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CPU作为计算机系统的核心和大脑，在国内已经形成了多元化的技术路径，包括Arm、x86、LoongArch、SW64和RISC-V等不同的指令集架构，背后是华为、飞腾、海光、兆芯、龙芯、申威、平头哥等众多致力于CPU研发的企业。
多年来，国内CPU产业一直将自主可控作为发展的核心，随着国际政治格局的变化和数字经济的迅猛增长，下一步，国产CPU产业如何发展？2024快要过去了，国产CPU，过得好吗？
2024年，国产CPU逆境中冲击高端
在地缘政治挑战下，国产CPU如何在先进工艺受阻等挑战下持续创新是关注焦点。并且，随着国产CPU走入新阶段，冲击高端显然是必经之路。
2024年3月，在飞腾第一大股东中国长城的公告中，公布了新一代服务器CPU腾云S5000C开发成功、并已对部分重点客户进行送样测试的消息。随后4月，飞腾正式发布了腾云S5000C服务器液冷解决方案，5月又发布了S5000C在金融行业反洗钱业务领域提供算力，意味着这款产品在高端服务器和关键行业中已经打开了市场应用。
飞腾腾云S5000C是飞腾新一代高性能服务器CPU，相比上一代产品，该产品单核计算性能大幅提升，拥有64核、32核、16核3种产品形态，兼容ARMv8指令集，支持硬件虚拟化，产品支持商业和工业分级，主要面向计算服务器、存储服务器、AI服务器、高端网安、行业级业务主机服务器系统、大型互联网数据中心等场景。
龙芯中科方面，继2023年年末发布龙芯3A6000后，前不久在投资者互动平台表示：目前在研主芯片是3B6600，为8核桌面处理器，集成GPGPU及PCIE接口，设计性能达到市场主流产品先进水平，计划明年交付流片。
根据官方测试，该产品上一代3A6000在2.5GHz频率下，SPEC CPU 2006 base单线程整数、浮点性能分别为43.1分、54.6分，多线程可达155分、140分。总体性能与英特尔2020年上市的第10代酷睿四核处理器相当。在此基础上，3B6600的性能值得期待。
要指出的是，在地缘政治影响下，国产CPU面临着供应链重组和技术发展受阻等挑战。目前，飞腾、龙芯、兆芯等国产CPU厂商，普遍采取的策略是通过使用成熟工艺，并基于Chiplet技术实现多核构建。由于Chiplet技术能集成多核、满足高效能运算处理器的需求，且相较于更先进的工艺制程，Chiplet综合成本更低，在当前情况下，不失为是延续产品路线图、迅速推出新产品的有效策略。
业务进入转型期，高性能、多元布局是关键
2024年，国产CPU发展正呈现出新的趋势。一方面，积极拓展开放型市场已经成为推动发展的关键因素；另一方面，行业正快速步入调整期，这一点在海光和龙芯的财报中表现得尤为明显。为了适应市场变化和需求，国产CPU企业正致力于构建多元化的产品结构、提供全栈式的产品解决方案，这不仅有助于提升竞争力，也为开拓更广阔的市场空间提供了有力支持。
根据公开的财报信息，海光2024年的营收和净利润显著增长，这与其产品线的多样性、市场定位、成本控制等因素密不可分。而龙芯则正处在关键调整期，营收和利润情况并不乐观，下文会进一步说明。
数据来源：公司财报，<与非研究院>整理
数据来源：公司财报，<与非研究院>整理
对比飞腾、海光和龙芯2019-2023年的营收和利润来看：飞腾、龙芯的营收和利润，在2021年达到空前高点后，之后有所波动，飞腾在2022年经历下滑后，2023年实现了营收增长（2023年利润未公布）。而龙芯是连年下滑的状态，并在2023年亏损3.28亿元。海光则呈现显著增长趋势，尤其在2022年和2023年增长迅速，到2023年达到营收60.12亿元。
数据来源：公司财报，<与非研究院>整理
数据来源：公司财报，<与非研究院>整理
分析海光近几年的显著增长，主要归因于几个关键因素：首先，服务器领域对国产CPU的需求增加，这直接推动了销售收入的大幅增长。其次，海光的产品线得到了丰富和加强，海光二号、深算二号等新产品的推出，满足了市场对高性能处理器的需求。
而龙芯的亏损，也反映了国产CPU在转型期间面临的一部分困境。龙芯在公告中解释：受宏观经济环境、行业周期变化以及电子政务市场调整期的影响，导致采购量减少，同时传统优势工控领域因客户内部管理事宜采购暂时停滞，加之市场竞争加剧，共同导致了营业收入的较大幅度下滑。并且，信息化领域产品销量下降，导致了单颗产品固定成本分摊增高，同时为了拓展市场份额，部分产品销售价格承压，双重因素导致毛利率较上年同期有较大下降。此外，所获政府补助低于往年同期也带来了一定影响。
与营收、利润的波动相比，三家CPU企业在的研发投入都在稳定增长，这也反映了高端处理器作为典型的技术密集型领域的一大特征。特别是海光，近几年的研发支出基本都处于高投入水平，从2019年的3亿元，增长到2023年的19.92亿元；飞腾研发投入从2019年的2.62亿元，增长到2023年的10亿元；龙芯研发投入从2019年的0.71亿元增长到2023年的4.25亿元。
数据来源：公司财报，<与非研究院>整理
持续加大的研发投入，有助于CPU企业在技术上保持领先，快速响应前沿应用需求。此外，多元的产品线布局，也是国产CPU企业呈现出的一大特点。海光以GPGPU架构为基础、采用“类CUDA”通用并行计算架构的DCU深算系列是其布局重点，公开信息显示，海光2023年在研项目投入中，DCU相关的投入占比达到40.39%，而2022年为21.41%。
龙芯方面，也传出在加大突破GPGPU技术、多线程技术、片间互连技术、基础软件技术等，以期总体提升市场竞争力，为后续可持续发展打下坚实基础。
这也反映了AIGC持续快速发展的时代背景下，国产CPU厂商在已有技术路径中，积极打开市场空间上限、加速寻求多元发展的业务战略。下一步，国产CPU企业与大模型的适配、产品生态方面进行综合提升将会是主要着力点。
国产CPU技术水平和应用前景
对比国产六大CPU当前的产品情况，在制程工艺、架构、主频与核心数量、缓存等方面，展现出了不同的技术水平和应用方向。
图表：国产六大CPU主要性能、特性对比，<与非研究院>汇总整理
制程工艺方面，各品牌国产CPU展现出不同的水平。华为鲲鹏920以7nm工艺率先推出，龙芯3A6000采用12nm工艺，飞腾腾锐D2000基于 14nm 工艺。海光CPU部分产品应该与x86同类产品制程相近，以14nm为主。申威处理器多采用成熟的28nm工艺，主要面向特种领域应用，今年上半年开始流片的申威8A芯片未公布具体工艺，据称测试显示部分性能指标表现优于市场同类型产品。
处理器架构方面，国产CPU呈现出多样化的特点。龙芯基于自研的LoongArch指令集，强调自主可控；飞腾和华为鲲鹏则基于Arm架构，兼容全球Arm生态；海光和兆芯则采用x86架构，生态兼容性好。申威处理器则使用自研的申威64位指令集，针对特定应用场景进行优化。
主频和核心数量是决定CPU性能的重要因素。此外，缓存大小、能效表现等也对CPU的性能有重要影响（概况可参见上方图表）。兼容性和扩展性方面，国产CPU普遍表现较好。用户在选择时应根据具体需求和场景来选择合适的CPU型号，以充分发挥其性能和功能。
在信息技术应用创新产业的推动下，国产CPU近年来迎来了前所未有的发展机遇。自2020年信创发展元年以来，国家政策的顶层规划和多轮试点的推进，为国产CPU的规模化推广奠定了坚实基础。党政领域作为信创落地的先行者，已经实现了广泛的应用覆盖，落地实践率迅速提升，截至2021年末已达到57.01%。
在电信、金融、交通等行业，国产CPU同样展现出强大的市场潜力。电信领域中，国产CPU多次入围大型运营商集采，为电信级关键应用提供服务。金融领域中，国产CPU在银行、证券、保险等行业均有落地应用，推动了金融信息化转型。能源、交通、工业、教育等领域，国产CPU也提供了全面的技术解决方案，支持了行业的数字化升级。
针对业界对于本土CPU持续提升竞争力、以及所面向应用领域的发展前景，<与非研究院>进行了几项调研。结果显示，持续提升产品性能、服务支持、实现技术自主可控这些因素，被认为是提升竞争力的关键；应用方面，数据中心、物联网、AI智算、高性能计算等领域，被普遍看好。
来源：<与非研究院>数据调研
来源：<与非研究院>数据调研
写在最后
面临国际贸易环境变化、国内政策支持和市场需求增长的多重变化下，自主创新成为国产CPU发展的唯一出路，也是走向高端化的必由之路。
我们看到，国产CPU在继续加大研发投入，巩固市场地位的同时，不断探索新的增长点。并且，供应链管理、强化生态建设始终是国产CPU的发展重点。此外，实现优势互补，在生态上实现更高的效率和更垂直的深度合作等，都是需要继续探索的路径，从而实现国产CPU的升级和广泛应用。
