?政府及國有企事業(yè)單位為國產 CPU 主陣地，PC 芯片已成百億級市場。黨政和重要行業(yè)的企業(yè)級市場為國產服務器主陣地，2022年服務器芯片市場規(guī)模約 130億美元。根據 IDC 數據，政府需求占服務器總需求比重約 9.1%，重要行業(yè)包括金融、電信、公共事業(yè)、能源、交通、教育、醫(yī)療等需求約占比 38.4%，2022 年合計服務器芯片的銷售額約為 130 億美元。

從芯片制造工藝來看，一方面，CPU 制程進入后摩爾定律時期升級速度趨緩，國產 CPU 性能與國際主流水平逐步縮??；另一方面，先進封裝技術成為競爭新賽道。國產 CPU 已經可以通過先進封裝技術實現性能提升與應用場景拓展。龍芯中科最新的 3D5000 通過 Chiplet 把兩個 3C5000 硅片封裝在一起，是一款 32 核 CPU 產品，已經可以面向服務器市場使用，可滿足通用計算、大型數據中心、云計算中心的計算需求。

AI 算力、低功耗等對服務器算力芯片提出新的要求，英偉達 GH200 有望加速全球 AI 服務器算力芯片市場變革，中國芯片企業(yè)在面臨挑戰(zhàn)的同時，也有望迎來發(fā)展機遇

1、海光信息：國產服務器算力芯片龍頭

海光主要從事高端處理器、加速器等計算芯片產品和系統(tǒng)的研究、開發(fā)，目標成為中國最重要的計算機芯片設計企業(yè)，為中國信息產業(yè)的強盛提供核心計算引擎。

海光處理器源于 AMD 的技術授權，采用 X86 架構，支持國內外主流操作系統(tǒng)、數據庫、虛擬化平臺或云計算平臺，能夠有效兼容目前存在的數百萬款基于 X86 指令集的系統(tǒng)軟件和應用軟件，具有優(yōu)異的生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢。目前海光處理器性能參數上與國際同類型主流處理器產品相當，提供從 4 到 32 物理核心，8 到 64 線程，最多 128 路 PCle 擴展，8 通道內存支持，具有國際先進水平的競爭力。

海光擁有 CPU 和 DCU 兩類高端處理器產品，覆蓋服務器、工作站等計算、存儲設備中對高端處理器的功能需求。

CPU 穩(wěn)步迭代，滿足互聯網、金融、電信、交通、能源等多行業(yè)需求。海光 CPU 系列產品兼容x86 指令集以及國際上主流操作系統(tǒng)和應用軟件，性能優(yōu)異，軟硬件生態(tài)豐富，安全可靠，可按應用場景劃分為 7000，5000，3000 三大產品系列。目前，海光 CPU 系列產品中海光二號為主力銷售產品，海光三號已經實現小批量銷售，海光四號、海光五號處于研發(fā)階段。

DPU 步入商業(yè)化，持續(xù)投入研發(fā)。海光 DCU 系列產品以 GPGPU 架構為基礎，兼容通用的“類CUDA”環(huán)境以及國際主流商業(yè)計算軟件和人工智能軟件，軟硬件生態(tài)豐富，可廣泛應用于大數據處理、人工智能、商業(yè)計算等應用領域。目前海光 DCU 系列產品中，海光 DCU 系列產品深算一號為公司 GPGPU 主要在售產品，深算二號、深算三號處于研發(fā)階段。

2、寒武紀：領跑中國 AI 芯片市場

寒武紀主要產品包括終端智能處理器 IP、云端智能芯片及加速卡、邊緣智能芯片及加速卡以及與上述產品配套的基礎系統(tǒng)軟件平臺。以約每年 1-2 件產品的速度推出了用于終端場景的寒武紀 1A、寒武紀 1H、寒武紀 1M 系列智能處理器；基于思元 220 芯片的邊緣智能加速卡及智能模組；基于思元 100、思元 270、思元 290 芯片和思元 370 的云端智能加速卡系列產品。

新一代訓練芯片寒武紀 590 訓練能力突出。據寒武紀在 2022 年 9 月介紹，思元 590 采用全新的MLUarch05 架構，訓練性能較在售產品有了顯著提升。思元 590 可提供更大的內存容量和更高的內存帶寬，其 PCIe 接口也較上代實現了升級。

借助車云協同與高效開發(fā)優(yōu)勢，開拓車載芯片領域。子公司寒武紀行歌借助既有優(yōu)勢布局，滿足智能汽車市場不同的算力需求。1）通過車云協同獲得的數據迭代 AI 模型，優(yōu)化用戶體驗。自動駕駛芯片可以與寒武紀既有的云端訓練產品協作，通過車云協同，將車端的數據快速回傳，實現AI 模型的快速迭代升級，優(yōu)化自動駕駛客戶體驗；2）提供可以在云端開發(fā)自動駕駛模型的軟件開發(fā)平臺。

3、龍芯中科：從指令集到架構全自主的 CPU

“龍芯”系列是我國最早研制的通用處理器系列之一，自主研發(fā) LoongArch 指令集，芯片性能追趕國際主流產品。公司自研 IP 和架構分為兩步，首先基于開源 MIPS 指令集定義自主指令集系統(tǒng)，然后基于自主指令集推出龍芯架構。

第一步：摒棄直接獲取 IP 核授權或指令系統(tǒng)授權，自主定義上百條指令，形成 MIPS 兼容的LoongISA 指令系統(tǒng)。2018 年至 2020 年，公司銷售主要產品基于 MIPS 指令系統(tǒng)，但公司區(qū)別于國內其他 CPU 設計企業(yè)多數采用的 IP 核授權或指令系統(tǒng)授權模式，一直致力于自主研發(fā)指令系統(tǒng)，自研發(fā)初期即選擇基于開放度較高的指令系統(tǒng)并結合自研的模式，在授權體系相對開放的MIPS 指令系統(tǒng)基礎上擴展了數百條自定義指令，形成了 MIPS 兼容指令系統(tǒng) LoongISA，并在多款 CPU 芯片中得到應用。

第二步：推出了自主指令系統(tǒng) LoongArch（龍芯架構），具備更高運行效率。公司在經過長達十余年的潛心研發(fā)之后，于 2020 年推出了自主指令系統(tǒng)龍芯架構 LoongArch。

LoongArch 架構能兼容 X86、ARM，且通過了知識產權評估。該架構可充分融合 X86、ARM 等國際主流指令特性，可實現跨指令平臺應用兼容。并通過國內權威第三方機構中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院的知識產權評估，認定 LoongArch 指令系統(tǒng)與 ALPHA、ARM、MIPS、POWER、RISC-V、X86 為不同的指令系統(tǒng)設計。目前，龍架構已得到國際開源軟件界廣泛認可與支持，正成為與 X86/ARM 并列的頂層開源生態(tài)系統(tǒng)。

基于 LoongArch 架構的芯片產品已上市銷售，實現服務器等領域的應用?；?LoongArch 架構的芯片產品龍芯 3A5000 已于 2020年底流片，并于 2021 年 5 月開始銷售，面向服務器市場的 32 核產品 3D5000 已于 2023 年 4 月 8 日發(fā)布，集成了 32 個高性能 LA464 處理器核，頻率 2.0GHz，支持動態(tài)頻率及電壓調節(jié)；片內集成 64MB片上 L3 共享緩存以及 8 個 72 位 DDR 3200 內存控制器，支持 ECC 校驗；搭載 5 個 HT3.0 高速接口，支持自研橋片及雙路、四路 CPU 擴展。

4、華為：布局五大系列芯片，鯤鵬、昇騰滿足服務器和AI需求

華為到目前共有五大系列芯片，逐步實現了全場景布局。五大系列芯片包括手機消費級設備領域的麒麟芯片、服務器領域的鯤鵬芯片、人工智能領域的昇騰芯片、5G 手機基帶領域的巴龍芯片以及家用路由器領域的凌霄芯片。

鯤鵬芯片在非 x86 指令集產品中有明顯優(yōu)勢?！蚌H鵬芯片族”是集合“算、存、傳、管、智”功能為一體的處理器。其中，2019 年發(fā)布的鯤鵬 920 是華為鯤鵬獲得 ARMv8 指令集永久授權后，自主研發(fā)設計的最具代表性的產品。鯤鵬 920 處理器是業(yè)界第一顆采用 7nm 工藝的數據中心級的 ARM 架構處理器，集成最多 64*自研核，支持 64 核、48 核、32 核等多種型號。通過優(yōu)化分支預測算法、提升運算單元數量、改進內存子系統(tǒng)架構等一系列微架構設計，大幅提高處理器性能。

典型主頻下，SPECint Benchmark 評分超過 930，超出業(yè)界標桿 25%，同時，能效比優(yōu)于業(yè)界標桿 30%，在非 x86 指令集產品中算力有明顯優(yōu)勢。

在鯤鵬生態(tài)建設上，華為與全球生態(tài)廠家合作，重點投入了操作系統(tǒng)、編譯器、工具鏈、算法優(yōu)化庫等的開發(fā)和維護，同時針對數據中心大數據、分布式存儲、云原生應用等場景，開發(fā)基于鯤鵬處理器的解決方案產品和參考設計。由于擁有 ARMv8 指令集永久授權，鯤鵬計算產業(yè)能兼容全球 ARM 生態(tài)，二者共享生態(tài)資源，互相促進、共同發(fā)展。

鯤鵬處理器在行業(yè)數字化轉型過程中發(fā)揮重要作用。數字化和行業(yè)的結合正在向縱深發(fā)展。制造業(yè)從大規(guī)模傳統(tǒng)制造走向大規(guī)模智能制造；服務業(yè)（如金融、電信、醫(yī)療）從簡單服務走向綜合服務，公共事業(yè)從被動服務走向主動服務（如政府、交通）。

5、飛騰：從 CPU 研發(fā)到全棧式方案

飛騰公司致力于飛騰系列國產高性能、低功耗通用計算微處理器的設計研發(fā)和產業(yè)化推廣。從仿英特爾架構指令集轉向應用ARM指令集。致力于飛騰系列國產高性能、低功耗通用計算微處理器的設計研發(fā)和產業(yè)化推廣。

前兩代飛騰芯片均停留在學術層面，均采用仿英特爾架構及指令集的方法對芯片基礎技術進行學習消化。自第三代產品 FT-1000 以來，飛騰芯片轉而采用SPARC 指令架構下的 OpenSPARC 指令集。而隨著 Sun 公司被 Oracle 收購，SPARC 架構的支持逐步減弱，飛騰芯片逐步轉向應用 ARM 指令集，并推出在原有 FT-1500 芯片上改進得來的探索性產品 FT-1500A。2015 年 8 月飛騰已設計出世界上第一款基于 ARM 架構的 64 核 CPU。飛騰CPU 同樣像華為鯤鵬一樣，基于 ARMV8 架構永久授權，其產出成果中，飛騰 2000+/64 核產品性能已經與英特爾主流 E5 部分產品性能相當。

飛騰公司產品譜系全、性能高、低功耗、生態(tài)完善、自主化程度高。目前產品主要包括高性能服務器 CPU（飛騰騰云 S 系列）、高效能桌面 CPU（飛騰騰銳 D 系列）、高端嵌入式 CPU（飛騰騰瓏 E 系列）和飛騰套片四大系列，為從端到云的各型設備提供核心算力支撐。其中，飛騰騰云S 系列、飛騰騰銳 D 系列、飛騰騰瓏 E 系列均采用飛騰自主研發(fā)的處理器核心。

2019 年，飛騰推出的國際 ARM 體系首款 64 核通用 CPU—FT-2000+/64 處理器，填補了國產高端通用 CPU 領域的空白。2022 年，飛騰推出了新一代嵌入式 CPU芯片飛騰騰瓏 E2000，采取了“柔性架構”大小核設計，可充分滿足云終端、行業(yè)平板、電力、軌道交通、服務器 BMC、網絡設備等行業(yè)領域和場景的多樣化需求。成立至今，飛騰從兩年研發(fā)一代產品，到一年研發(fā) 2-3 款新產品，創(chuàng)新速度不斷升級，行業(yè)賦能效應也愈發(fā)凸顯。目前飛騰已面向不同的應用領域自主研發(fā)十余款量產芯片。

飛騰從信息系統(tǒng)整體規(guī)劃與建設角度出發(fā)，為集成商和最終用戶梳理飛騰生態(tài)圖譜，并面向各行業(yè)需求提供一套從端到云的全棧解決方案。目前飛騰與國內伙伴單位展開合作，形成了基于飛騰平臺的云計算全棧、邊緣計算全棧、終端全棧、嵌入式全棧生態(tài)，為集成商和客戶提供了更豐富的選擇空間。

6、兆芯：行業(yè)拓展成果顯著

兆芯現如今掌握了自主通用處理器及其系統(tǒng)平臺芯片研發(fā)設計的核心技術，全面覆蓋其微架構與實現技術等關鍵領域，構建了較為完整的知識產權體系。2023 年 4 月 12 日起從上海兆芯集成電路有限公司變更為上海兆芯集成電路股份有限公司。

產品包括“開先”PC/嵌入式處理器和“開勝”服務器處理器系列。兆芯基于 X86 的 CPU 產品性能優(yōu)異，生態(tài)成熟，具有杰出的軟硬件兼容性。根據中國軟件評測中心的測試結果，2019 年兆芯推出的開先 KX-6000 系列處理器/開勝 KH-30000 系列處理器單芯片性能已經達到了 7 代 i5 的同等水平。同時開先 KX-6000/開勝 KH-30000 系列處理器均通過了 Windows 硬件認證，對Windows7、Windows10、中科方德、中標麒麟、普華等國內外主流操作系統(tǒng)進行了適配，從多方面保證了產品的穩(wěn)定性、可靠性和兼容性。

2022 年，開勝KH-40000 系列服務器處理器、開先KX-6000GPC/嵌入式處理器成功發(fā)布。與上一代產品相比，開先 KX-6000G 系列處理器能效比提升多達 60%，GPU 性能達到上一代產品的 4 倍，可支持雙路 4K 視頻解碼，芯片空閑功耗降低 50%，能夠進一步支撐無風扇 BoxPC、工業(yè)平板、電力通訊管理機、OPS 模塊等嵌入式計算平臺。

在政務、金融、電信、能源等行業(yè)領域，兆芯平臺 PC 及物聯網計算平臺的產業(yè)化應用也取得了持續(xù)性突破，正在以優(yōu)越、可靠的品質和使用體驗，為用戶業(yè)務的有序開展與數字化創(chuàng)新提供保障和支撐。

7、申威：以自研指令集保障關鍵領域

申威以“自主創(chuàng)新”“安全可控”為研發(fā)首要，成立至今相繼推出了一系列基于申威處理器的可控、可信并具有自主知識產權的產品。

依靠 Alpha 指令集起家，自研 SW64 指令集構建基礎生態(tài)。指令集架構上，申威的 CPU 屬于Alpha 指令集陣營，技術來源于美國 DEC 公司的 Alpha21164。Alpha 架構被經轉手、收購之后，如今指令集和微結構都已經不再更新，技術專利大多過期或臨近過期。而申威是目前 Alpha 陣營中僅存的碩果，擁有自主擴展指令和發(fā)展路線的自主權。申威在 Alpha21164 基礎上開發(fā)出自己的擴展指令、神威睿智編譯器以及基于 Linux的神威睿思操作系統(tǒng)。而后申威推出了 100%自研的令，所有功能實現均獨立完成。在第二代申威處理器研發(fā)過程中，已經不再參考、兼容ALPHA相關指令系統(tǒng)，根據應用需要，自主設計實現指令系統(tǒng)，同時基于此構建了申威自主基礎軟件生態(tài)。

SW64 完全自主，顯著降低技術與 IP 依賴性。知識產權評估權威機構工業(yè)和信息化部軟件與集成電路促進中心（CSIP）對申威指令系統(tǒng)的評估結論是：“申威指令系統(tǒng)是一種與之前常見指令系統(tǒng)（ALPHA、MIPS、ARM、X86、POWER 等指令集）不同的自主指令系統(tǒng)。”申威架構有別于引進 CPU 架構，是完全自主的架構，知識產權和自主研發(fā)能力不受限制。申威可自主發(fā)展，不會有被斷供、制裁或停止授權的風險，可為關鍵領域提供長遠的、可控的供應鏈和技術支撐。如今國產系統(tǒng)基本都接入了 SW64 指令集，如麒麟操作系統(tǒng)信操作系統(tǒng)，歐拉操作系統(tǒng)。

申威是國內自主設計、擁有完全自主處理器架構的芯片。作為目前唯一國內自主設計、擁有完全自主的處理器架構，申威真正實現了全流程安全可控的國產處理器。申威處理器具有高計算性能、高集成度、高訪存帶寬、高 I/O 性能的特點。申威芯片覆蓋高性能、服務器、桌面和嵌入式 CPU以及配套的外圍 IO 橋片，形成“大、中、小”系列化、多品種國產自主芯片。

申威 26010 處理器解決了 260 個核心構成 SoC 芯片帶來的各種挑戰(zhàn)，具有接近工藝極限的 Die 面積。整個處理器支持亂序執(zhí)行，頻率 1.45GHz，包 括 4 個 MPE（Management Processing Element） 管理 單 元 、4 個 CPE（ComputingProcessing Element）計算單元及 4 個 MC 內存控制器單元組成，其中 CPE 單元又由 8x8 陣列的64 核心組成，所以總計是 260 個核心（4x64+4=260）。

申威 26010 實現了量產，并在 2016 年部署的“神威·太湖之光”超級計算機系統(tǒng)中應用?！吧裢ぬ狻卑?4萬多顆“申威 26010”芯片，連續(xù)四次在世界超級計算機 TOP500 榜單中排名第一，并榮獲多項科技與計算領域頂級榮譽?！吧裢ぬ狻笔侵袊売嬎銘妙I域近年來的重大突破。
審核編輯：黃飛