2020高性能处理器行业趋势及存在的问题

CPU关键技术未来演进路线后摩尔定律时代，单靠制程工艺的提升带来的性能受益已经十分有限，Dennard Scaling规律约束，芯片功耗急剧上升，晶体管成本不降反升；单核的性能已经趋近极限，多核架构的性能提升亦在放缓。

AIoT时代来临，下游算力需求呈现多样化及碎片化，通用处理器难以应对。

1）从通用到专用：面向不同的场景特点定制芯片，XPU、FPGA、DSA、ASIC应运而生。

2）从底层到顶层：软件、算法、硬件架构。

架构的优化能够极大程度提升处理器性能，例如AMD Zen3将分离的两块16MB L3 Cache 合并成一块32MB L3 Cache，再叠加改进的分支预测、更宽的浮点unit 等，便使其单核心性能较Zen2提升19%。

3）异构与集成：苹果M1 Ultra芯片的推出带来启迪，利用逐步成熟的3D封装、片间互联等技术，使多芯片有效集成，似乎是延续摩尔定律的最佳实现路径。

主流芯片厂商已开始全面布局：Intel已拥有CPU、FPGA、IPU产品线，正加大投入GPU产品线，推出最新的Falcon Shores架构，打磨异构封装技术；NvDIA则接连发布多芯片模组（MCM，Multi-Chip Module）Grace系列产品，预计即将投入量产；AMD则于近日完成对塞灵思的收购，预计未来走向CPU+FPGA的异构整合。

此外，英特尔、AMD、Arm、高通、台积电、三星、日月光、Google 云、Meta、微软等十大行业主要参与者联合成立了Chiplet标准联盟，正式推出通用Chiplet的高速互联标准“Universal ChipletInterconnectExpress”(通用小芯片互连，简称“UCIe”)。

在UCIe的框架下，互联接口标准得到统一。

各类不同工艺、不同功能的Chiplet芯片，有望通过2D、2.5D、3D等各种封装方式整合在一起，多种形态的处理引擎共同组成超大规模的复杂芯片系统，具有高带宽、低延迟、经济节能的优点。

中国CPU行业市场规模及行业实现国产替代三大因素分析一、CPU市场规模我国CPU市场规模和潜力非常大，庞大的整机制造能力意味着巨量的CPU采购。

据数据统计，2018年国内智能手机产量高达13.69亿台，计算机整机产量也达到3.2亿台。

虽然近些年，计算机整机和智能手机产量增长都出现瓶颈，由于这两类产品体量庞大，CPU的需求量大且单品价值非常高，市场规模依然非常可观。

服务器CPU伴随着整机出货的快速成长，需求量增长也较为迅速。

数据显示，2018年国内服务器出货量达到330.4万台，同比增长26%，其中互联网、电信、金融和服务业等行业的出货量增速也均超过20%。

另外，国内在物联网、车联网、人工智能等新兴计算领域，对CPU也存在海量的需求。

美国企业（英特尔、AMD、高通等）是我国CPU产品的主要供应商，其中直接从美国本土进口的CPU芯片体量也比较大。

2019年前7个月，我国累计从美国进口处理器64.87亿元，占到我国从美国芯片进口额的84%，占比非常之高。

对美国处理器的过度依赖，成为我国信息产业发展的一大软肋，在当前贸易战持续的大背景下，影响已经十分明显。

采用国外的CPU产品，国内用户对其内部逻辑、软件代码缺乏控制，存在逻辑炸弹、软件后门等安全性问题。

同时，在一些关键基础设施、武器装备等领域，由于使用周期非常长，相当长时间内可能都不需要对信息系统（包括CPU等元器件）进行升级换代，这和消费级产品存在着根本性的差异，其对供应链安全的要求远远大于性能要求。

如果采用国外的CPU产品，一般会按照摩尔定律快速演进，国内相关基础设施、武器系统所采用的工艺或技术相对落后的元器件，就非常可能遭遇生产线关闭的情况，对于一些系统级装备，都需要进行重新设计，增加不必要的成本。

相反，如果是采用国内供应商，涉及到武器和关键基础设施的零部件，企业会保留相关产能和售后服务团队。

另外，CPU作为基础性、先导性的产品，是信息产业重要的发展方向，需要大量的创新要素包括人力、财力、产业政策等方面的投入，大量采购进口芯片，抑制了国产CPU产品的生态培育和成长。

中国计算机（电脑）市场现状、产业链上下游及发展趋势分析一、计算机（电脑）行业发展历程计算机的全称是电子计算机，俗称电脑，是一种能够按照事先储存的程序自动高速的进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备，由硬件和软件所组成。

总的来说，中国计算机行业经历了从初创期到现在的持续发展，产业规模不断扩大，企业数量不断增加，技术不断创新，创造了许多令人瞩目的成果，未来也将有更为广阔的发展前景。

纵观中国计算机行业的发展历程，可以分为以下几个阶段：中国计算机行业发展历程资料来源：产业研究院整理二、计算机（电脑）行业产业链1、产业链示意图计算机行业主要包括硬件、软件两大类。

计算机硬件的上游为半导体行业中的基础材料，由基础元器件和核心工艺构成，硬件中间产品主要有CPU、内存、硬盘、GPU、各种ASIC、NP、FPGA等芯片类半成品；通过设计、制造、组装、加工等一系列工作装配成计算机硬件产品，通过相关软件，驱动使其成为实现某种特定功能的产品。

计算机行业下游主要面向个人消费者、各大企业、各大教育机构等。

计算机行业产业链示意图资料来源：产业研究院整理2、上游在计算机系统中，软件是计算机系统运作的重要组成部分。

在政策引导下，我国软件产业近年来呈现出快速发展的态势,具有较强的活力和潜力。

根据工信部统计数据显示，2022年，我国软件和信息技术服务业规模以上企业超3.5万家，软件和信息技术服务收入为10.81万亿元，迈上十万亿元台阶，盈利能力保持稳定。

2014-2022年中国软件行业收入及增长情况资料来源：工信部，产业研究院整理相关报告：产业研究院发布的《2023-2028年中国计算机行业发展前景预测及投资战略咨询报告》三、计算机（电脑）行业发展现状1、经营情况随着工业革命的发展,计算机已是现今非常先进的信息化技术,其在社会的各个领域中均有应用,极大程度地推动了社会的发展。

根据国家统计局数据，2022年我国计算机制造行业规模以上企业数量达到2849家，较2021年增加192家；行业总产值为29119.4亿元，同比增长6.93%；资产总计19375.2亿元，同比增长10.36%；销售收入为28259.2亿元，同比增长6.71%；利润总额为748.9亿元，同比下降5.27%。

Q3半导体配置仓位新高，进口替代趋势不变2020年三季度机构持仓分析►股票仓位维持高点，制造业整体超配从各类资产仓位来看，公募基金股票仓位环比些微下降，但整体维持高点，股票资产占资产总值的比例由2020年Q2的77.7%上升至2020年Q3的75.44%，环比下降2.16个pct。

整个三季度来看，由于欧美等海外地区第二、第三波疫情复发，加上美国总统大选将至，风险偏好有所下降，上证综指由三季度初的3025点上涨至三季度末的3218点，上涨193点，相较于二季度的涨幅有所收窄。

根据公募基金公布的中报数据显示，以证监会行业划分来看，公募基金股票仓位持仓中制造业的市值最高，占股票投资总市值的62.64%。

从超配情况来看，公募基金股票持仓在制造业中超配的比例最高，制造业股票市场标准行业配置比例为52.12%，公募基金超配10.52个百分点。

►基金重仓行业偏好轮动，电子重仓股市值维持第三2020年三季度公募基金重仓持股市值排名来看，前5大重仓行业分别为食品饮料、医药生物、电子、电气设备、非银金融，行业重仓配置占比分别为16.93%、14.31%、13.33%、8.02%、6.67%。

在公募基金重仓持股市值前40的个股中，医药生物有7家，食品饮料行业有6家，电子有6家，电气设备有5家，非银金融有3家，家用电器2家，银行2家，房地产2家，传媒2家，交通运输1家、化工1家，机械设备1家，休闲服务1家，有色金属1家。

贵州茅台是重仓持股总市值最高的个股，重仓持股总市值最高的电子股是立讯精密、海康威视、歌尔股份、三安光电、兆易创新和紫光国微，重仓持股总市值分别为604.41亿元、183.69亿元、165.36亿元、151.19亿元、149.80亿元、130.40亿元。

►半导体行业逆势增长，集成电路在基金重仓配置电子行业中的占比持续提升从申万电子二级分类角度来看，半导体重仓持股市值环比增加，创下12个季度以来历史新高，半导体行业重仓持股的行业配置比例也由2020年二季度的3.53%提升至2020年三季度的3.98%。

从华为中兴事件看我国芯片产业安全发展的问题与建议作者：张猛尹其其来源：《网络空间安全》2020年第11期摘要：近年来，美国出台一系列政策打压我国华为、中兴等公司，妄图通过“断供”方式遏制我国核心技术产业发展，特别是自2020年以来，美国在芯片产业上对我国企业限制不断加码。

文章通过分析我国芯片产业在理论技术、创新模式、产业生态发展等方面存在的问题，从政策设计、产业规划、创新模式和人才培养等方面，对产业安全保障提出针对性建议。

关键词：核心技术;芯片;产业安全中图分类号： TN40/F426.63 文献标识码：BAbstract： In recent years， the United States has successively issued a series of policies to suppress Huawei and ZTE and other companies in China， in an attempt to curb the development of the core technology industry through "cut off supply".Especially since this year， the United States has continuously increased its restrictions on Chinese enterprises in the chip industry. This paper analyzes the existing problems in theoretical technology， innovation mode and industrial ecological development of China's chip industry， and puts forward targeted suggestions for industrial security from policy design， industrial planning， innovation mode and personnel training.Key words： core technology;chip; industrial security1 引言近年來，美国接连出台政策打压我国华为、中兴等公司，通过掐断我核心技术产业供应链的方式遏制相关产业发展。

中国5G手机芯片发展历史、行业竞争格局及行业发展趋势分析一、5G手机芯片发展历史：由捆绑式向集成式发展随着智能手机的不断普及，4G市场饱和趋势已经显现，5G商用的落地将带动5G手机发展，为手机产业带来新的活力。

5G手机将进一步带动产业链上下游发展，上游的元器件制造商、中游的通信设备商和下游的终端厂商都将获益，预计2025年5G相关产品和服务市场规模将达到1.15万亿元。

手机的产业链覆盖了显示屏、芯片、电池、PCB、摄像头、外壳等。

相关报告《2019-2025年中国手机指纹芯片行业市场运行态势及投资方向研究报告》芯片开发周期长，通常需要一年到几年不等，为了在5G芯片市场获得竞争优势，部分产商早已提前布局，积极投入5G芯片研发中。

目前，全球有能力研发和制造手机基带芯片的厂商只有五家，分别是：华为、高通、三星、联发科和紫光展锐。

英特尔已宣布退出。

这些芯片厂商中，华为和高通实力最强。

与3G、4G手机采用集成式芯片不同，目前5G手机大多采用“捆绑式”5G芯片。

主要原因为采用“捆绑式”5G芯片，厂商可以快速实现5G网络通讯“捆绑式”5G芯片会额外增加手机功耗，集成式5G芯片为未来发展趋势，预计2020年3月集成式芯片将规模商用2019年，中国5G手机出货量迎来爆发期。

11月5G手机出货量507.4万台，占智能手机总出货量的14.6%手机射频天线(一)：射频前端市场规模按照不同网络制式拆分来看，5G射频前端全球市场规模将会从2018年的0增长至2022年的55亿美元，而LTEAdvanced射频前端市场规模将会从2018年的25亿美元增长至2022年的70亿美元，2G/3G/4G的射频前端市场规模将会从2018年的110亿美元下降至2022年的85亿美元。

手机射频天线(二)：射频前端行业A股从国际竞争力来讲，国内的射频设计水平还处在中低端，但国内射频芯片产业链已经基本成熟，已经形成从设计到晶圆代工再到封测的完整产业链。

半导体行业发展现状及未来趋势分析摘要：本文将重点分析半导体行业的发展现状和未来趋势。

半导体行业作为现代信息技术的核心，已经取得了卓越的成就，并且在不断发展。

我们将首先介绍半导体行业的背景和相关概念，然后分析目前的发展现状，包括市场规模、主要公司和技术创新。

接着，我们将探讨未来的趋势，包括技术进步、市场发展和应用领域的扩大等方面。

最后，我们将总结半导体行业的发展前景，评估其潜在风险和机遇。

1. 引言半导体是一种具有半导电性的材料，广泛应用于电子设备和信息技术领域。

半导体行业作为现代经济的重要支柱之一，对于推动科技进步和经济发展起着至关重要的作用。

2. 发展现状2.1 市场规模半导体行业的市场规模持续增长。

根据统计数据，全球半导体市场规模从2015年的5000亿美元增长至2020年的6000亿美元。

亚太地区成为半导体市场的最大消费地区，占据了全球市场份额的45%左右。

2.2 主要公司全球半导体行业的竞争非常激烈，几家大型企业在市场上占据主导地位。

其中，英特尔、三星电子、台积电和SK海力士等公司在技术实力和市场份额方面领先。

2.3 技术创新在技术创新方面，半导体行业不断取得突破。

随着摩尔定律的逐渐接近极限，新一代的半导体技术开始进入市场。

包括三维集成电路（3D IC）、量子计算和碳纳米管等技术成为研究的热点。

这些技术的应用将进一步提升半导体芯片的性能和功能。

3. 未来趋势3.1 技术进步半导体技术将继续进步，主要体现在芯片的性能提升和功耗的降低。

新一代材料的研发，如石墨烯和二维半导体材料，将成为未来的发展方向。

此外，人工智能的快速发展也将推动半导体行业的进步，例如量子处理器和神经网络芯片等。

3.2 市场发展半导体行业的市场将继续扩大。

随着物联网、人工智能和5G技术的普及，对于芯片的需求将进一步增加。

未来汽车、工业控制、智能家居和医疗设备等领域将成为半导体行业的新增长点。

3.3 应用领域的扩大半导体的应用领域也将不断扩大。

中国半导体行业现状及趋势半导体芯片是科技创新的硬件基础，站在5G+AI这新一轮全球科技创新周期的起点，半导体芯片将是科技创新发展确定的方向之一，全球的半导体指数表现优异。

一、半导体芯片现状2019年12月份全球半导体销售额为361.0亿美金，同比下滑5.5%，同比增速大幅改善。

分地区来看，中国的销售额恢复较快，2019年12月份销售额同比已经实现0.8%的正增长，亚太（除中国、日本外）、欧洲、日本和美洲均有所下降，分别降低了7.5%、7.8%、8.4%和10.5%，较前几个月的同比数据来看正处于改善过程中。

半导体设备与材料则从上游源头反射行业景气度的变化趋势。

北美半导体设备制造商月度出货数据自2018年11月起同比增速为负，2019年10月份出货同比增速首度转正为3.9%，2020年1月份出货额同比增长23.6%；日本半导体设备制造商月度出货数据自2019年2月开始双位数下滑，2020年1月同比增速达到3.1%，行业先行指标快速恢复增长预示行业未来景气度高。

当前台积电最先进的工艺为7nm制程，主要用于生产手机处理器、基带芯片、高性能运算等对性能及功耗要求均非常高的产品，客户主要包括华为、苹果、高通、AMD和MTK。

由于苹果iPhone11系列销售情况优于预期，A13应用处理器委由台积电以7纳米制程量产，而苹果早就预订了台积电大部分7纳米产能，目前仍然维持计划投片，导致华为海思、赛灵思（Xilinx）、超微（AMD）、联发科等大厂都拿不到足够的7纳米产能，目前交期已经超过100天，2019Q4的营收占比达到35%，预期2020Q1高端制程的产能仍然紧张。

5G手机芯片、人工智能（AI）、高效能运算（HPC）处理器、网络处理器、IOT芯片等在内的需求强劲，将拉动半导体行业快速复苏。

2019年全球半导体营收超过4100亿美元，其中中国地区销售额占比为35%，是占比最高的国家和地区。

根据海关数据，2019年中国集成电路进口额为3050亿美元。

（发展战略）中央处理器的发展中央处理器的发展CPU的英文全称是CentralProcessingUnit，意思是中央处理单元，我们通常也称之为中央处理器。

CPU是电脑中最重要的核心组件。

通常，壹块CPU均要包含运算/逻辑单元、控制单元和寄存器这三部分，这些单元均被集成于壹块面积不大的硅晶片中。

要了解CPU，首先要了解壹些CPU方面的术语，拿这颗Intel新推出的P42.8E（图1）来见，它的壹些参数已经于金属外壳上刻有了，2.80GHz/1M/800分别代表CPU的主频、二级缓存和前端总线频率。

主频就是这颗CPU的工作频率，壹般来说主频越高CPU的速度越快，性能也就越强，主频、倍频和外频之间有壹个换算关系：主频＝外频×倍频。

这颗CPU的外频是200MHz，于是我们能够推算出它的倍频应该是14。

缓存是很重要的壹个指标，Intel 通常按照二级缓存的多少来划分Pentium和Celeron，通常俩者之间有壹倍的差距。

前端总线（FSB）于IntelP4系列CPU 中和外频之间也有个换算关系：前端总线频率（FSB）＝外频×4，所以通过这里给出的800MHz，我们能够推算出外频为200MHz。

目前，市面上的CPU主要是Intel和AMD俩家XX公司的，下面我们从这俩个XX公司的发展旅程来见见CPU的发展。

CPU双雄：Intel&AMD壹、早期的CPU早期我们接触的电脑，大部分使用的是Intel的处理器，386、486其实说的就是CPU的型号。

例如486是指CPU为Intel80486（图2）处理器的电脑，Intel的处理器价格昂贵，且不是每个人均能够买得起的，当时壹台普通的486电脑售价接近10000RMB。

这个时候的AMDXX公司壹直均于努力仿照Intel的CPU，推出壹系列和之兼容的处理器，而且采取和Intel 同样的命名方式，也取名叫386、486。

二、Pentium和K5出现1993年3月，Intel发布了继80486之后的又壹款CPU，且正式取名为Pentium（奔腾），俗称“586”。