中國DPU行業(yè)白皮書2022

頭豹研究院謹此發(fā)布《2022年中國DPU行業(yè)廠商與海外芯片廠商的差異，從而判斷中國特沙利文咨詢(中國)及頭豹研究院調(diào)查，數(shù)據(jù)芯片"DPU具備高度靈活可編程性，其功能可通過軟件定義向網(wǎng)絡(luò)、存儲、安全等應(yīng)能，在滿足不同應(yīng)用場景對于釋放算力、提高數(shù)據(jù)處理效率需求的同時，還具有貼合具體應(yīng)用場景需求的能力，如助力形成信息安全解決方案等。因此，DPUDPU產(chǎn)品在錨定應(yīng)用領(lǐng)域的商業(yè)化能力展過程中將逐步具象化，行業(yè)外部對DPU認知也將逐漸加強?；诂F(xiàn)階段所中國：DPU行業(yè) ◆DPU行業(yè)發(fā)展階段與市場規(guī)模 ·中國DPU行業(yè)發(fā)展背景 ·1.0階段：錨定應(yīng)用領(lǐng)域打造商業(yè)化產(chǎn)品 ·2.0階段：擴大DPU覆蓋應(yīng)用領(lǐng)域 30◆DPU產(chǎn)業(yè)鏈與發(fā)展現(xiàn)狀分析 ·中國DPU廠商發(fā)展狀況 ·中國DPU行業(yè)頭部廠商發(fā)展狀況 ◆中國DPU行業(yè)未來展望 3圖表目錄一·無DPU的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu) 07·使用DPU的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理的結(jié)構(gòu) 07·主流的DPU三種技術(shù)路線對比 09·聚焦打磨產(chǎn)品的縱向的DPU生態(tài) ·面向客戶的橫向的DPU生態(tài) ·DPU的關(guān)鍵特征以及主要功能 ·DPU在云計算領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)卸載功能應(yīng)用 ·DPU的存儲卸載功能應(yīng)用 ·DPU智能網(wǎng)卡在NGFW/DDoS設(shè)備上的應(yīng)用 ·DPU可抵擋黑客對虛擬化網(wǎng)絡(luò)配置進行篡改 ·帶寬與CPU性能增速對比 ·數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的重要支撐 ·全球移動數(shù)據(jù)流量(2010-2035E) 18·現(xiàn)階段主要玩家產(chǎn)品推出的時間線 19 21·DPU應(yīng)用領(lǐng)域可分為基礎(chǔ)設(shè)施層和垂直應(yīng)用層 ·DPU的出現(xiàn)解決數(shù)據(jù)中心在傳統(tǒng)技術(shù)的弊端 ·5G邊緣計算場景的下的加速計算需求 24·DPU可加強SD-WAN能力 25·DPU能夠滿足金融行處理與合規(guī)風控的需求 ·網(wǎng)絡(luò)安全市場需求領(lǐng)域情況 27 27中國：DPU行業(yè)圖表目錄二·智能駕駛端到端業(yè)務(wù)時延 28 29·中國DPU行業(yè)市場規(guī)模(2021-2026E) 30 32·全球EDA行業(yè)競爭格局 33·不同工藝節(jié)點下芯片集成的IP核數(shù)量(平均值) ·主流晶圓制造廠邏輯制程發(fā)展節(jié)點 35·2021年全球封測廠與中國頭部封測廠商情況 ·中國及海外主要DPU芯片廠商梳理 37·中國DPU芯片公司融資情況 38 ·FungibleTrueFabric數(shù)據(jù)中心解決方案 43·BlueField-3DPU總體架構(gòu) 45 46·中國DPU芯片廠商梯隊劃分 43·芯啟源DPU解決方案涉及領(lǐng)域 47 49·中科馭數(shù)DPU產(chǎn)品矩陣 46DPU為解決算力供需錯配問題而生，具有多應(yīng)用場景的發(fā)展?jié)撃苤饕δ鼙匾苑治龆x與技術(shù)解析頭豹頭豹按技術(shù)路線DPU可以劃分為三大類，包括基于ASIC、FPGA、SoC三大類，不同技術(shù)路線的產(chǎn)品各具優(yōu)劣，綜合來看，SoC為DPU最佳的技術(shù)路線。主流的DPU三種技術(shù)路線對比基于■從基本屬性與現(xiàn)有發(fā)展趨勢來看，SoC為DPU最佳的技術(shù)路線FPGA與ASIC劣勢明顯：基于ASIC的DPU只能在限定范圍內(nèi)實現(xiàn)高性能、低功耗、低成本的作用，但是ASIC靈活可編程性低，難以在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)格式、報文持續(xù)迭代更新與擴充的環(huán)境下實現(xiàn)發(fā)展；基于FPGA的DPU具備靈活可編程性，但是開發(fā)人員需要同時了解硬件與網(wǎng)絡(luò)的知識才能對FPGA進行編程，編程復(fù)雜度較高，所需要投入研發(fā)力量大，且芯片成本高，大規(guī)模部署將顯著提高成本，不利于DPU的發(fā)展。SoC正逐步成為DPU最佳技術(shù)路線的行業(yè)共識，NP分支路線最貼切DPU用于數(shù)據(jù)處理的定位：隨著DPU逐步發(fā)展，早期使用基于FPGA與ASIC的DPU的廠商也開始趨于使用基于MP(眾核)設(shè)計的DPU豹(如FPGA+CPU、ASIC+CPU),即SoC的技術(shù)路線。這樣做的核心是通過堆疊處理器核提高可編程性，實現(xiàn)整體性能的提高，且能夠降低成本。SoC路線下有兩條分支，包括GP(通用處理器)、NP(網(wǎng)絡(luò)處理器),SoC-GP通過堆疊通用處理器核能夠很好地提高靈活可編程性，但是由于通用處理器架構(gòu)的限制，導(dǎo)致處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的能力有限；而NP則是為網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)更優(yōu)的處理網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)性能，且支持多種高級語言，對開發(fā)者較友好。綜合這些基本屬性，SoC-NP能夠接近ASIC的高性能能力，同時也能提供高靈活可編程序與較低成本的能力，是DPU最佳的發(fā)展路線。白皮書|2022/05DPU架構(gòu)分為硬件層與軟件層，硬件層的核心在于數(shù)據(jù)平面的高性能與高可編程性；軟件層能力則決定DPU效能，并且是DPU實現(xiàn)強大增長價值的關(guān)鍵。DPU的硬件與軟件架構(gòu)提供基礎(chǔ)具有可編程性，實現(xiàn)軟件定義技術(shù)的關(guān)鍵頭豹特點：軟硬協(xié)作系統(tǒng)lODPU硬件層的主要技術(shù)特征在于強大的數(shù)據(jù)平面性能DPU的數(shù)據(jù)平面與控制平面由各種不同的處理器核構(gòu)成，均具有可編程性，其中數(shù)據(jù)平面的具體功能主要有高速數(shù)據(jù)包處理、虛擬化協(xié)議加速、流量壓縮等；控制平面則負責管理DPU設(shè)備運行以及計算任務(wù)和計算資源的配置。作為數(shù)據(jù)專用處理器，DPU硬件層的核心在于強大的數(shù)據(jù)平面性能與可編程性。具體而言，DPU的數(shù)據(jù)平面通常集成多個同種類或不同種類的處理器核，能夠滿足大量不同類型的數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)處理；同時還需要具備高可編程性，從而滿足硬件維護以及不同應(yīng)用的設(shè)計、開發(fā)需求?！鯠PU的核心價值主要體現(xiàn)在軟件層能力頭豹DPU將原本在CPU、GPU等處理器所處理的數(shù)據(jù)或業(yè)務(wù)先剝離，再集中進行處理，其所體現(xiàn)的本質(zhì)是異構(gòu)計算的應(yīng)用，而異構(gòu)計算的關(guān)鍵在于軟硬協(xié)作，包括DPU自身的軟硬協(xié)作以及DPU與主機的CPU、GPU等處理器的軟硬協(xié)作。其中，通過軟件適配來協(xié)同調(diào)度好各處理器編程框架，從而為開發(fā)人員構(gòu)建便于使用的開發(fā)環(huán)境，是充分發(fā)揮DPU效能的重中之重。此外，通過運用具體場景的軟件，DPU可滿足不同客戶對網(wǎng)絡(luò)、安全、存儲等應(yīng)用的具體需求，并延伸至不同的行業(yè)領(lǐng)域，因此軟件也是DPU實現(xiàn)強大增長價值的關(guān)鍵。9打造完善生態(tài)是兌現(xiàn)DPU強大成長價值的重中之重，一個較為完整的生態(tài)應(yīng)具備縱向的生態(tài)能力與橫向的生態(tài)能力。聚焦打磨產(chǎn)品的縱向的DPU生態(tài)基于應(yīng)用場景理解研發(fā)與改進投入使用的過程研發(fā)生產(chǎn)的過程橫向的DPU生態(tài)有助于客戶高效地解決問題橫向的開放協(xié)同生態(tài)具體表現(xiàn)形式為DPU產(chǎn)品與其他芯片廠商的產(chǎn)品的適配性，與之對應(yīng)的是橫向的封閉協(xié)同生態(tài)。開放的協(xié)同生態(tài)：通過廠商間合作，加強產(chǎn)品之間的適配性，從而提供多樣化的高集成產(chǎn)品或形成適配產(chǎn)品推薦的銷售模式?！し忾]的協(xié)同生態(tài)：指DPU廠商利用自身產(chǎn)品進行集成或捆綁銷售?？蛻羰褂孟嗷ミm配的芯片，有助于降低尋找或驗證芯片適配性所要花費的時間與成本，可以更高效地解決芯片配置的問題?！龃蛟炜v向的生態(tài)能力的目的在于提高產(chǎn)品能力與影響力縱向的生態(tài)，包含產(chǎn)品從研發(fā)、生產(chǎn)到符合終端應(yīng)用適配性要求所涉及到的環(huán)節(jié)，主要包括軟件生態(tài)與產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)?！ぼ浖鷳B(tài)(至關(guān)重要的一環(huán)):軟件生態(tài)具體表現(xiàn)形式為DPU軟件功能覆蓋的廣度與適配性程度，是發(fā)揮DPU軟件層能力的關(guān)鍵。軟件的豐富度與適配性能力將直接影響客戶能否采購產(chǎn)品投入使用以及客戶在不同應(yīng)用場景中的開發(fā)能力。產(chǎn)業(yè)垂直應(yīng)用覆蓋的生態(tài)：產(chǎn)業(yè)垂直應(yīng)用覆蓋的生態(tài)代表了DPU產(chǎn)品與上游及下游組成部分的緊密程度。通過自主布局或與廠商合作布局上游環(huán)境可提高產(chǎn)品能力與研發(fā)效率；與下游深度合作可加深應(yīng)用場景的理解，積累技術(shù)，并持續(xù)改進產(chǎn)品。面向客戶的橫向的DPU生態(tài)不同場景下的功能需求覆蓋，具體的應(yīng)用可包括網(wǎng)絡(luò)、存儲、靈活使用DPU可實現(xiàn)的功能以及其高度靈活可編程性可滿足不同應(yīng)用場景的需求DPU具備的功能主要有5種：1.算力卸載：DPU具有高度靈活可編程性，可將CPU的基礎(chǔ)層業(yè)務(wù)(如網(wǎng)絡(luò)、存儲、安全的協(xié)議處理等)卸載，從而釋放CPU算力，使其專注于上層業(yè)務(wù)2.虛擬網(wǎng)絡(luò)控制面隔離：配置多核CPU的DPU具有網(wǎng)絡(luò)控制平面，將控制平面從主機中完全隔離，可以服務(wù)于各種資源能力的組合和伸縮；3.主機側(cè)總線通信的延展：基于DPUPCleEndpoint、PCleRootComplex的能力，可對系統(tǒng)總線進行延展，使GPU等專用算力芯片的算力不再受限于總線能力和PCle插槽數(shù)量；4.網(wǎng)絡(luò)側(cè)無損網(wǎng)絡(luò)傳輸：憑借具備多個處理器核形成的數(shù)據(jù)平面能力以及高性能網(wǎng)絡(luò)接口的關(guān)鍵特征打造DPU解決方案，降低長尾時延，提供更可靠更高效的傳輸網(wǎng)絡(luò)；5.流量測量和故障檢測能力：借助可編程的能力和內(nèi)置處理器的能力，卸載安全管理功能，可提高智能網(wǎng)卡檢測到故障的能力。通過靈活使用DPU的功能與運用軟件對DPU編程，功能可根據(jù)應(yīng)用場景進行延伸，如在網(wǎng)絡(luò)方面，通過算力卸載于網(wǎng)絡(luò)側(cè)無損網(wǎng)絡(luò)傳輸可提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理整體性能。此外，DPU還能夠?qū)崿F(xiàn)存儲卸載及安全功能卸載另外兩大應(yīng)用。DPU的關(guān)鍵特征以及主要功能DPUDPU關(guān)鍵特征具有內(nèi)存控制器能力配置高性能網(wǎng)絡(luò)接口力主要功能架構(gòu)類別硬件層網(wǎng)絡(luò)卸載——核心在于釋放主機CPU在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理上消耗的算力局部的云計算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Ⅲ頭豹■通過網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)“算存分離”,克服計算與存儲耦合的缺點在現(xiàn)今的網(wǎng)絡(luò)帶寬、傳輸速率持續(xù)提高的趨勢下，通過使用網(wǎng)絡(luò)將計算與存儲連接，可在物理意義上實現(xiàn)計算與存儲的分離。計算與存儲耦合的缺點主要是二者需求容易錯配、硬件配型更新頻繁、擴展困難。一般計算與存儲業(yè)務(wù)的瓶頸出現(xiàn)不同，產(chǎn)生需求錯配，在購置新機器時，可能存在計算或存儲過剩；而在業(yè)務(wù)發(fā)展過程中，計算和存儲硬件配型更新會變頻繁，滿足在同一機器中計算和存儲的能力搭配難度提高；存儲擴展之后，通常則會面臨大量數(shù)據(jù)遷移的問題。■DPU在NVMe架構(gòu)主機端與存儲服務(wù)器端皆提供較大作用在主機端，DPU可通過PCleRootComplex接口直接與GPU連接，同時通過功能卸載完成NVMe協(xié)議的處理，釋放CPU和GPU的算力；在存儲服務(wù)器端，擁有處理核的DPU在完成網(wǎng)絡(luò)接入的同時，能夠替代主機CPU,連接與調(diào)控存儲設(shè)備。憑借數(shù)據(jù)平面的能力與高性能網(wǎng)絡(luò)接口，DPU能夠提高整個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理效率以及吞吐量?？ㄓ布遁d減輕CPU負擔，加快計算與存儲之間的連卡的硬件卸載，允與遠端儲存服務(wù)直芯片提供PCle通道和硬件卸載加速，在存儲服務(wù)器端替代100G或更高的網(wǎng)卡實現(xiàn)超大吞吐量的NVMe存儲服安全卸載———在卸載安全功能的基礎(chǔ)上，通過信任根的應(yīng)用形成安全隔離層，防止黑客入侵DPU智能網(wǎng)卡在NGFW/DDoS設(shè)備上的應(yīng)用DPU可滿足安全功能設(shè)備硬件加速需求與隔離網(wǎng)絡(luò)虛擬化的需求一方面，通過DPU對流表與深度檢測功能卸載，安全功能設(shè)備可以加速主機系統(tǒng)中安全服務(wù)應(yīng)用。另一方面，DPU的控制平面支持信任根的應(yīng)用，能夠提供密鑰生成算法，與主機操作系統(tǒng)相隔離，具備卸載主機虛擬化網(wǎng)絡(luò)的控制平面能力。通過DPU將主機與虛擬化網(wǎng)絡(luò)隔離，黑客入侵了一臺主機系統(tǒng)并獲得權(quán)限也無法對虛擬化網(wǎng)絡(luò)進行篡改，也就限制了黑客入侵之后的擴散能力。eDPU能夠卸載安全功能以提高主機性能之余，還能通過信任根的應(yīng)用形成安全隔離層，防止黑客入侵一個主機后對虛擬化網(wǎng)絡(luò)篡改，從而將入侵擴散。安全功能卸載需求主要源于需求提高與虛擬化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以NGFW和DDoS防御設(shè)備為代表的安全功能產(chǎn)品中，CPU的算力也有待釋放，因此具有硬件加速的需求；虛擬化網(wǎng)絡(luò)由多臺主機的OS實現(xiàn)，若沒有通過安全功能卸載形成隔離層，黑客入侵主機系統(tǒng)獲得權(quán)限后，便能篡改虛擬化網(wǎng)絡(luò)配置，從而入侵多臺主機系統(tǒng)。DPU可抵擋黑客對虛擬化網(wǎng)絡(luò)配置進行篡改絡(luò)帶寬等地不斷提升產(chǎn)生爆炸式增長的計算需求，正是為解決以Mellanox的ConnectX系列網(wǎng)卡帶寬為例，同Intel的CPU系列產(chǎn)品性能作為對比從而體現(xiàn)“帶寬性能增速比”來反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬增速和CPU性能增速趨勢的變化。DPU出現(xiàn)的根本原因是CPU算力增長與計算需求的錯配現(xiàn)如今摩爾定律日趨極限，通用CPU性能增長的邊際效用逐年遞減，如今CPU的性能年化增長僅有3%左右。面對爆炸式增長的計算需求，CPU的迭代已無法招架。網(wǎng)絡(luò)帶寬在從10G向100G、200G、400G甚至到800G不斷快速提升，全球數(shù)據(jù)量在過去10年年均復(fù)合增長率接近50%,預(yù)計每四個月對于算力的需求就會翻一倍。面對這種問題，數(shù)據(jù)中心中通常采用在原有CPU技術(shù)架構(gòu)下進行平行擴展的方式來處理，但網(wǎng)絡(luò)帶寬的增加使CPU大量的算力資源用于基礎(chǔ)設(shè)施操作，這導(dǎo)致對于業(yè)務(wù)的處理能力受限，面對爆發(fā)式增長的數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)的復(fù)雜性下，這種應(yīng)用方式的邊際成本迅速上升。在此背景下，DPU應(yīng)運而生，通過更明細的分工，進而來實現(xiàn)總體效率的提升，并進一步降低帶寬與CPU性能增速對比(RBP=頭豹頭豹1.0階段：實現(xiàn)商業(yè)化落地2.0階段：延伸引用場景主要應(yīng)用領(lǐng)域及潛在應(yīng)用分析11中國DPU行業(yè)發(fā)展背景社會步入"算力時代",算力成為數(shù)字經(jīng)濟的重要支撐人類社會歷史上主要面臨四次技術(shù)變革，從一開始蒸汽機的發(fā)明開啟第一次工業(yè)革命到現(xiàn)在，在數(shù)字技術(shù)的發(fā)展下，社會走向“算力時代”。每次變革中，抓住變革中關(guān)鍵要素，都能夠使國家的綜合實力得到質(zhì)的提升，在"算力時代",以芯片和軟件平臺為主的對數(shù)據(jù)的計算能力不僅是電子計算機時代信息技術(shù)原生領(lǐng)域的專有服務(wù)，還滲透到各行各業(yè)及企業(yè)生產(chǎn)全過程，改變了人類的生產(chǎn)方式、生活模式和科研范式，成為科技進步和經(jīng)濟社會發(fā)展的底座，是此次變革中的核心要素。數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化重塑生產(chǎn)力，算力是重塑生產(chǎn)力過程的重要支撐產(chǎn)業(yè)數(shù)字化產(chǎn)業(yè)數(shù)字化傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)帶來的生產(chǎn)數(shù)量和效率的提升，其新增產(chǎn)出構(gòu)成數(shù)字經(jīng)濟重要組成部分數(shù)據(jù)反饋算力支持數(shù)字產(chǎn)業(yè)化信息通信產(chǎn)業(yè)是數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展提供技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)和解決方案為保證數(shù)據(jù)量爆發(fā)增長下算力需求的有效供給，中國政府深化政策優(yōu)勢隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型開啟，社會面臨的數(shù)據(jù)量與日俱增，為保證算力的充足供給，2022年2月，中國國家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、工信部、國家能源局四部門聯(lián)合印發(fā)文件，同意在8地啟動建設(shè)國家算力樞紐節(jié)點，并規(guī)劃10個國家數(shù)據(jù)中心集群，"東數(shù)西算"工程正式全面啟動。這也標志著中國云計算網(wǎng)絡(luò)一體化布局開啟，將通過在中國關(guān)鍵節(jié)點建設(shè)與升級數(shù)據(jù)中心，擴大算力設(shè)施規(guī)模，提高算力使用效率，實現(xiàn)全國算力規(guī)?；?、集約化發(fā)展。海外國家在對算力布局時通常是通過個體企業(yè)進行布局，中國相較于其他國家具有政策優(yōu)勢，在政策的引導(dǎo)下，能夠充分調(diào)動國家、社會資源，集中力量做大事。在這樣的政策環(huán)境下，數(shù)據(jù)中心行業(yè)發(fā)展也將充全球移動數(shù)據(jù)流量(2010-2035E)■中國為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的全面布局為DPU行業(yè)的發(fā)展提供了土壤面對規(guī)模龐大的中國市場，數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來對算力的大量需求。具有豐富的軟件生態(tài)、高度靈活可編程性的DPU,作為繼CPU、GPU的“第三塊主力芯片”,能夠適應(yīng)和不同的數(shù)據(jù)場景，提升整體計算系統(tǒng)的效率、降低整體系統(tǒng)的總體擁有成本，是新型數(shù)據(jù)場景的重要組成部分。在中國數(shù)字化轉(zhuǎn)型、東數(shù)西算等國家層面政策引導(dǎo)下，計算場景的擴容和升級的必然趨勢為DPU行業(yè)提供了得天獨厚的發(fā)展契機。在1.0在1.0階段，芯片廠商根據(jù)自身戰(zhàn)略錨定具體應(yīng)用領(lǐng)域進行DPU的誕生基于技術(shù)的沉淀，廠商陸續(xù)推出產(chǎn)品，開啟商業(yè)化過程中的DPU1.0階段網(wǎng)絡(luò)處理設(shè)備的發(fā)展歷史可以分為五個階段：1.1986~1995,軟件實現(xiàn)為主；2.1995~2010,由軟向硬的過渡；3.2010~2015,由硬到軟，軟件定義時代；4.2015~2019,由軟到硬，可編程的智能網(wǎng)卡時代；5.2019~,賦予終端更廣泛可編程能力的時代，也是目前所處的階段：以應(yīng)用為中心，并兼顧軟硬件一體化。DPU作為一種新型的專用處理器，在這個階段開始出現(xiàn)在人們的視野。隨著各家芯片廠商從2020年左右起推出產(chǎn)品，并開始在終端應(yīng)用場景中驗證，行業(yè)正式進入開拓商業(yè)化道路的DPU1.0階段?，F(xiàn)階段主要玩家產(chǎn)品推出的時間線芯啟源中科馭數(shù)益思芯云豹智能CorigineDPUDPU-K1DPU1.0階段起始于DPU概念的提出，經(jīng)過一系列的產(chǎn)品定義、導(dǎo)入與驗證，最終形成商業(yè)化落地，商業(yè)化落地也是該階段的最終目的?！鰧PU商用能力具象化是DPU1.0階段的關(guān)鍵DPU具有高靈活可編程性，其概念與功能符合多種場景對于算力提高、加快數(shù)據(jù)處理速度等方面的需求，具備顯著導(dǎo)入市場的能力。但是基于DPU異構(gòu)計算的本質(zhì)，DPU產(chǎn)品想要投入到實際應(yīng)用當中，還需要在具體應(yīng)用領(lǐng)域與客戶終端的軟硬件進行適配，而這需要芯片廠商與客戶磨合，從而深度理解DPU如何通過軟硬協(xié)作提高具體業(yè)務(wù)的性能。為了更貼合具體業(yè)務(wù)的需求，芯片廠商需要對芯片的軟硬件不斷進行改進，最終形成成熟的產(chǎn)品與商用能力。整個階段所需消耗的資源較多，包括人力與資金等，因此，芯片廠商在這個階段一般錨定單一應(yīng)用領(lǐng)域進行產(chǎn)品與商業(yè)模式的打磨。此外，商業(yè)化落地的進度還會受產(chǎn)品與市場發(fā)展情況匹配程度影響，如客戶技術(shù)迭代情況較慢則可能不會耗費精力改變現(xiàn)有業(yè)務(wù)架構(gòu)引入DPU。DPU1.0階段發(fā)展特點及關(guān)鍵指標度芯片架構(gòu)進行研發(fā)在DPU1.0階段主要可考量兩個關(guān)鍵指標來跟進公司與行業(yè)的發(fā)展進度：1.公司獲取客戶的進度：不同客戶的軟硬件配置有差異，獲得客戶從而對產(chǎn)品適配性驗證與改進是公司在本階段發(fā)展的重中之重；2.產(chǎn)品在錨定應(yīng)用領(lǐng)域的滲透進度：實際滲透進度的情況反映了產(chǎn)品與客戶適配的進度以及產(chǎn)品與市場發(fā)展情況的匹配程度，是商業(yè)化落地進度的具體表現(xiàn)。2.0-階段：擴大DPU覆蓋應(yīng)用領(lǐng)域DPU2.0階段的發(fā)展特點及關(guān)鍵指標公司在10階段取得的進展10階段形成的特定應(yīng)用領(lǐng)域成熟產(chǎn)品DPU2.0及之后的階段基于1.0階段達到的成熟應(yīng)用，芯片廠商對行業(yè)理解加深、實現(xiàn)技術(shù)攻破，持續(xù)加強成熟領(lǐng)域的挖掘，同時開始拓展不同應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展機會。該階段區(qū)間的目的是擴大DPU所覆蓋的應(yīng)用領(lǐng)域，特點是DPU市場規(guī)模容量的持續(xù)擴展?！鯠PU具備多應(yīng)用領(lǐng)域拓展能力，將不斷向其他應(yīng)用領(lǐng)域延伸經(jīng)過1.0階段的發(fā)展之后，DPU概念開始具象化，產(chǎn)品在成熟領(lǐng)域商用能力提升。DPU概念主要通過DPU具體產(chǎn)品的形成以及客戶在實際實現(xiàn)具象化，即DPU的實際效果會被各個領(lǐng)域的看到，外部對于DPU的認知加強；DPU的性能潛力會被行業(yè)內(nèi)外部各方不斷地挖掘，產(chǎn)品矩陣完善、產(chǎn)品能力提升。在這當中，取得階段性進展的公司拓展客戶的能力將會顯著提升。成熟領(lǐng)域產(chǎn)品的商用能力提升帶來的是技術(shù)突破以及公司對于終端應(yīng)用理解的加深，公司可以根據(jù)成熟領(lǐng)域產(chǎn)品的客戶業(yè)務(wù)變化對產(chǎn)品進行更新迭代。同時，DPU的功能能夠滿足眾多應(yīng)用領(lǐng)域的需求，而基于技術(shù)與應(yīng)用場景理解的積累，公司拓展其他應(yīng)用領(lǐng)域的能力將顯著加強，從而推動DPU行業(yè)滲透至多個應(yīng)用領(lǐng)域，提高應(yīng)用領(lǐng)域的覆蓋度，持續(xù)擴展DPU市場規(guī)模容量。這個階段的兩個主要關(guān)鍵指標包括：1.公司在1.0階段取得的進展：公司實現(xiàn)錨定應(yīng)用領(lǐng)域商業(yè)化的情況將影響其跟進新階段發(fā)展的能力，如未形成深度綁定客戶的公司，則可能因為產(chǎn)品未被市場驗證、技術(shù)積累較弱，難以跟上行業(yè)發(fā)展速度；2.適合多應(yīng)用場景的產(chǎn)品線：基于技術(shù)與應(yīng)用場景的累積，公司可形成可靠的多應(yīng)用場景產(chǎn)品線，這是滿足現(xiàn)有與潛在的眾多應(yīng)用領(lǐng)域客戶需求的關(guān)鍵。頭豹中國：DPU行業(yè)DPUDPU現(xiàn)有應(yīng)用領(lǐng)域主要包括云計算、5G通信、金融以及網(wǎng)絡(luò)安全，需求主要集中在算力釋放與提高數(shù)據(jù)處理效率的功能當中，從基礎(chǔ)設(shè)施層發(fā)力的廠商能夠更好地向其他領(lǐng)域滲透■基礎(chǔ)設(shè)施層應(yīng)用領(lǐng)域市場規(guī)模大，應(yīng)用場景復(fù)雜度和產(chǎn)品技術(shù)要求高DPU的應(yīng)用領(lǐng)域可劃分為基礎(chǔ)設(shè)施層與垂直應(yīng)用層，基礎(chǔ)設(shè)施層：推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，也是最為重要的應(yīng)用領(lǐng)域，包括云計算、5G通信、網(wǎng)絡(luò)安全等。該領(lǐng)域應(yīng)用場景復(fù)雜度和產(chǎn)品與技術(shù)要求相對較高，比如，云計算業(yè)務(wù)規(guī)模與復(fù)雜程度會隨著企業(yè)客戶數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展而提高，對于算力等方面的性能要求則會持續(xù)提升；垂直應(yīng)用層：包括受云計算與5G通信等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展所推動的領(lǐng)域，如金融、智能駕駛、元宇宙等等，這些領(lǐng)域的發(fā)展與基礎(chǔ)設(shè)施層的發(fā)展緊密相關(guān)?！鰪幕A(chǔ)設(shè)施層發(fā)力完成DPU商用能力具象化的階段性任務(wù)，能夠更好地向其他領(lǐng)域滲透基礎(chǔ)設(shè)施層對于DPU功能以及其高度靈活可編程性的需求明確，在現(xiàn)階段具有巨大的可滲透市場。這些領(lǐng)域的應(yīng)用場景復(fù)雜、對產(chǎn)品與技術(shù)要求較高，因此，錨定基礎(chǔ)設(shè)施層應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)力的廠商，能夠更好地在DPU商用能力具象化階段形成技術(shù)、應(yīng)用場景理解、高粘性客戶的積累，并能更好地提高行業(yè)內(nèi)外部對于DPU功能認知，從而以更舒適的姿態(tài)向其他領(lǐng)域滲透。垂直應(yīng)層的領(lǐng)域當中，金融領(lǐng)域行業(yè)專用性較強、應(yīng)用場景較為單一、從金融向其他領(lǐng)域滲透所需要攻破技術(shù)的難度較大；智能駕駛、元宇宙對DPU有顯著的需求且未來成長空間廣闊，需求則主要受基礎(chǔ)設(shè)施層發(fā)展所推動，因此，基于基礎(chǔ)設(shè)施層所形成的商用產(chǎn)品、技術(shù)積累向這些領(lǐng)域滲透是最好的方法。DPU應(yīng)用領(lǐng)域可分為基礎(chǔ)設(shè)施層與垂直應(yīng)用層能駕駛、元宇宙對產(chǎn)品的需求主要受基礎(chǔ)設(shè)施層發(fā)展推動基礎(chǔ)設(shè)施層高、應(yīng)用場景復(fù)雜云計算、5G通信智能駕駛元宇宙數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)的虛擬化架構(gòu)無法支撐持續(xù)擴大的云計算業(yè)務(wù)在過去的虛擬化架構(gòu)中，虛擬機與宿主機緊密連接，導(dǎo)致容易出現(xiàn)資源爭搶、算力損耗高，從而導(dǎo)致虛擬機計算能力不穩(wěn)定、基礎(chǔ)設(shè)施成本高、性能瓶頸明顯等問題。此外，部分云計算客戶會有裸機的需求，但是物理機中已經(jīng)運行了Hypervisor的軟件，因此，云廠商難以用云的方式提供裸機、存儲網(wǎng)絡(luò)的彈性。DPU能夠較好的應(yīng)對傳統(tǒng)虛擬化架構(gòu)帶來的挑戰(zhàn)通過使用DPU卸載網(wǎng)絡(luò)、存儲、安全等功能，數(shù)據(jù)中心中的CPU算力可以得到釋放；數(shù)據(jù)處理的效率將能顯著提高；憑借計算與存儲分離，云中的計算與存儲資源能夠更為靈活地進行擴充或收縮，如擴大儲存容量無需通過插入硬盤擴來實現(xiàn)，同時能夠滿足裸機的服務(wù)需求；通過卸載主機的虛擬化網(wǎng)絡(luò)的控制平面形成隔離層，防止了資源的爭搶。DPU的出現(xiàn)解決數(shù)據(jù)中心在傳統(tǒng)技術(shù)方案下的弊端資源爭搶、隔離性弱存儲虛擬化網(wǎng)絡(luò)虛擬化計算虛擬化(CPU、Memory、Timer…)難以支持裸機服務(wù)Dpu解決方案■業(yè)務(wù)量上升使MEC發(fā)展遇瓶頸為了滿足5G時代下對于高算力與低時延的要求，運營商開始將算力向云端移動，將業(yè)務(wù)向邊緣移動。通過MEC部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣，可以減少數(shù)據(jù)傳輸過程中的轉(zhuǎn)發(fā)和處理時延，并降低終端成本，但是，隨著各種業(yè)務(wù)和應(yīng)用匯聚在邊緣端，導(dǎo)致MEC邊緣云的計算開銷上升，而邊緣機房的供電、散熱及承重能力有限，無法通過拓展大量CPU來提升算力。頭豹■引入DPU可以較好的解決問題DPU可以分別對VNF層虛擬化用戶面進行硬件加速、卸載NFVI層的OVS進行加速，從而加快數(shù)據(jù)處理速度，降低時延，同時還能通過降低CPU負擔，釋放邊緣機房CPU的算力，降低機房功耗，提高邊緣業(yè)務(wù)整體的能力。5G邊緣計算場景的下的加速計算需求訪客OSVNF層至DPU■基于顯著降本增效的優(yōu)勢，SD-WAN逐步成為云時代的首選隨著新興業(yè)務(wù)發(fā)展和企業(yè)業(yè)務(wù)量的顯著增加，傳統(tǒng)以專線為主的廣域網(wǎng)互聯(lián)方式成本高等方面缺點越漸明顯，能夠顯著提高性能、降低成本的SD-WAN技術(shù)也便逐步成為云時代的首選。SD-WAN的核心在于將網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)交由SD-WAN控制器軟件管理，從而降低部署與維護難度、優(yōu)化性能、節(jié)省成本。■使用DPU解決方案能夠提高SD-WAN服務(wù)性能專用的CPE一般由不同的設(shè)備完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)(路由器)、防火墻等功能。專用的CPE可通過結(jié)合DPU的網(wǎng)絡(luò)、安全、存儲等功能的卸載能力，提高整體性能，并降低使用多臺設(shè)備實現(xiàn)不同功能等方面帶來的成本；運營商可通過在PoP點部署基于DPU的智能網(wǎng)卡，從而提高數(shù)據(jù)處理效率、防止鏈路擁塞和負荷的問題出現(xiàn)。分公司Z分公司Z□Ⅲ合規(guī)與風控需求場景合規(guī)與風控需求場景技術(shù)變革與快速迭代，金融領(lǐng)域?qū)τ跀?shù)據(jù)處理的性能需求顯著提高在技術(shù)變革與快速迭代以及互聯(lián)網(wǎng)金融的發(fā)展之下，金融業(yè)務(wù)與金融交易便利化帶來的業(yè)務(wù)量提升與風控規(guī)則增加、為提高業(yè)務(wù)能力與實現(xiàn)精準營銷等各個方面而搭建的大數(shù)據(jù)平臺……這些變化提升金融領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)處理的性能需求，包括降低時延、提高吞吐量等。通過使用DPU能夠提升金融業(yè)務(wù)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的能力在大數(shù)據(jù)處理平臺中，DPU可將大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫的操作卸載，從而釋放CPU的算力，并通過強數(shù)據(jù)處理能力降低時延、提高吞吐量；在交易系統(tǒng)整體的合規(guī)風控應(yīng)用中，通過將檢查規(guī)則檢驗比對與調(diào)用數(shù)據(jù)庫接口的功能卸載至DPU來顯著提高規(guī)則查詢的性能。DPU能夠滿足金融行業(yè)對于大數(shù)據(jù)處理與合規(guī)風控的需求大數(shù)據(jù)處理需求場景大數(shù)據(jù)處理需求場景金融機構(gòu)與客戶0404應(yīng)用領(lǐng)域四——網(wǎng)絡(luò)安全數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用下，網(wǎng)路安全需求激增隨著網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量的爆發(fā)，數(shù)據(jù)風險交織疊加，針對網(wǎng)絡(luò)安全的需求大幅增加，市場規(guī)模逐年提升。虛擬化和云計算技術(shù)的應(yīng)用，需要對傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)重新審視，網(wǎng)絡(luò)需要有嚴格的策略保障，以在不斷變化的威脅環(huán)境中及保護敏感數(shù)據(jù)。不同應(yīng)用領(lǐng)域均存在網(wǎng)絡(luò)安全需求物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)移動互聯(lián)網(wǎng)移動互聯(lián)網(wǎng)5G網(wǎng)絡(luò)云計算工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)車聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈DPU解決方案保證網(wǎng)絡(luò)安全功能有效實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域，DPU能將分散運行在操作系統(tǒng)內(nèi)和用戶態(tài)的安全策略統(tǒng)一卸載整合到底層的硬件中執(zhí)行，將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)收縮到智能網(wǎng)卡進行統(tǒng)一防護和管理，并提供靈活的數(shù)據(jù)路徑監(jiān)控和可視化的流量服務(wù)，配合加密算法，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩魯?shù)據(jù)的立體化防護和全方位覆蓋DPU智能網(wǎng)卡安全功能用戶態(tài)用戶態(tài)操作系統(tǒng)DPU產(chǎn)品隔離網(wǎng)絡(luò)虛擬化加密算法0101潛在應(yīng)用領(lǐng)域一——智能駕駛■智能駕駛汽車對于DPU有顯著的潛在需求在智能駕駛的場景中，智能駕駛汽車內(nèi)部需要處理大量的數(shù)據(jù)，并進行轉(zhuǎn)發(fā)、交換、存儲，從而使功能能夠持續(xù)地運行，在其中對于DPU有較為顯著的潛在需求。高速移動場景下，數(shù)據(jù)傳輸需要具備可靠性與實時性，從而滿足安全駕駛的要求?？煽啃约葱枰獢?shù)據(jù)傳輸傳送報文不丟失，保證車輛與不同的邊緣之間網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定連接；實時性即要求邊緣計算數(shù)據(jù)處理和高速行駛的智能駕駛汽車同步進行。5G邊緣計算端到端時延主要包括無線側(cè)時延、傳送網(wǎng)時延、核心網(wǎng)UPF和業(yè)務(wù)處理時延，以DPU可部署在車載終端降低空口時延，同時提升終端處理能力，從而加強數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃耘c實時性?！鯠PU廠商可在L3級智能駕駛開始部署短期內(nèi)，L4、L5級智能駕駛受限于法律、技術(shù)等方面的因素無法在市場上得到規(guī)模應(yīng)用。DPU廠商可在L3級智能駕駛開始部署，與終端客戶形成深度合作，加深對智能駕駛發(fā)展的理解，從而進一步延展至對數(shù)據(jù)處理要求更加嚴格的L4、L5級智能駕駛應(yīng)用智能駕駛端到端業(yè)務(wù)時延單元其他潛在應(yīng)用領(lǐng)域——元宇宙、人工智能等■基于DPU“以數(shù)據(jù)為中心”邏輯，其覆蓋領(lǐng)域還能延伸至元宇宙等其他豐富的場景基于DPU卸載功能、作為高性能數(shù)據(jù)接口等關(guān)鍵特征所形成的降低CPU算力負擔、提高數(shù)據(jù)處理性能的能力，DPU還將有望滲透至元宇宙領(lǐng)域當中。在元宇宙領(lǐng)域，將虛擬與現(xiàn)實世界連接的基礎(chǔ)是能夠滿足高算力需求的元宇宙服務(wù)器，而為了高效處理數(shù)據(jù)，DPU將有望成為元宇宙服務(wù)器中的關(guān)鍵芯片之一。此外，在虛擬與現(xiàn)實世界互聯(lián)的元宇宙當中，如何完成數(shù)據(jù)存儲與信息安全管理的任務(wù)，是要實現(xiàn)元宇宙真正落地所要回答的至關(guān)重要的問題。通過不同的軟件定義，DPU能夠靈活地實現(xiàn)存儲、安全與管理等功能，在經(jīng)過商用落地并逐步加深技術(shù)積累的階段后，DPU或能助力解決這些問題。豹元宇宙仍處于概念形成的過程中，更多現(xiàn)有應(yīng)用場景已具備顯著需求。在數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)型的發(fā)展之下，數(shù)據(jù)處理性能與效率是推動發(fā)展的關(guān)鍵要素之一，而存儲、信息安全功能也至關(guān)重要，如應(yīng)用到人工智能的醫(yī)療健康領(lǐng)域，所處理的數(shù)據(jù)廣、信息安全管理需求強、存儲與調(diào)用數(shù)據(jù)復(fù)雜性高等，基于DPU的特征與功能，DPU能夠較好地助力滿足不同領(lǐng)域的需求。因此，DPU具有滲透眾多領(lǐng)域的巨大潛力。元宇宙的技術(shù)架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施222人機交互2去中心化2空間計算體驗2創(chuàng)作者經(jīng)濟2對于超高算力的依著將促生龐大的DPU需求頭豹市場規(guī)模將有望于2026年達到1,095.3億元中國DPU行業(yè)市場規(guī)模(2021-2026E)隨著應(yīng)用領(lǐng)域的逐步滲透，預(yù)測DPU規(guī)模將于2026年將達至千億級數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域：云廠商已開始在數(shù)據(jù)中心使用DPU,而電信運營商也開始逐步使用基于DPU的智能網(wǎng)卡，數(shù)據(jù)中心用DPU正值放量前期。通常數(shù)據(jù)中心帶寬升級周期在2-3年左右，預(yù)計從2023年起將進入下一輪服務(wù)器設(shè)備以及DPU更換周期，將為DPU需求貢獻明顯增量。除了數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，DPU還能滿足智能駕駛、人工智能(醫(yī)療健康、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等)與元宇宙等眾多領(lǐng)域的需求，未來DPU也將持續(xù)向其他應(yīng)用領(lǐng)域滲透，預(yù)計中國DPU市場規(guī)模將于2026年達1,095.3億元。頭豹先機>產(chǎn)業(yè)鏈圖譜上、中、下游分析頭*uwadeocomeadleo31制造一封測芯片云計算領(lǐng)城通信領(lǐng)域智能駕駛領(lǐng)域云計算領(lǐng)域通信領(lǐng)域智能駕駛領(lǐng)域制造一封測芯片云計算領(lǐng)城通信領(lǐng)域智能駕駛領(lǐng)域云計算領(lǐng)域通信領(lǐng)域智能駕駛領(lǐng)域 商白皮書|2022/05中國下游多個終端領(lǐng)域的良好發(fā)展帶來廣闊可滲透市場，中游中國下游多個終端領(lǐng)域的良好發(fā)展帶來廣闊可滲透市場，中游多家海外廠商下場布局，中國初創(chuàng)芯片廠商也開始蓄力競爭，行芯emitronixPRIMRIUS電子PHLEXINGX-EPIC全芯智造×芯華章封測制造中國廠商中國廠商騰訊云云打留能YUNSILICON中科馭數(shù)云脈蔭聯(lián)芯片廠商NEBULAMATRIX云廠商 中國移動amazon上游分析0101EDA——中國EDA工具涉及領(lǐng)域較為分散，現(xiàn)階段行業(yè)整體難以滿足DPU芯片廠商的需求■中國EDA行業(yè)能力整體較弱，DPU廠商通過自研布局填補版圖將有望提高行業(yè)整體能力全球EDA企業(yè)按公司產(chǎn)品完整度以及產(chǎn)品優(yōu)勢程度可分為三大梯隊，第一梯隊：由Synopsys、Cadence、MentorGraphics行業(yè)傳統(tǒng)三巨頭構(gòu)成，全球市占率達近78%,市場集中度高；第二梯隊的中國企業(yè)：主要有華大九天、概倫電子和芯啟源，華大九天的產(chǎn)品覆蓋模擬電路設(shè)計、平板顯示電路設(shè)計全流程工具，在數(shù)字電路設(shè)計方面只具備部分EDA工具的能力；概倫電子的產(chǎn)品已得到臺積電、三星電子、SK海力士等國際半導(dǎo)體廠商的大規(guī)模采購，呈現(xiàn)出較強的技術(shù)實力，現(xiàn)階段，公司正積極地提高產(chǎn)品豐富度；芯啟源的Mimic平臺同時具備原型驗證與仿真能力，與三巨頭將兩種能力的產(chǎn)品分開銷售的模式相比，形成差異化優(yōu)勢，此外，公司還通過基于自身對芯片業(yè)務(wù)的理解較好地提升了工具的性能。芯啟源的產(chǎn)品已被海外芯片大廠Xilinx大規(guī)模采購，呈現(xiàn)出較強實力；第三梯隊：該梯隊企業(yè)所布局的EDA工具僅能用于個別領(lǐng)域或設(shè)計環(huán)節(jié)，難以滿足流暢地完成芯片設(shè)計到制造全流程的需求。原型驗證與仿真是DPU在開發(fā)過程中對于EDA工具要求最高的環(huán)節(jié)，運用完整性較低、技術(shù)不夠成熟的EDA工具可能會直接影響DPU的研發(fā)與量產(chǎn)進度。整體上，目前中國的EDA企業(yè)仍難以滿足DPU芯片廠商的需求，對三巨頭依賴性較強。但是中國DPU廠商芯啟源自研EDA工具呈現(xiàn)出較強的實力，未來將有望能推動行業(yè)整體能力提高。全球EDA行業(yè)競爭格局占比約78%評價：擁有完整、有顯占比約15%局部領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先占比約7%芯啟源芯啟源PHLEXING頭豹02IP核——行業(yè)頭部效應(yīng)明顯，中國廠商芯原微已具備較強競爭力不同工藝節(jié)點下芯片集成的IP核數(shù)量(平均值)DPU的制程節(jié)點對IP核需求量大隨著芯片制程的不斷演進，限寬也相應(yīng)縮小，能夠容納的晶體管數(shù)量提升。在芯片功能與性能提升的同時，單顆芯片IP核數(shù)量顯著增加。目前最適合DPU的工藝制程位于7nm-16nm區(qū)間，從不同工藝節(jié)點對IP核數(shù)量需求平均值來看，DPU所需要的IP核數(shù)量較多。全球主要IP核廠商市場份額及對比中國企業(yè)芯原微有望承接ARM與Synopsys分別位列全球第一與第二，并占據(jù)了約60%的市場份額，排名第三的CadenceARM與Synopsys領(lǐng)跑。芯原微是唯一進入全球排名前十的中國企業(yè)，從產(chǎn)品線看，公司覆蓋的IP核產(chǎn)品線與全球龍頭相當，具有一定承接DPU芯片廠商需求的能力。第三(6%)第七(2%)海外中國臺灣海外中國臺灣代工廠——臺積電穩(wěn)居行業(yè)龍頭地位，中芯國際逐步縮小與世界先進水平的差距過去三星與英特爾自建晶圓廠生產(chǎn)自家產(chǎn)品積累技術(shù)形成領(lǐng)先的先進制程工藝，而晶圓廠運營成本隨著制程工藝提高而上升，多余的產(chǎn)能會造成極大的浪費。因此，三星與英特爾逐步開放代工業(yè)務(wù)，保證產(chǎn)能不被浪費的同時，也能保持盈利能刀，從而持續(xù)提升技術(shù)。目前，代工業(yè)務(wù)已成為三星與英特爾的核心業(yè)務(wù)之一。英特爾于2021年發(fā)布“IDM2.0”戰(zhàn)略，該戰(zhàn)略建設(shè)8座晶圓廠，進一步提升其代工能力。臺積電現(xiàn)穩(wěn)居行業(yè)龍頭地位，中芯國際逐步縮小先進制程差距臺積電于2016年研發(fā)10nm工藝在先進制程上反超海外代工廠，并在之后完成兩次技術(shù)迭代，形成5nm制程技術(shù)。臺積電現(xiàn)已基本穩(wěn)居行業(yè)龍頭地位，占據(jù)市場一半以上的份額。受各方面因素影響，中芯國際在28nm停留了多年，在2019年成功商用14nm工藝，已開始逐步縮小與行業(yè)先進技術(shù)的差距。主流晶圓制造廠邏輯制程發(fā)展節(jié)點成熟制程成熟與先進之間的制程先進制程發(fā)力籍電28mm10nm、7nm制程研發(fā)中國大陸14nm來源：各公司官網(wǎng)，頭豹研究院編輯整理2021年全球封測廠市場份額與中國頭部封測廠商情況華天科技■中國廠商市場份額較高，行業(yè)逐漸進入成熟期之后，廠商開始通過并購持續(xù)提升競爭力全球封測產(chǎn)能具有轉(zhuǎn)移到中國大陸的趨勢，市場需求的旺盛帶動了中國大陸廠商的發(fā)展。在全球前十名當中，除了安靠與智路封測以外皆為中國廠商，中國廠商整體市場份額較高。行業(yè)內(nèi)開始出現(xiàn)較為明顯的通過并購整合以實現(xiàn)競爭力提升的現(xiàn)象。智路封測分別于2020年收購了聯(lián)合科技、2021年收購了日月光控股的日月光封測(中國香港)以及中國大陸四座封測廠，并在2021年進入全球前十，排名第七。此外，長電科技在2021年收購了ADI新加坡測試廠擴展測試業(yè)務(wù)?！鲋袊箨戭^部廠商具備先進封裝能力，整體實力較好長電科技、通富微電、華天科技為中國大陸前三大封測廠商，其中長電科技高端封測領(lǐng)域具備全球服務(wù)能力；通富微電為AMD封測業(yè)務(wù)主要供應(yīng)商，具有全球領(lǐng)先的CPU/GPU量產(chǎn)封測技術(shù)；華天科技封裝產(chǎn)品覆蓋多種傳統(tǒng)與先進封裝技術(shù)。海外芯片廠商海外芯片廠商DPUDPU行業(yè)處于放量初期，海外廠商紛紛布局，資本對行業(yè)關(guān)注片廠商有望把握行業(yè)發(fā)展機遇0101全球——多家海外芯片龍頭布局，中國廠商有望在大芯片領(lǐng)域一較高下■海外龍頭芯片廠商推動DPU具象化，提升行業(yè)關(guān)注度DPU概念由美國DPU芯片廠商Fungible于2018年提出，行業(yè)內(nèi)各方于2020年開始紛紛推出DPU相關(guān)產(chǎn)品，其中NVIDIA憑借自身在行業(yè)的影響力起到宣傳DPU行業(yè)的作用，顯著提高了行業(yè)與資本對于DPU的關(guān)注度?！鲋袊鳧PU芯片廠商步調(diào)與海外廠商一致，全球發(fā)展基本處于同一起跑線從DPU產(chǎn)品推出時間來看，中國DPU芯片廠商與海外廠商基本在同一時間節(jié)點開始發(fā)力，步調(diào)一致，海外廠商尚未在DPU商用化進度中形成明顯的先發(fā)優(yōu)勢，中國DPU芯片廠商具有較好發(fā)展機遇。同時，中國下游的云廠商也對DPU有所布局，但是產(chǎn)品為自研自用，并不直接參與到行業(yè)的競爭當中，若自研產(chǎn)品實際應(yīng)用效果良好，能幫助提升DPU行業(yè)的景氣度。中國廠商杰◎2021Leadleo中國——行業(yè)發(fā)展機會確定，中國廠商獲得資本青睞中國互聯(lián)網(wǎng)投資基金、華SIG海納亞洲、浦東科創(chuàng)、2021-02-23Pre-A2輪和利資本、軟銀中國未理華泰創(chuàng)新、靈均投資、國2018-08-01天使輪中科創(chuàng)星、久友資本1400萬人民幣2022-04-06Pre-A輪超越摩爾、IDG資本等未披露2021-08-30A輪美團未披露頭豹中國：DPU行業(yè)下游分析云計算——需求確定，中下游深度開放式的合作將是最優(yōu)解兩大云巨頭早已布局，呈現(xiàn)出對DPU較強的需求隨著云相關(guān)業(yè)務(wù)的持續(xù)擴大，過去"以計算為中心"架構(gòu)帶來的性能與資源損耗愈發(fā)明顯。為了降低成本、提高性能，全球兩大巨頭亞馬遜與阿里云皆在DPU概念被提出之前就自主研發(fā)了相關(guān)功能的產(chǎn)品，產(chǎn)品已投入自家業(yè)務(wù)使用，并緊跟業(yè)務(wù)需求完成數(shù)次迭代，不斷豐富功能與提高性能，呈現(xiàn)出行業(yè)對DPU較強的需求。隨著云計算業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展，云廠商對于DPU的需求不斷提升，而從亞馬遜較長的研發(fā)周期以及亞馬遜與阿里云的產(chǎn)品迭代次數(shù)頻繁的情況來看，雖然自主研發(fā)可以更貼合自身業(yè)務(wù)發(fā)展，但是可能隨著技術(shù)迭代加速，研發(fā)所帶來的人力與資金投入將會有所提升。因此，通過與DPU芯片廠商深度合作協(xié)同發(fā)展，云廠商能更好地提高技術(shù)，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。AWS及阿里云DPU路線對比核心目的：降低虛擬化帶來的性能、資源損耗(神龍架構(gòu))2013年開始秘密研發(fā)，2017年11月發(fā)布具有為業(yè)務(wù)特制的硬件與軟件截止2021年已經(jīng)完成五次迭代主要組成部分與功能(計劃2022年推出)◎2021LeadLeo2016-2017年完成研發(fā)與發(fā)布具有為業(yè)務(wù)特制的硬件與軟件截止2021年已經(jīng)完成四次迭代芯片加速10網(wǎng)絡(luò)1O:5000萬PPS云原生彈性核心特性企業(yè)級安全芯片載延時5微秒02通信領(lǐng)域——DPU將助力5G邊緣計算發(fā)展■基于DPU的智能網(wǎng)卡可以更好地滿足5G技術(shù)發(fā)展所帶來的需求5G技術(shù)要求網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)"超大帶寬、超低延遲、超密連接",這帶來了算力要求的提升。因此，運營商對于虛擬化以及邊緣計算建設(shè)的需求也隨之提升。在業(yè)務(wù)持續(xù)擴大的趨勢之下，通過在邊緣云上引入DPU智能網(wǎng)卡可以解決算力資源消耗的問題，同時還能降低機房功耗，從而提升邊緣云的業(yè)務(wù)能力?！鲋袊筮\營商均有不同程度的布局，DPU芯片廠商芯啟源率先獲得訂單目前，中國電信、中國聯(lián)通、中國移動三大運營商布局進度不一，中國移動與芯啟源合作成立實驗室，并已經(jīng)達成DPU智能網(wǎng)卡的訂單，需求較為明確，帶來一定的DPU智能網(wǎng)卡在運營商中發(fā)展的確定性；中國電信已經(jīng)推出DPU智能網(wǎng)卡產(chǎn)品，并進入了驗證階段；公開招標信息顯示中國聯(lián)通在2021年發(fā)起了智能網(wǎng)卡的招標，表明公司已開始逐步進行布局。5G業(yè)務(wù)發(fā)展帶來大量對于DPU的需求業(yè)務(wù)需求帶來需求需求痛點超大帶寬超低延遲超密連接算力移至云端(NFV),建設(shè)邊緣云計算邊緣機房供電成木高，散熱能力、承重能力有限虛擬化帶來的算力資源消耗隨業(yè)務(wù)規(guī)模擴DPU解決路徑積算力瓶頸中國移動中國移動來源：各公司官網(wǎng)，中國招標投標網(wǎng)，頭豹研(2015年)(2018年)(2020年)(2022年)(2015年)(2018年)(2020年)(2022年)03智能駕駛——集成DPU的自動駕駛SoC將能顯著提升算力性能NVIDIA將DPU集成進旗下自動駕駛SoC理想比亞迪汽車海外龍頭廠商率先布局智能駕駛，將帶動用于智能駕駛的DPU起量NVIDIA具有智能駕駛芯片的深度布局，并于今年發(fā)布搭載Atlan芯片的自動駕駛平臺DRIVEHyperion9,其中Atlan芯片計劃在2025年開始交付。Atlan芯片集成NVIDIA自身的CPU、GPU以及DPU產(chǎn)品，將大幅度地提升智能駕駛芯片的算力。NVIDIA具有深厚的智能駕駛領(lǐng)域客戶積累，作為提升性能的迭代產(chǎn)品，Atlan芯片將會被客戶沿用，DPU則會因產(chǎn)品在智能駕駛領(lǐng)域得以具象化而受到推動發(fā)展，并開始逐步起量?！鲋袊鳧PU芯片廠商緊跟腳步，有望加入賽道與海外龍頭同臺競技部分中國DPU芯片廠商已與智能駕駛領(lǐng)域客戶接觸，并開始進行產(chǎn)品測試。目前，全球DPU廠商在智能駕駛領(lǐng)域仍處于部署階段，中國DPU芯片將有望通過提高研發(fā)效率、加緊與客戶合作研發(fā)產(chǎn)品，與海外龍頭同臺競技。頭豹 網(wǎng)絡(luò)芯片持TrueFabric,可用數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，不同類型的服務(wù)器都可以場份額第一市場份額第一，在●與下游大客戶的協(xié)同能力●通過收購Altera,獲得FPGA生產(chǎn)制造能力，在為中心的應(yīng)用處理，并提出了新型大規(guī)模數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為中心的新型數(shù)據(jù)中心取長補短，收購優(yōu)質(zhì)資源與技術(shù)；避開英特爾在高破口，變向打壓英特爾在服務(wù)器處理器的市場地位。英特爾和下游客戶深度合將FPGA作為第二產(chǎn)線，增白皮書|2022/05能力來決定的，通過軟件的方式做到并行處理，然后能做到大幅度軟件靈活更改，但這解決方案所需要的核數(shù)量多，導(dǎo)致軟件處理復(fù)雜性較高軟件的新型處理器來卸載和加速虛擬化、網(wǎng)絡(luò)、存儲Al·2019年3月，NVIDIA以69億美元收購Mellanox。提供的產(chǎn)品可用于3到7層OSI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層、應(yīng)用層),客戶對象主要為運營商網(wǎng)絡(luò)公司。>整合Ezchip后，能夠為先進數(shù)據(jù)中心和邊緣平臺提供終端到終端、智能10、25、業(yè)計算及存儲市場上獲得了更為全面的能力，產(chǎn)品可應(yīng)用于全7層OSI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?？皖^豹2021LeadLeo積累，加16個ARM優(yōu)勢還是在傳統(tǒng)的芯片上。往后也許會再一體",打造一個小型ADDR5-560078AA8AAA0303Intel——提出了IPU的概念并發(fā)布了MountEvan、OakSpringCanyon、ArrowCreek三款產(chǎn)品架構(gòu)硬件加速部分網(wǎng)絡(luò)性能硬件加速部分頭豹網(wǎng)絡(luò)性能硬件加速部分網(wǎng)絡(luò)性能www.第一梯隊第二梯隊云服務(wù)商第一梯隊第二梯隊云服務(wù)商中國DPU廠商發(fā)展現(xiàn)狀中科馭數(shù)云豚萌聯(lián)聯(lián)通云來源：各公司官網(wǎng)，頭豹研究院編輯整理芯啟源——整合收購、業(yè)務(wù)擴展，成為中國DPU行業(yè)頭部廠商芯啟源——整合收購、業(yè)務(wù)擴展，成為中國DPU行業(yè)頭部廠商Netronome是一家業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的智能網(wǎng)絡(luò)流處理器供應(yīng)商，通過收購Intel網(wǎng)絡(luò)處理器部門，更強化了其在網(wǎng)絡(luò)處理器領(lǐng)域的綜合實力。2018年，芯啟源通過整合Netronome在網(wǎng)絡(luò)處理器領(lǐng)域全方位的技術(shù)積累，再結(jié)合自身產(chǎn)品開發(fā)和業(yè)務(wù)開拓能力，芯啟源實現(xiàn)了對DPU領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)品化，芯啟源基于SoC-NP的架構(gòu)設(shè)計優(yōu)勢使得其產(chǎn)品具有通用性，應(yīng)用場景覆蓋廣泛。同時，芯啟源還繼承了Netronome兼并開源的軟件生態(tài)和社區(qū)生態(tài)(Open-NFP)以及數(shù)萬名用戶和開發(fā)者。再結(jié)合芯啟源自研EDA工具MIMIC,極大提升研發(fā)效率，縮短與客戶的適配周期，同時還將客戶需求代入在下代產(chǎn)品的研發(fā)過程中，憑借團隊豐富的流片經(jīng)歷與產(chǎn)品定義能力，使產(chǎn)品快速迭代，提升客戶價值。芯啟源DPU解決方案涉及領(lǐng)域及產(chǎn)品矩陣云NFV基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)中心laaS應(yīng)用OpenStack云網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心SDN網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全定制智能交換機SD-WAN軟硬件一體化解決方案推進推進芯啟源現(xiàn)階段布局DPU1.0階段相關(guān)布局產(chǎn)品實力生態(tài)能力·芯啟源軟件生態(tài)能夠幫助客戶快速完成適配。生態(tài)協(xié)同·搭載芯啟源先進DPU芯片的智能網(wǎng)卡完成了與兆芯多款CPU芯片的適配客戶進度芯啟源向更多應(yīng)用場景滲透芯啟源芯啟源第四代SmartNIC采用NP-SoC模式進行芯片設(shè)計、多線程的處理模式，使其可以達到ASIC固化芯片的數(shù)據(jù)處理能力，還具備靈活高效的可編程能力，幫助客戶實現(xiàn)貼合自身業(yè)務(wù)的定制化功能。在芯啟源最新的第四代智能網(wǎng)卡架構(gòu)中，通過最新一代DPU芯片的Chiplet技術(shù)，極大地提升了自有智能網(wǎng)卡的性能；同時通過支持與第三方芯片的Die-To-Die互聯(lián)，還可以集成更多特定專業(yè)領(lǐng)域的芯片。在DPU1.0階段，芯啟源通過收購Netronome獲得網(wǎng)絡(luò)處理器領(lǐng)域前沿的技術(shù)積累，整合的軟件生態(tài)能夠幫助客戶快速找到相關(guān)應(yīng)用場景的需求，完備的產(chǎn)品線能夠為客戶提供全方位的解決方案。目前芯啟源與中國移動、中國電信對產(chǎn)品進行了測試引入以及商用適配，也與國內(nèi)頭部公有云廠家達成合作。豐富的業(yè)務(wù)開展經(jīng)驗使其收獲了大批優(yōu)質(zhì)客戶，有了充足的場景對其產(chǎn)品進行打磨。與此同時，芯啟源還為開源社區(qū)貢獻源代碼，和開源社區(qū)開發(fā)者一起服務(wù)社區(qū)，進一步奠定業(yè)界地位。2022年4月28日，芯啟源作為唯一受邀參與主旨演講的中國企業(yè)，亮相在硅谷舉辦的全球首屆智能網(wǎng)卡高端行業(yè)峰會，英特爾(Intel)超威半導(dǎo)體(AMD)、NVIDIA(NVIDIA)、瞻博網(wǎng)絡(luò)(JuniperNetworks)等國際知名企業(yè)代表均出席本次峰會。芯啟源在此次峰會首次對外公布了"SmartNICs第四代架構(gòu)"。采用NP-SoC架構(gòu)的芯啟源DPU產(chǎn)品具有高度的可編程性，以及極度靈活的可擴展性，能夠適應(yīng)于各個應(yīng)用場景，滿足不同客戶的定制化需求。同時，第四代SmartNICs采用Chiplet設(shè)計方式，在提高產(chǎn)品性能的同時，通過支持第三方芯片的Die-To-Die互聯(lián)，可以集成更多特定專業(yè)領(lǐng)域的芯片，為芯啟源生態(tài)協(xié)同能力奠定了基礎(chǔ)，優(yōu)化芯啟源在DPU2.0階段的競爭力。0202中科馭數(shù)——自研KPU架構(gòu)，于金融領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品落地中科馭數(shù)自研核處理器KPU(KernelProcessingUnit)是原創(chuàng)的軟件定義計算架構(gòu)，專為加速特定領(lǐng)域核心功能計算而設(shè)計的一種協(xié)處理器架構(gòu)。同時，基于自研KPU架構(gòu)，推出了K1、K2兩款芯片產(chǎn)品。2019年中科馭數(shù)完成針對序列數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)庫/大數(shù)據(jù)分析而設(shè)計的第一代KPU芯片K1流片。中科馭數(shù)還推出專用計算敏捷異構(gòu)軟件開發(fā)平臺HADOSTM。客廣可以通過自有軟件團隊開發(fā)DPU芯片等異構(gòu)算力，在軟件定義網(wǎng)絡(luò)、軟件定義存儲、虛擬化10、安全、大數(shù)據(jù)運算等計算基礎(chǔ)設(shè)施方向上的應(yīng)用。目前，中科馭數(shù)產(chǎn)品解決方案主要針對如券商實時風控、極速行情，互聯(lián)網(wǎng)金融大數(shù)據(jù)平臺加速等金融領(lǐng)域的應(yīng)用，并已實現(xiàn)商用落地，獲得交易所、多家券商客戶。此外，公司還與中國移動物聯(lián)網(wǎng)展開了合作，整體DPU發(fā)展階段性進度良好。中科馭數(shù)DPU產(chǎn)品矩陣2019年流片(未發(fā)布)0303云豹智能——對軟件定義芯片理解深刻，有望快速切入DPU賽道云豹智能創(chuàng)始人團隊2002年在美國硅谷創(chuàng)立研發(fā)高性能多核處理器的芯片公司RMI(后被博通收購),其推出的芯片被廣泛應(yīng)用在無線基站、基站控制器、核心網(wǎng)、路由器、存儲、安全設(shè)備、以及智能網(wǎng)卡(SmartNIC)上。憑借著核心團隊對芯片研發(fā)及大規(guī)模商用經(jīng)驗，對軟件定義芯片有深刻理解，云豹智能在短時間內(nèi)開發(fā)完成一款基于FPGA的高性能DPU網(wǎng)卡解決方案，全面支持虛擬機、裸金屬和容器云業(yè)務(wù)一體化，并具備高性能及全功能彈性存儲和彈性網(wǎng)絡(luò)，提供集虛擬化管理、彈性儲存、彈性網(wǎng)絡(luò)、安全加速為一體的一站式解決方案。中國中國DPU廠商要把握住DPU行業(yè)發(fā)展的時間窗口，通過提高自研水平，深化商業(yè)化能力，以長期發(fā)展的目光選擇技術(shù)路線，打造軟件生態(tài)等手段提升中國企業(yè)在全球業(yè)界的的競爭力DPU行業(yè)作為近年來新出現(xiàn)的賽道，市場確定性已逐步加強，產(chǎn)品的輪廓也逐漸具象化。業(yè)界對DPU帶來的機遇已經(jīng)達成共識，國際芯片龍頭廠商也都在做相應(yīng)的適配。在傳統(tǒng)的芯片行業(yè)中，由于我國布局時間相對于國際龍頭較晚，處于被動的局面。故而中國芯片廠商要把握住這次DPU行業(yè)發(fā)展的時間窗口，背靠中國充足市場資源，實現(xiàn)中國DPU廠商的