国内gpu芯片市场规模 从自主可控发掘国产GPU机遇

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1.1 全球网络攻击频发，商业领域首当其冲

全球网络攻击频发，商业领域首当其冲。据 Risk Based Security 数据显示，2019 上半年，全球发生的网络安全事件达到 3813 起，同比增长 54.06%；数据泄露达到 41.85 亿 条，同比增长 52.90%，网络安全状况进一步恶化。分行业来看，商业领域由于具备丰富 且高价值的资源，往往成为网络攻击的对象，上半年接近 70%的网络安全事件集中发生 在此；医疗、政府、教育领域紧跟其后，分别占比 14%、12%和 7%。分地区来看，美国 为网络攻击的重灾区。上半年前十大网络攻击事件当中有 4 件发生在美国，共造成数据 泄露达到 12.07 亿条。同时，我国因 1 月 10 号泄露超过 2 亿条求职信息而上榜，排在前十大安全事故中的第五位。

1.2 信息安全是迎接新技术的重要保证

目前全球已经进入 5G 发展的关键阶段。5G 将实现人与物、物与物之间的通信，开启万 物泛在互联、人机深度交互、智能引领变革的新时代；此外，在经济全球化的今天，5G 发展将会使俩字不同国家和地区的技术、产品和服务实现高效流动，5G 的发展将会成为 链接各国经济发展的活动的新生态。

在政府与社会治理方面，5G 与云计算、大数据、人工智能等技术融合应用，有助于形成以数据为驱动的科学决策机制，推进政府管理和社会治理模式创新；在民生方面，5G 提 供远程教育、智慧医疗公共事业等新模式，实现公共服务供给与需求之间的精准匹配和 有效对接，提升公共服务效率，推动优质资源共享，增强人民群众的获得感、幸福感； 在经济生产方面，5G 作为实现万物互联的关键信息基础设施，应用场景从移动互联网拓 展到工业互联网、车联网、物联网等更多领域，能够支撑更广范围、更深程度、更高水 平的数字化转型，释放信息通信技术对经济发展的放大、叠加、倍增作用。

虽然新技术的使用将会为社会的发展带来多方面的好处，但是其隐含的信息安全的风险 也同样值得关注。对于 5G 技术，我们最为熟悉的是 5G 的三大应用场景：增强移动宽带 场景（eMBB）、超高可靠低延时场景（uRLLC）、海量机器类通信场景(mMTC)。当人们 使用 5G 技术时，三大场景都存在相应的信息安全风险：

在 eMBB 场景中，增强移动宽带场景下的超大流量对于现有网络安全防护手段形成挑战。 由于 5G 数据速率较 4G 增长 10 倍以上，网络边缘数据流量将大幅提升，现有网络中部署的防火墙、入侵检测系统等安全设备在流量检测、链路覆盖、数据存储等方面将难以 满足超大流量下的安全防护需求，面临较大挑战。

在 uRLLC 场景中，低时延需求造成复杂安全机制部署受限。安全机制的部署，例如接入 认证、数据传输安全保护、终端移动过程中切换、数据加解密等均会增加时延，过于复 杂的安全机制不能满足低时延业务的要求。

在 mMTC 场景中，主要的风险是其中大量功耗低、计算和存储资源有限的终端难以部署 复杂的安全策略，一旦被攻击容易形成僵尸网络，将会成为攻击源，进而引发对用户应 用和后台系统等的网络攻击，带来网络中断、系统瘫痪等安全风险。

不仅是 5G，还有以 5G 为基础的物联网也存在信息安全风险。据腾讯安全云鼎实验室发 布的《2018 年 IoT 安全威胁分析报告》显示，由于厂商对 IoT 设备整体的安全防护不强、 用户对漏洞的重视程度不足，目前 IoT 设备极易成为被攻击的对象。一旦单个设备受到感染，有可能进一步扩散到同一平台串联的设备，并发展成为摧毁网络、恶意挖矿、传 播勒索软件的帮凶。目前我国已成为全球 IoT 攻击最频发的国家，2018 年接近 20%的 IoT 攻击事件发生在我国境内，大幅高于排名第二的美国 9.39 个百分点。因此，在享受新 技术融合发展给行业带来便利的同时，也必须进一步加强针对新技术融合的安全防护体 系，防患于未然。

1.3 信息安全事关国家安全，非同小可

“棱镜门”事件警钟长鸣，网络攻击层出不穷。2013 年斯诺登曝光美国“棱镜计划”。 美国国家安全局通过“棱镜项目”可以直接进入美国 IT 公司的中心服务器里挖掘数据、 收集情报，包括微软、雅虎、谷歌、苹果等在内的 9 家国际 IT 巨头皆参与其中。“棱 镜门”事件暴露了信息技术发达国家的霸权行为，对世界各国的信息安全国家安全都造成了威胁。此外，网络攻击已经成为了信息安全遭受威胁的主要因素。黑客利用后门以 及漏洞进行网络攻击。一旦黑客攻击成功将对一国国家经济、重要工业与国防基础设施、 民众基本生活等领域造成严重破坏，如伊朗核设施遭受“震网”攻击、乌克兰电网攻击 事件、“永恒之蓝”事件、委内瑞拉全国停电事件等。

我国零日漏洞大幅上升，DDoS 攻击频率加大。据信通院数据显示，2019 上半年，国家 信息安全漏洞共享平台收录了零日漏洞 2536 个，同比大幅增长 34%。而据 Verizon 公司发布的《数据泄露调查报告》显示，黑客往往侧重于发现和利用零日漏洞来达到窃取数 据的目的，因此零日漏洞数量的上升也进一步凸显我国网安环境的严峻。同时，上半年 平均每月发生约 4300 起 DDoS 攻击事件，同比增长 18%。在 DDoS 攻击下，网络由于短时 间受到超负荷的请求极易导致瘫痪，不仅会影响用户的正常使用，同时也会造成巨大的 经济损失。从发起 DDoS 攻击的控制服务器分布来看，仅有 144 个位于我国境内，同比 减少 13%，占总量比例约为 8.9%；位于国外的控制服务器数量则达到 1468 个，同比增长超过 1 倍。

面对日益严峻的信息安全形势，为提升信息安全，防止大型安全事故发生，确保社会生 活的正常运转，国家先后颁布了多项网络安全相关的法律与政策以促进国内信息安全产 业发展。

2.1 自主可控是保证信息安全的重要壁垒

“去 IOE”是阿里巴巴在 2008 年提出的概念。“去 IOE”在阿里巴巴的 IT 架构中，是 指去掉 IBM 的小型机、Oracle 数据库、EMC 存储设备，以自己在开源软件基础开发的系 统作为取代。传统的商业数据库软件，主要是集中式架构，这些传统数据库软件的最大 特点就是将所有的数据都集中在一个数据库中，依靠大型高端设备来提供高处理能力和 扩展性。集中式数据库的扩展性主要采用向上扩展的方式，通过增加 CPU，内存，磁盘 等方式提高处理能力。这种集中式数据库的架构，使得数据库成为了整个系统的瓶颈，已经越来越不适应海量数据对计算能力的巨大需求。阿里采用“去 IOE”的策略更多是 因为在站在自身的技术发展考虑，“去 IOE”更多地是推动分布式架构代替集中式架构， 推动自身的云计算业务的发展。

当前“去 IOE”更多是为实现自主可控，保证国内信息技术的长远发展。自 2013 年棱镜 门事件后，我国政府已经意识到政府信息安全的重要性。为保证国家重要领域信息安全，从根本上解决国外产品的安全威胁，我国必须走自主可控道路。实现自主可控意味着信 息安全一般不存在恶意后门并可以不断改进或修补漏洞；否则，我国的信息安全比较受 制于他国，受控于他国。实现信息安全自主可控，意味着国家重要机构内部的涉及信息处理的硬件与软件都必须实现通过自主研发实现国产化，做到 “去 IOE”。但是，自主 可控发展的道路总是崎岖不平的。自 2016 年起，我国科技企业不断受到美国科技霸权 的欺凌，现有 2018 年的“中兴事件”，也有 2019 年的“华为事件”。但是这仅仅是科 技霸权欺凌的冰山一角。截至 2019 年 5 月 17 日，中国大陆被纳入的实体 143 家，中国 香港 91 家，中国台湾 1 家，其他国家的华为子公司 26 家，中国企业总计 261 家。中国大量的优秀科技企业因被冠以“威胁美国国家安全和外交政策”而被列入美国的实体清 单。一旦被列入实体清单将失去在美国的贸易机会，并将遭到技术封锁和国际供应链隔 离。企业的发展因此将受到阻碍。若企业因为技术或贸易封锁而走向失败，国内的信息 技术发展也将受到制约，对外国产品更为依赖。随着时间的推移，国内市场信息技术市 场也将被侵占，信息安全也将受制于他人，国家安全也将无从谈起。因此，实现自主可 控的首先是发展自身技术，实现国产替代。

发展自身技术，实现国产替代，信息安全才能实现真正的自主可控。经过多年的发展， 我国信息技术得到了长足的发展，部分领域的产品的性能已经能满足党政机关及军队的 使用要求。近年来，在国家政要机关单位及企事业单位的采购方面，加强了我国具有自 主知识产权安全产品进行倾斜，表现出对信息安全自主可控的重视程度。此外，在政府 的带领下，相关行业的软件的软硬件产品不断呈现国产化趋势。自主可控及国产化的进 程正在不断推进。

2.2 自主可控的产业链

自主可控技术就是依靠自身研发设计，全面掌握产品核心技术，实现信息系统从硬件到软件的自主研发、生产、升级、维护的全程可控。这意味着核心技术、关键零部件、各 类软件全部国产化、自主研发、自主制造、不受制于人。要实现自主可控的领域涵盖信 息安全领域中硬件与软件部分的核心技术，包括国产处理器、操作系统、存储、服务器、 数据库、中间件等战略核心产品。通过对核心产品的自主研发与生产，实现关键领域产 品性能满足下游如政府部门、军队、金融、网络通信等国家重要部门的信息安全的需求。 因此，我国自主可控产业链结构，上游包括基础硬件与底层软件制造；中游包括整机、应用软件、安全产品；下游包括应用群体。

2.3 自主可控市场规模逐渐扩大，投资增速不断加速

虽然国外产品凭借性能要速度的优势占据我国信息安全市场多年，但是实现自主可控， 国产替代是保障我国信息安全的必由之路。我国自主可控行业是系统集成、数据库、中 间件、操作系统、存储、服务器、网络设备、芯片等多个行业，未来随着国家政策在这 方面的倾斜，行业市场规模将会越来越大。根据观研天下数据显示，预计到 2025 年其 市场规模将会突破 1.33 万亿元。据测算，2018 年市场规模达到 0.97 万亿元，同比增长 3.2%，近几年稳定增长的趋势保持不变，我国自主可控产业一直保持稳步发展中。投资方面，随着中美中间的摩擦升级，在加上近年来爆发的一系列信息安全事件，越发的体 现自主可控的重要性，从最基础的芯片，到北斗卫星的发展，中国自主可控取得了很大 的进步，但国产替代的进程还远远不够，未来中国自主可控的进程仍将保持高速发展， 国内自主可控行业的投资增速将会保持较高增速增长。根据观研天下数据显示，预计 2019-2025 年，自主可控领域投资增速每年保持双位数的快速增长。

3.1 自主可控可追溯至建国之初，是时代发展的结果

中国的自主可控可以追溯到建国之初。建国初期，国内各项事业百废待兴，现代科学技术几乎是空白。为了在短时间实现技术进步，中国选择了以技术引进为主的方式，并且 多为设备引进。此阶段国家创新系统以政府计划体制为基本制度安排，创新决策有各级 政府制定。该阶段为准备阶段。1985 年，国家发布《中国中央关于科学技术体制改革的 决定》明确指出，要以市场经济体质为基础，开拓技术市场。这一阶段是起步阶段。自 1995 年提出“科教兴国”战略后，我国的自主创新进入了发展阶段。在技术进步以及国家相关政策引导的推动下，我国以医药制造业、航空航天制造业、电子及通信设备制造 业等高技术产业保持快速地发展。2006 年，中共十七大高度重视科技进步和自主创新。 十七大报告把“自主创新能力显著提高，科技进步对经济增长的贡献率大幅提升，进入 创新型国家行列”作为实现全面建设小康社会奋斗目标的新要求，明确指出：“提高自 主创新能力，建设创新型国家。”该时期是我国全面建设自主创新国家体系的阶段。

国家安全法提出，“国家加强自主创新能 力建设，加快发展自主可控的战略高新技术和重要领域核心关键技术，加强知识产权的 运用、保护和科技保密能力建设，保障重大技术和工程的安全。” 时任国务院法制办 政法国防司司长吴浩表示，“自主创新”和“自主可控”是一体两面、相辅相成的，特 别是对于战略高新技术和重要领域核心关键技术而言，只有自主创新，才有可能做到自 主可控，也只有具有自主可控的能力，才能真正反映自主创新的实力。因此，自主创新 与自主可控一脉相承，相辅相成。

3.2 CPU 百花齐放，具备实现自主可控的实力

CPU 是自主可控的核心领域之一。按照指令集的复杂程度，可以分为精简指令集（RISC） 和复杂指令集（CISC）两大类型。按照基础指令集的不同，目前世界上的 CPU 可以分为 五大体系，分别 RISC 类别的 ARM 体系、MIPS 体系、Power 体系、Alpha 体系、ARM 体系 和 CISC 类别的 X86 体系。

X86 架构 CPU

X86 可实现复杂功能的指令和多种灵活的编址方式，来提高程序的运行速度，但由于其 需要对不等长的指令进行分割处理，造成一些不必要的等待，造成效率较低，所以对硬 件集成度、工艺、功耗均非常高，是一款事实上真正做到高性能且通用的处理器。目前 我国以 X86 架构为基础的 CPU 生产商包括海光和上海兆芯。

海光方面：2016 年 AMD 宣布与中国天津海光投资公司达成协议，将 X86 技术授权给海光 公司。目前海光生产的 Dhyana（禅定）处理器已经开始流片，由 14nm 打造，基于 ZEN 架构，应该就是一代 EPYC 的仿制版，目标是应用于服务器市场。

上海兆芯方面：上海兆芯取得了威盛 VIA X86 处理器的授权。自 2013 年以来，兆芯基 于 X86 架构做了很多新的工作，拥有了自主的知识产权。x86 架构最早的指令集早已经 过了十年的保护期，过去已经授权的内容将永久有效。经过这么多年的迭代研发，兆芯 已经研发出 KX-6000 系列处理器，基于 16nm 制程，主频可达 3GHz，有 4 核/8 核可选， 集成核显、支持双通道 DDR4 内存，性能与 Intel 酷睿七代 i5 处理器看齐。

ARM 架构 CPU

ARM 架构 CPU 主要有华为海思、上海兆芯、上海飞腾、紫光展讯。华为海思方面已经获 得 ARM V8 的永久授权，可完全自主设计 ARM 处理器。华为发布了自主设计的 ARM 架构 服务器芯片鲲鹏 920，同时推出了搭载这款服务器芯片的泰山服务器。

飞腾也获得了 ARMv8 指令集的永久授权，最新产品 2019 年 9 月发布的 FT-2000/4 处理 器，4 核 4 线程，16nm 工艺打造，最高主频为 3.0GHz，最大功耗仅为 10W，主要面向台 式机或者笔记本。目前 FT-2000/4 已和国产银河麒麟操作系统（PC 版）完成了全部适配 工作，因为不使用 Windows 系统，主要客户也是军队、政府等单位了。

紫光展讯 ARM 架构处理主要应用于移动端。

MIPS 架构处理器

龙芯是 2002 年由中国科学院计算所（下文简称中科所）开始研发的处理器。龙芯已经 永久性获得了 MIPS32 和 MIPS64 架构的授权，现在龙芯可以实现自主可控。龙芯经过这 么多年的发展也早已不是简单的其他 MIPS 处理器仿制版，在 MIPS 固有指令集上龙芯还 添加了不少自主研发的指令集，指令集数量是原有两倍。目前龙芯最新的产品是 2019 年年底发布的龙芯 3A4000/3B4000，其中龙芯 3A4000 是面向桌面台式机和笔记本，采用 28nm 打造，4 核 4 线程，主频为 1.8~2.0GHz（也就是支持睿频）。

Alpha 架构处理器

申威方面，由于 Alpha 指令集已经过了专利保护期，因而技术上完全自主可控，且不需 要支付专利授权费。此前多次夺得超算排名第一的神威·太湖之光超级计算机采用的也 是申威的处理芯片

POWER 架构处理器

Power 架构是 IBM 开发的指令系统架构，2016 年国内企业中昊宏芯获得了 POWER 8 芯片 架构和指令系统的永久授权。

目前我国在 CPU 领域具已经涌现出多个优秀企业。虽然大部分的产品距离世界一流水平 存在较大的差距，但是在计算机性能过剩的今天，部分产品已经能满足客户的需求。我 国的核心处理器产品正在从“可以用”迈向“好用”阶段。中央政府采购网公布了 2018 年政府集中采购笔记本电脑、台式机以及服务器等入围产品名，其中兆芯、申威、龙芯、 飞腾、华为、海光、宏芯等 PC 和服务器企业均榜上有名。因此，在 CPU 方面，我们具 备自主可控的能力。

3.3 操作系统另辟蹊径，已经实现可用

目前全球主流的系统包括三个方面，桌面操作系统、移动操作系统、服务器操作系统。 其中，桌面操作系统包括 Windows、MacOS、各种 Linux 发行版，Chrome OS；移动端操 作系统主要是 IOS、Android 系统；服务器操作系统主要有 Unix、Linux、 Windows Server、 Netware 等操作系统。

PC 领域，Windows 与 Mac 形成双寡头局面。微软与英特尔组成的 Wintel 联盟经过多年 的发展，已经形成了完善的生态系统，在 PC 领域已经占据绝对主导地位。截至 2019 年7 月，Windows10 占据市场份额 48.86%，Windows7 受停止支持影响，份额有所下降，占 据 31.83%市场份额；Windows8.1 作为 Windows7 向 Windows10 过渡的产品，目前的市场 份额为 5.29%；Windows XP 由于其较高的兼容性，在过去是深受用户的喜爱，虽然停止 支持多年，但是目前的市场份额也有 1.68%。因此，Windows 系统的市场份额至少达到 87.66%。苹果得益于其封闭的系统以及较好的用户体验，在手机市场高歌猛进。手机良 好的销售带动了其笔记本市场的拓展。截至 2019 年 7 月，苹果 Mac OS 的市场份额至少 为 7.08%。截至 2019 年 7 月，PC 端的两大操作系统 Windows 与 Mac OS 的市场份额为 94.74%。

国产操作系统，另辟蹊径。虽然 Windows 与 Mac OS 已经占据了市场的主要份额，但是 对于国产操作系统仍然存在发展的空间。众所周知， Linux 是一种自由和开放源代码 的类 UNIX 操作系统。Linux 目前广泛应用于服务器、超级计算机等领域。和 Windows 相 比，Linux 虽然用户体量少，但是因其开源的特性，该平台大多为开源自由软件，用户 可根据自己的需求修改并进行定制开发和发布。在此之下，很多 Linux 桌面系统的发 行版面向个人用户是免费的。截至 2019 年 7 月，Linux 的市场份额至少占据 1.66%。我 国目前的国产操作系统主要 Linux 为基础作深度定制优化，目前已经出现数个优秀的国 产操作系统代表，包括深度 Linux、中标麒麟、优麒麟、中兴新支点、中科方德等。

深度 Linux（DEEPIN）:Deepin 是武汉深之度科技有限公司开发的 Linux 发行版。Deepin 团队基于 Qt/C (用于前端)和 Go(用于后端)开发了的全新深度桌面环境(DDE)，以及音 乐播放器，视频播放器，软件中心等一系列特色软件。它不仅仅对最优秀的开源产品进 行集成和配置，还拥有自主设计的特色软件：深度软件中心、深度截图、深度音乐播放 器和深度影音，全部使用自主的 Deepin UI，其中有深度桌面环境，Deepin Talk(深谈) 等。华为在 2019 年遭遇“实体清单”后，曾发布搭载 Deepin 操作系统的 Matebook 14产品。

中标麒麟：中标麒麟操作系统同样采用的是 Linux 内核，有多种版本，分别为桌面版、 通用版、高级版和安全版等，满足不同需求，已经广泛的使用在能源、金融、交通、政府、央企等行业领域。中标麒麟桌面操作系统是一款面向桌面应用的图形化桌面操作系 统，针对 X86 及龙芯、申威、众志、飞腾等国产 CPU 平台进行自主开发，率先实现了对 X86 及国产 CPU 平台的支持，提供性能最优的操作系统产品。通过进一步对硬件外设的 适配支持、对桌面应用的移植优化和对应用场景解决方案的构建，完全满足项目支撑， 应用开发和系统定制的需求。

中兴新支点桌面操作系统：中兴新支点操作系统由中兴通讯全资子公司广东新支点技术 服务有限公司发布。中兴新支点操作系统基于 Linux 内核，具体细分为嵌入式操作系统 （NewStart CGEL)、服务器操作系统（NewStart CGSL）、桌面操作系统（NewStart NSDL）。 国家税务总局公布了 2019 年信息产品入围名单。其中，中兴通讯新支点桌面操作系统 和服务器操作系统在操作系统方面均成功入围。因为中兴新支点对国产芯片的完整支 持，目前在自主方案中被众多商业，政府及教育机构采用。

中科方德：该桌面操作系统主要与基于兆芯（兼容 x86 平台）的国产整机进行全面适配 优化，性能优异。产品提供了美观、易用的桌面环境，易于安装配置，适用于台式机、 笔记本、一体机等终端产品，可广泛地应用于多种领域，为客户提供稳定、易用的桌面 平台，满足各种应用需求。

3.3 中国具备 GPU 发展的土壤

处理器是计算机硬件的核心，操作系统是计算机硬件与用户沟通的桥梁。核心芯片与操 作系统相互匹配，相辅相成，才能构建完善的生态系统。从以上分析可以知道，目前我 国已经开发出多种基于不同架构的 CPU，并且具备兼容这些国产化 CPU 的操作系统。此 外，我国优秀的计算机整机厂商如：中国长城、联想、同方、浪潮、曙光等，为国产 CPU 和操作系统应用的推广使用提供整合和使用平台。GPU 作为计算机中重要的硬件之一， GPU 的应用必须与 CPU 以及操作系统相适配。因此，在当前国内信息技术生态已基本构建的前提下，叠加信息安全自主可控的大潮流，国产 GPU 适配及应用具备良好的发展土 壤。

4.1 国产 GPU 与国外产品相比差距不小，正在加速追赶

国产 GPU 的生产商包括两种：自主研发系以及引进系。自主研发系包括：中船重工 709 所、中船重工 716、景嘉微、航锦科技、龙芯、上海兆芯等机构和公司；引进系则有凯 桥资本收购的 Imagination。目前，国产 GPU 中，较为知名的为中船重工 701 所的凌久 GP101、中船重工 716 所的 JARI G12、景嘉微的 JM 7200。

凌久 GP101 由中船重工 709 所研发，并在在 2018 年 2 月第一次流片成功。凌久 GP101 GPU芯片支持 HDMI、DVI、VGA 等通用显示接口，支持 2D、3D 图形加速和 OpenGL ES 2.0， 支持 4K 分辨率、视频解码和硬件图层处理等功能，可以广泛应用于军民两用电子设备、 工业控制、电子信息等领域。这标志着国内自主研发 GPU 芯片已经具备批量生产能力，为后续相关研发和国产化应用打下了坚实基础。

JARI G12 由中船重工 716 所在 2018 年 9 月正式发布。该处理器采用混合渲染架构，兼 顾数据带宽和渲染延时需求，极大的增强了芯片的灵活性和适应性；提供 PCIe3.0 总线， 支持 x86 处理器和龙芯、飞腾、申威等国产处理器；支持 4 路数字通道和 1 路 VGA 输出， 提供 DP、eDP、HDMI、DVI 等通用显示接口，单路数字通道最大输出分辨率为 3840×2160@60fps，支持扩展、复制显示和"扩展 复制"显示模式；内建视频编解码硬核，支 持 2 路 3840×2160 分辨率视频的编码、解码功能；支持 OpenGL4.5 和 OpenGLES3.0，满 足高性能 3D 加速和 VR 显示需求；支持 OpenCL2.0，满足并行计算和云计算的使用需求； 集成张量加速计算硬核，支持 AI 计算加速。该 GPU 支持 Windows、Linux、VxWorks 等 主流操作系统，同时支持中标麒麟、JARI-Works、道等国内自主可控操作系统，具备健 全的生态环境体系。

JM7200 由长沙景嘉微电子股份有限公司研发，2018 年 9 月 JM7200 流片成功。JM7200 使 用 28nmCMOS 工艺；内核时钟频率最大 1300MHz（支持动态调频）；存储器时钟频率最大 1066MHz；主机接口为 PCIE2.0x16；渲染能力：含四条渲染流水线，1300MHz 时，像素 生成率为 5.2GP/s，纹理填充率 10.4GT/s；支持 H.264、VC-1、VP8、MPEG2 和 MPEG4 硬 件解码加速；支持四路独立图形显示控制器，支持四路 4K 超高清显示。集成四路 HDMI、 两路 VGA、两路 LVDS、两路 DVO 接口；支持 OpenGL1.5/OpenGL2.0 规范；支持两个 GPU 交火并行级联处理；功耗为 10W-40W。2019 年，公司在 JM7200 基础上，推出了商用版 本-JM7201，满足桌面系统高性能显示需求。公司 JM7200 芯片自研发成功后不断开展与 国内主要的 CPU 和操作系统厂商的适配工作，与中国长城、超越电子等十余家国内主要 计算机整机厂商建立合作关系并进行产品测试，大力开展进一步适配与市场推广工作。 2019 年 3 月。公司向中国电科某所提供 JM7200 显卡产品。

我们选取已经流片并且目前公开信息较为详细的 JM7200 GPU 与国外 NVIDIA GT640 进行 对比。首先是核心频率方面， JM7200 是 1200MHz,GT640 是 900MHz；主机接口方面， GT640 稍胜一筹；显存容量方面，JM7200 与 GT640 相差不多；功耗方面，JM7200 比 GT640 至 少低 10W。JM7200 是 2018 年 9 月流片成功，GT640 是 NVIDIA 在 2012 年第二季度发布的 产品。通过双方的性能比较，JM7200 与 GT640 的差距存在约 6 年的差距。

2018 年 12 月，公司完成非公开发行股票募集资金 10.88 亿元，计划分别投入“高性能 通用图形处理器研发及产业化项目”、“面向消费电子领域的通用类芯片研发及产业化项目”和补充流动资金。其中“高性能通用图形处理器研发及产业化项目”包含开发公 司第三代 GPU 产品 JM9231 以及 JM9271。根据公司介绍：

JM9231 在架构上采用了业界主流的统一渲染架构，支持 OpenGL4.5，OpenCL1.2API 接口， 可以无缝兼容市面上主流的 CPU、操作系统和应用程序，跟国际同类公司 2016 年中低端 产品性能相当，主要针对国产化办公电脑，便携式计算机、中低端的游戏机和高端嵌入 式系统等消费电子领域，主要针对图形生成和显示能力进行了优化和进一步提高。

JM9271 采用跟 JM9231 相同的统一渲染架构，支持 OpenGL4.5，OpenCL2.0API 接口，通 过增加运算单元数量，提高显存带宽，总线和输出接口速率，使得科学计算能力得到了 大幅度提升，可以达到国际同类公司 2017 年中高端产品的性能，主要针对人工智能、 安防监控、语音识别、深度学习、云计算等对计算速度要求非常高的高端应用领域，在 JM9231 基础上对科学计算能力进行大幅度提高和改进，并针对人工智能领域开发相关的 运算库和高性能计算平台，满足客户不同应用需求。

JM5400 芯片研发周期是 8 年， JM7200 芯片的研发周期是 4 年，下一代芯片的研发周期 将缩短至 2-3 年。国产 GPU 正在加速研发，进一步缩小与国外领先 GPU 生产厂商的差距。

4.2 国产 GPU 逐步走向市场，国产替代空间值得期待

国产 GPU 逐步走向市场。我国前期的国产 GPU 主要面向专用领域，例如 2014 年 5 月， 景嘉微发布的 JM5400 是面向军用领域。2018 年 9 月，景嘉微 JM7200 流片成功。JM7200 兼顾专用与民用市场，意味着国产 GPU 开始迈向民用市场。2019 年 3 月，景嘉微向中国 电科某所提供 JM7200 显卡产品，合同金额合计 145,000 元人民币。这是公司 JM7200 产 品获得的首份订单。2019 年上半年，JM7200 芯片已完成与龙芯、飞腾、银河麒麟、中 标麒麟、国心泰山、道、天脉等国内主要的 CPU 和操作系统厂商的适配工作，与中国长 城、超越电子等十余家国内主要计算机整机厂商建立合作关系并进行产品测试，大力开 展进一步适配与市场推广工作。 2019 年下半年景嘉微长沙景美集成电路设计有限公司与 湖南长城科技信息有限公司签署战略合作协议，湖南长城 2020 年拟采购 100,000（套） JM7200 图形显卡，实际采购数量以湖南长城集成景嘉微产品后制成的整机参与湖南省政府采购项目招标后实际中标的数量为准。景嘉微下一代 GPU 产品 JM9231 主要针对国产 化办公电脑，便携式计算机、中低端的游戏机和高端嵌入式系统等消费电子领域；JM9271 主要针对人工智能、安防监控、语音识别、深度学习、云计算等对计算速度要求非常高 的高端应用领域。国产 GPU 正逐步走向民用，走向市场。

国产 GPU 市场从政府采购开启。国产操作 CPU、国产操作系统已经进入政府采购名单， 进入国产替代阶段。GPU 做计算机内部的重要硬件之一，也将随着技术的进步，也将逐 步实现国产替代。GPU 实现国产替代主要是两方面：一方面是办公电脑，另一方面是服 务器。

办公电脑方面，一般而言，需要使用国产化产品的人员主要是接触到重要信息的工作人 员。在我国，这部分人群主要分为两类：一是政府机关人员，包括国家机关人员、政党 机关人员和社会团体机关人员；二是事业单位人员，包括教育、医疗卫生、科研、文化 等公立部门人员。以上人员大多是财政供养人员。根据《地方财政研究》数据显示，2006 年-2008 年我国财政供养人员总数分别为 4460.3 万人、4549.1 万人、4630.7 万人，平 均每年为 4546.7 万人。剔除部分非核心人员，以及考虑加入部分重要国企和央企的高级管理人员，预计整体需要国产化产品人群数量为 4500 万人；按照人均一台计算机计 算，国产化办公电脑整体需求量在 4500 万部计算机。我们以 NVIDIA GTX1060 当年发布 的价格计算，当年 GTX1060 非公版价格大约是 2000 元，GPU 大约占显卡的 50%的成本， 所以 GPU 大约为 1000 元/颗。按照一台电脑装备一个显卡，当实现全部电脑完成国产替 代时，则国产 GPU 的市场规模可以达到 450 亿元，按照每五年更换一次计算，每年市场规模为 90 亿元。

服务器方面，我们提取了 Dell、HPE、浪潮、联想四家企业自 2018 年第二季度的出货量 及其销售额，作为测算每台服务器的售价，大约是每台服务器 7298 美元，按照美元兑 人民币 1:6.79 的汇率计算，大约为 47000 元/台。2018 年，全国政府采购服务器规模为 23.17 亿元，按照每台服务器 47000 元计算，2017 年，全国政府采购约为 50000 台。按 照每五年更换一批计算，我国五年对服务器的需求数量为 25 万台。我们以 NVIDIA TESLA P4 8G 价格为例，NVIDIA TESLA P4 8G 价格为 11600 元，按照 GPU 占显卡成本一般，为 5800 元。因此，当政府机关单位服务器全部实现国产替代时，服务器 GPU 市场规模为 14.5 亿元，平均每年为 2.9 亿元。

综上，以上述的条件，每五年实现国产替代的市场规模 464.5 亿元，平均每年为 92.9 亿元。

以上测算为一个相对短期的市场规模的测算。我们认为国产 GPU 的市场规模将会逐步扩 大：首先是 PC 市场，我国的 PC 市场出货量较为稳定，每年维持在大约 5000 万部的销 量，随着国产 GPU 的技术的提升，国产 GPU 有望真正进入民用市场。若以 20%的渗透率 计算，每五年更换一次，则每年的民用国产 GPU 的市场规模为 100 亿元，并且随着渗透 率的提升，市场规模逐步扩大；其次是服务器市场，2018 年，我国的服务器出货量是 330 万部，随着云计算的发展带动服务器出货量的增加，叠加国产替代使用范围将扩大 到国企，市场规模将上升一个档次。

对集成电路行业维持推荐评级。在《集成电路系列报告三：从全球领先企业看 GPU 发展 方向》中，我们分析了目前的全球 GPU 领先供应商发展的情况，并且分析了 GPU 的三大应用方向分别是：游戏、深度学习、自动驾驶。目前三大应用方向都处于初步阶段，并 向导入期过渡。我们预计未来 GPU 在三大应用方向的需求将会增加。从全球的视野回到 我国状况，我们认为，由于目前信息安全形势严峻，信息安全事关国家安全，实现自主 可控才是保证信息安全的必由之路。在自主可控领域中，CPU 以及操作系统已经具备在 党政机关中实现国产替代水平，有利于国产 GPU 的发展。国产 GPU 经过多年的发展，已经进入从专用领域向民用阶段的过渡阶段，在政府采购中渗透。我们认为，随着国产化 设备技术水平的提高，国产 GPU 的市场规模将逐步扩大。建议关注受益于自主可控的相 关公司：

CPU 建议关注：中科曙光（603019）

GPU 建议关注：景嘉微（300474）、航锦科技（000818）

与 CPU 与 GPU 相关的的 PCB 供应商：胜宏科技（300476）

自主可控国产操作系统建议关注：中国软件（600536）

集成电路封测建议关注：长电科技（600584）、华天科技（002185）等相关公司。

景嘉微（300474）

为国防事业贡献的优秀供应商。公司设立之初，业务聚焦于图形显控、小型专用化雷达 领域核心模块及系统级产品。2006 年，公司在成立之初参加了“神州八号”图形显控模 块设计当时恰逢我国军用飞机图形显控系统由使用 DSP 与 FPGA 图形加速器向使用 GPU 图形处理器升级，公司组织研发团队投入军用飞机图形显控领域的研究，因此，对航空 航天图像显控有了深入的认识。2007 年，公司成为国内率先完成 VxWorks 操作系统下图 形处理芯片 M9 驱动程序开发的企业，M9 是当时国内最主流的军用图形处理芯片，为图 形显控模块最核心的元器件，该驱动程序的成功开发有力推动了公司对图形显控模块的 研发。在小型专用化雷达领域方面，公司也多有建树，例如在空中防撞雷达系统方面， 公司的空中防撞系统核心组件利用二次雷达技术，采用多通道收发技术，与四元相控阵 天线配合对飞机实施监视、标识，判断周围飞机的飞行方位角、距离和飞行意图告警， 并按照一定的策略实施自动防撞；在自主式雷达制导领域，公司进行了深入的研究，突 破了诸多技术瓶颈，研发成功了弹载雷达发射信号高效传输组件和弹载修正通道微波收 发机等弹载雷达微波射频前端核心组件。公司在图形线控和小型专用户雷达的基础上， 拓展出芯片及其他业务。

目前，图形显控业务已经成为公司营收和毛利的主要来源，并且维持较快增长。2019 年 公司图形显控业务在营收中占比为 72.19%，在总毛利中占比 77.79%；2019 年，公司图 形显控业务实现营收同比增长 31.68%，贡献毛利同比增长 25.74%。

摆脱依赖，自主研发国产 GPU。在过去，国防领域的图形处理芯片主要有 M9、M72、M96， 这些芯片为商用级芯片，但是均为 ATI 公司生产。2010 年，为响应“自主创新”的相关 政策，摆脱国防领域对国外产品的依赖，公司启动了 JM5400 型图形芯片的研发。2014 年公司自主研发的 JM5400 图形处理芯片流片成功。 JM5400 的研发成功填补了我国军工 电子领域自主知识产权图形处理芯片的空白，提升了公司在图形显控领域的核心竞争 力。但是 JM5400 只是用与专用领域，难以推广。为此，公司开发出 JM7200 图形处理芯 片。2018 年 9 月，JM7200 流片成功。虽然从目前 JM7200 的性能看，与国外产品具有 6年以上的技术差距，但是 JM7200 实现兼顾专用与民用市场，意味着国产 GPU 开始迈向 民用市场。目前，公司 JM7200 芯片自研发成功后不断开展与国内主要的 CPU 和操作系 统厂商的适配工作，与中国长城、超越电子等十余家国内主要计算机整机厂商建立合作 关系并进行产品测试，大力开展进一步适配与市场推广工作。2019 年 3 月。公司向中国 电科某所提供 JM7200 显卡产品。2019 年下半年，公司旗下子公司与湖南长城签署战略 合作协议，湖南长城 2020 年拟采购一定数量的 JM7200 图形显卡。这一采购标志着我国GPU 逐步走向市场化。目前公司开启第三代图形处理器的研发 JM9 系列，支持人工智能、 安防监控、语音识别、深度学习、云计算等对计算速度要求非常高的高端应用领域。

公司业绩维持快速增长。2019 年，公司实现营业收入 5.31 亿元，同比增长 33.63%，继 续维持高速增长；2019 年，公司实现归母净利润 1.76 亿元，实现扣非归母净利润 1.64 亿元，分别同比增长 23.67%、19.26%。公司业绩实现快速增长主要得益于公司不断加强 管理水平和运营效率，强化生产产能的提高，经营业绩稳步增长。2020 年第一季度，虽 然全国遭遇“新冠疫情”的袭扰，但是公司依靠优秀的管理能力实现良好的业绩。2020年第一季度，公司实现营业收入 1.18 亿元，同比增长 33.49%；实现归母净利润 0.25 亿 元，同比增长 23.76%，实现扣非归母净利润 0.25 亿元，同比增长 28.64%。此外，公司 收益质量保持在 90%以上的水平，收益质量良好。

公司盈利能力维持相对稳定，研发支出不断提升。2019 年，公司销售毛利率为 67.77%， 销售净利率为 33.15%，分别同比下降 8.75 个百分点和 2.67 个百分点。公司销售毛利率 与销售净利率有所下滑，一方面是原材料成本上升，另一方面是公司在研发方面积极投 入。2019 年，公司研发费用为 1.17 亿元，同比增长 45.17%，占营业收入 22.07%；2020年第一季度，公司研发费用为 0.26 亿元，同比增长 34.69%，占营业收入 21.95%。公司 作为国产 GPU 的优秀供应商，承接国防订单需求，需要通过加大研发投入，扩充产能， 生产出高品质产品。

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（报告观点属于原作者，仅供参考。报告来源：东莞证券）

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