2018年中國CPU行業(yè)市場規(guī)模及行業(yè)實現(xiàn)國產(chǎn)替代三大因素分析[圖]

    一、CPU市場規(guī)模

    我國CPU市場規(guī)模和潛力非常大，龐大的整機制造能力意味著巨量的CPU采購。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2018年國內(nèi)智能手機產(chǎn)量高達13.69億臺，計算機整機產(chǎn)量也達到3.2億臺。雖然近些年，計算機整機和智能手機產(chǎn)量增長都出現(xiàn)瓶頸，由于這兩類產(chǎn)品體量龐大，CPU的需求量大且單品價值非常高，市場規(guī)模依然非?？捎^。

2016-2018年我國智能手機產(chǎn)量及增速

數(shù)據(jù)來源：公共資料整理

    相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國CPU行業(yè)市場運營態(tài)勢及發(fā)展前景預(yù)測報告》

2014-2018年我國電子計算機整機產(chǎn)量及增速

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    服務(wù)器CPU伴隨著整機出貨的快速成長，需求量增長也較為迅速。數(shù)據(jù)顯示，2018年國內(nèi)服務(wù)器出貨量達到330.4萬臺，同比增長26%，其中互聯(lián)網(wǎng)、電信、金融和服務(wù)業(yè)等行業(yè)的出貨量增速也均超過20%。另外，國內(nèi)在物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興計算領(lǐng)域，對CPU也存在海量的需求。

2019年1-7月我國集成電路進口額結(jié)構(gòu)

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2019年1-7月我國處理器進口額來源地排序

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    美國企業(yè)（英特爾、AMD、高通等）是我國CPU產(chǎn)品的主要供應(yīng)商，其中直接從美國本土進口的CPU芯片體量也比較大。2019年前7個月，我國累計從美國進口處理器64.87億元，占到我國從美國芯片進口額的84%，占比非常之高。對美國處理器的過度依賴，成為我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大軟肋，在當(dāng)前貿(mào)易戰(zhàn)持續(xù)的大背景下，影響已經(jīng)十分明顯。

2019年1-7月我國從美國的芯片進口額結(jié)構(gòu)

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    采用國外的CPU產(chǎn)品，國內(nèi)用戶對其內(nèi)部邏輯、軟件代碼缺乏控制，存在邏輯炸彈、軟件后門等安全性問題。同時，在一些關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、武器裝備等領(lǐng)域，由于使用周期非常長，相當(dāng)長時間內(nèi)可能都不需要對信息系統(tǒng)（包括CPU等元器件）進行升級換代，這和消費級產(chǎn)品存在著根本性的差異，其對供應(yīng)鏈安全的要求遠遠大于性能要求。如果采用國外的CPU產(chǎn)品，一般會按照摩爾定律快速演進，國內(nèi)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施、武器系統(tǒng)所采用的工藝或技術(shù)相對落后的元器件，就非常可能遭遇生產(chǎn)線關(guān)閉的情況，對于一些系統(tǒng)級裝備，都需要進行重新設(shè)計，增加不必要的成本。相反，如果是采用國內(nèi)供應(yīng)商，涉及到武器和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的零部件，企業(yè)會保留相關(guān)產(chǎn)能和售后服務(wù)團隊。另外，CPU作為基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性的產(chǎn)品，是信息產(chǎn)業(yè)重要的發(fā)展方向，需要大量的創(chuàng)新要素包括人力、財力、產(chǎn)業(yè)政策等方面的投入，大量采購進口芯片，抑制了國產(chǎn)CPU產(chǎn)品的生態(tài)培育和成長。

    政府對該領(lǐng)域的支持力度逐步加大，政策日趨完善，為產(chǎn)業(yè)后續(xù)實現(xiàn)跨越式發(fā)展創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。尤其是未來中美在科技領(lǐng)域競爭加劇的大背景下，國內(nèi)對國產(chǎn)CPU的支持力度還會保持在高強度。（1）對CPU相關(guān)的元硬件研發(fā)引導(dǎo)、資金支持以及財稅優(yōu)惠政策有所傾斜；（2）支持企業(yè)通過兼并重組、國際合作等方式做大做強，提高國產(chǎn)化替代能力；（3）加強應(yīng)用端扶持，推動國產(chǎn)化采購工作，將基于國產(chǎn)芯片的整機產(chǎn)品列入政府采購清單，鼓勵軟件、周邊設(shè)備對國產(chǎn)CPU進行優(yōu)化和適配；（4）加強人才培養(yǎng)，2019年10月工信部發(fā)布消息稱，將與教育部合作加強集成電路人才隊伍建設(shè)，將集成電路設(shè)置為一級學(xué)科。

近年來我國CPU相關(guān)政策

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    國內(nèi)仍將長期是全球最大的CPU消費市場。從主要下游行業(yè)來看：首先，智能手機將面臨著大量的換機需求，針對5G場景和應(yīng)用的CPU處理器也將得到較快推廣。目前，國內(nèi)5G手機已經(jīng)進入預(yù)熱狀態(tài)，市場普遍預(yù)計到2020年年底，國內(nèi)5G手機有望進入實質(zhì)性增長階段。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2019年10月份，國內(nèi)市場5G手機銷量達到78.7萬部。其次，PC雖然未來相對疲軟，但用戶基數(shù)非常龐大；服務(wù)器芯片市場將繼續(xù)在云計算、企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中受益，尤其是在國內(nèi)市場上，云計算市場規(guī)模增速未來幾年將持續(xù)保持在30%以上。最后，工業(yè)控制領(lǐng)域的嵌入式CPU需求廣闊，我國作為制造業(yè)大國，目前正在向制造強國轉(zhuǎn)型，智能化改造是重要方向，CPU作為智能化的核心部件，將廣泛應(yīng)用于工控系統(tǒng)當(dāng)中。

    根據(jù)數(shù)據(jù)，近年來我國集成電路自給率不斷提升，2018年為13%，預(yù)計2020年有望提升至15%，但仍然處于較低水平，國產(chǎn)替代的空間非常大。

近十年我國集成電路自給率水平不斷提升

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    二、三大條件助力芯片產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)國產(chǎn)替代

    1.芯片工藝技術(shù)臨近極限，為后發(fā)者趕超提供可能

    集成電路技術(shù)的選步主要體現(xiàn)在兩方面：硅晶片直徑的變大和髙體管制程的變小。隨著過去上百年集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，硅晶片的直徑已經(jīng)有4寸擴大到12寸，而晶體管工藝規(guī)格已經(jīng)從最初的5微米縮小到5納米，縮小了將近1000倍。在業(yè)界，7nm的工藝技術(shù)幾乎是商業(yè)化生產(chǎn)的極限，因為當(dāng)芯片工藝規(guī)格小于7nm時候，就會出現(xiàn)量子隧穿效應(yīng)，導(dǎo)致制造成本急劇提升，同時光刻機的產(chǎn)能瓶頸也使得7nm低制程的芯片量產(chǎn)變得非常困難。

    事實上，近年來芯片工藝制程的縮小所需要的周期越來越長，摩爾定律正在逐漸失效。當(dāng)芯片制程進入到28nm以內(nèi)，新一代制程芯片的研發(fā)周期變得非常長，而長周期客觀上可能給大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的持續(xù)追趕帶來機遇。

    2.大陸承接C產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，核心環(huán)節(jié)自主化能力加強

    從上個世紀60年代，美國首次發(fā)明晶體管以來，IC產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)過2次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的浪潮。首先，美國德州儀器(TI)公司發(fā)明第一塊集成電路板，計算機IC產(chǎn)業(yè)開始蓬勃發(fā)展。80年代，日本通過“引進+自主”的模式，設(shè)立超大規(guī)模集成電路(ⅥSL)項目，實現(xiàn)第一次IC產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。90年代初，韓囯受益于封裝、制造環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)移浪潮，發(fā)展全產(chǎn)業(yè)鏈模式；90年代末，以臺積電為代表的企業(yè)開啟超級代工的工研院模式，實現(xiàn)第二次IC產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。

    進入21世紀后，中國作為芯片制造的后起之秀開始加速跟進和追趕，中芯國際、華虹宏力、武漢新芯等廠商加大投產(chǎn)力度，第三次IC產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移浪潮正在中國大陸如火如荼的進

技術(shù)進步與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移

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    根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，自2015年起，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)掀起發(fā)展新高潮，在建、新建晶圓廠項目投資額近萬億元，其中大量的資金將投向設(shè)備購買。過去兩年全球共興建十七座12寸晶圓廠，有10座設(shè)在中國大陸，其中8座已經(jīng)開始量產(chǎn)，同期間日本與韓國僅各增加一座產(chǎn)線。

    3.大基金彰顯國家意志，國產(chǎn)芯片生態(tài)逐步形成

    2014年6月，國務(wù)院發(fā)布集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的綱領(lǐng)性文件《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》，吹響了芯片產(chǎn)業(yè)追趕國際先進水平的號角。2014年9月，國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金正式成立。目前，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金一期已經(jīng)投資完畢，二期已經(jīng)開始資金募集。2018年從投資領(lǐng)域來看，國家集成電路產(chǎn)業(yè)基金在芯片制造、設(shè)計和封測領(lǐng)域分別投資了311億、163億和70億，占總投資的54%、29%和12%。

國家集成電路基金投資領(lǐng)域金額占比

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國家集成電路基金投資領(lǐng)域公司數(shù)量占比

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