海光信息企業(yè)分析

海光信息企業(yè)分析一、CPU、DCU雙輪驅(qū)動，公司業(yè)績爆發(fā)式增長1.1源于AMDx86技術(shù)授權(quán)，引進吸收再創(chuàng)新公司成立于2014年，總部設(shè)于天津，于2022年8月在科創(chuàng)板上市。公司主營業(yè)務(wù)為研發(fā)、設(shè)計和銷售應(yīng)用于服務(wù)器、工作站等計算、存儲設(shè)備中的高端處理器，目前擁有海光通用處理器（CPU）和海光協(xié)處理器（DCU）兩條產(chǎn)品線。公司技術(shù)來源于AMD授權(quán)，起點高，技術(shù)先進，走的是引進-吸收-再創(chuàng)新的研發(fā)道路。2016年，公司與AMD共同成立了兩家子公司：成都海光集成電路設(shè)計有限公司和成都海光微電子技術(shù)有限公司，其中，海光信息持有海光集成70%的股權(quán)，AMD持有海光微電子51%的股權(quán)；2016年3月和2017年10月，海光微電子、海光集成分別與AMD簽署了《技術(shù)許可協(xié)議》，約定AMD將高端處理器相關(guān)技術(shù)及軟件許可授予兩家合資公司，許可地域為中華人民共和國（包括香港、澳門、臺灣地區(qū)），許可領(lǐng)域為服務(wù)器和工作站，公司通過海光集成和海光微電子兩家公司得到AMD的技術(shù)授權(quán)并展開研發(fā)運營工作。公司與AMD設(shè)置如此復(fù)雜的授權(quán)模式的主要目的為規(guī)避AMD與Intel的交叉許可協(xié)議，具體操作為：海光微電子享有AMD的技術(shù)授權(quán)，并負責芯片的生產(chǎn)工作，海光集成則負責芯片的設(shè)計與銷售工作，海光微電子將技術(shù)授權(quán)給海光集成，海光集成負責完成芯片的研發(fā)設(shè)計工作，并將設(shè)計完畢的芯片交給海光微電子進行生產(chǎn)，芯片制造完成后海光微電子將芯片成品交給海光集成完成銷售。依靠AMD的x86和Zen架構(gòu)授權(quán)，公司已經(jīng)逐漸具備了相關(guān)的芯片設(shè)計能力，并面向服務(wù)器、工作站領(lǐng)域推出了較為豐富的產(chǎn)品組合。2016年，公司引進AMD技術(shù)，開始CPU的研發(fā)工作，2018年，公司第一代CPU產(chǎn)品-海光一號實現(xiàn)量產(chǎn)，之后公司通過對CPU技術(shù)的理解與吸收，對CPU做了性能優(yōu)化升級，并于2020年、2022年實現(xiàn)海光二號和海光三號產(chǎn)品的量產(chǎn)；2018年，公司切入DCU領(lǐng)域，并啟動深算一號的研發(fā)工作，2021年末，深算一號DCU實現(xiàn)量產(chǎn)。此外，公司在引進吸收AMD技術(shù)的基礎(chǔ)上，已經(jīng)開展海光四號、海光五號CPU以及深算2號DCU產(chǎn)品的研發(fā)工作，公司產(chǎn)品組合的豐富度逐漸提升。1.2重視技術(shù)自主創(chuàng)新，CPU、DCU雙核心并行發(fā)展公司專注于高端處理器的研發(fā)、設(shè)計與技術(shù)創(chuàng)新，推出多款性能達到國際主流高端處理器水平的產(chǎn)品，目前擁有CPU、DCU兩條產(chǎn)品線。公司核心技術(shù)儲備較為雄厚，已經(jīng)掌握了如高端處理器核心微結(jié)構(gòu)設(shè)計、高端處理器SoC架構(gòu)設(shè)計、處理器安全、處理器驗證等關(guān)鍵技術(shù)，且公司秉承“銷售一代、驗證一代、研發(fā)一代”的產(chǎn)品研發(fā)策略，建立了完善的高端處理器研發(fā)環(huán)境和流程，產(chǎn)品性能逐代提升，綜合競爭力較強。海光CPU系列產(chǎn)品是在x86指令集的基礎(chǔ)上建立的，性能優(yōu)異，生態(tài)成熟，安全可靠，得到了下游用戶的一致認可，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)。目前，海光CPU系列產(chǎn)品海光一號、海光二號、海光三號已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，海光四號、海光五號處于研發(fā)階段。海光DCU系列產(chǎn)品以GPGPU架構(gòu)為基礎(chǔ)，兼容通用的“類CUDA”環(huán)境，技術(shù)先進，生態(tài)豐富，可廣泛應(yīng)用于大數(shù)據(jù)處理、人工智能、商業(yè)計算等領(lǐng)域。目前，公司第一代DCU產(chǎn)品-深算一號已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，第二代產(chǎn)品-深算二號處于研發(fā)階段。公司鼓勵技術(shù)創(chuàng)新，重視研發(fā)投入和研發(fā)團隊建設(shè)，核心技術(shù)均為自主研發(fā)。研發(fā)投入方面，2019-2021年，公司的研發(fā)投入從8.65億元增長到15.85億元，漲幅達到83.3%；研發(fā)團隊方面，公司擁有一支千人級高端處理器研發(fā)團隊，且多數(shù)核心研發(fā)人員具備二十年以上的高端處理器研發(fā)經(jīng)驗，截止2021年末，公司研發(fā)人員數(shù)量達到1031名，研發(fā)人員占比高達90.2%。公司重視技術(shù)研發(fā)，近年來取得多項處理器核心技術(shù)突破，并獲得一系列的專利、軟件著作權(quán)以及集成電路布圖設(shè)計專有權(quán)等知識產(chǎn)權(quán)。截至2021年12月31日，公司擁有授權(quán)專利179件（其中發(fā)明專利136件）、軟件著作權(quán)154件、集成電路布圖設(shè)計專有權(quán)81件，已經(jīng)構(gòu)建了較為完善的知識產(chǎn)權(quán)布局。1.3公司股權(quán)結(jié)構(gòu)清晰，無控股股東及實際控制人公司無控股股東、無實際控制人。截止2022年9月30日，公司主要股東中科曙光、成都國資（含成都產(chǎn)投有限、成都高投有限和成都集萃有限）、海富天鼎合伙、藍海輕舟合伙分別持有公司27.96%、17.00%、10.81%和6.09%的股份，股東各方均無法對公司形成控制，且承諾在公司上市之日起36個月內(nèi)不謀求獲得或者參與爭奪公司的控制權(quán)，公司呈現(xiàn)無控股股東且無實際控制人狀態(tài)。截至2022年8月，公司董事會由11名董事組成，其中7非獨立董事、4名獨立董事，7名非獨立董事中，成都國資提名2名董事、藍海輕舟合伙提名2名董事、中科曙光提名1名董事、國科控股有限提名1名董事、公司董事會提名1名董事，上述被提名人通過公司股東大會選舉組成公司董事會，不存在單一股東及其一致行動人決定公司董事會半數(shù)以上成員選任的情況，且公司章程及其他內(nèi)部治理制度中亦不存在關(guān)于特別表決權(quán)股份、協(xié)議控制架構(gòu)或關(guān)于董事、高級管理人員提名、任免等方面的特殊安排。公司高管團隊相關(guān)領(lǐng)域工作經(jīng)驗豐富，技術(shù)背景雄厚。公司董事長孟憲棠先生，2003年6月至2017年6月，任國家發(fā)展和改革委員會處長、副巡視員、副司長，2017年6月至2018年4月，任國科控股有限公司副總經(jīng)理，2017年12月至2019年6月，兼任中科可控董事，2018年4月至2020年6月，兼任中科院資本管理有限公司董事，2018年5月加入公司，現(xiàn)任公司董事長；公司總經(jīng)理沙超群先生，北京理工大學工學碩士，教授級高級工程師，技術(shù)背景雄厚，2011年1月至2020年4月，歷任中科曙光技術(shù)副總裁、高級副總裁，2019年12月起任公司總經(jīng)理，現(xiàn)任公司董事、總經(jīng)理；公司高級管理人員中核心技術(shù)人員占比較高，為維持公司的技術(shù)領(lǐng)先性保駕護航。1.4受益于國產(chǎn)化替代，近年業(yè)績突飛猛進近年來公司業(yè)績呈現(xiàn)爆發(fā)式增長趨勢，2019-2021年，公司營業(yè)收入年復(fù)合增長率高達146.9%，其中海光二號CPU和深算一號DCU是主力產(chǎn)品。2019-2021年，公司營業(yè)收入從3.79億元增長到23.10億元，2022年前三季度，公司營業(yè)收入達到38.20億元，公司營收總體呈現(xiàn)爆發(fā)式增長趨勢，主要受益于以下幾個方面：1）公司加大市場開發(fā)力度，且服務(wù)器廠商對國產(chǎn)CPU需求增加；（2）公司產(chǎn)品迭代升級，2020年和2021年分別推出海光二號CPU和深算一號DCU，產(chǎn)品線不斷豐富，滿足了不同客戶對產(chǎn)品的多樣化需求。從產(chǎn)品別角度分析，2021年，海光二號CPU產(chǎn)品的銷售收入為17.80億元，占比77.03%，是公司產(chǎn)品的主力銷售型號，同期，剛上市的深算一號DCU產(chǎn)品也取得較為可觀的市場反饋，銷售收入達到2.39億元，占比超過10%，2022年第二季度，海光三號CPU量產(chǎn)，并在第四季度成為公司的主力銷售型號。從營收的下游分布來看，電信、金融、互聯(lián)網(wǎng)、交通、教育的營收占比合計超過50%，其中電信、金融行業(yè)營收占比快速增長，2021年分別達到20.52%、14.03%。2019年公司教育行業(yè)收入占比較高，主要原因為國家級教育科研項目中科院大氣所“模擬器裝置”項目采購處理器產(chǎn)品需求較多，該項目于2019年開始規(guī)?；渴穑撕蠊窘逃袠I(yè)營收規(guī)?；痉€(wěn)定；2019-2021年，公司電信行業(yè)營收占比從4.89%增加到20.52%，金融行業(yè)的營收占比從1.47%增長到14.03%，增速較快，主要原因為信創(chuàng)工程快速落地，同時公司產(chǎn)品迭代升級，逐漸得到下游客戶認可；未來公司在交通、電力、能源等行業(yè)有望進一步拓展。此外，公司對前五大客戶的銷售收入占比較高，但呈現(xiàn)逐年降低的趨勢。公司毛利率逐步邁入穩(wěn)定的平臺期，保持在55%左右的較高水平，與行業(yè)平均水平基本持平。2019年-2021年，公司毛利率從37.31%增長到55.95%，總體呈現(xiàn)逐步增長的趨勢，原因為公司早期階段業(yè)務(wù)規(guī)模較小，自研無形資產(chǎn)攤銷金額占營業(yè)收入的比例較高，拉高了產(chǎn)品的單位成本，后續(xù)隨著公司產(chǎn)品大規(guī)模放量，公司毛利率逐步穩(wěn)定，2022年前三季度，公司毛利率為54.15%，與2021年基本持平；與同行業(yè)相比，隨著公司毛利率逐步邁入穩(wěn)定期，2021年公司毛利率與行業(yè)平均水平基本持平。公司期間費用率逐年下降，研發(fā)費用額大幅增長。2019-2022年前三季度，公司期間費用率分別為74.23%、62.03%、37.88%和30.13%，期間費用占營業(yè)收入的比例持續(xù)下降，主要原因為該階段公司營收規(guī)模大幅增加，各項費用額的增長幅度低于營收的增長幅度；公司重視研發(fā)，2019-2022年前三季度，公司研發(fā)費用分別為1.75億元、5.46億元、7.45億元和10.30億元，在各項費用中占比最大，增速最快。公司于2021年實現(xiàn)扭虧為盈，之后歸母凈利潤快速增長。2019-2020年，公司產(chǎn)品處于上市初期，營業(yè)收入規(guī)模相對較小，且對骨干員工實施了多次股權(quán)激勵并確認了較大金額的股份支付，導致公司連續(xù)虧損，歸母凈利潤分別為-0.83億元和-0.39億元；2021年，由于下游市場需求快速增長，公司首次實現(xiàn)盈利，歸母凈利潤為3.27億元；2022年公司歸母凈利潤快速增長，前三季度公司實現(xiàn)歸母凈利潤6.52億元，創(chuàng)歷史新高。二、CPU產(chǎn)品綜合競爭力強，受益于國產(chǎn)化替代2.1面向服務(wù)器領(lǐng)域，下游市場空間廣闊服務(wù)器本質(zhì)上是一種高性能計算機，其通過網(wǎng)絡(luò)向客戶端計算機提供各種高性能計算服務(wù)，具有高速的數(shù)據(jù)處理能力、強大的I/O數(shù)據(jù)吞吐能力以及良好的可擴展性，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，如實時分析、5G應(yīng)用、人工智能、機器學習、金融、大數(shù)據(jù)、云計算等。服務(wù)器分類標準眾多，可按照機箱結(jié)構(gòu)、用途、CPU架構(gòu)等進行不同類型的分類：按機箱結(jié)構(gòu)分類，服務(wù)器可分為塔式服務(wù)器、機架式服務(wù)器、刀片式服務(wù)器和機柜式服務(wù)器；按用途分類，服務(wù)器可分為通用型服務(wù)器和專用型服務(wù)器；按照CPU體系架構(gòu)分類，服務(wù)器可分為x86服務(wù)器、ARM服務(wù)器等。服務(wù)器市場規(guī)模龐大，CPU價值量較高。近年來，國家大力推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型，同時智慧化也在快速發(fā)展，數(shù)字經(jīng)濟、智慧城市等建設(shè)進程快速推進，計算需求大幅提升，服務(wù)器作為算力的提供者，在數(shù)字化、智慧化產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)重要位置，服務(wù)器市場規(guī)模也隨之快速增長，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2021年我國服務(wù)器市場出貨量達到391.1萬臺，市場銷售額達到250.9億美元，市場規(guī)模龐大。若將服務(wù)器各組成部分進行分拆，服務(wù)器主要由CPU、內(nèi)存、硬盤等組件構(gòu)成，若從成本角度分析服務(wù)器各組成部分的價值高低，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，CPU在基礎(chǔ)型服務(wù)器中的成本占比約為30%-35%，是服務(wù)器成本占比最大的組件，也是服務(wù)器的關(guān)鍵價值所在。按照CPU類型劃分，國內(nèi)基于x86CPU的服務(wù)器市占比最高，且大部分x86服務(wù)器CPU市場由Intel、AMD等國外廠商占據(jù)。由于x86處理器起步較早，生態(tài)環(huán)境及產(chǎn)品性能較其他類型處理器具有明顯優(yōu)勢，因此，基于x86處理器的服務(wù)器長期保持絕對領(lǐng)先的市場地位，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2021年，國內(nèi)x86服務(wù)器出貨量為382.0萬臺，在國內(nèi)服務(wù)器市場中的占比高達97.7%。從市場格局方面分析，x86服務(wù)器CPU市場長期由國外公司壟斷，國產(chǎn)化水平較低，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2021年，國內(nèi)x86服務(wù)器CPU市場中，Intel、AMD市場占比合計高達約96.7%，國產(chǎn)化率低于4%。根據(jù)IDC統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國x86服務(wù)器以雙路服務(wù)器為主，從2017年到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，合計占比在10%至20%之間，8路以上的服務(wù)器較少，占比未超過0.3%，2020年，中國x86服務(wù)器出貨量中，6.6%為單路服務(wù)器，88.8%為雙路服務(wù)器，4.5%為四路服務(wù)器，0.1%為八路服務(wù)器，假設(shè)x86服務(wù)器路數(shù)分布比例保持不變，結(jié)合x86服務(wù)器市場規(guī)模預(yù)測，2025年中國x86服務(wù)器CPU市場的出貨總量將達到1066.2萬塊。從國產(chǎn)化替代角度看，目前信創(chuàng)服務(wù)器的國產(chǎn)化替代主要集中在運營商、金融等重點行業(yè)，未來在交通、能源等行業(yè)潛在空間較大。2022年，運營商領(lǐng)域服務(wù)器CPU市場總量約為40-50萬塊，國產(chǎn)化率約為30%，金融行業(yè)服務(wù)器CPU市場總量約為40-50萬塊，國產(chǎn)化率約為10%-20%；2023年，運營商服務(wù)器CPU出貨總量預(yù)計將增長到90萬塊左右，國產(chǎn)化率預(yù)計約為40%，金融行業(yè)服務(wù)器CPU出貨總量預(yù)計增長到約80萬塊，國產(chǎn)化率預(yù)計為35%。運營商、金融行業(yè)是目前服務(wù)器CPU國產(chǎn)化替代的主要落地行業(yè)，后續(xù)交通、能源等行業(yè)將接力，服務(wù)器CPU國產(chǎn)化市場空間總體較為可觀?；ヂ?lián)網(wǎng)行業(yè)是服務(wù)器的主要應(yīng)用領(lǐng)域，后續(xù)該行業(yè)有望逐漸往國產(chǎn)CPU傾斜?；ヂ?lián)網(wǎng)大廠如阿里、騰訊、字節(jié)等的數(shù)據(jù)中心建設(shè)對服務(wù)器的需求量巨大，在美國制裁的大背景下，這些互聯(lián)網(wǎng)大廠對國產(chǎn)服務(wù)器CPU有所傾斜，目前已經(jīng)有部分互聯(lián)網(wǎng)廠商采用了國產(chǎn)服務(wù)器CPU，未來互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的國產(chǎn)化市場一旦打開，將為國內(nèi)CPU廠商提供巨大的市場空間。2.2公司技術(shù)先進，CPU產(chǎn)品性能優(yōu)異公司深耕服務(wù)器CPU領(lǐng)域多年，已經(jīng)掌握了高端通用處理器微結(jié)構(gòu)設(shè)計等十余項核心技術(shù)，并面向不同應(yīng)用場景構(gòu)建了性能優(yōu)異的豐富產(chǎn)品組合，總體處于相對領(lǐng)先的地位。公司在CPU領(lǐng)域持續(xù)投入，自主核心技術(shù)不斷突破，并構(gòu)建了較為完備的知識產(chǎn)權(quán)壁壘。公司通過自主研發(fā)掌握了十余項處理器核心技術(shù)，包括：高端通用處理器微結(jié)構(gòu)設(shè)計、高端處理器SoC架構(gòu)設(shè)計、處理器安全、處理器驗證、高主頻與低功耗處理器實現(xiàn)、高端芯片IP設(shè)計、可測性與可調(diào)試性設(shè)計、先進工藝物理設(shè)計、先進封裝設(shè)計、處理器固件與微碼、基于海光處理器的數(shù)學庫與編譯環(huán)境優(yōu)化技術(shù)等。核心技術(shù)的持續(xù)突破，助力公司產(chǎn)品性能維持領(lǐng)先地位，如：1）采用先進的處理器微結(jié)構(gòu)和緩存層次結(jié)構(gòu)，改進了分支預(yù)測算法，使得每個時鐘周期執(zhí)行的指令數(shù)得到顯著提高；2）依托先進的SoC架構(gòu)和片上網(wǎng)絡(luò)，公司CPU產(chǎn)品可集成更多核心；3）采用先進的工藝制程和物理設(shè)計方法，實現(xiàn)處理器高主頻設(shè)計，使公司CPU產(chǎn)品具有優(yōu)異的產(chǎn)品性能。公司每項核心技術(shù)背后都有比較豐富的專利保護，知識產(chǎn)權(quán)布局較為完善?；谏鲜龊诵募夹g(shù)的積累，海光CPU系列產(chǎn)品表現(xiàn)出較好的性能，并適用于多個場景。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，三個系列產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計同源，處理器核心等具有相似的技術(shù)特征：1）海光7000系列產(chǎn)品最多集成32個處理器核心，最大支持8個內(nèi)存通道和128個PCIe接口，主要應(yīng)用于高端服務(wù)器，面向數(shù)據(jù)中心、云計算等復(fù)雜應(yīng)用領(lǐng)域，對標Intel，公司定位7000系列為高端芯片；2）海光5000系列產(chǎn)品最多集成16個處理器核心，最大支持4個內(nèi)存通道和64個PCIe接口，主要面向政務(wù)、企業(yè)和教育領(lǐng)域信息化建設(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，對標Intel，公司定位5000系列為中端芯片；3）海光3000系列產(chǎn)品最多集成8個處理器核心，最大支持2個內(nèi)存通道和32個PCIe接口，主要應(yīng)用于工作站和邊緣計算服務(wù)器，面向入門級計算領(lǐng)域，對標Intel，公司定位3000系列為低端芯片。公司秉承“銷售一代、驗證一代、研發(fā)一代”的產(chǎn)品研發(fā)策略，CPU產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)多次更新迭代。海光一號、海光二號產(chǎn)品已分別于2018年和2020年實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用；2022年6月，公司推出第三代CPU產(chǎn)品-海光三號，2022年第四季度成為公司主力銷售型號；海光四號、海光五號產(chǎn)品也已經(jīng)處于研發(fā)階段，進展順利。橫向?qū)Ρ?，公司產(chǎn)品性能基本達到國際上同類型主流高端處理器的水平，在國內(nèi)處于相對領(lǐng)先地位。全球范圍內(nèi)，Intel公司的處理器產(chǎn)品處于主導地位，公司產(chǎn)品發(fā)布等主要對標該公司，綜合比較處理器市場定位、核心數(shù)量、產(chǎn)品售價等因素，選取Intel在2020年（與海光7285同期）發(fā)布的6款至強鉑金系列產(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產(chǎn)品進行性能對比（采用業(yè)界國際通用的測試程序SPECCPU2017測試數(shù)據(jù)），可以看出，海光7285CPU的SPECCPU2017的實測性能與Intel同期發(fā)布的主流處理器產(chǎn)品的實測性能總體相當。從國內(nèi)看，國內(nèi)CPU公司主要有海光、海思、龍芯、兆芯、飛騰和申威6家，公司主要面向服務(wù)器領(lǐng)域，產(chǎn)品是基于x86開發(fā)的，在產(chǎn)品性能、生態(tài)方面優(yōu)勢頗大，此外，公司在超線程技術(shù)領(lǐng)域一枝獨秀，解決了多線程導致的微結(jié)構(gòu)性能瓶頸的問題，且在內(nèi)存通道數(shù)、PCIe通道數(shù)等指標方面處于相對領(lǐng)先的地位。從下游來看，公司CPU產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于電信、金融、互聯(lián)網(wǎng)、教育、交通等多個行業(yè)，具有非常廣泛的通用性和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。目前，信創(chuàng)工程中各重點行業(yè)穩(wěn)步推進，電信、金融行業(yè)牽頭，其他行業(yè)緊隨其后，公司產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各大重點行業(yè)中，且憑借其優(yōu)秀的產(chǎn)品性能及成熟的生態(tài)環(huán)境，在政策性市場中占據(jù)了較高的市場份額；未來隨著公司產(chǎn)品持續(xù)升級迭代，產(chǎn)品性能逐漸成熟，公司在開放市場中的應(yīng)用也有望進一步增長。此外，工作站方面，公司CPU產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計和應(yīng)用、圖形圖像處理等領(lǐng)域，例如VR、AR圖形渲染場景以及智能工廠、數(shù)字孿生應(yīng)用等。2.3國產(chǎn)化替代優(yōu)勢明顯，同時具備較強的自主可控性和兼容性近年來，國內(nèi)信息化產(chǎn)業(yè)最大的趨勢為國產(chǎn)化替代，在美國制裁的大背景下尤其強調(diào)自主可控，但長期以來全球信息產(chǎn)業(yè)基本都是以美國底層技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建的，國產(chǎn)化替代過程中繞不開的一點是目前成熟生態(tài)的復(fù)用或打破重建，因此，在國產(chǎn)化替代進程中，國內(nèi)廠商自主可控和生態(tài)兼容性兩者兼顧的難度較大。自主可控方面，公司通過擴充安全算法指令、集成安全算法專用加速電路等方式，有效提升了數(shù)據(jù)安全性和計算環(huán)境的安全性，基本保障了信息安全和自主可控，且公司產(chǎn)品通過國家權(quán)威機構(gòu)測試，被認定為國產(chǎn)處理器。處理器安全技術(shù)主要包括可信執(zhí)行環(huán)境、密碼運算加速、可信計算以及漏洞防御等：1）可信執(zhí)行環(huán)境方面，公司基于數(shù)據(jù)自動加解密有效防止安全攻擊，提供先進的云計算全流程安全執(zhí)行環(huán)境，其加密安全容器方案使用不同密鑰對容器的運行狀態(tài)進行加密；2）密碼運算加速方面，海光CPU集成符合國密標準的密碼協(xié)處理器，支持國密標準SM2、SM3、SM4；3）可信計算方面，處理器內(nèi)置可信計算平臺，不僅實現(xiàn)了可信計算所需的信任根，還可以對系統(tǒng)進行主動的度量及監(jiān)控，并在檢測到異常時及時采取措施，有效保護系統(tǒng)，符合等保2.0要求，并支持中國標準TPCM和國際標準TPM2.0；4）漏洞防御方面，海光CPU產(chǎn)品對熔斷漏洞免疫，對幽靈漏洞和側(cè)信道漏洞則采用有效的軟硬件技術(shù)進行防御。兼容性方面，海光CPU產(chǎn)品基于x86構(gòu)建，能夠有效兼容目前存在的數(shù)百萬款基于x86指令集的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，同時公司積極與下游合作伙伴展開合作，生態(tài)優(yōu)勢較為明顯。隨著信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新的不斷推進，國內(nèi)諸多龍頭企業(yè)積極開展基于海光高端處理器的生態(tài)建設(shè)和適配，在操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、云計算平臺軟件、人工智能技術(shù)框架和編程環(huán)境、核心行業(yè)應(yīng)用等方面進行研發(fā)、互相認證和持續(xù)優(yōu)化，研制了一批具有國際影響力的國產(chǎn)整機系統(tǒng)、基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用軟件，在金融、電信、交通等國民經(jīng)濟關(guān)鍵領(lǐng)域基本實現(xiàn)自主可控，初步形成了基于海光CPU的完善的國產(chǎn)軟硬件生態(tài)鏈。此外，公司主動融入國內(nèi)外開源社區(qū)，積極向開源社區(qū)提供適用于海光CPU的適配和優(yōu)化方案，保證海光高端處理器在開源生態(tài)的兼容性。三、DCU產(chǎn)品潛力巨大，貢獻新的業(yè)績增長極3.1面向加速運算協(xié)處理器，GPGPU市場潛力巨大公司在并行運算協(xié)處理器領(lǐng)域有所積累，并將協(xié)處理器產(chǎn)品命名為DCU，該產(chǎn)品特點為計算單元數(shù)量較多，計算能力強大，在當前加速運算需求的驅(qū)動下，下游市場長期向好，疊加國產(chǎn)化替代的大環(huán)境，未來公司在加速運算領(lǐng)域成長空間較大。大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)、人工智能快速發(fā)展，驅(qū)動數(shù)據(jù)中心、智算中心快速建設(shè)。大數(shù)據(jù)方面，根據(jù)《數(shù)字中國發(fā)展報告（2021年）》，2017-2021年，全球數(shù)據(jù)產(chǎn)量從26.1ZB增長到66.7ZB，年復(fù)合增長率超過26.4%，未來隨著萬物互聯(lián)等新場景的拓展，全球數(shù)據(jù)產(chǎn)量仍將持續(xù)快速增長，2021年，中國數(shù)據(jù)產(chǎn)量達到6.6ZB，全球占比9.9%，位居世界第二，規(guī)模如此龐大且在持續(xù)增長的數(shù)據(jù)量驅(qū)動云計算中心、超級數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施的快速建設(shè)，根據(jù)Cisco數(shù)據(jù)，預(yù)計2021年全球超級數(shù)據(jù)中心達到628座，占數(shù)據(jù)中心總量的53%；人工智能方面，目前大火的ChatGPT引領(lǐng)人工智能新一輪熱潮，AIGC對人工智能算力的需求快速增長，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸撬阒行摹?，近年來，中國各地政府掀起了大型智算中心的建設(shè)熱潮，武漢、上海、大連、鄭州、西安、合肥等地均有布局，2023年1月，國家信息中心發(fā)布《智能計算中心創(chuàng)新發(fā)展指南》，智算中心建設(shè)熱潮逐步開啟。作為算力的最終提供者，加速芯片市場規(guī)模龐大。NVIDIA作為加速芯片領(lǐng)域的代表企業(yè)，其數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入在2015年僅為3.4億美元，2020年高速增長至為67.0億美元，年均復(fù)合增長率為81.52%，增速遠超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)收入的快速增長體現(xiàn)了下游數(shù)據(jù)中心市場對加速芯片的旺盛需求；聚焦國內(nèi)，隨著人工智能在智能工廠、無人駕駛、智慧城市等落地領(lǐng)域的不斷拓展，AI芯片的市場規(guī)模不斷增長，根據(jù)億歐智庫數(shù)據(jù)，預(yù)計2025年國內(nèi)人工智能芯片市場規(guī)模將達到1780億元，同時美國制裁又導致國內(nèi)無法拿到最先進的AI芯片，因此目前國內(nèi)人工智能芯片市場對國產(chǎn)CPU企業(yè)而言是一片藍海，潛力極大。加速芯片存在多條技術(shù)路線，GPGPU作為GPU的一條分支，在產(chǎn)品性能、通用性、成本等方面優(yōu)勢明顯，是加速運算的主流解決方案。加速芯片基于不同的設(shè)計思想存在多條技術(shù)路線，包括ASIC、FPGA、NPU、GPGPU等，ASIC是專用集成電路，偏向于定制化，量產(chǎn)成本低但前期開發(fā)成本較高，開發(fā)風險較大；FPGA的硬件可重構(gòu)，靈活性強，前期開發(fā)成本較ASIC低，但大規(guī)模量產(chǎn)成本高；NPU是一種專用的人工智能芯片，在特定的應(yīng)用領(lǐng)域具備優(yōu)秀的性能表現(xiàn)，產(chǎn)品通用性較差；GPGPU是GPU的一條分支，其在傳統(tǒng)的圖形處理GPU的基礎(chǔ)上增加了專用的向量、張量、矩陣運算指令，大幅提升了浮點運算的精度和性能，具備高效的并行性、高密集的運算以及超長流水線等計算特征，產(chǎn)品性能成熟，通用性高，成本優(yōu)勢明顯，是目前應(yīng)用最為廣泛的加速解決方案，根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2021上半年中國AI芯片市場中，GPGPU占比達到91.9%，是絕對主流的AI加速芯片。從下游應(yīng)用角度看，目前GPGPU在人工智能、大數(shù)據(jù)、商業(yè)計算等方面均有應(yīng)用。人工智能領(lǐng)域，一方面，使用GPGPU在云端運行模型訓練算法，可以顯著縮短海量訓練數(shù)據(jù)的訓練時長，減少能源消耗，從而降低人工智能的應(yīng)用成本，另一方面，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；此外，GPGPU已經(jīng)廣泛應(yīng)用于如天氣預(yù)報、工業(yè)設(shè)計、基因工程、藥物發(fā)現(xiàn)、金融工程等商業(yè)計算和大數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域。從發(fā)展趨勢角度分析，未來GPGPU的發(fā)展將主要集中在性能不斷提升以及CPU&GPGPU異構(gòu)計算兩方面。性能提升方面，通過提升工藝制程、增加運算核心數(shù)量、采用更高帶寬的片上存儲器、提高存儲器的帶寬和容量等技術(shù)，不斷提高芯片集成度，增強單芯片性能，同時高帶寬、低延時的片間互連總線結(jié)構(gòu)也是未來產(chǎn)品優(yōu)化的重點；CPU&GPGPU異構(gòu)運算方面，CPU擅長處理復(fù)雜的邏輯控制并進行運算管理，GPGPU擅長對各種大規(guī)模并行計算進行加速，CPU+GPGPU的異構(gòu)運算架構(gòu)可以讓系統(tǒng)具有更大靈活性，滿足復(fù)雜場景的不同需求，能夠較大幅度地提升單獨使用CPU或GPGPU的任務(wù)執(zhí)行效率，是GPGPU未來另一大發(fā)展方向。3.2公司DCU產(chǎn)品性能優(yōu)異，生態(tài)體系成熟豐富2018年公司切入DCU領(lǐng)域，2021年實現(xiàn)量產(chǎn)，DCU產(chǎn)品定價較CPU更高，長期看將成為公司業(yè)績提升的新引擎。公司在DCU領(lǐng)域堅持自主研發(fā)，成功掌握高端協(xié)處理器微結(jié)構(gòu)設(shè)計等核心技術(shù)，并以此為基礎(chǔ)推出了性能優(yōu)異的DCU產(chǎn)品。高端協(xié)處理器微結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，難度較高，公司在該領(lǐng)域積累較多，目前已掌握包括指令壓縮、新型網(wǎng)絡(luò)拓撲和專用矩陣運算指令等在內(nèi)的系列核心技術(shù)：1）指令壓縮技術(shù)可以把多條連續(xù)運算指令壓縮成少量特殊指令，從而顯著地降低取指訪存的帶寬需求，有效地降低取指訪存所消耗的功耗，提升處理器的能效比；2）新型網(wǎng)絡(luò)拓撲技術(shù)通過多個中心路由協(xié)同工作實現(xiàn)遠距離數(shù)據(jù)傳輸，通過多級路徑路由實現(xiàn)小范圍數(shù)據(jù)傳輸和分發(fā)，通過多個仲裁模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)方向規(guī)劃，通過預(yù)設(shè)特定數(shù)據(jù)傳輸模式實現(xiàn)長距離數(shù)據(jù)線復(fù)用，從而減少長距離連線數(shù)量；3）專用矩陣指令技術(shù)實現(xiàn)了單指令矩陣乘法運算，一方面簡化了矩陣運算操作和縮短程序長度，另一方面優(yōu)化了內(nèi)部流水線，減少了運算過程的中間結(jié)果寫回操作，大幅降低矩陣運算過程的功耗。公司DCU產(chǎn)品具備強大的計算能力和高速并行數(shù)據(jù)處理能力，產(chǎn)品性能基本能與國際同類型主流產(chǎn)品同臺競技。公司第一代DCU產(chǎn)品-深算一號已于2021年實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，其基于大規(guī)模并行計算微結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，不但具備強大的雙精度浮點計算能力，同時在單精度、半精度、整型計算方面表現(xiàn)同樣優(yōu)異，是一款計算性能強大、能效比較高的通用協(xié)處理器，且該產(chǎn)品集成片上高帶寬內(nèi)存芯片，可以在大規(guī)模數(shù)據(jù)計算過程中提供優(yōu)異的數(shù)據(jù)處理能力，高速并行數(shù)據(jù)處理能力強大；第二代DCU產(chǎn)品-深算二號處于研發(fā)階段，進展順利。選取公司深算一號產(chǎn)品和國際領(lǐng)先的GPU廠商NVIDIA公司的高端GPU產(chǎn)品（A100）及AMD公司高端GPU產(chǎn)品（MI100）進行對比，在典型應(yīng)用場景下，公司深算一號單顆芯片的指標基本達到國際上同類型高端產(chǎn)品的水平，對標NVIDIAA100產(chǎn)品，公司DCU單芯片產(chǎn)品基本能達到其70%的性能水平，同時，公司DCU產(chǎn)品的片間互聯(lián)性能還有較大的提升空間。公司DCU產(chǎn)品兼容“類CUDA”環(huán)境，具備良好的軟硬件生態(tài)。CUDA是一種由NVIDIA推出的通用并行計算架構(gòu)，包含了應(yīng)用于NVIDIAGPU的指令集以