政府市場，疫情也許會對計算產業國產進程產生負面影響。
國產晶片行業受美國制裁程度加深。此前美國政府進一步加大對華為海思的制裁，我國晶片行業近年來快速發展，但在晶片代工、上遊原材料等多個領域仍然與國外差距明顯，美國制裁有可能放緩我們國產CPU產業的發展。
基於ARM的計算生態發展緩慢。ARM主要在移動端市場處於統治地位，生態成熟，在計算市場還是X86+Windows處於絕對壟斷地位。雖然國內ARM陣營的海思、飛騰等廠商正在積極建設計算生態，但仍將面臨較大的阻力，基於ARM的計算生態發展進度也許將不及預期。