中国CPU行业市场规模及行业实现国产替代三大因素分析

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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。

政府对该领域的支持力度逐步加大,政策日趋完善,为产业后续实现跨越式发展创造了良好的外部环境。

尤其是未来中美在科技领域竞争加剧的大背景下,国内对国产CPU的支持力度还会保持在高强度。

(1)对CPU相关的元硬件研发引导、资金支持以及财税优惠政策有所倾斜;(2)支持企业通过兼并重组、国际合作等方式做大做强,提高国产化替代能力;(3)加强应用端扶持,推动国产化采购工作,将基于国产芯片的整机产品列入政府采购清单,鼓励软件、周边设备对国产CPU进行优化和适配;(4)加强人才培养,2019年10月工信部发布消息称,将与教育部合作加强集成电路人才队伍建设,将集成电路设置为一级学科。

国内仍将长期是全球最大的CPU消费市场。

从主要下游行业来看:首先,智能手机将面临着大量的换机需求,针对5G场景和应用的CPU处理器也将得到较快推广。

目前,国内5G手机已经进入预热状态,市场普遍预计到2020年年底,国内5G手机有望进入实质性增长阶段。

据数据显示,2019年10月份,国内市场5G手机销量达到78.7万部。

其次,PC虽然未来相对疲软,但用户基数非常庞大;服务器芯片市场将继续在云计算、企业数字化转型中受益,尤其是在国内市场上,云计算市场规模增速未来几年将持续保持在30%以上。

最后,工业控制领域的嵌入式CPU需求广阔,我国作为制造业大国,目前正在向制造强国转型,智能化改造是重要方向,CPU作为智能化的核心部件,将广泛应用于工控系统当中。

根据数据,近年来我国集成电路自给率不断提升,2018年为13%,预计2020年有望提升至15%,但仍然处于较低水平,国产替代的空间非常大。

二、三大条件助力芯片产业实现国产替代
1.芯片工艺技术临近极限,为后发者赶超提供可能
集成电路技术的选步主要体现在两方面:硅晶片直径的变大和髙体管制程的变小。

随着过去上百年集成电路产业的发展,硅晶片的直径已经有4寸扩大到12寸,而晶体管工艺规格已经从最初的5微米缩小到5纳米,缩小了将近1000倍。

在业界,7nm的工艺技术几乎是商业化生产的极限,因为当芯片工艺规格小于7nm 时候,就会出现量子隧穿效应,导致制造成本急剧提升,同时光刻机的产能瓶颈也使得7nm低制程的芯片量产变得非常困难。

事实上,近年来芯片工艺制程的缩小所需要的周期越来越长,摩尔定律正在逐渐失效。

当芯片制程进入到28nm以内,新一代制程芯片的研发周期变得非常长,而长周期客观上可能给大陆半导体产业的持续追赶带来机遇。

2.大陆承接C产业转移,核心环节自主化能力加强
从上个世纪60年代,美国首次发明晶体管以来,IC产业出现过2次产业转移的浪潮。

首先,美国德州仪器(TI)公司发明第一块集成电路板,计算机IC产业开始蓬勃发展。

80年代,日本通过“引进+自主”的模式,设立超大规模集成电路(ⅥSL)项目,实现第一次IC产业转移。

90年代初,韩囯受益于封装、制造环节的转移浪潮,发展全产业链模式;90年代末,以台积电为代表的企业开启超级代工的工研院模式,实现第二次IC产业转移。

进入21世紀后,中国作为芯片制造的后起之秀开始加速跟进和追赶,中芯国际、华虹宏力、武汉新芯等厂商加大投产力度,第三次IC产业转移浪潮正在中国大陆如火如荼的进
根据数据显示,自2015年起,中国半导体产业掀起发展新高潮,在建、新建晶圆厂项目投资额近万亿元,其中大量的資金将投向设备购买。

过去两年全球共兴建十七座12寸晶圆厂,有10座设在中国大陆,其中8座已经开始量产,同期间日本与韩国仅各增加一座产线。

3.大基金彰显国家意志,国产芯片生态逐步形成
2014年6月,国务院发布集成电路产业发展新的纲领性文件《国家集成电路产业发展推进纲要》,吹响了芯片产业追赶国际先进水平的号角。

2014年9月,国家集成电路产业基金正式成立。

目前,国家集成电路产业投资基金一期已经投資完毕,二期已经开始资金募集。

2018年从投资领域来看,国家集成电路产业基金在芯片制造、设计和封测领域分别投资了311亿、163亿和70亿,占总投资的54%、29%和12%。

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