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2018年中国CPU行业市场规模及行业实现国产替代三大因素分析[图]

2019年11月13日 13:48:58字号:T|T

    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。

2016-2018年我国智能手机产量及增速

数据来源:公共资料整理

    相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年中国CPU行业市场运营态势及发展前景预测报告

2014-2018年我国电子计算机整机产量及增速

数据来源:公共资料整理

    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。

2019年1-7月我国集成电路进口额结构

数据来源:公共资料整理

2019年1-7月我国处理器进口额来源地排序

数据来源:公共资料整理

    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。

2019年1-7月我国从美国的芯片进口额结构

数据来源:公共资料整理

    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。

近年来我国CPU相关政策

部门
政策名称
主要内容
时间
国务院
《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》
延续增值税、所得税和进口税等优惠措施,鼓励兼并重组、保护知识产权
2011.2.9
国务院
《国家集成电路产业发展推进纲要》
明确行业发展增速、缩小差距等目标,提出重点领域芯片发展、产业生态建设、安全可控产业体系建设等任务
2014.6.24
中央办公厅、国务院办公厅
《国家信息化发展战略纲要》
提出打造国际先进、安全可控的核心技术体系,带动集成电路、基础软件、核心元器件等薄弱环节实现根本突破
2016.7.26
国务院
《“十三五”国家信息化规划》
指出要提升高端通用芯片、集成电路装备、基础软件等关键核心技术,构建先进、安全可控的核心技术和产品体系
2016.12.19
财政部、税务总局、国家发展改革委、工业和信息化部
《关于集成电路生产企业有关企业所得税政策问题的通知》
对符合条件的集成电路蛇女韩企业或者项目,实行两免三减半的优惠政策
2018.3.28
中央国家机关政府采购中心
《2018-2019年中央国家机关信息类产品(硬件)和空调产品协议供货采购项目征求意见公告》
《公告》将龙芯、申威、飞腾等国产CPU服务器列入政府采购清单
2018.5.23

数据来源:公共资料整理

    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。

近十年我国集成电路自给率水平不断提升

数据来源:公共资料整理

    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

技术进步与半导体产业的转移

产业转移
国家
时间段
主要模式
IC产业的起源
美国
60S起源于美国
创新为先的芯片“鼻祖”
第一次IC产业转移
日本
80S转移至日本
“引进+自主”的模式,设立超大规模集成电路(ⅥSL)项目
第二次IC产业转移
韩国
90S转移至韩国
90S末转移至台湾
韩囯:受益于封装、制造环节的转移浪潮,发展全产业链模式;
台湾:注重于专业的超级代工,工研院模式
第三次IC产业转移
中国
21实际后大陆转移
加速跟进的新兴力量

数据来源:公共资料整理

    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%。

国家集成电路基金投资领域金额占比

数据来源:公共资料整理

国家集成电路基金投资领域公司数量占比

数据来源:公共资料整理

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