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国产CPU“第一股”诞生

  6月24日,国产CPU设计厂商龙芯中科登陆科创板,证券简称为“龙芯中科”,证券代码为“688047”,成国产CPU第一股。其发行价60.06元/股,开盘价为96.28元/股,涨幅60.31%。截至中午收盘,龙芯中科股价为85.77元/股,涨幅42.81%,总市值344亿元。

龙芯中科计划募资情况

  本次 IPO,龙芯中科计划募资 35.12 亿元,将分别用于“先进制程芯片研发及产业化”、“高性能通用图形处理器芯片及系统研发”和“补充流动资金”3 个项目。申购结束后,龙芯中科募资总额为 24.62 元,较预计募资相差 10 亿元以上。

国产CPU“第一股”

  龙芯中科最早起源自中科院计算所2001年开始的“龙芯”项目,成立于2008年,并于2010年开始市场化运作。“龙芯”是国内最早研制的通用处理器系列之一。

  招股书披露,2019年-2021年,龙芯中科营收分别为4.9亿元、10.8亿元和12.0亿元;归母净利润分别为1.9亿元、0.7亿元和2.4亿元。期内,龙芯中科研发投入占营收的比重分别为16.11%、19.26%和26.78%;资产负债率分别为18.08%、26.20%和23.15%。

  “报告期各期,公司主营业务综合毛利率分别为57.16%、48.68%、53.77%,毛利率波动的主要原因系公司产品业务的结构变化。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。”龙芯中科表示。

  龙芯中科透露,该公司已形成面向嵌入式专门应用的龙芯1号系列处理器、面向工控和终端类应用的龙芯2号系列处理器、以及面向桌面与服务器类应用的龙芯3号系列处理器等主要产品。目前,该公司基于信息系统和工控系统两条主线开展产业生态建设,面向网络安全、办公与业务信息化、工控及物联网等领域,与合作伙伴保持全面市场合作,系列产品在电子政务、能源、交通、金融、电信、教育等行业领域已获广泛应用。

龙芯中科招股书截图

  “公司推出了自主指令系统 LoongArch(龙芯架构)。LoongArch 是一款充分考虑兼容需求的自主指令系统,可以通过”指令系统创新+二进制翻译”的方式,高效运行其他平台上的二进制应用程序,从而达到生态融合的目的。”龙芯中科在招股书中表示。

  2022年1-3月,龙芯中科营收1.8亿元,同比下滑37.08%。招股书中解释,这是因为受下游客户分批次实施采购计划的影响,该公司收入存在一定的季节波动性,具有上半年较低、下半年尤其是第四季度较高的特点。2019年-2021年,龙芯中科一季度收入占比分别为25.70%、14.74%、24.01%。

  “2022年一季度公司的信息化类客户正处于向最终用户集中交货验收阶段,新批次的采购有所滞后,并且产品交付工作受到了疫情的影响。受收入下滑影响,同时随着员工人数增长,公司支付的职工薪酬增加导致销售费用、研发费用增长,2022年1-3月公司归属于母公司股东的净利润、扣除非经常性损益后归属于母公司股东的净利润分别同比下降41.74%、72.52%。”招股书披露。

  2022年上半年,龙芯中科预计营收约4亿元至5亿元,同比减少约28%-11%;预计实现归母净利润约1.15亿元至1.67亿元,同比增长28%至85%;预计实现扣除非经常性损益后归属于母公司股东的净利润约0.14亿元至0.66亿元,同比减少0.38亿元至增加0.14亿元。“收入下降主要系公司的信息化类客户正处于向最终用户集中交货验收阶段,新批次的采购有所滞后,并且产品交付工作受到了疫情的影响。”

CPU全球竞争格局

  CPU是计算机系统的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元,被誉为人类科技皇冠的明珠。但CPU研发门槛高、生态构建难,一直以来,全球通用CPU(桌面与服务器CPU)市场都处于Intel、AMD双雄争霸的格局。

  • X86 领域:Intel 和 AMD 占领市场

  X86 架构目前占据服务器、桌面及移动PC的主要市场份额,非X86架构产品不断发起进攻。2018-2019年,在X86领域,AMD市场规模增长了1.0%,Intel市场份额小幅度下滑,但仍然呈现出主导态势。在服务器领域,Intel市占率仍然高达96%以上,同时AMD公司正在努力提升自己的市场份额,从2018年的1.8%增长到2019年的3.9%,同比增长117.0%。在笔记本电脑领域,AMD市占率大幅上升,从2018年的10%增长到2019年的14.6%,Intel则下降了5.1%。在桌上型电脑领域中,AMD市占率持续上升,兆芯也占据了一定市场份额。

  • 非X86领域:ARM占据绝对优势

  在非X86领域,ARM以低能耗、高效率、发展时间长的优势占据移动终端市场的主导地位,使用最广泛、发展最成熟,市占率达到43.2%;RISC-V发展时间短且更加灵活,在物联网领域备受关注,近几年以其开源性质被重点关注发展,后续有望在新兴领域崭露头角;MIPS主要应用在网关、机顶盒等网络设备中,市占率达到9%;Power所代表的小型机是企业IT基础设施的核心,但在相关市场的占有率仅1%左右;Alpha指令集基本已退出国际主流应用;SPARC早先被Sun公司开源,后被Oracle公司并购,如今已消失。

  在移动终端方面,ARM占据绝对优势,通过授权占据移动设备端90%以上的市场,构成市场上的标准架构;在服务器方面,非X86目前参与者有华为、飞腾、高通、亚马逊等,华为的鲲鹏服务器是ARM服务器的重要参与者,而国产龙芯是基于MIPS的服务器重要厂商;在桌面PC市场,ARM正逐渐被很多企业应用,2011年微软开始采用ARM的Windows系统,ARM开始进入X86的传统优势领域,如今苹果MacOS、新版Windows等均采用了ARM。

国产CPU的三条道路

  十五期间,国家启动发展国产CPU的泰山计划,863计划也提出自主研发CPU。2006年核高基专项启动,国产CPU迎来了新一轮的国家支持,以龙芯、飞腾、鲲鹏、海光、兆芯、申威等为代表的国产CPU厂商崛起。

  当前,国产CPU公司走出三条不同的道路,核心区别在于选择何种架构以实现国产化需求:

  1)X86 架构:兆芯、海光。此种模式属于 IP 内核授权的模式,目前是仅内核层级的授权,优点是技术门槛低、性能起点高、没有生态壁垒,缺点是自主创新的程度低,且购买授权的成本较高。以这条路线发展,不存在生态壁垒,在技术上通过不断迭代逐步缩小差距。AMD 是采用这种方式获得市场,但是这种购买授权的方式,没有从根本上解决自主创新的需求,市场上一些激进的声音甚至认为使用 X86 的不能称为“自主芯片”。

  2)ARM 架构:飞腾、鲲鹏。此种模式为指令集架构授权,自主化程度相对较高,ARM 主要有三种授权等级:其中指令集层级授权等级最高,企业可以对 ARM 指令集进行改造以 实现自行设计处理器,此前海思、飞腾已经获得 ARMV8 永久授权,ARM 此前确认 ARM v9 架构不受约束,华为海思依然可获授权。以这条路线发展,存在较高的技术门槛,ARM 架构目前在桌面和服务器端的生态远不如 X86,在前期的国产化替代中,应用到核心系统的案例较少。指令集架构的永久授权,一定程度上满足了自主创新的需求,依然存在未来更新版本被断供的风险。

  3)MIPS、LoongArch 等自主架构:龙芯、申威。此种模式是自主研制的指令集, 高度自主创新,但是技术门槛最高,生态构建极其困难。龙芯在前期使用买断 MIPS 的架构,现阶段已经切换到纯自主的 LoongArch;申威目前在专用高性能方面比较突出,通用 CPU 探索较少。从自主创新程度而言,龙芯是自主创新程度最高的国产 CPU。

  值得注意的是,尽管国内CPU厂商取得了“阶段性”成果,但真正要形成一股不容忽视的CPU力量,追上国外巨头英特尔、AMD的步伐,仍需加紧修炼内功。国产CPU从战略意义、供应链安全、自给自足的集成电路发展规划等角度而言,芯片国产化都具有重要意义。在数字经济背景下,加强通用处理器研发、在高端芯片领域持续突破,是国产半导体产业发展的关键。

责任编辑:蔺弦弦

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