國產CPU廠商領軍者，海光資訊：生態優勢顯著，效能比肩國際主流

（報告出品方/分析師：太平洋證券 曹佩 程漫漫 ）

1。 國產高階處理器領軍者，業績進入爆發期

1.1 高階處理器提供商，產品矩陣不斷豐富

成立8年以來專注先進微處理器事業。

海光資訊是一家從事高階處理器、加速器等計算晶片產品和系統的研究、開發的公司，進入市場主流的x86指令集，具有成熟豐富的應用生態環境。回顧海光成立與發展歷史，2014年10月，天津海泰科技投資管理有限公司出資3。075億元設立海光有限。

2016年，公司與AMD合資成立海光整合、海光微電子兩家子公司，並簽署《技術許可協議》，獲得高階處理器的技術授權及相關技術支援。

2020年變更為股份有限公司，變更完成後中科曙光成為公司第一大股東。

2022年8月公司於科創板上市。

當前公司產品矩陣趨於完善。

海光資訊主營業務是研發、設計和銷售應用於伺服器、工作站等計算、儲存裝置中的高階處理器，公司主要產品包括海光通用處理器CPU和海光協處理器DCU。

經過多年研發，公司形成了7000系列、5000系列、3000系列的高、中、低端CPU晶片，以及8000系列的DCU晶片。

公司建立了完善的高階處理器研發環境和流程，產品不斷更迭，截至2021年末，CPU系列產品海光一號、海光二號實現商業化應用，海光三號完成實驗室驗證，海光四號處於研發階段；DCU系列產品深算一號實現商業化應用，深算二號處於研發階段。

在其主要產品CPU、DCU晶片研發生產流程中，海光主要從事設計工作。

CPU、DCU晶片的研發、生產流程包括設計、流片和封測三大環節，晶片設計是決定晶片功能、效能最為關鍵的研發環節。

海光采用Fabless模式經營，專注於晶片的研發、設計和銷售，其產品設計過程大致可以分為架構設計、電路設計、微碼系統設計、安全模組設計、模擬模擬、產品設計、流片工藝最佳化、基板及封測工藝開發、矽後驗證等環節。

公司供應商包括IP授權廠商、EDA工具廠商、晶圓製造廠等。

1.2 股東與管理層背景為公司發展提供重要助力

股東背景是公司進行先進微處理器研發的重要優勢。

2020年進行股份制改革後，中科曙光成為公司第一大股東，持股比例32。1%，中科曙光主要從事高階計算機、儲存、安全、資料中心產品的研發及製造，大力發展雲計算、大資料、人工智慧等先進計算業務，其主營業務是海光的下游應用領域，將有助於與海光在業務與技術等領域形成協同效應。

此外成都國資（含成都產投有限、成都高投有限及成都集萃有限等一致行動人）持股19。53%，為第二大股東。

高管與核心技術人員具有豐富的相關領域背景經驗，奠定公司雄厚技術實力基礎。

公司董事長孟憲棠先生有國家發改委、國科控股有限、中科院資本管理有限公司等任職經歷。公司總經理沙超群、副總經理劉新春、徐文超等曾在股東中科曙光任職，中科曙光為中科院計算技術研究所旗下公司，具備雄厚的技術實力；公司副總經理應志偉、潘於曾就職於英特爾、AMD等行業巨頭。這樣一支經驗豐富的高管團隊是公司雄厚技術實力的重要保證。

1.3 規模效應顯現，業績逐漸釋放

隨著海光產品不斷量產，規模效應顯現帶動業績高增。

高階處理器的研發由於其複雜性較高，前期需要大量投入，業績階段性承壓，隨著產品商業化應用、實現量產，規模效應顯現，業績進入釋放期。

2022H1公司營收同比增長342。75%，主因海光系列晶片量產出貨，更好滿足不同客戶的產品需求；市場需求旺盛，銷售情況良好，前期在手訂單得到正常執行。隨著晶片銷量爆發、收入增長，經營槓桿發揮作用，2022H1公司扣非後的歸母淨利潤同比高增743。41%。

2。 信創浪潮下，國產高階處理器風頭正盛

2.1 全球CPU與GPU市場長期被海外巨頭壟斷

從全球市場格局看，英特爾、AMD和英偉達等海外巨頭仍然佔據高階處理器絕大多數份額。

憑藉相容性等優勢，x86架構在全球伺服器CPU市場中有著絕對優勢，x86陣營中的Intel與AMD市場份額遙遙領先，根據Omdia資料，今年二季度全球伺服器出貨量中Intel份額為69。5%，AMD份額為22。7%；根據Jon Peddie Research資料，在二季度獨立GPU市場（包括AIB 合作伙伴顯示卡），英偉達以近8成的市場份額保持第一，AMD市場份額為20%左右，二者幾乎佔領全部獨立GPU顯示卡市場，國產廠商份額較小。

2.2 高階處理器自主可控緊迫性強

多年來美國對中國核心科技封鎖一直存在。

早在2007年6月美國就公佈管制清單規定，鐳射器、航空發動機、先進導航系統、光學纖維、水下攝像機及推進器、先進複合材料以及高科技通訊器材等20個大類的美國高科技產品不得向中國出口。

2017年以來，美國逐步剝奪中國科技企業的生存空間，建立出口管制實體名單，將數百家中國高科技企業列入其中。

近期美國對我國科技打壓舉措頻現，自主可控正當時：

2022年8月9日，美國簽署晶片法案，計劃為美國半導體產業提供高達527億美元的政府補貼，其中500億美元被撥給“美國晶片基金”計劃，根據“晶片法案”實施戰略，那些接受了政府資助的美國晶片企業至少在未來10年內不能在中國或其他“令人擔憂的國家”進行新的高科技投資。

2022年8月12日，美國商務部工業和安全域性（BIS）釋出一項臨時最終規則，對四項新興和基礎技術確立了新的出口管制，其中包括對用於開發全柵場效應電晶體的電晶體（GAAFET）結構的EDA軟體進行出口管制。

2022年8月31日，多家外媒報道美國開始對出口人工智慧相關應用所需的先進晶片施加新的限制。隨後英偉達表示“2022年8月26日，美國政府通知NVIDIA，USG對公司A100和即將推出的H100積體電路今後向中國（包括香港）和俄羅斯的任何出口提出了新的許可要求，立即生效”。

高階處理器重要性凸顯，自主可控緊迫性強。高階處理器具有極高的技術門檻，是積體電路領域技術綜合性最強、地位最重要的產品。高階處理器是所有高階資訊裝置的“大腦”和“中樞”，是資訊保安的基石，CPU是資訊系統的計算核心與控制核心，如無自主可控的高階處理器，從處理器層面看，所有使用者的安全設防基本無意義。如無法持續取得高階處理器，對我國整體產業安全、經濟安全帶來影響，因而研製和推廣安全可控的高階處理器對我國至關重要。

2.3 國內高階處理器市場空間廣闊

2.3.1 x86伺服器市場高景氣造就CPU廣闊市場空間

中國x86伺服器出貨量持續增長。

根據IDC統計資料，2020年全年，中國x86伺服器市場出貨量為343。9萬臺，同比增長8。1%；市場規模為218。7億美元，同比增長16。5%。隨著下游市場需求回暖以及國家將加快5G、工業網際網路、大資料中心、人工智慧等七大領域新型基礎設施的建設進度，中國x86伺服器市場未來幾年需求仍然會比較旺盛，在2021-2025年複合增長率將達到 8。8%。

x86伺服器市場的高景氣帶來CPU市場廣闊空間。

IDC 統計資料表明，中國x86伺服器以雙路伺服器為主，從2016年到2020年，雙路伺服器總佔比均在80%以上；其次分別是單路、4路伺服器，合計佔比在10%至20%之間；8路以上的伺服器較少，佔比未超過0。3%。

根據中國x86伺服器市場出貨量和路數分佈情況進行推算，2020年中國x86 CPU晶片出貨量為698。1萬顆。假設2021年至2025年路數分佈情況與2020年保持一致，則2021年晶片出貨量將增長9。1%，2022年至2025年將保持9。0%左右的增長，預計在2025 年晶片可以達到1，066。2萬顆，x86 CPU 晶片未來在我國仍會擁有廣闊的市場空間。

2.3.2 GPGPU嶄露頭角，新興市場高增可期

突出優勢使得GPGPU成為GPU的重要分支。GPU 最初的設計目標是為了提升計算機對圖形、影象、影片等資料的處理效能，解決CPU在圖形影象領域處理效率低的難題。

隨著GPU在平行計算方面效能優勢的逐步顯現以及平行計算應用範圍的逐步拓展，GPU逐漸分化成兩條分支，一條是傳統意義的GPU，延續專門用於圖形影象處理用途，內建了影片編解碼加速引擎、2D加速引擎、3D加速引擎、影象渲染等專用運算模組；另一分支是GPGPU，作為運算協處理器，並針對不同應用領域的需求，增加了專用向量、張量、矩陣運算指令，提升了浮點運算的精度和效能，以滿足不同計算場景的需要。

隨著GPGPU的技術發展和相關生態環境的逐步完善，其用途被進一步發掘。

目前，GPGPU已經廣泛用於商業計算和大資料處理，如天氣預報、工業設計、基因工程、藥物發現、金融工程等。在人工智慧領域，使用GPGPU在雲端執行模型訓練演算法，可以顯著縮短海量訓練資料的訓練時長，減少能源消耗，從而進一步降低人工智慧的應用成本。

與此同時，GPGPU能夠提供完善的軟體生態系統，便於各種已有應用程式的移植和新演算法的開發，從而全球人工智慧相關處理器解決方案仍然是以GPGPU為主。

因此，GPGPU是人工智慧領域最主要的協處理器解決方案，佔據人工智慧90%以上的市場份額，在智慧工廠、無人駕駛、智慧城市等領域具有廣泛的市場空間。

新興賽道下國產化迎來機遇。

NVIDIA早早憑藉強大的GPU+CUDA方案切入深度學習領域，用大筆研發投入和時間堆積起堅不可摧的生態城牆。英偉達、AMD等巨頭在定製GPGPU時，只是刪除了顯示介面，留下圖形部分；國產後進者在研發GPGPU時，則不僅去掉了GPU的顯示功能，還去掉了圖形渲染功能。差異化競爭下國產廠商迎來一次重要機遇。

人工智慧高速發展，國內GPGPU市場快速擴張。

人工智慧領域的應用目前處於技術和需求融合的高速發展階段，在運算加速方面逐漸形成了以GPGPU解決方案為主的局面。根據前瞻產業研究院的資料，未來幾年內，中國人工智慧晶片市場規模將保持年均40%至50%的增長速度，到2024年，市場規模將達到785億元。

而隨著人工智慧相關技術的進步，應用場景將更加多元化，GPGPU通用性好和軟體生態系統完善的優勢會進一步展現出來，成為該領域的主流解決方案。GPGPU在我國人工智慧晶片領域也將佔據較大比例的市場份額，迎來增長機會。

3。 生態優勢顯著，效能比肩國際主流，海光脫穎而出

3.1 生態優勢

3.1.1 x86架構相容性強

全球主要CPU架構之間各有特色。計算機的程式最終需要轉化為“指令”才能在 CPU 上執行，所以採用的指令集對於CPU的設計尤為重要。

按照採用的指令集，CPU可以分為複雜指令集（CISC）和精簡指令集（RISC）兩大類。

複雜指令集架構與精簡指令集架構是基於兩種不同的指令集思路進行設計，這兩種架構有著各自不同的特點：複雜指令集指令豐富、定址方式靈活，以微程式控制器為核心，指令長度可變，功能強大，複雜程式執行效率高；精簡指令集指令結構簡單、易於設計，具有較高的執行能效比。

其中，x86架構是複雜指令集的代表，而ARM架構、MIPS架構和Alpha架構等是精簡指令集的代表。

在CPU晶片產業生態中，x86架構具有顯著優勢。

微軟公司和英特爾公司各自憑藉自身規模效應和技術優勢，使其產品Windows和Intel CPU佔據了絕大部分市場份額，結成了“Wintel”技術聯盟。

Wintel技術聯盟的基本特點是基於x86架構最佳化各類軟體應用，使得x86架構具有顯著的產業生態優勢。

在作業系統領域，Windows和Linux均相容x86架構；在應用軟體方面，得益於對獨立軟體開發商的指令集開放與應用平臺作業系統一致性，顯著降低了技術開發門檻，使得x86架構下的軟硬體環境的成熟度相較於其他架構具有明顯優勢。

在伺服器領域，x86架構更是憑藉先發優勢份額遙遙領先。

由於x86處理器起步較早，生態環境較其他處理器具有明顯優勢，因此應用x86處理器的伺服器銷售額佔全部伺服器銷售額的比例約91%，銷售量佔比超過97%，處理顯著領先地位。

3.1.2 基於x86架構，海光生態優勢顯著

透過與AMD的合作，海光獲得高階CPU晶片授權，進入x86處理器設計領域。

2016年2月，海光資訊與AMD共同出資成立海光整合與海光微電子兩家公司，2016年3月和2017年10月，海光微電子、海光整合分別與AMD簽署《技術許可協議》，約定了AMD將高階處理器相關技術及軟體許可給兩家合資子公司，該許可在兩家合資公司運營期限內持續有效。

透過與AMD的合作，海光獲得了x86處理器設計核心技術，進入到x86處理器設計領域。

海光資訊CPU與DCU產品均相容國際主流架構：

公司CPU主要面向複雜邏輯計算、多工排程等通用處理器應用場景需求，相容國際主流x86處理器架構和技術路線，支援國內外主流作業系統、資料庫、虛擬化平臺或雲計算平臺，能夠有效相容目前存在的數百萬款基於x86指令集的系統軟體和應用軟體，具有優異的生態系統優勢。

公司DCU屬於GPGPU的一種。CUDA是一種由NVIDIA推出的通用平行計算架構，包含了應用於NVIDIA GPU的指令集（ISA）以及GPU內部平行計算引擎。海光DCU協處理器全面相容ROCm GPU計算生態，由於ROCm和CUDA在生態、程式設計環境等方面具有高度的相似性，CUDA使用者可以以較低代價快速遷移至ROCm平臺，ROCm也被稱為“類CUDA”。

因此，海光DCU協處理器能夠較好地適配、適應國際主流商業計算軟體和人工智慧軟體，軟硬體生態豐富，可廣泛應用於大資料處理、人工智慧、商業計算等計算密集類應用領域，主要部署在伺服器叢集或資料中心，為應用程式提供高效能、高能效比的算力，支撐高複雜度和高吞吐量的資料處理任務。

國內主流CPU路線各異，海光生態優勢明顯。

國際主流CPU廠商Intel與AMD均採用x86架構。由於產品定位和技術來源不同，國內處理器廠商選擇了不同的技術路線，海光和上海兆芯的產品相容x86指令集，具有良好的生態，且應用遷移轉換成本低；海思半導體的鯤鵬處理器和天津飛騰處理器相容ARM指令集，與眾多軟硬體廠商完成了大量適配工作；龍芯中科處理器採用LoongArch指令集，主要產品與服務涵蓋處理器及配套晶片產品；成都申威處理器採用SW-64指令集，只要應用於伺服器、桌面計算機等裝置。

在多領域海光產品均具備強大的相容能力。

在作業系統、雲計算、資料庫、大資料、人工智慧、商用計算機軟體等多領域，海光均與國內外主流版本實現相容，具備強大的生態能力。

憑藉生態及本土化優勢，海光客戶不斷拓展。

相比國際晶片領先企業，公司根植於中國本土市場，更瞭解中國客戶的需求，能夠提供更為安全可控的產品和更為全面、細緻的解決方案和售後服務，具有本土化競爭優勢。

自2018年以來，浪潮、聯想、新華三、同方等多家國內知名伺服器廠商的產品已經搭載了海光CPU晶片，併成功應用到工商銀行、中國銀行等金融領域客戶，中國石油、中國石化等能源化工領域客戶，並在典型運營商的資料中心類業務中得到了廣泛使用。

由於與處理器配套的主機板、伺服器研發週期長，且產品上市後均會經歷小批次試用到大批次採購的過程，新使用者匯入週期普遍較長，因此新產品銷售目前仍主要集中於前五大客戶，但前五大客戶佔比呈現出逐年降低的趨勢，或表明公司開拓新客戶成效逐漸顯現。

3.2 高研發下產品更迭，支撐效能達到國際主流水平

3.2.1 持續高研發投入，形成豐富智慧財產權

產品技術的複雜性使得海光始終保持高研發投入。

x86架構處理器產品在設計、工藝等方面複雜度較高，公司始終保持較高研發投入，2020、2021年公司研發支出分別同比增長27。6%、43。6%，近3年公司研發支出佔營收比重分別高達228。0%、106。6%、68。6%。

同時公司壯大研發人員隊伍，2021年末，公司研發技術人員1031人，佔公司總人數比重為90。2%，有力支撐了公司的技術創新與產品研發。

巨大研發投入下形成豐富的智慧財產權。

公司在高階處理器及相關領域開展了系統化的智慧財產權佈局，為公司保持技術的持續領先奠定了堅實的基礎。截至2021年末，公司及子公司擁有已授權專利179項（其中發明專利136項）、154項軟體著作權和81項積體電路布圖設計專有權等智慧財產權。

3.2.2 高研發支撐公司產品不斷更迭

強大的研發投入下，公司產品不斷更新。公司秉承“銷售一代、驗證一代、研發一代”的產品研發策略，建立起了完善的高階處理器的研發環境和流程，研發出可廣泛應用於伺服器、工作站的高階處理器產品，根據公司招股說明書，截至2021年末海光CPU系列產品海光一號、海光二號已經實現商業化應用，海光三號完成實驗室驗證，海光四號處於研發階段；海光DCU系列產品深算一號已經實現商業化應用，深算二號處於研發階段。

高階產品收入佔比較高，新產品推出對收入貢獻成效立竿見影。

近3年公司7000系列的高階產品始終是收入的主要來源，分別佔到營收比重85。70%、76。91%、65。01%。2020年以來隨著海光二號量產、深算一號規模化出貨，其營收佔比迅速提升，產品更新換代在收入上的體現立竿見影。

3.2.3 產品不斷演變支撐效能向行業巨頭靠攏

產品不斷更迭，效能實現最佳化。海光率先在國內完成了高階通用處理器和協處理器產品成功流片，並實現商業化應用，和國內外主流CPU廠商產品引數比，海光產品效能已經達到了國際上同類型主流高階處理器的水平，在國內處於領先地位。

和市場主導的Intel相比，海光產品效能總體相當。

區分產品定位對標Intel公司，透過綜合比較處理器市場定位、核心數量、產品售價等因素，選取Intel在2020年釋出的6款至強鉑金系列產品和海光7285進行效能比較，可見海光7285 CPU的 SPEC CPU 2017的實測效能與國際領先晶片設計企業Intel同期釋出的主流處理器產品的實測效能總體相當。

海光DCU產品效能同樣不遜色。

海光DCU系列產品於2021年實現商業化應用，選取公司深算一號和國際領先GPU廠商NVIDIA公司高階GPU（型號為A100）及AMD公司高階GPU產品（型號為MI100）進行對比，在典型場景下，公司深算一號指標達到國際上同類型高階產品的水平，透過不斷的技術創新和設計最佳化，產品迭代更新，推動海光DCU廣泛應用於大資料處理、人工智慧、商業計算等更多領域。

4。 報告總結

公司是國內領先的高階處理器廠商，高研發及股東、管理層背景優勢下產品不斷更新迭代，效能比肩國際主流，基於x86指令集生態優勢顯著，在信創浪潮下未來發展前景良好。預計 2022-2024年公司的EPS分別為0。44、0。75、1。31元。

5。 風險提示

1）下游需求景氣度不及預期；

2）上游關鍵供應商出口受到限制；

3）行業競爭加劇。

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