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海光信息研究報(bào)告:國(guó)產(chǎn)CPU+DCU領(lǐng)軍,全域信創(chuàng)關(guān)鍵基石公司概覽:聚集中科院系、地方國(guó)資等優(yōu)勢(shì),國(guó)產(chǎn)高端處理器領(lǐng)軍者歷史沿革:深耕高端處理器領(lǐng)域,CPU、DCU雙輪驅(qū)動(dòng)企業(yè)發(fā)展業(yè)務(wù)現(xiàn)狀:國(guó)產(chǎn)x86生態(tài)中的領(lǐng)軍企業(yè),深耕高端處理器領(lǐng)域,已研發(fā)出了多款性能達(dá)到國(guó)際同類型主流的高端CPU和DCU產(chǎn)品。海光信息成立于2014年,是國(guó)產(chǎn)x86生態(tài)中的領(lǐng)軍企業(yè)。公司專注于研發(fā)、設(shè)計(jì)和銷售應(yīng)用于服務(wù)器、工作站等計(jì)算、存儲(chǔ)設(shè)備中的高端處理器,掌握了高端處理器核心微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高端處理器SoC架構(gòu)設(shè)計(jì)、處理器安全、處理器驗(yàn)證、高主頻與低功耗處理器實(shí)現(xiàn)、高端芯片IP設(shè)計(jì)、先進(jìn)工藝物理設(shè)計(jì)、先進(jìn)封裝設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)軟件等關(guān)鍵技術(shù)。公司的產(chǎn)品包括海光通用處理器(CPU)和海光協(xié)處理器(DCU)。截止2021年年末,海光CPU系列產(chǎn)品海光一號(hào)、海光二號(hào)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,海光三號(hào)完成實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證,海光四號(hào)處于研發(fā)階段;海光DCU系列產(chǎn)品深算一號(hào)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,深算二號(hào)處于研發(fā)階段。具體產(chǎn)品包括:1)海光CPU產(chǎn)品:包括海光7000系列、海光5000系列和海光3000系列。三個(gè)系列產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計(jì)同源,處理器核心等具有相似的技術(shù)特征。海光7000系列主要應(yīng)用于高端服務(wù)器,海光5000系列主要應(yīng)用于中低端服務(wù)器,海光3000系列主要應(yīng)用于工作站和邊緣計(jì)算服務(wù)器。2)海光DCU產(chǎn)品:海光DCU產(chǎn)品規(guī)劃為海光8000系列,目前海光8100系列產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。演變歷程:基于AMD授權(quán)技術(shù),公司于2016年啟動(dòng)海光一號(hào)CPU產(chǎn)品設(shè)計(jì);在海光一號(hào)的基礎(chǔ)上,公司不斷開(kāi)啟后續(xù)代際的研發(fā),并于2019年切入到DCU產(chǎn)品領(lǐng)域。秉承“銷售一代、驗(yàn)證一代、研發(fā)一代”的產(chǎn)品研發(fā)策略,公司將已經(jīng)驗(yàn)證的技術(shù)創(chuàng)新成果逐漸集成到海光CPU,不斷優(yōu)化升級(jí)CPU系列產(chǎn)品,保持了海光CPU的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,并于2019年切入到DCU產(chǎn)品領(lǐng)域。(1)海光一號(hào):2016年3月,公司基于AMD授權(quán)技術(shù)啟動(dòng)海光一號(hào)CPU產(chǎn)品設(shè)計(jì)?!昂9庖惶?hào)”CPU主要基于AMD交付的源代碼進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)“海光一號(hào)”CPU的研發(fā),公司建立起了14nm工藝高性能CPU研發(fā)流程,并且利用該流程完成了“海光一號(hào)”CPU的代碼設(shè)計(jì)、功能驗(yàn)證、可測(cè)試設(shè)計(jì)、電路綜合、物理設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。2018年4月,海光一號(hào)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。(2)海光二號(hào):2017年7月,公司在海光一號(hào)基礎(chǔ)上,啟動(dòng)了第二代CPU海光二號(hào)的產(chǎn)品研發(fā)工作?!昂9舛?hào)”CPU在微體系結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了較多自主創(chuàng)新:利用專用硬件電路實(shí)現(xiàn)了國(guó)密算法,大幅度提升了安全處理應(yīng)用性能;增加硬件加密,支持可信計(jì)算,提高云計(jì)算環(huán)境的安全性。2020年1月,海光二號(hào)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。(3)海光三號(hào)、海光四號(hào):2018年至2019年,公司先后開(kāi)啟海光三號(hào)與海光四號(hào)的研發(fā)工作,截至2021年年末,海光三號(hào)已進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段。(4)海光DCU系列:2018年10月,公司啟動(dòng)深算一號(hào)DCU產(chǎn)品設(shè)計(jì),截至2021年年末,深算一號(hào)產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用;2020年1月,公司啟動(dòng)了第二代DCU深算二號(hào)的產(chǎn)品研發(fā)工作。海光產(chǎn)品的命名采用數(shù)字和字母混合方式,海光一號(hào)是第一代CPU產(chǎn)品,具體產(chǎn)品型號(hào)包括:31xx、51xx和71xx系列;
海光二號(hào)是第二代CPU產(chǎn)品,具體產(chǎn)品型號(hào)包括:
32xx、52xx和72xx系列。股權(quán)架構(gòu):無(wú)實(shí)控人,聚集中科院&地方國(guó)資,管理團(tuán)隊(duì)芯片領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富無(wú)實(shí)控人,聚集中科院&地方國(guó)資,致力于成為中立的芯片公司。目前,公司暫無(wú)控股股東、無(wú)實(shí)際控制人。公司的第一大股東為中科曙光,持有公司32.10%的股權(quán)。成都國(guó)資(含成都產(chǎn)投有限、成都高投有限及成都集萃有限,系一致行動(dòng)人)為第二大股東,持有公司19.53%的股權(quán)。藍(lán)海輕舟合伙持有股份6.99%,為海光員工持股平臺(tái)。公司董事、高管層、核心技術(shù)人員在計(jì)算機(jī)芯片領(lǐng)域中有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)積累。在管理上,公司管理團(tuán)隊(duì)在計(jì)算機(jī)芯片領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富。董事長(zhǎng)孟憲棠先生曾任國(guó)科控股副總經(jīng)理、中科可控董事,總經(jīng)理沙超群先生在2011-2020年間歷任中科曙光技術(shù)副總裁、高級(jí)副總裁。另外,中科曙光總裁歷軍先生現(xiàn)任公司董事;在技術(shù)上,公司核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)有著深厚的芯片技術(shù)積累和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。商業(yè)模式:Fabless經(jīng)營(yíng)模式,專注于高端處理器的研發(fā)、設(shè)計(jì)和銷售盈利模式:Fabless經(jīng)營(yíng)模式,專注于高端處理器的研發(fā)、設(shè)計(jì)和銷售,通過(guò)向客戶提供高端處理器產(chǎn)品獲取業(yè)務(wù)收入。公司一直采用Fabless經(jīng)營(yíng)模式,專注于高端處理器的研發(fā)、設(shè)計(jì)和銷售,主要通過(guò)向客戶提供高端處理器產(chǎn)品獲取業(yè)務(wù)收入,并將晶圓制造、封裝測(cè)試等其余環(huán)節(jié)交由晶圓制造企業(yè)、封裝測(cè)試企業(yè)及其他加工廠商完成。研發(fā)模式:以項(xiàng)目制為基礎(chǔ),構(gòu)建全過(guò)程的項(xiàng)目管理體系。公司重視高端處理器關(guān)鍵
技術(shù)研究和芯片產(chǎn)品開(kāi)發(fā),以項(xiàng)目制為基礎(chǔ),建立了完善的項(xiàng)目管理體系,對(duì)立項(xiàng)、規(guī)劃、實(shí)施、結(jié)項(xiàng)環(huán)節(jié)進(jìn)行全過(guò)程管理與監(jiān)控,保證項(xiàng)目中各個(gè)環(huán)節(jié)高效運(yùn)行。采購(gòu)和生產(chǎn)模式:公司主要負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì),芯片的晶圓加工、封裝測(cè)試通過(guò)委外方式完成。公司是典型的Fabless模式企業(yè),主要負(fù)責(zé)制定芯片的規(guī)格參數(shù)與方案、進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)和驗(yàn)證、交付芯片設(shè)計(jì)版圖等,而芯片的晶圓加工、封裝測(cè)試通過(guò)委外方式完成。公司向晶圓制造廠采購(gòu)定制加工生產(chǎn)的晶圓,向封裝測(cè)試廠采購(gòu)封裝測(cè)試服務(wù),期間公司輔以工藝管理和測(cè)試支持。具體來(lái)說(shuō)1)對(duì)海光CPU產(chǎn)品:晶圓代工廠向封測(cè)代工廠的交付物為半成品晶圓或成品晶圓,由封測(cè)代工廠完成裸片封裝和產(chǎn)品測(cè)試工作;2)對(duì)海光DCU產(chǎn)品:晶圓代工廠向封測(cè)代工廠的交付物為已完成晶圓加工、裸片封裝的DCU半成品,由封測(cè)代工廠完成產(chǎn)品測(cè)試工作。銷售模式:直銷模式為主,主要客戶為服務(wù)器廠商。公司已建立完善的市場(chǎng)銷售體系,主要采用直銷模式進(jìn)行產(chǎn)品銷售,少量采用經(jīng)銷模式。在直銷模式下,公司直接參與客戶的公開(kāi)招標(biāo)或商務(wù)談判,達(dá)成意向后,公司與客戶簽訂銷售合同;公司接收客戶的采購(gòu)訂單后,根據(jù)訂單進(jìn)行產(chǎn)品發(fā)貨,并向客戶提供設(shè)計(jì)、調(diào)試及技術(shù)支持等相關(guān)服務(wù);在經(jīng)銷商模式下,經(jīng)銷商會(huì)購(gòu)買公司產(chǎn)品并向終端客戶進(jìn)行銷售,公司會(huì)對(duì)經(jīng)銷商提供相應(yīng)的技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù),一般不直接接觸經(jīng)銷商的終端客戶。公司主要客戶為服務(wù)器廠商,公司已經(jīng)與國(guó)內(nèi)多家主要的服務(wù)器廠商建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系。財(cái)務(wù)分析:營(yíng)收快速增長(zhǎng),大力投入研發(fā)保持技術(shù)領(lǐng)先性營(yíng)業(yè)收入快速增長(zhǎng),凈利潤(rùn)扭虧為盈。1)營(yíng)業(yè)收入:2019-2021年公司營(yíng)業(yè)收入分別為3.79億元、10.22億元和23.10億元。2020年、2021年,公司營(yíng)收同比增長(zhǎng)率分別為169.53%、126.07%。近兩年?duì)I收大幅增長(zhǎng)的主要原因是:公司加大市場(chǎng)開(kāi)發(fā)力度,服務(wù)器廠商對(duì)國(guó)產(chǎn)CPU需求增加以及公司的海光二號(hào)與深算一號(hào)在近兩年相繼實(shí)現(xiàn)規(guī)?;鲐洝?)凈利潤(rùn):2019-2021年公司歸母凈利潤(rùn)分別為-0.83億元、-0.39億元和3.27億元,扣非歸母凈利潤(rùn)分別為-0.93億元、-0.95億元和2.65億元。2019年和2020年公司連續(xù)虧損,主要原因是公司產(chǎn)品上市初期營(yíng)收規(guī)模相對(duì)較小,研發(fā)投入較大,對(duì)骨干員工實(shí)施了多次股權(quán)激勵(lì)并相應(yīng)確認(rèn)了較大金額的股份支付。2021年公司首次實(shí)現(xiàn)盈利,主要原因是市場(chǎng)需求增加較快,以及公司DCU產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)規(guī)模銷售。結(jié)構(gòu)差費(fèi):CPU占比高達(dá)89.65%,其中面向高端服務(wù)器市場(chǎng)的7000系列總營(yíng)收超過(guò)65%,DCU成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)。隨著電信、金融、互聯(lián)網(wǎng)等終端領(lǐng)域的市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大,公司各系列產(chǎn)品收入總體增長(zhǎng)較快。2021年,海光7000系列實(shí)現(xiàn)收入15.02億元。海光7000系列是公司的主力產(chǎn)品,主要面對(duì)高端服務(wù)器市場(chǎng),2019-2021年收入占比分別達(dá)到85.70%、76.90%、65.01%。海光8000系列于2021年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,落地當(dāng)年實(shí)現(xiàn)收入2.39億元,占比達(dá)10.34%,未來(lái)有望為公司收入增長(zhǎng)注入新動(dòng)力。毛利率:綜合毛利率逐年增加,規(guī)模效應(yīng)顯著。2019-2021年,公司綜合毛利率逐年上升,分別為37.31%、50.50%和55.95%。2019年,由于銷量相對(duì)較小,自研無(wú)形資產(chǎn)攤銷占營(yíng)業(yè)成本的比例52.42%,導(dǎo)致產(chǎn)品單位成本較高,各系列毛利率較低。2020-2021年,隨著公司業(yè)務(wù)規(guī)模的增長(zhǎng),規(guī)模效應(yīng)使得自研無(wú)形資產(chǎn)攤銷金額占營(yíng)業(yè)收入的比例下降,導(dǎo)致綜合毛利率逐年提高。公司前五大客戶收入占比超過(guò)90%,華東地區(qū)收入增長(zhǎng)較快。2019-2021年,公司向前五名客戶的銷售收入占營(yíng)業(yè)收入的比例分別為99.12%、92.21%和91.23%,2021年來(lái)自第一大客戶公司A的收入占比達(dá)到65.95%,前五名客戶集中度較高。在區(qū)域分布上,公司客戶群體主要為國(guó)內(nèi)的服務(wù)器廠商以及部分互聯(lián)網(wǎng)類信息技術(shù)企業(yè)。2019年以前,公司主要客戶為位于華北區(qū)的服務(wù)器廠商;2020年開(kāi)始,公司華東區(qū)客戶增長(zhǎng)較快,占銷售收入比重較大,2021年華東區(qū)收入占比達(dá)到88.04%。總體看,華東區(qū)域交通運(yùn)輸條件便利,互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)活躍,制造業(yè)配套完善,對(duì)公司業(yè)務(wù)穩(wěn)定增長(zhǎng)提供了保障。銷售費(fèi)用率、管理費(fèi)用率逐年下降。1)銷售費(fèi)用:2019-2021年公司銷售費(fèi)用率分別為6.58%、3.03%和2.25%。2019-2020年,銷售費(fèi)用率有較大下降,主要因?yàn)闋I(yíng)業(yè)收入增加較快,但銷售人員增加較少。2021年,銷售費(fèi)用率有較小下降,主要因?yàn)楣炯哟罅耸袌?chǎng)開(kāi)發(fā)力度,銷售人員及銷售人員職工薪酬增加,但營(yíng)業(yè)收入增加較快,使得銷售費(fèi)用率小幅下降。2)管理費(fèi)用:2019-2021年公司管理費(fèi)用率分別為14.28%、5.89%和3.91%,呈下降趨勢(shì)。2019-2021年,公司快速發(fā)展,管理職能人員、平均薪酬相應(yīng)增加,人工費(fèi)用和股份支付隨之增加,但由于營(yíng)業(yè)收入快速增長(zhǎng),管理費(fèi)用率呈下降趨勢(shì)。研發(fā)投入率達(dá)68.60%,大力投入保持技術(shù)持續(xù)領(lǐng)先。2019-2021年公司研發(fā)費(fèi)用分別為1.75億元、5.46億元和7.45億元,上升較快。2021年,公司研發(fā)投入率達(dá)到68.60%,其中公司研發(fā)支出資本化的金額為8.40億元,研發(fā)支出資本化比例為53.02%。公司持續(xù)地進(jìn)行研發(fā)投入,以保持公司技術(shù)研發(fā)的前瞻性、領(lǐng)先性和核心技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。行業(yè)洞察:國(guó)產(chǎn)化浪潮持續(xù)助推,CPU、GPGPU市場(chǎng)快速增長(zhǎng)集成電路領(lǐng)域:國(guó)產(chǎn)化勢(shì)在必行,產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化數(shù)據(jù)中心設(shè)備需求增加、5G商用技術(shù)推進(jìn)等背景下,全球集成電路行業(yè)規(guī)模2020年同比增長(zhǎng)9.32%。根據(jù)全球半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織(WSTS)的數(shù)據(jù),2013-2018年,全球集成電路行業(yè)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì),產(chǎn)業(yè)收入年均復(fù)合增長(zhǎng)率為9.33%;2019年,受國(guó)際貿(mào)易摩擦的影響,全球集成電路產(chǎn)業(yè)總收入為3304億美元,同比下降15.99%;2020年,因貿(mào)易摩擦緩解,加之?dāng)?shù)據(jù)中心設(shè)備需求增加、5G商用帶動(dòng)各種服務(wù)擴(kuò)大、車輛持續(xù)智能化等因素,全球集成電路產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為3612億美元,同比增長(zhǎng)9.32%,市場(chǎng)重回增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。政策支持及應(yīng)用場(chǎng)景增加,2020年我國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模達(dá)8848億元,擴(kuò)張迅速。2010年以來(lái),隨著我國(guó)智能手機(jī)在全球市場(chǎng)份額的持續(xù)提升,我國(guó)市場(chǎng)催生了對(duì)半導(dǎo)體的強(qiáng)勁需求;加之國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的大力支持以及人才、技術(shù)、資本的產(chǎn)業(yè)環(huán)境不斷成熟,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)醞釀第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,即向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)持續(xù)高速發(fā)展,市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到全球增速的近三倍。2013-2020年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率為19.73%,持續(xù)保持高速增長(zhǎng)。2020年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模高達(dá)8848億元,較上年增長(zhǎng)17.01%。受益于人工智能、大數(shù)據(jù)、5G等技術(shù)的成熟和產(chǎn)品的普及,預(yù)計(jì)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)將在未來(lái)繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比提升到42.7%,集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化穩(wěn)步增長(zhǎng)。從集成電路設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝測(cè)試三類產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)看:1)集成電路設(shè)計(jì):2020年,我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)銷售收入3778.4億元,同比增長(zhǎng)23.3%,所占比重從2013年的32.2%增加到42.7%;2)芯片制造:2020年芯片制造銷售收入2560.1億元,同比增長(zhǎng)19.1%,所占比重從2013年的24.0%增加到28.9%;3)封裝測(cè)試:封裝測(cè)試產(chǎn)業(yè)銷售收入2509.5億元,同比增長(zhǎng)6.8%,所占比重從2013年的43.8%降低到28.4%。集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比逐年攀升,使得我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈逐漸從低端走向高端,展現(xiàn)了我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量正穩(wěn)步提升的發(fā)展態(tài)勢(shì)。集成電路國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速,安全可控趨勢(shì)日趨明顯。信息產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),同時(shí)支撐著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。信息產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,帶來(lái)了集成電路消費(fèi)需求的持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)海關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),集成電路已經(jīng)超過(guò)原油,成為我國(guó)第一大進(jìn)口商品,2020年的進(jìn)口額度達(dá)到24207億元,同比增長(zhǎng)14.8%。對(duì)國(guó)外集成電路產(chǎn)品的高度依賴,極大影響了我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。高端處理器具有極高的技術(shù)門檻,是集成電路領(lǐng)域技術(shù)綜合性最強(qiáng)、地位最重要的產(chǎn)品,如無(wú)自主可控的高端處理器,從處理器層面看,所有用戶的安全設(shè)防基本無(wú)意義。如無(wú)法持續(xù)取得高端處理器,將會(huì)對(duì)我國(guó)整體產(chǎn)業(yè)安全、經(jīng)濟(jì)安全帶來(lái)不可承受的影響。因此,研制和推廣安全可控的高端處理器對(duì)我國(guó)至關(guān)重要。國(guó)家出臺(tái)一系列政策大力支持集成電路行業(yè)發(fā)展,集成電路行業(yè)戰(zhàn)略地位提升。集成電路作為信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè),國(guó)家給予了高度重視和大力支持。為推動(dòng)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,增強(qiáng)信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,國(guó)家出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)、扶持政策,為集成電路產(chǎn)業(yè)建立了良好的政策環(huán)境。近年來(lái),集成電路行業(yè)的政策、法規(guī)已經(jīng)明確其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中處于重要戰(zhàn)略地位。隨著國(guó)家相關(guān)法規(guī)與政策的逐步推出與落實(shí),集成電路企業(yè)獲得了較多財(cái)政、稅收、技術(shù)和人才等方面的支持。較好的政策環(huán)境,將持續(xù)利好包括海光在內(nèi)的集成電路行業(yè)的發(fā)展。CPU領(lǐng)域:出貨量穩(wěn)步提升,中國(guó)x86芯片市場(chǎng)前景廣闊x86架構(gòu)作為CPU復(fù)雜指令集的代表,具有顯著的產(chǎn)業(yè)生態(tài)優(yōu)勢(shì)。CPU是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制核心,是信息處理、程序運(yùn)行的最終執(zhí)行單元,是計(jì)算機(jī)的核心組成部件,本質(zhì)上是超大規(guī)模集成電路。計(jì)算機(jī)的程序最終需要轉(zhuǎn)化為“指令”才能在CPU上運(yùn)行,因此采用的指令集對(duì)于CPU的設(shè)計(jì)尤為重要。其中,x86架構(gòu)是復(fù)雜指令集的代表,而ARM架構(gòu)、MIPS架構(gòu)和Alpha架構(gòu)等是精簡(jiǎn)指令集的代表。在CPU芯片市場(chǎng),微軟公司和英特爾公司各自憑借自身規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)優(yōu)勢(shì),使其產(chǎn)品Windows和IntelCPU占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)份額,結(jié)成了“Wintel”技術(shù)聯(lián)盟,其基本特點(diǎn)是基于x86架構(gòu)優(yōu)化各類軟件應(yīng)用。在操作系統(tǒng)領(lǐng)域,Windows和Linux均兼容x86架構(gòu);在應(yīng)用軟件方面,得益于對(duì)獨(dú)立軟件開(kāi)發(fā)商的指令集開(kāi)放與應(yīng)用平臺(tái)操作系統(tǒng)一致性,顯著降低了技術(shù)開(kāi)發(fā)門檻,使得x86架構(gòu)下的軟硬件環(huán)境的成熟度相較于其他架構(gòu)具有明顯優(yōu)勢(shì)。CPU應(yīng)用范圍廣,包括服務(wù)器、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)終端、嵌入式設(shè)備等。CPU可以應(yīng)用在服務(wù)器、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)(臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦)、移動(dòng)終端和嵌入式設(shè)備等不同設(shè)備上,根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同,其架構(gòu)、功能、性能、可靠性、能效比等技術(shù)指標(biāo)也存在一定差異。海光CPU產(chǎn)品主要應(yīng)用于服務(wù)器、工作站等計(jì)算、存儲(chǔ)設(shè)備。其中,服務(wù)器具有高速的數(shù)據(jù)處理能力、強(qiáng)大的I/O數(shù)據(jù)吞吐能力、良好的可擴(kuò)展性,并需要長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行,其CPU芯片在性能、可靠性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性等方面要求較為苛刻,應(yīng)用領(lǐng)域包括實(shí)時(shí)分析、5G應(yīng)用、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、金融、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等領(lǐng)域;工作站是一種高端微型計(jì)算機(jī),主要為單用戶提供比個(gè)人計(jì)算機(jī)更強(qiáng)大的性能,應(yīng)用領(lǐng)域包括科學(xué)和工程計(jì)算、軟件開(kāi)發(fā)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等。2014-2020年,全球服務(wù)器銷售額、出貨量復(fù)合增長(zhǎng)率分別為10.14%、4.71%,預(yù)計(jì)未來(lái)將恢復(fù)快速增長(zhǎng)。根據(jù)IDC數(shù)據(jù),2014-2018年,全球服務(wù)器銷售額及出貨量保持持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì);2020年,受全球互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)資本投入收縮和“新冠疫情”的影響,全球服務(wù)器出貨量為1212.9萬(wàn)臺(tái),銷售額910.2億美元,同比分別增長(zhǎng)3.26%和4.37%,增速低于前期平均水平。但隨著更多的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)活動(dòng)由線下轉(zhuǎn)移至線上,對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及運(yùn)算能力提出了更高的要求,我們預(yù)計(jì)未來(lái)服務(wù)器市場(chǎng)需求將恢復(fù)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。x86服務(wù)器銷售額、銷售量呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),在全球服務(wù)器市場(chǎng)占比超90%。1)銷售額:
由于x86處理器起步較早,生態(tài)環(huán)境較其他處理器具有明顯優(yōu)勢(shì)。2020年,全球x86服務(wù)器市場(chǎng)銷售額為826.5億美元,較2019年增長(zhǎng)3.31%,應(yīng)用x86處理器的服務(wù)器銷售額占全部服務(wù)器銷售額的比例約為91%,處于顯著領(lǐng)先的地位。2)銷售量:2020年,全球x86服務(wù)器市場(chǎng)銷售量為1180.2萬(wàn)臺(tái),較2019年增長(zhǎng)1.82%,應(yīng)用x86處理器的服務(wù)器銷售額占全部服務(wù)器銷售額的比例約為91%,銷售量占比超過(guò)97%,市場(chǎng)呈現(xiàn)回暖趨勢(shì)。2021-2025年,預(yù)計(jì)中國(guó)x86服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到8.8%,超過(guò)全球,以雙路服務(wù)器為主。根據(jù)IDC統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2020年,中國(guó)x86服務(wù)器市場(chǎng)出貨量為343.9萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng)8.1%;市場(chǎng)規(guī)模為218.7億美元,同比增長(zhǎng)16.5%。隨著下游市場(chǎng)需求回暖以及國(guó)家將加快5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)中心、人工智能等七大領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)度,預(yù)計(jì)中國(guó)x86服務(wù)器市場(chǎng)未來(lái)幾年需求仍然會(huì)比較旺盛,在2021-2025年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到8.8%。同時(shí),中國(guó)x86服務(wù)器以雙路服務(wù)器為主,2016-2020年,雙路服務(wù)器總占比均在80%以上;其次分別是單路、4路服務(wù)器,合計(jì)占比在10%至20%之間;8路以上的服務(wù)器較少,占比未超過(guò)0.3%。中國(guó)x86服務(wù)器CPU芯片市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展前景廣闊,預(yù)計(jì)2021-2025年芯片出貨量復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)8.78%,2025年芯片數(shù)量有望達(dá)到1066.2萬(wàn)顆。根據(jù)IDC中國(guó)x86服務(wù)器預(yù)測(cè)出貨臺(tái)數(shù)以及每臺(tái)服務(wù)器使用芯片數(shù)量、路數(shù)情況進(jìn)行推算,2020年中國(guó)x86CPU芯片出貨量為698.1萬(wàn)顆。根據(jù)IDC數(shù)據(jù),假設(shè)2021-2025年路數(shù)分布情況與2020年保持一致,則2021年芯片出貨量將增長(zhǎng)9.1%,預(yù)計(jì)2021-2025年出貨量復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)8.78%,預(yù)計(jì)在2025年芯片可以達(dá)到1066.2萬(wàn)顆,x86CPU芯片未來(lái)在我國(guó)仍會(huì)擁有廣闊的市場(chǎng)空間。未來(lái)CPU產(chǎn)品性能將持續(xù)提升,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)充。CPU產(chǎn)品具有良好的通用性能,以及強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理能力。未來(lái),CPU產(chǎn)品性能將進(jìn)一步提升,包括:1)單個(gè)處理器核心性能持續(xù)提升;2)處理器設(shè)計(jì)復(fù)雜度提高,核心數(shù)逐步增加,I/O性能持續(xù)提升;3)微體系結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。近年來(lái),為了支持云計(jì)算、系統(tǒng)安全等應(yīng)用需求,CPU的微體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擴(kuò)展。目前,CPU產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電信、金融、互聯(lián)網(wǎng)、教育、交通等重要行業(yè)領(lǐng)域和關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施,并有望進(jìn)一步在云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用:云計(jì)算:“企業(yè)上云”需求強(qiáng)烈,云計(jì)算可助力企業(yè)完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型。隨著云計(jì)算規(guī)模的快速擴(kuò)大,未來(lái)搭載高端處理器的服務(wù)器數(shù)量將快速增長(zhǎng),高端處理器將持續(xù)保持旺盛的市場(chǎng)需求。物聯(lián)網(wǎng):5G網(wǎng)絡(luò)的快速鋪開(kāi),加速“萬(wàn)物互聯(lián)”時(shí)代提前到來(lái)。根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究的數(shù)據(jù),2020年中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)2.2萬(wàn)億元,同比增長(zhǎng)25%,產(chǎn)業(yè)開(kāi)始進(jìn)入快速發(fā)展期。在這個(gè)過(guò)程中,需要高端CPU提供強(qiáng)大的算力和精準(zhǔn)的任務(wù)調(diào)度,以實(shí)現(xiàn)海量設(shè)備間的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸。5G網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將繼續(xù)拓展CPU的應(yīng)用場(chǎng)景。國(guó)產(chǎn)CPU:中國(guó)是全球重要的CPU消費(fèi)市場(chǎng),計(jì)算機(jī)用戶基數(shù)龐大。在電子政務(wù)、能源、交通、金融、通信等關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)CPU應(yīng)用已在全國(guó)逐步鋪開(kāi)。對(duì)信息安全、供應(yīng)鏈安全要求相對(duì)較高的領(lǐng)域,均是國(guó)產(chǎn)CPU的優(yōu)勢(shì)市場(chǎng),伴隨著未來(lái)信息化的加速,桌面、服務(wù)器CPU的需求量將大幅增加。GPGPU領(lǐng)域:數(shù)據(jù)中心、人工智能引領(lǐng)高景氣增長(zhǎng)GPU分化為傳統(tǒng)GPU與GPGPU兩條分支,GPGPU的浮點(diǎn)運(yùn)算精度、性能以及計(jì)算場(chǎng)景優(yōu)勢(shì)顯著。GPU最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為了提升計(jì)算機(jī)對(duì)圖形、圖像、視頻等數(shù)據(jù)的處理性能,解決CPU在圖形圖像領(lǐng)域處理效率低的難題。隨著GPU在并行計(jì)算方面性能優(yōu)勢(shì)的逐步顯現(xiàn)以及并行計(jì)算應(yīng)用范圍的逐步拓展,GPU逐漸分化成兩條分支:1)一條是傳統(tǒng)意義的GPU:延續(xù)專門用于圖形圖像處理用途,內(nèi)置了視頻編解碼加速引擎、2D加速引擎、3D加速引擎、圖像渲染等專用運(yùn)算模塊;2)另一分支是GPGPU:作為運(yùn)算協(xié)處理器,并針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求,增加了專用向量、張量、矩陣運(yùn)算指令,提升了浮點(diǎn)運(yùn)算的精度和性能,以滿足不同計(jì)算場(chǎng)景的需要。GPGPU廣泛應(yīng)用各領(lǐng)域,降本增效優(yōu)勢(shì)顯著,是AI領(lǐng)域主要的協(xié)處理器解決方案。目前,GPGPU已經(jīng)廣泛用于商業(yè)計(jì)算和大數(shù)據(jù)處理,如天氣預(yù)報(bào)、工業(yè)設(shè)計(jì)、基因工程、藥物發(fā)現(xiàn)、金融工程等。在人工智能領(lǐng)域,使用GPGPU在云端運(yùn)行模型訓(xùn)練算法,可以顯著縮短海量訓(xùn)練數(shù)據(jù)的訓(xùn)練時(shí)長(zhǎng),減少能源消耗,從而進(jìn)一步降低人工智能的應(yīng)用成本。與此同時(shí),GPGPU能夠提供完善的軟件生態(tài)系統(tǒng),便于各種已有應(yīng)用程序的移植和新算法的開(kāi)發(fā),因此,GPGPU是人工智能領(lǐng)域最主要的協(xié)處理器解決方案,占據(jù)人工智能90%以上的市場(chǎng)份額,在智能工廠、無(wú)人駕駛、智慧城市等領(lǐng)域具有廣泛的市場(chǎng)空間。數(shù)據(jù)中心:2021年全球數(shù)據(jù)中心負(fù)載任務(wù)量翻倍,超級(jí)數(shù)據(jù)中心占數(shù)據(jù)中心總量超過(guò)50%。近年來(lái),隨著人工智能、數(shù)據(jù)挖掘等新技術(shù)的發(fā)展,集成電路行業(yè)迎來(lái)了數(shù)據(jù)中心引領(lǐng)發(fā)展的階段,對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理將成為帶動(dòng)集成電路行業(yè)發(fā)展的新動(dòng)能。大規(guī)模張量運(yùn)算、矩陣運(yùn)算是人工智能在計(jì)算層面的突出需求,高并行度的深度學(xué)習(xí)算法在視覺(jué)、語(yǔ)音和自然語(yǔ)言處理等領(lǐng)域上的廣泛應(yīng)用使得計(jì)算能力需求呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。根據(jù)Cisco的預(yù)計(jì),2021年全球數(shù)據(jù)中心負(fù)載任務(wù)量將超過(guò)2016年的兩倍,從不到250萬(wàn)個(gè)負(fù)載任務(wù)量增長(zhǎng)到近570萬(wàn)個(gè)負(fù)載任務(wù)量。同時(shí),隨著云計(jì)算的不斷發(fā)展,全球范圍內(nèi)云數(shù)據(jù)中心、超級(jí)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)速度不斷加快,Cisco預(yù)計(jì),到2021年,計(jì)算能力更強(qiáng)的超級(jí)數(shù)據(jù)中心將達(dá)到628座,占數(shù)據(jù)中心總量的53%。全球數(shù)據(jù)中心對(duì)計(jì)算加速硬件的需求上升,GPGPU龍頭NVIDIA數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)高增。人工智能算法的不斷普及和應(yīng)用,以及對(duì)商業(yè)計(jì)算和大數(shù)據(jù)處理的算力需求的不斷增長(zhǎng),使得全球范圍內(nèi)數(shù)據(jù)中心對(duì)于計(jì)算加速硬件的需求不斷上升。作為GPGPU領(lǐng)域的代表性企業(yè),NVIDIA數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入在2015年僅為3.4億美元,2020年高速增長(zhǎng)至為67.0億美元。2015-2020年,NVIDIA數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的年均復(fù)合增長(zhǎng)率為81.52%,其增速遠(yuǎn)超NVIDIA其他板塊業(yè)務(wù)的收入增速。NVIDIA數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入的快速增長(zhǎng)體現(xiàn)了下游數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)對(duì)于泛人工智能類芯片的旺盛需求。人工智能:GPGPU成為國(guó)內(nèi)AI領(lǐng)域運(yùn)算加速主要解決方案,AI發(fā)展拉動(dòng)GPGPU市場(chǎng)增長(zhǎng)。人工智能領(lǐng)域的應(yīng)用目前處于技術(shù)和需求融合的高速發(fā)展階段,在運(yùn)算加速方面逐漸形成了以GPGPU解決方案為主的局面。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù),2022-2024年,中國(guó)人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為46.05%,到2024年,市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到785億元。而隨著人工智能相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步,其應(yīng)用場(chǎng)景將更加多元化,GPGPU通用性和軟件生態(tài)系統(tǒng)完善的優(yōu)勢(shì)會(huì)進(jìn)一步展現(xiàn)出來(lái),成為該領(lǐng)域的主流解決方案。GPGPU在我國(guó)人工智能芯片領(lǐng)域也將占據(jù)較大比例的市場(chǎng)份額。未來(lái)GPGPU將在性能、應(yīng)用場(chǎng)景方面進(jìn)一步發(fā)展。目前GPGPU技術(shù)不斷發(fā)展,有三點(diǎn)主要發(fā)展趨勢(shì):1)性能需求不斷提升,一方面,GPGPU集成度將不斷提高,性能逐漸增強(qiáng),性能功耗比逐漸提升;另一方面,高帶寬、低延時(shí)的片間互連總線結(jié)構(gòu)也是未來(lái)產(chǎn)品優(yōu)化提升的方向之一。2)GPGPU將成為運(yùn)算協(xié)處理器的主流,運(yùn)算協(xié)處理器基于不同的設(shè)計(jì)思想存在多條技術(shù)路線,包括GPGPU、ASIC、FPGA等,綜合考慮性能、能效比和編程靈活性等方面的因素,GPGPU在協(xié)處理器應(yīng)用領(lǐng)域具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。3)CPU與GPGPU的異構(gòu)計(jì)算,CPU+GPGPU的異構(gòu)運(yùn)算架構(gòu)可以讓系統(tǒng)具有更大靈活性,滿足復(fù)雜場(chǎng)景的不同需求,能夠較大幅度地提升單獨(dú)使用CPU或GPGPU的任務(wù)執(zhí)行效率;CPU和GPGPU之間還可以通過(guò)內(nèi)存共享等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,發(fā)揮異構(gòu)計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)的革新,GPGPU將在大數(shù)據(jù)處理、人工智能、商業(yè)計(jì)算領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用:商業(yè)計(jì)算和大數(shù)據(jù)處理:隨著信息化社會(huì)的飛速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)等新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),人們對(duì)信息處理能力的要求越來(lái)越高,大數(shù)據(jù)處理不僅應(yīng)用在石油勘探、天氣預(yù)報(bào)等傳統(tǒng)領(lǐng)域,互聯(lián)網(wǎng)、金融、數(shù)據(jù)挖掘、教育等領(lǐng)域?qū)Υ髷?shù)據(jù)處理和商業(yè)計(jì)算的需求也呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。人工智能處理器:未來(lái)針對(duì)不同的人工智能應(yīng)用類型和場(chǎng)景,將會(huì)有深度學(xué)習(xí)之外的新算法出現(xiàn),這要求人工智能芯片能夠適應(yīng)不同類型的算法,具有兼顧性能和靈活性的能力。GPGPU具有完善的軟件生態(tài)環(huán)境和編程靈活性,能夠更好地適應(yīng)未來(lái)人工智能領(lǐng)域的發(fā)展需求,預(yù)計(jì)將成為人工智能處理器的主流產(chǎn)品。智算中心:智算中心的本質(zhì)是算力的供應(yīng)和生產(chǎn)平臺(tái),它向人工智能企業(yè)出售算力,幫助其將技術(shù)模型變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),參與自建或承建的企業(yè),包括互聯(lián)網(wǎng)公司、服務(wù)器公司等。由于算法的演進(jìn),人工智能對(duì)算力提出了巨大的需求,業(yè)界預(yù)測(cè)GPGPU將推動(dòng)人工智能推理性能每年提升一倍以上。公司分析:領(lǐng)跑國(guó)內(nèi)高端CPU,DCU加速放量打開(kāi)天花板競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì):掌握先進(jìn)處理器技術(shù),生態(tài)完善全面領(lǐng)跑核心技術(shù):海光同時(shí)具備高端通用處理器和協(xié)處理器研發(fā)能力,擁有多項(xiàng)專利?;趚86指令框架、“類CUDA”計(jì)算環(huán)境和國(guó)際先進(jìn)處理器設(shè)計(jì)技術(shù),公司大力發(fā)展?jié)M足中國(guó)信息化發(fā)展需要的高端處理器產(chǎn)品。公司對(duì)海光通用處理器和海光協(xié)處理器的微體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行持續(xù)研發(fā)和優(yōu)化,不斷提升高端處理器性能。公司高度重視處理器的安全性,通過(guò)擴(kuò)充安全算法指令集及原生支持可信計(jì)算等方法,有效地提升了海光處理器的安全性。公司研發(fā)出的第一代、第二代CPU和第一代DCU產(chǎn)品的性能均達(dá)到了國(guó)際上同類型主流高端處理器的水平,在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。目前,海光DCU已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,未來(lái)有望廣泛應(yīng)用于大數(shù)據(jù)處理、人工智能、商業(yè)計(jì)算等應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí),公司在高端處理器及相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)展了系統(tǒng)化的知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局,為公司保持技術(shù)的持續(xù)領(lǐng)先奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。截至2021年12月31日,公司擁有已授權(quán)專利179項(xiàng)(其中發(fā)明專利136項(xiàng))、154項(xiàng)軟件著作權(quán)和81項(xiàng)集成電路布圖設(shè)計(jì)專有權(quán)等知識(shí)產(chǎn)權(quán)。專業(yè)團(tuán)隊(duì):核心技術(shù)人員技術(shù)經(jīng)歷豐富,部分有國(guó)際頭部CPU公司任職經(jīng)驗(yàn)。高端處理器設(shè)計(jì)屬于技術(shù)密集型行業(yè),專業(yè)研發(fā)人員是芯片設(shè)計(jì)企業(yè)研發(fā)能力不斷提升的基石。公司骨干研發(fā)人員多擁有國(guó)內(nèi)外知名芯片公司的就職背景,擁有成功研發(fā)x86處理器或ARM處理器的經(jīng)驗(yàn)。截至2021年12月31日,公司研發(fā)技術(shù)人員共1031人,占比90.20%,其中擁有碩士及以上學(xué)歷人員749人,占員工總?cè)藬?shù)的65.53%,研發(fā)隊(duì)伍年齡結(jié)構(gòu)合理、技能全面,有力支撐了公司的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。此外,公司在內(nèi)部管理、供應(yīng)鏈、產(chǎn)品銷售等方面均建立了成熟團(tuán)隊(duì),核心骨干均有多年公司運(yùn)營(yíng)管理或市場(chǎng)銷售經(jīng)驗(yàn),對(duì)公司未來(lái)的發(fā)展方向和公司產(chǎn)品的市場(chǎng)定位有著明確的目標(biāo)和計(jì)劃。產(chǎn)品+生態(tài):公司產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景廣、生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)顯著。1)海光CPU:兼容x86指令集,處理器性能參數(shù)與國(guó)際同類型主流處理器產(chǎn)品相當(dāng),支持國(guó)內(nèi)外主流操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬化平臺(tái)或云計(jì)算平臺(tái),能夠有效兼容目前存在的數(shù)百萬(wàn)款基于x86指令集的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件,具有優(yōu)異的生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。2)海光DCU:兼容“類CUDA”環(huán)境,軟硬件生態(tài)豐富,典型應(yīng)用場(chǎng)景下性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際上同類型高端產(chǎn)品的水平。3)公司主動(dòng)融入國(guó)內(nèi)外開(kāi)源社區(qū),積極向開(kāi)源社區(qū)提供適用于海光CPU、海光DCU的適配和優(yōu)化方案,保證了海光高端處理器在開(kāi)源生態(tài)的兼容性。優(yōu)質(zhì)產(chǎn)業(yè)鏈:海光產(chǎn)品得到浪潮、聯(lián)想等國(guó)內(nèi)知名服務(wù)器廠商認(rèn)可,本土優(yōu)勢(shì)顯著。公司下游服務(wù)器廠商開(kāi)發(fā)了多款基于海光處理器的服務(wù)器,有效地推動(dòng)了海光高端處理器的產(chǎn)業(yè)化。公司利用其高端處理器在功能、性能、生態(tài)和安全方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),聯(lián)合整機(jī)廠商、基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用軟件、系統(tǒng)集成商和行業(yè)用戶,建立了基于海光高端處理器的產(chǎn)業(yè)鏈。目前,海光CPU已經(jīng)應(yīng)用到了電信、金融、互聯(lián)網(wǎng)、教育、交通等行業(yè);海光DCU主要面向大數(shù)據(jù)處理、商業(yè)計(jì)算等計(jì)算密集型應(yīng)用領(lǐng)域以及人工智能、泛人工智能應(yīng)用領(lǐng)域。相比國(guó)際芯片領(lǐng)先企業(yè),公司根植于中國(guó)本土市場(chǎng),更了解中國(guó)客戶的需求,能夠提供更為安全可控的產(chǎn)品和更為全面、細(xì)致的解決方案和售后服務(wù),具有本土化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。業(yè)務(wù)進(jìn)展:高端處理器產(chǎn)品加速迭代,CPU、DCU齊頭并進(jìn)海光CPU:基于先進(jìn)技術(shù)架構(gòu),生態(tài)、性能、安全優(yōu)勢(shì)顯著海光CPU技術(shù)先進(jìn)、應(yīng)用場(chǎng)景廣泛,并有良好的安全特性。海光CPU主要面向復(fù)雜邏輯計(jì)算、多任務(wù)調(diào)度等通用處理器應(yīng)用場(chǎng)景需求,兼容國(guó)際主流x86處理器架構(gòu)和技術(shù)路線,具有先進(jìn)的工藝制程、優(yōu)異的系統(tǒng)架構(gòu)、豐富的軟硬件生態(tài)等優(yōu)勢(shì)。此外,海光CPU支持國(guó)密算法,擴(kuò)充了安全算法指令,集成了安全算法專用加速電路,支持可信計(jì)算,大幅度地提升了高端處理器的安全性,可以在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中為用戶提供更高效的安全保障,例如安全加密虛擬化等。海光CPU需在一塊基板上封裝1-4顆八核裸片,最多可集成32個(gè)處理器核心。海光CPU根據(jù)不同的產(chǎn)品規(guī)格定義,需要在一塊基板上封裝1至4顆裸片。裸片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,主要功能模塊包括處理器核心(Core)、片上網(wǎng)絡(luò)、各類接口控制器等;除硬件電路外,裸片中還集成了復(fù)雜的程序代碼(“微碼系統(tǒng)”)。公司將海光CPU產(chǎn)品規(guī)劃為海光7000系列、海光5000系列和海光3000系列。公司目前在售的海光CPU產(chǎn)品主要為海光7200、海光5200和海光3200系列產(chǎn)品。從海光CPU應(yīng)用場(chǎng)景角度看:海光7000系列產(chǎn)品:最多集成32個(gè)處理器核心,最大支持8個(gè)內(nèi)存通道和128個(gè)PCIe接口,主要應(yīng)用于高端服務(wù)器,主要面向數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算等復(fù)雜應(yīng)用領(lǐng)域。海光5000系列產(chǎn)品:最多集成16個(gè)處理器核心,最大支持4個(gè)內(nèi)存通道和64個(gè)PCIe接口,主要面向政務(wù)、企業(yè)和教育領(lǐng)域的信息化建設(shè)中的中低端服務(wù)器需求,并發(fā)處理能力和單核心處理器性能較為均衡。海光3000系列產(chǎn)品:最多集成8個(gè)處理器核心,最大支持2個(gè)內(nèi)存通道和32個(gè)PCIe接口,主要應(yīng)用于工作站和邊緣計(jì)算服務(wù)器,面向入門級(jí)計(jì)算領(lǐng)域。與AMD合作,海光CPU“生態(tài)、性能、安全”優(yōu)勢(shì)顯著。x86指令集具有業(yè)界最好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)支持,現(xiàn)有運(yùn)行中以及開(kāi)發(fā)中的絕大部分服務(wù)器、硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)均基于或兼容x86指令集。與AMD合作,海光獲得了x86處理器設(shè)計(jì)核心技術(shù),進(jìn)入到x86處理器設(shè)計(jì)領(lǐng)域,研制出符合中國(guó)用戶使用需求、兼具“生態(tài)、性能、安全”三大特點(diǎn)的國(guó)產(chǎn)x86架構(gòu)處理器產(chǎn)品。海光CPU具有優(yōu)異的產(chǎn)品性能、良好的系統(tǒng)兼容性和較高的系統(tǒng)安全性。產(chǎn)品性能:海光CPU使用先進(jìn)的處理器微結(jié)構(gòu)和緩存層次結(jié)構(gòu),改進(jìn)了分支預(yù)測(cè)算法,使得每個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行的指令數(shù)得到顯著提高;依托先進(jìn)的SoC架構(gòu)和片上網(wǎng)絡(luò),海光CPU集成了更多處理器核心;采用先進(jìn)的工藝制程和物理設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)了處理器高主頻設(shè)計(jì),海光CPU產(chǎn)品具有優(yōu)異的產(chǎn)品性能。系統(tǒng)兼容性:海光CPU可以兼容國(guó)內(nèi)外主流操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件等基礎(chǔ)軟件及廣泛的行業(yè)應(yīng)用軟件,具有良好的系統(tǒng)兼容性。系統(tǒng)安全性:海光CPU通過(guò)擴(kuò)充安全算法指令、集成安全算法專用加速電路等方式,有效提升了數(shù)據(jù)安全性和計(jì)算環(huán)境的安全性,原生支持可信計(jì)算,具有較高的系統(tǒng)安全性。海光CPU具有廣泛的通用性和產(chǎn)業(yè)生態(tài),主要應(yīng)用于服務(wù)器和工作站。使用海光CPU的服務(wù)器主要應(yīng)用于電信運(yùn)營(yíng)商、金融、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域,例如,電信運(yùn)營(yíng)商云服務(wù)資源池系統(tǒng)支撐云業(yè)務(wù)應(yīng)用,銀行和證券公司查詢、交易系統(tǒng),互聯(lián)網(wǎng)的搜索、計(jì)算服務(wù)、存儲(chǔ)等應(yīng)用;使用海光CPU的工作站主要應(yīng)用場(chǎng)景為工業(yè)設(shè)計(jì)和應(yīng)用、圖形圖像處理,例如VR、AR圖形渲染場(chǎng)景,以及智能工廠數(shù)字孿生應(yīng)用等。海光CPU在國(guó)產(chǎn)處理器中具有非常廣泛的通用性和產(chǎn)業(yè)生態(tài),已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于電信、金融、互聯(lián)網(wǎng)、教育、交通等多個(gè)行業(yè)或領(lǐng)域。公司CPU產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)際上同類型主流高端處理器的水平,在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。海光在國(guó)內(nèi)率先完成了高端通用處理器和協(xié)處理器產(chǎn)品成功流片,并實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用。選取國(guó)外主流的CPU廠商Intel、AMD;國(guó)內(nèi)CPU廠商海思、龍芯、兆芯、飛騰、申威等,在這些廠商的產(chǎn)品中,各自選擇一款典型的CPU與海光CPU產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比。其中,海光的產(chǎn)品性能能夠與國(guó)際頭部CPU廠商的主流高端處理器對(duì)標(biāo),在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。海光7285CPU的SPECCPU2017的實(shí)測(cè)性能與國(guó)際領(lǐng)先芯片設(shè)計(jì)企業(yè)Intel在2020年發(fā)布的6款至強(qiáng)鉑金系列產(chǎn)品總體相當(dāng)。由于Intel公司的處理器產(chǎn)品在市場(chǎng)上處于主導(dǎo)地位,因此公司對(duì)標(biāo)Intel公司區(qū)分產(chǎn)品定位。公司把面向關(guān)鍵任務(wù)和數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵應(yīng)用的7000系列芯片稱為高端芯片,把面向邊緣計(jì)算服務(wù)器、工作站應(yīng)用的3000系列芯片稱為低端或工作站芯片,把面向其他中端或中低端應(yīng)用場(chǎng)景的5000系列芯片稱為中端芯片。通過(guò)綜合比較處理器市場(chǎng)定位、核心數(shù)量、產(chǎn)品售價(jià)等因素,選取了Intel在2020年(與海光7285同期)發(fā)布的6款至強(qiáng)鉑金系列產(chǎn)品(能夠反映Intel2020年發(fā)布的主流CPU產(chǎn)品的性能水平),與海光7285進(jìn)行性能對(duì)比(采用業(yè)界國(guó)際通用的測(cè)試程序SPECCPU2017測(cè)試數(shù)據(jù))。通過(guò)對(duì)比可以看出,海光7285CPU的SPECCPU2017的實(shí)測(cè)性能與國(guó)際領(lǐng)先芯片設(shè)計(jì)企業(yè)Intel同期發(fā)布的主流處理器產(chǎn)品的實(shí)測(cè)性能總體相當(dāng)。海光DCU:基于GPGPU應(yīng)用,面向計(jì)算密集型應(yīng)用及AI運(yùn)算加速領(lǐng)域海光DCU屬于GPGPU的一種,兼容通用的“類CUDA”環(huán)境。海光DCU協(xié)處理器全面兼容ROCmGPU計(jì)算生態(tài),由于ROCm和CUDA在生態(tài)、編程環(huán)境等方面具有高度的相似性,CUDA用戶可以以較低代價(jià)快速遷移至ROCm平臺(tái),因此ROCm也被稱為“類CUDA”,主要部署在服務(wù)器集群或數(shù)據(jù)中心,為應(yīng)用程序提供高性能、高能效比的算力,支撐高復(fù)雜度和高吞吐量的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。海光DCU的主要功能模塊包括計(jì)算單元(CU)、片上網(wǎng)絡(luò)、高速緩存、各類接口控制器等。目前公司將海光DCU產(chǎn)品規(guī)劃為海光8000系列。海光8100能夠充分挖掘應(yīng)用的并行性,發(fā)揮其大規(guī)模并行計(jì)算的能力,快速開(kāi)發(fā)高能效的應(yīng)用程序。海光8100采用先進(jìn)的FinFET工藝,60-64個(gè)計(jì)算單元(最多4096個(gè)計(jì)算核心),4個(gè)HBM2內(nèi)存通道,最高內(nèi)存帶寬為1TB/s,最大內(nèi)存容量為32GB,典型應(yīng)用場(chǎng)景下性能指標(biāo)可以達(dá)到國(guó)際同類型高端產(chǎn)品的同期水平。海光DCU有強(qiáng)大的計(jì)算能力、高速并行的數(shù)據(jù)處理能力和良好的軟件生態(tài)環(huán)境:強(qiáng)大的計(jì)算能力:海光DCU基于大規(guī)模并行計(jì)算微結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),不但具備強(qiáng)大的雙精度浮點(diǎn)計(jì)算能力,同時(shí)在單精度、半精度、整型計(jì)算方面表現(xiàn)同樣優(yōu)異,是一款計(jì)算性能強(qiáng)大、能效比較高的通用協(xié)處理器。高速并行的數(shù)據(jù)處理能力:海光DCU集成片上高帶寬內(nèi)存芯片,可在大規(guī)模數(shù)據(jù)計(jì)算過(guò)程中提供優(yōu)異的數(shù)據(jù)處理能力,可以適用于廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。良好的軟件生態(tài)環(huán)境:海光DCU采用GPGPU架構(gòu),兼容“類CUDA”環(huán)境,解決了產(chǎn)品推廣過(guò)程中的軟件生態(tài)兼容性問(wèn)題。公司通過(guò)參與開(kāi)源軟件項(xiàng)目,加快了公司產(chǎn)品的推廣速度,并實(shí)現(xiàn)與GPGPU主流開(kāi)發(fā)平臺(tái)的兼容。在典型場(chǎng)景下,海光DCU指標(biāo)達(dá)到國(guó)際上同類型高端產(chǎn)品(包括NVIDIA高端GPU產(chǎn)品A100及AMD高端GPU產(chǎn)品MI100)的水平。海光DCU系列產(chǎn)品已于2021年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。海光DCU兼容“類CUDA”環(huán)境,軟硬件生態(tài)豐富。選取公司深算一號(hào)和國(guó)際領(lǐng)先GPU生產(chǎn)商N(yùn)VIDIA公司高端GPU產(chǎn)品(型號(hào)為A100)及AMD公司高端GPU產(chǎn)品(型號(hào)為MI100)進(jìn)行對(duì)比,在典型應(yīng)用場(chǎng)景下,公司深算一號(hào)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際上同類型高端產(chǎn)品的水平。海光DCU未來(lái)有望廣泛應(yīng)用于大數(shù)據(jù)處理、人工智能、商業(yè)計(jì)算等領(lǐng)域。募投項(xiàng)目:研發(fā)新一代高性能處理器,提升硬科技實(shí)力預(yù)計(jì)募資91.48億元,主要用于新一代處理器產(chǎn)品的研發(fā)及技術(shù)研發(fā)實(shí)力的提升。此次IPO公司擬發(fā)行不超過(guò)50,608.4522萬(wàn)股人民幣普通股(A股),不低于本次發(fā)行后總股本的10.00%,募集資金約91.48億元。其中1)31.46%投資于新一代海光通用處理器研發(fā)項(xiàng)目;2)20.29%資金用于新一代海光協(xié)處理器研發(fā)項(xiàng)目;3)26.39%投入先進(jìn)處理器技術(shù)研發(fā)中心建設(shè)項(xiàng)目;4)21.86%投資于科技與發(fā)展儲(chǔ)備資金項(xiàng)目。我們認(rèn)為,公司募集資金投資項(xiàng)目符合公司發(fā)展需要,與公司現(xiàn)有主業(yè)緊密相關(guān),將提升公司通用處理器CPU和協(xié)處理器DCU產(chǎn)品的HYPERLINK
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