微处理器芯片 头豹词条报告系列

Leadleo.com 客服电话：400-072-5588 微处理器芯片头豹词条报告系列 伍鑫童 2023-08-17未经平台授权，禁止转载版权有问题？点此投诉 制造业/计算机、通信和其他电子设备制造业/电子器件制造/集成电路制造 信息科技/半导体 行业： 行业定义 微处理器芯片指由一片或几片大规模集成电路构成的中央… 行业分类 按照应用领域的不同，微处理器芯片可分为CPU、MCU… 行业特征 中国微处理器芯片具有下游应用场景丰富、周期性波动、… 发展历程 微处理器芯片行业目前已达到3个阶段 产业链分析 上游分析中游分析下游分析 行业规模 由于AIoT市场对微处理器芯片需求的拉动，中国微处理… 数据图表 政策梳理 微处理器芯片行业相关政策5篇 竞争格局 中国微处理器芯片行业总体呈现紫光国微、晶晨股份、北… 数据图表 摘要在行业定义方面，微处理器芯片指由一片或几片大规模集成电路构成的中央处理器，该电路属于微型计算机的运算控制部分（微处理器芯片与存储器、外围电路芯片共同构成微型计算机），负责完成取指令、执行指令、与存储器和逻辑部件交换信息的工作。微处理器芯片具有体积小、重量轻、易模块化的特点，其基本组成部件包括寄存器堆、运算器、时序控制电路、数据和地址总线。在产业链方面，微处理器芯片上游分为EDA工具、IP核授权商和晶圆代工厂。EDA工具代表企业有Synopsys、Candence、华大九天、西门子等。知名IP核授权商有ARM、Synopsys芯原微电子等。晶圆代工厂代表企业有台积电、中芯国际等。中游为微处理器芯片厂商，代表企业有紫光国微、晶晨股份、海光信息、北京君正等。下游为微处理器芯片终端应用，代表企业有联想、华为、小米等。在市场规模方面，由于AIoT市场对微处理器芯片需求的拉动，中国微处理器芯片市场从2018年的1,123.5亿元增长至2022年的2,714.3亿元，年复合增长率达24.7%。未来，智能化趋势将助力中国微处理器芯片市场规模进一步增长，预计将从2023年的3,249.0亿元增长至2027年的6,128.9亿元，年复合增长率达17.2%。在竞争格局方面，中国微处理器芯片行业总体呈现紫光国微、晶晨股份、北京君正、海光信息四家企业作为龙头引领行业发展的竞争格局。 微处理器芯片行业定义[1] 微处理器芯片指由一片或几片大规模集成电路构成的中央处理器，该电路属于微型计算机的运算控制部分 （微处理器芯片与存储器、外围电路芯片共同构成微型计算机），负责完成取指令、执行指令、与存储器和逻辑 部件交换信息的工作。微处理器芯片具有体积小、重量轻、易模块化的特点，其基本组成部件包括寄存器堆、运算器、时序控制电路、数据和地址总线。 [1]1：令如电子科技 微处理器芯片行业分类[2] 按照应用领域的不同，微处理器芯片可分为CPU、MCU和DSP。CPU指中央处理器，根据使用功能可具体分为MPU、GPU和APU。MCU指单片机，是一种集成CPU、存储器和其他接口等的芯片级计算机。DSP是专用于处理算法任务的数字信号处理芯片。 按照应用领域分类 微处理器芯片分类 CPU MCU CPU（CentralProcessingUnit）指中央处理器，是计算机系统的运算和控制核心，是信息处理的最终执行单元。在微处理器芯片领域，根据不同的使用功能，CPU可分为MPU、GPU和APU。MPU（MicroProcessingUnit）指通用高性能微处理单元，该单元能够产生控制信号并对相应的部件进行控制。MPU包括三个部分，分别是运算器、控制器和寄存器，这三部分分别起到算术运算、指挥控制、存放数据的作用。GPU（GraphicsProcessingUnit）指图形处理单元，别名显示核心、视觉处理器，是一种专用于PC、游戏机和移动设备等的图像运算芯片。APU （ApplicationProcessorUnit）指应用处理器芯 片，是指在低功耗中央处理器基础上扩展音视频功能和专用接口的超大规模集成电路，在智能设备中起到运算和调用其他功能构建的作用。 MCU（MicroControllerUnit）指微控制单元，别名单片机，是把中央处理器的频率和规格做适当缩减，并将CPU、RAM、ROM、定时计数器和包括USB、A/D转换在内的多种I/O接口集成于单一芯片的微处理器。MCU的I/O接口根据具体应用场合不同而有所变化。按照位数分类，MCU可分为4位、8位、16位、32位和64位，位数越高，MCU芯片的运算能力越强。 DSP DSP（DigitalSignalProcessor）指数字信号处理芯片，该类芯片专用于数字信号处理任务，可即时处理资料。DSP芯片内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，可快速实现各种数字信号处理算法。DSP芯片是通信、计算机、消费电子等领域的基础器件之一。 [2]1：维科网电子工程，公正… 微处理器芯片行业特征[3] 中国微处理器芯片具有下游应用场景丰富、周期性波动、国产微处理器芯片与国际主流产品存在差距三大特征。在应用场景方面，微处理器芯片下游应用场景丰富，以通用型微处理器芯片为例，使用通用型CPU的产品包括服务器、工作站、移动终端、和嵌入式设备等。这些产品的应用场景涵盖电信、金融、教育、税务、电力、公安、社保、物联网、工业控制系统等多个领域。在周期性方面，与其他集成电路细分领域一样，微处理器芯片行业具有周期性波动的特征，库存错配使该行业经历被动去库存、主动补库存、被动补库存和主动去库存四个阶段 1微处理器芯片应用场景丰富 通用型微处理器芯片、专用型微处理器芯片和微控制器均有较为广泛的应用场景，下游市场庞大。 以通用型微处理器芯片为例，CPU/MPU可应用于服务器、工作站、个人计算机、移动终端和嵌入式设备等多个领域。服务器一般使用20核以上的CPU处理器，服务器的关键应用场景有电信、金融、教育、税务、电力、公安、社保等。工作站一般使用10核以下的处理器（工作站是高档次专用电脑的总称），工作站的关键应用场景包括图形工作站和计算工作站。个人计算机一般使用10核以下的处理器，具体应用场景包括台式PC电脑、笔记本电脑等。移动终端一般使用10核以下的处理器（4核、8核居多），具体应用场景包括手机、平板电脑、智能电视、POS机等。嵌入式设备针对不同的应用场景使用不同规格的处理器，如智能汽车、物联网设备、工业控制系统等。 2微处理器芯片呈现周期性波动的特征 微处理器芯片行业具有高低波动循环的库存周期特征。 库存错配是微处理器芯片行业周期性波动的主要原因。一个完整的库存周期包括被动去库存、主动补库存、被动补库存和主动去库存四个阶段。在被动去库存阶段，微处理器芯片需求量增大导致产品供不应求，库存持续减少，微处理器芯片价格开始上升。在主动补库存阶段，产能供给增加，供不应求的局面开始改变但需求仍大于供给，微处理器芯片价格增速放缓。在被动补库存阶段，供大于求，新增产能逐渐形成库存，微处理器芯片价格开始下跌。在主动去库存阶段，供给厂商由于微处理器芯片价格下跌盈利能力持续恶化，部分产能退出市场导致整体供应量减少，库存开始下降。 3国产微处理器芯片与国际主流产品存在差距 英特尔、AMD等国际头部企业微处理器芯片在制程工艺方面领先于国产微处理器芯片。 以国内外厂商近几年代表性微处理器芯片产品为例，Intel在2020年发布的Xeon6354处理器芯片制程节点为10nm，AMD在2020年发布的EPYC7542处理器芯片制程节点为7nm，而海光、兆芯、飞腾、申威等中国公司近几年生产的CPU制程节点在12nm以上。制程节点的差异意味着国产CPU仍无法与英特尔、AMD等海外巨头在高端芯片领域直接展开竞争。 [3]1：大柳树防务，架构师技… 的周期循环。在制造工艺方面，英特尔、AMD等国际头部企业微处理器芯片在制程工艺方面领先于国产微处理器芯片。 启动期1977~2013 1977年，由清华大学、安徽无线电厂、四机部电子技术推广应用研究所联合成立的设计组研制出中 国第一块微处理器芯片样机“DJS050”，该样机的诞生标志着中国微处理器芯片行业的形成，中国微处理器芯片行业进入启动期。 2002年，信息产业部、国家税务总局颁布《集成电路设计企业及产品认定管理办法》，公布国家首批认证的集成电路设计企业。 同年，中国首枚高性能通用微处理器芯片“龙芯1号”研制成功，该芯片的问世标志着中国已初步掌握CPU设计的核心技术。 1977年，中国成功研制首枚微处理器样机，中国微处理器芯片行业正式进入启动期。在这一期间， 中国转向Fabless芯片设计模式，并逐步掌握CPU设计的核心技术，但工艺水平有待提高。 高速发展期2014~2023 2014年，国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》，芯片设计上升为国家战略。国家“芯片 大基金”正式设立，各大基金公司通过控股形式投资芯片制造、设计、封测等行业。中国微处理器芯 微处理器芯片发展历程[4] 1956年至1976年是中国微处理器芯片行业萌芽期。在萌芽期，世界第一块微处理器芯片诞生，微处理器芯片的概念逐步传入中国。1977年至2013年是中国微处理器芯片行业启动期。在启动期，中国成功研制首枚微处理器芯片样机，并逐步掌握通用高性能处理器设计技术。2014年至今是中国微处理器芯片高速发展期。2014年，国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》，芯片设计上升为国家战略。国家“芯片大基金”正式设 萌芽期1956~1976 1956年，中国提出“向科学进军”的口号，国家将半导体科学列为四大紧急措施之一。 同年，中国固体物理学和半导体物理学奠基人黄昆建议和组织实施“五校联合半导体物理专门化”，北大、复旦、吉大、厦大和南大5所大学两年间共培养300多名半导体专门人才。 1957年，中国相继研制出锗点接触二极管和三极管（晶体管）。 1971年，英特尔公司推出世界第一款微处理器4004芯片，该芯片的诞生标志着世界微处理器芯片行业的诞生。 1956年起，中国开始发展半导体产业，培养专业人才并开始前期基础研究。1971年世界第一块微处 理器芯片诞生后，微处理器芯片的概念逐步传入中国。 立，各大基金公司通过控股形式投资芯片行业。微处理器芯片行业发展得到国家大力推动。 片行业进入高速发展期。 2019年，美国商务部将华为及其70家子公司（包括华为海思）添加到实体名单，中国微处理器芯片行业开始全产业链国产化进程。 2022年，中国单片机市场规模超过268亿元，同比增长5%，近五年CAGR达到7.2%。 2014年，《国家集成电路产业发展推进纲要》的颁布标志着中国微处理器芯片行业进入高速发展期，包括MPU、MCU在内的微处理器芯片市场快速增长。 [4]1：国务院，信息产业部，… 微处理器芯片产业链分析[5] 微处理器芯片上游分为EDA工具、IP核授权商和晶圆代工厂。EDA工具代表企业有Synopsys、Candence、华大九天、西门子等。知名IP核授权商有ARM、Synopsys芯原微电子等。晶圆代工厂代表企业有台积电、中芯国际等。中游为微处理器芯片厂商，代表企业有紫光国微、晶晨股份、海光信息、北京君正等。下游为微处理器 芯片终端应用，代表企业有联想、华为、小米等。上游EDA工具： 1）在竞争格局方面，Synopsys、Cadence、西门子为全球EDA行业三大龙头公司。这三家公司在中国EDA 市场销售额占比合计超过90%。 2）在周期性方面，EDA工具作为芯片产业链的最顶端环节，周期性波动滞后于整体产业且由于知识产权积累，波动幅度较小。 上游IP核授权商： 1）在议价能力方面，IP核产品附加值高、毛利率强，对下游芯片设计环节议价能力较强。 2）在市场结构方面，全球物理IP核占IP核总市场规模比例约40%且呈现增长趋势。上游晶圆代工厂： 1）在竞争格局方面，全球芯片制造行业呈现较为明显的头部效