中科曙光VS中国长城VS华为海思英特尔 AMD:国产CPU进展?

发布日期:2021-11-23 16:39   来源:未知   阅读:

  32099香港最快开奖现场原标题:中科曙光VS中国长城VS华为海思VS英特尔VS AMD:国产CPU进展?

  今天我们要研究的领域,是全球半导体行业的核心赛道——CPU。同时,在我们之前对操作系统的系列研究中(中国软件VS诚迈科技)曾经阐述过,这两大领域有着“共生”的关系,无论是商用市场还是信创市场,都需要结合起来研究。

  CPU(Central Processing Unit,中央处理器),是计算机进行信息处理、程序运行的核心执行单元,是计算机的“大脑”。

  上游——晶圆代工厂、封测厂、模组加工等,供应商包括台积电(毛利率:48%)、三星电子(毛利率:46%)、鸿海精密(毛利率:6%)等。对台积电、工业富联,我们之前都有过研究,详见科技版报告库。

  中游——CPU设计企业,全球龙头包括英特尔(IDM模式)、AMD,国产厂商包括中科曙光(海光)、中国长城(天津飞腾)、华为海思(鲲鹏)。

  下游——根据应用终端分类,包括PC、服务器、大型超级计算机三大领域。代表企业包括联想、戴尔、惠普、浪潮信息等。

  需注意的是,本报告中对于CPU的研究,其下游局限于PC、服务器及大型超级计算设备,不包括智能手机等移动设备。

  这是因为智能手机中的CPU的核心技术,需要适配手机基带芯片,且要求低功耗、轻量化,这和PC、服务器两大领域对CPU的要求差异较大,属于不同产业链。国产手机CPU厂商有紫光展讯(属于紫光股份)。

  2)INTEL和AMD,这两大CPU巨头,它们的竞争力差异究竟在哪里?核心指标看什么?

  中国长城——收入为108.44亿元,主要来自高新电子业务(41.12亿元,占比37.92%),该业务主要为军事通信、卫星与定位导航、海洋信息安全、军用自主安全等领域提供计算设备及系统集成服务;其次是电源业务(占比26.78%)和信息安全与整机解决方案(占比25.54%)。

  中国长城的CPU相关收入,主要来自于参股公司天津飞腾(中国长城持股31.5%,权益法计入长期股权投资),2019年天津飞腾营业收入为2.07亿元。

  中科曙光——收入为95.26亿元,主要来自高性能计算(主要是党政军的服务器,约75.04亿元,占比79%),其次是系统集成(占比11%)和存储产品(10%)。

  中科曙光CPU相关收入,主要来自于参股公司海光信息技术有限公司(持股36.44%,权益法计入长期股权投资),2019年海光收入3.9亿元。

  英特尔——收入为720亿美元,主营业务为CPU,主要来自PC客户端(371亿美元,占比51.53%)和数据中心(235亿美元,占比32.6%)两大业务,合计606亿美元。其他业务包括存储、FPGA、GPU、ASIC、物联网等,合计收入114亿元(占比15.83%)。

  拆开Intel的PC客户端业务,主要包括台式机(Desktop)和笔记本(Notebook),收入分别为118亿元和207亿元。可以看出,笔记本(Notebook)占比更多。

  AMD——收入为67亿美元,主营业务为CPU,主要来自计算与图形芯片(47亿元,占比70%),其次是嵌入式及其他业务(占比30%)。由于AMD未单列披露CPU和GPU收入比例,我们从2018年市场份额数据推算,其CPU相关收入约占总收入的41%(约27亿美元),而GPU收入约占总收入的28%。

  综上, 按照CPU收入体量排序:INTEL(600亿美元)AMD(27亿美元)中科曙光(3.9亿元)中国长城(2.07亿元)。在体量层面,英特尔和AMD占据绝对优势。

  中国长城——2020年前三季度,实现营业收入74.16亿元,同比增长4.43%,净利润-1.63亿元,同比下降171%。亏损的主要原因,是受卫生事件影响,部分订单延后且相关支出有所增加。

  注意,中国长城的联营公司,天津飞腾正在快速放量,2020年半年报收入为3.37亿元,已经超过去年全年收入,预计全年交付量增长650%至150万片。主要受国内信创市场需求驱动。并且,据媒体2020年8月份采访,飞腾的管理层透露,2020年全年营收目标为10亿。

  中科曙光——2020年前三季度,实现营业收入59.33亿元,同比下降12.15%,净利润3.24亿元,同比增长29.79%。收入下降的原因,为卫生事件影响,相关政企订单延后。

  INTEL——2020年前三季度,实现营业收入578亿美元,同比增长11.85%,净利润150亿美元,同比增长6.35%。2020年INTEL推迟了10nm芯片的推出,导致部分PC订单丢失;不过,数据中心业务(服务器)增长依旧强势。

  AMD——2020年前三季度,实现营业收入65.19亿美元,同比增长41.59%,净利润7.09亿美元,同比增长314.62%。注意,AMD的业绩增长创下历史记录,主要由于Ryzen(锐龙)、EPYC(霄龙)系列芯片畅销所致。

  再从季度增速情况看,中国长城受卫生事件影响导致的波动较大。INTEL、AMD增长趋势接近,主要受PC、服务器驱动,具有鲜明的半导体周期性。

  由于中国长城和中科曙光的主营业务并非CPU,因此和海外两大CPU龙头驱动力并不相同。由于所处赛道不同,导致回报差异的核心驱动因子也不同。

  首先,INTEL的ROE水平高于AMD,差异主要来自于净利率。从历史来看,INTEL净利率较为稳定,在15%-29%之间波动,而AMD利润水平波动较大,亏多赢少。

  一方面,是INTEL的毛利率水平显著高于AMD,INTEL作为行业龙头具有定价权。2006年以来,Intel的毛利率在55%-65%之间波动,而AMD的毛利率在25%-40%之间。

  不过注意,2017年以后,AMD的毛利率水平在不断提升,原因是锐龙、霄龙CPU的畅销,而同时期的INTEL,因为10nm制程一直未能突破量产,被AMD在市场占了先机。

  其次,周转率方面,AMD较高,主要原因是二者经营模式不同,INTEL为IDM的重资产模式,总资产周转率较低,而AMD为FABLESS的轻资产模式。

  ROE水平较为接近,在10%-15%之间波动。净利率方面,中国长城较高,主要原因是中国长城下游军工客户占比更高,利润率较高。周转率方面,由于军工行业回款速度较慢,中国长城的周转率低于中科曙光。

  从CPU的下游终端场景来看,主要为PC和服务器:根据IDC数据,2018年全球CPU市场空间约为488亿美元(约3416亿元人民币),同比增长13.6%。其中:

  PC CPU市场空间约322亿美元(2254亿元人民币),同比增长10.1%;服务器CPU市场空间166亿美元(约1162亿元人民币),同比增长21%。可以看出,服务器是CPU下游行业的主要增长点。

  行业增长公式:总需求增速%=(1+PC需求增速%)*(1+服务器需求增速%)-1

  PC包含台式机(Desktop)和笔记本(Notebook)两大部分。CPU是个人电脑的“大脑”,一般而言,CPU在PC中占成本比例约30%-40%。

  从PC渗透率的角度看,发达地区的PC渗透率普遍在79%左右,美国PC渗透率在90%-100%,并且,中、英、美、法、德PC渗透率均在下降。

  中国PC渗透率虽然仅有20%,但PC行业的逻辑发生了一定的改变:智能手机替代了部分PC需求。从趋势来看,PC渗透率增长可能性不大。

  根据Gartner数据,2020Q3全球PC的出货量达到7140万台,同比增长3.6%,主要由卫生事件造成的居家娱乐、工作和学习推动。预计2020年全年PC出货量超过2.9亿台,假设未来五年PC出货量维持不变,增速为0%。

  智研咨询数据,2019年全球服务器销售额为873亿美元,根据华为2019年发布的《鲲鹏产业白皮书》数据,到2023年,全球服务器市场空间1121.3亿美元,5年复合增速为3.7%,中国服务器市场空间339.7亿美元,5年复合增速为12.4%。

  服务器行业增长主要受全球数据量的增长(根本原因)及云计算渗透率(实现路径)提升所驱动。

  因此,对于服务器市场增速,我们参考华为鲲鹏产业白皮书预测,2020-2023年,全球市场复合增速为3.7%,国内市场复合增速约为12.4%。

  值得注意的是,在服务器市场中,有一个细分市场——超级计算机(简称:超算)。

  超算,是指具有超强计算和处理数据能力的服务器,配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。因其计算性能强大,其主要用领域为基础科学研究,如气象预测、核聚变、航空航天、生物科学等领域。

  根据2020年11月的全球超算TOP500榜单,排名龙头的为日本富岳,第二、三位分别为美国Summit和Sierra,我国的神威太湖之光(采用申威)和广州天河二号(采用Intel )分列四、六位。

  在超算排名TOP500榜单中,约有94%的超算芯片是:英特尔Xeon(至强)或Xeon Phi(至强融核)处理器。而国内超算中心使用的芯片,采用了中国自主研发的芯片。

  其中:神威太湖之光,用的是中国自主研发的申威26010众核处理器;广州天河二号,2017年底用国产的Matrix-2000协处理器(国防科大研发团队,现天津飞腾),替换了部分英特尔Xeon Phi处理器。

  考虑到超算是服务器市场的一部分,此处我们整体参考服务器市场的增速。因此,根据前述公式,我们可以算出:CPU下游需求的全球市场增速为3.7%,国内市场增速为12.4%。

  对于Intel、AMD公司而言,其未来收入驱动力是由PC、服务器两大终端需求驱动。那么,国产CPU是否适用这个增速逻辑呢?

  国产CPU公司,如想要与Intel、AMD在PC、服务器两大领域一争高下,其竞争力仍需要有大幅提升。原因是:

  1)生态壁垒:硬件CPU需要软件操作系统的配合,INTEL的X86架构和微软的Windows操作系统形成了稳固的Wintel联盟,难以打破;(对操作系统+CPU的生态壁垒,我们之前研究过,详见科技版报告库,此处不详述)

  2)性能差异:丛芯片制程来看,国内外存在显著差距。天津飞腾先进制程为16nm、天津海光为14nm,而华为鲲鹏虽然达到了7nm但面临制造方面的限制(当前中芯国际14nm产能依然不稳定),与当前国际上先进制程(5-10nm)差距明显。

  3)架构自主性差:X86架构、ARM架构面临不同程度的授权限制,而像MIPS、Alpha等自主可控架构无生态支持。

  因此,国产CPU的增长空间,主要在信创领域。需求主要来自机关、部队和重点行业领域的服务器和PC,基于安全的自主可控是推动国产CPU行业成长的主要力量。所以,我们分PC和服务器两个分支,按照量、价来预测:

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  【参考资料】【1】中信证券,许英博、陈俊云:服务器CPU芯片,Intel & AMD布局;【2】中信证券,许英博、陈俊云:英特尔LabsDay:公布五大前沿领域研究进展;【3】中信证券,许英博、陈俊云:“架构+工艺”,CPU业务拉动业绩持续增长;【4】光大证券,刘凯:华为事件背后的CPU之战,ARM VS Intel;【5】36氪:英特尔CEO Bob Swan的32个月;【6】信达证券,鲁立:中科曙光专题报告;【7】开源证券,陈宝健:中国长城,国产CPU巨头,充分受益国产化浪潮;10-26泉州松景园林引进大批黑松预计将有上百棵进驻园区