计算机行业全景图：基础软硬件夯实数字化底座，应用软件未来发展前景广阔

证券研究报告 基础软硬件夯实数字化底座，应用软件未来发展前景广阔 ——计算机行业全景图 行业评级 计算机强于大市（维持） 2023年10月19日 证券分析师 闫磊投资咨询资格编号：S1060517070006 付强投资咨询资格编号：S1060520070001 请务必阅读正文后免责条款 硬件基础设施：算力引爆需求，对标国际、加速追赶。硬件基础设施作为ICT生态底座，将率先参与国产化角逐。当前主流芯片架构X86和ARM均由国外主导，芯片国产化率较低。CPU是硬件生态的核心，目前国内以龙芯中科为代表的6家CPU企业各有优势和侧重点，在信创浪潮中大有可为。GPU在并行运算方面优势明显，大模型发展引爆AI芯片市场需求。英伟达在全球GPU市场独占鳌头，AMD紧随其后。以海光信息为代表的国内GPU厂商发展势头良好，产品性能已可对标英伟达主流产品。我国服务器市场保持较快速增长，且国产化率较高，浪潮信息、新华三、超聚变三 大品牌厂商领跑市场。随着AIGC、云计算、边缘计算等技术的逐渐成熟，以及国产化的持续推进，我国硬件基础设施有望释放巨量市场空间。 基础软件：自主生态逐渐完善，由党政向行业加速渗透。基础软件作为计算机底层软件生态基础，国产化替代稳步推进，其中操作系统和数据库是关注重点。国产操作系统已在党政、金融、交通等领域落地，正逐渐向核心业务渗透，目前国内主要参与厂商为统信软件和麒麟软件，二者先后打造了国内操作系统根社区。国产数据库在党政、金融、能源等领域落地，达梦数据、人大金仓等国产数据库企业正在该赛道角逐。中间件作为承上启下的平台件，将随数字化的深入推进迎来新市场需求。国内基础软硬件逐渐突破“卡脖子”技术，生态环境也将进一步优化，逐渐成熟 的底层基础软硬件生态也将降低应用软件的适配和优化门槛。 应用软件：行业信创量大面广，深度赋能数字化转型。我国数字经济蓬勃发展，且与实体经济加速融合。我国产业数字化转型需求量大面广，为国内应用软件的发展提供了丰富多变的落地场景。应用软件是信创产业与终端用户直接接触的细分领域，可分为通用应用软件和行业应用软件及解决方案。随着信创工程逐渐由党政走向行业，应用软件下游需求有望加速释放。办公软件、工业软件、网络安全作为通用应用软件，在多领域均存在落地场景。行业应用方面，金融、医疗、电力等行业的数字化转型步伐较快。随着重点行业的应用场景不断成熟，相关产品及解决方案将在其他行业加速复制，同时，应用软件也将逐渐由基础业务向核心业务渗透。信创工程将为应用软件提供巨大的存量市场替换空间以及增量市场空间，应用软件未来发展前景广阔。 投资建议：当前，我国数字经济蓬勃发展，数字经济已经成为我国经济发展的重要驱动力。基础软硬件作为数字经济发展底座，实现国产化是必然趋势。当前，我国以CPU、GPU、服务器等为代表的硬件基础设施以及以操作系统、数据库、中间件等为代表的基础软件均已实现从“可用”向“好用”的转变，将为我国数字经济的长期持续发展提供有力支撑。在应用软件方面，随着信创工程扩容，信创产业按照2+8+N的落地体系逐步展开。信创工程将为应用软件提供巨大的存量市场替换空间以及增量市场空间，应用软件未来发展前景广阔。我们维持对计算机行业“强于大市”的评级。在标的方面：强烈推荐启明星辰；推荐浪潮信息、中科曙光、紫光股份、海光信息、龙芯中科、太极股份、深信服、绿盟科技、科大讯飞、金山办公；建议关注中国软件、麒麟信安、诚迈科技、中国长城、神州数码、工业富联、寒武纪、景嘉微、拓尔思、彩讯股份、航天宏图。 风险提示：1）供应链风险上升。2）政策支持力度不及预期。3）国产替代不及预期。 基础软硬 件 宝兰德、东方通、普元信息、金蝶天燕、中创股份等 太极股份（人大金仓）、达梦数据、南大通用、优炫软件、神舟通用等 中国软件（麒麟软件）、麒麟信安、统信软件、普华软件、中科方德等 数据库 操作系统 服务器 GPU 浪潮信息、中科曙光、紫光股份（新华三）、中国长城、超聚变等 海光信息、景嘉微、芯动科技、沐曦集成电路等 龙芯中科、海光信息、华为海思、飞腾信息、上海兆芯等 基础软件 硬件基础设施 中间件 CPU 应用软 件 其他行业信息化... 国网信通、朗新科技、远光软件、国能日新、云涌科技等 电力IT 创业慧康、久远银海、东华软件、嘉和美康、东软集团、思创医惠等 宇信科技、长亮科技、神州信息、恒生电子、金证股份、顶点软件等 医疗IT 金融IT 启明星辰、深信服、绿盟科技、奇安信、天融信、卫士通等 用友网络、中控技术、中望软件、华大九天、汉得信息、宝信软件等 网络安全 工业软件 行业应用软件及解决方案 通用应用软件 金山办公、致远互联、泛微网络、福昕软件、永中软件等 办公软件 CONTENT 目录 一、硬件基础设施：算力引爆需求，对标国际、加速追赶 二、基础软件：自主生态逐渐完善，由党政向行业加速渗透 三、应用软件：行业信创量大面广，深度赋能数字化转型 四、投资建议及风险提示 1.1硬件基础设施作为ICT生态底座，将率先参与国产化角逐 国内ICT体系的底层硬件产业格局相对分散，集中度不高，目前有6家核心芯片厂商，而理想情况为1-2家核心芯片厂家。分散的底层给 上游应用带来了非常高的适配和优化门槛。近年来，瞬息万变的国际局势重构全球ICT产业链，叠加AIGC产业发展带来的算力需求激增， 建立自主可控的ICT产业体系刻不容缓。CPU、GPU、服务器等IT基础设施作为ICT体系的生态底座，将率先参与国产化角逐。 信创工程生态、理想、现实与要求 CPU作为信创底层硬件基础设施的核心，提供最底层的计算能力，是信创国产化替代过程中的重中之重，当前主流芯片架构为X86和ARM，均为国外主导，芯片国产化率较低。Bernstein最新报告显示，目前在中国市场上，ARM架构芯片占据了约15%的服务器市场份额，而其他国产CPU如龙芯、海光、兆芯、申威等公司在服务器市场也占据了约10%的份额。这意味着在中国的服务器市场上，国产CPU已经占据了大约25%的市场份额。目前国内CPU企业有6家，各有优势和侧重点，在信创浪潮中大有可为。如龙芯中科推出自主指令架构，在自主可控方面尤为突出；海光推出CPU和DPU，在高性能处理器领域优势凸显。在政策加持下，这些国产芯片企业将形成研发—生产—销 售—反馈的良性循环，迎来快速发展的良机。 市场主流芯片架构 2022年全球数据中心CPU市场竞争格局 国产CPU厂商现状 AmpereComputing（ARM）,1.52% 亚马逊的AW（ARM）,3.16% 其他,4.71% AMD（X86）,19.84% INTEL（X86）,70.77% 龙芯中科是国产CPU的引领者，其产品矩阵包括：龙芯1号、2号、3号系列处理器及配套桥片。龙芯1号为嵌入式专用处理器，面向物联网终端、仪器设备、数据采集等工控领域；龙芯2号为单芯片SOC，面向网络设备、行业终端、智能制造等工控领域；龙芯3号为高性能通用处理器，面向桌面和服务器等信息化领域，配套桥片主要与龙芯3号系列处理器配套使用。 龙芯中科秉承独立自主和开放合作的运营模式，从指令集/IP核授权、到芯片级/主板级开发以及系统内核应用等方面对生态伙伴进行全方位的开放支持。目前，龙芯中科的信息化合作伙伴上千家，可以提供从端到云的完整解决方案，相关软硬件开发人员数万人，已经形成较强的产业链与生态支撑能力。 龙芯处理器产品龙芯生态布局 公司高端处理器分为CPU系列和DPU系列，其中CPU为通用处理器，包括海光3000、海光5000、海光7000系列产品，内置多个处理器核心，集成通用高性能外设接口，适用于数据处理和事务处理类通用型应用。海光信息处理器产品兼容X86指令集及“类CUDA”环境，软硬件生态丰富，能够很好的支持国内外主流的操作系统、云计算、数据库、大数据、人工智能、商用计算软件等，生态兼容性良好。 公司产品性能基本可对标国际高端处理器，在国内处于相对领先地位。对比Intel在2020年(与海光7285同期)发布的6款至强铂金系列产品(能够反映Intel2020年发布的主流CPU产品的性能水平)，海光7285产品CPU的SPECCPU2017的实测性能与Intel同期发布的主流处理器产品的实测性能总体相当。 公司与Intel服务器CPU的参数对比 GPU即图形处理器，主要分为传统GPU和GPGPU，分别用于图形渲染和通用计算。GPU中超过80%部分为运算单元（ALU），擅长大规模并行运算，主要应用于PC、服务器、数据中心、自动驾驶等领域，在数据中心被广泛应用于AI的训练、推理等高性能计算场景，是国内数据中心加速服务器市场的首选。据IDC统计，2021年，GPU在我国AI服务器加速芯片市场占有90%以上的份额。 大模型的发展带来了人工智能算力需求的爆发式增长，必然引爆AI服务器市场，成为GPU产业未来增长的核心驱动力。据IDC预测，2025年我国加速服务器市场规模有望达123.4亿美元，占全球整体服务器市场近三成。考虑到美国对中国高性能GPU的出口限制，国产GPU产业有望在性能提升以及生态建设方面进一步取得突破。 CPU、GPU架构对比 350 300 250 200 150 100 50 0 2021-2025年全球及中国AI服务器市场规模 中国市场规模（亿美元）全球市场规模（亿美元） 317.9 156 123.4 59.2 2021年2025年 2021年我国AI服务器加速芯片市场份额 ASIC,7.8% FPGA,0.3% GPU, 91.9% 英伟达是全球人工智能计算领域的领导者。A100和H100是英伟达在AI芯片方面的拳头产品。H100芯片于2022年初发布，并于当年9月量产，H100集成了800亿个晶体管，性能较上一代提升了一个数量级。英伟达是全球GPU芯片市场的绝对龙头。根据市场研究机构JonPeddieResearch（简称JPR）的数据，2022年二季度，英伟达在全球独立GPU显卡市场占有率为79%，AMD以20%的市占率跟随其后。 作为全球GPU市场份额第二的厂商，AMD近期推出了最新款GPU芯片与英伟达竞争。2023年6月14日，AMD推出了针对AI的最新款处理器芯片MI300A和MI300X，后者为针对大语言模型进行优化的版本。相比上一代产品MIX250X，MI300在AI的算力/能耗方面预计实现8倍/5倍的优化；相比H100，MI300可以提供2.4倍的HBM（高带宽内存）密度，以及1.6倍的HBM带宽。相对公司自身的前期产品以及竞品，此次发布的芯片或平台较大幅度的提升了产品性能和能效。面对最大的竞争对手英伟达，AMD除了硬件性能追赶之外，还需要在软件平台上下更多的功夫，毕竟生态强 健、功能完善和易用的软件平台也是用户的重要关注点。 英伟达、AMD主要GPU产品性能参数对比全球独立GPU出货量市占率 国内目前部署GPU赛道的厂商主要有海光信息、景嘉微、芯动科技、沐曦集成电路、壁仞科技等。海光信息DCU （DeepComputingUnit深度计算器，是GPGPU通用图形处理的一种）产品具备强大的计算能力和高速并行数据处理能力，深算一号产品指标基本达到国际上同类型高端产品的水平，已成功实现商业化应用。对标NVIDIAA100产品，海光信息DCU单芯片产品基本能达到其70%的性能水平，同时，海光DCU产品的片间互联性能还有较大的提升空间。目前，海光信息第二代DCU产品-深算二号也已经发布并实现了在大数据处理、人工智能、商业计算等领域的商业化应用，具有全精度浮点数据和各种常见整型数据计算能力。 海光信息DCU产品-深算一号规格特点海光信息DCU产品与行业典型可比产品参数对比 服务器是一种高性能计算机，为PC机、智能手机、大型系统设备等终端提供计算及应用服务。服务器和通用计算机架构类似，由处理器、硬盘、内存、系统总线等软硬件构成，在处理能