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（报告作者：国金证券分析师孟灿）
CPU产业链巨头大多集中在海外，位居产业链各个核心环节，从当前国产CPU产业链进口替代的视角来看：在设计环节，华为鲲鹏，飞腾等龙头已跻身世界一流水平；封测环节，通富承接AMD7nmCPU封测、14nm及以下结点的先进制程；设备、材料、EDA/IP、制造等环节仍与国外龙头差距较大，目前仍采用“外循环为主+内循环为辅”的模式。
1、CPU是计算机的“大脑”
1.1CPU是计算机系统的运算和控制核心
CPU，即中央处理器，是电子计算机的主要设备之一。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU主要包括两个部分，即控制器、运算器，其中还包括高速实现缓冲处理器之间联系的数据、控制的总线。其功效主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。在计算机体系结构中，CPU是对计算机的所有硬件资源（如存储器、输入输出单元）进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。CPU是计算机运算和控制的核心，计算机系统中所有软件层的操作，最终都将通过指令集映射为CPU的操作。
CPU内核的基础是指令集和微架构，指令集确定了CPU的工作方式及与之相适配的硬件架构（微架构）。按照指令集的复杂程度可以分为复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）两大类，复杂指令集包括x86等，精简指令集包括ARM、MIPS、Alpha等。
CPU产业链巨头大多集中在海外，位居产业链各个环节核心，对全球CPU行业影响力较大。在设计环节，英特尔和AMD几乎垄断通用型CPU市场；在设备、材料、EDA/IP等环节国内龙头与国外龙头差距较大，国产化率较低；在制造环节，目前只有台积电和三星有5nm制程生产能力，但均需使用美国设备；在封测环节，目前中国台湾、中国大陆、美国三分天下。
从当前国产CPU产业链进口替代的视角来看：在设计环节，华为鲲鹏，飞腾等龙头已跻身世界一流水平；封测环节，通富承接AMD7nmCPU封测，14nm及以下结点的先进制程；设备、材料、EDA/IP、制造等环节仍与国外龙头差距较大，目前仍采用“外循环为主+内循环为辅”的模式。
1.2我国集成电路产业处于快速发展阶段
全球集成电路产业重回增长态势。年至年期间，全球集成电路行业呈现快速增长趋势，产业收入年均复合增长率为9.33%；年，受国际贸易摩擦的影响，全球集成电路产业总收入为亿美元，较年度下降15.99%；年，因贸易摩擦缓解，加之数据中心设备需求增加、5G商用带动各种服务扩大、汽车智能化等因素，年全球集成电路产业市场规模为亿美元，较年增长9.32%，市场重回增长态势。
我国集成电路产业起步较晚，但近年来在结构和规模方面得到较大提升。年以来，随着我国智能手机全球市场份额的持续提升，催生了对半导体的强劲需求，加之国家对半导体行业的大力支持以及人才、技术、资本的产业环境不断成熟，全球半导体产业酝酿第三次产业转移，并且向我国转移趋势逐渐显现。
我国集成电路产业持续高速发展，市场规模复合增长率达到全球的近三倍。年到年的复合年均增长率为19.73%，持续保持高速增长态势。年实现总销售额高达亿元，较上年增长17.01%。受益于人工智能、大数据、5G等技术的成熟和普及，预计我国集成电路产业将在未来继续保持快速增长趋势。
从集成电路设计、芯片制造、封装测试的结构变化来看，年，我国集成电路设计产业销售收入.4亿元，所占比重从年的26.9%增加到42.7%；芯片制造销售收入.1亿元，所占比重从年的28.7%增加到28.9%；封装测试销售收入.5亿元，同比增长6.8%，所占比重从年的44.4%下降至28.4%。芯片设计产业规模占比逐年攀升，我国集成电路产业发展质量正稳步提高。
全球服务器市场增速放缓，未来有望提速。根据IDC数据，受全球互联网行业资本投入收缩和新冠疫情影响，年全球服务器出货量为.9万台，销售额为.2亿美元，分别增长3.26%和4.37%，增速低于前期平均水平。但随着更多的经济及社会活动由线下转移至线上，对数据存储及运算能力提出了更高的要求，未来服务器市场需求有望恢复快速增长态势。
服务器市场中x86服务器表现亮眼。微软和英特尔凭借自身规模效应和技术优势，使其产品Windows和IntelCPU占据了绝大部分市场份额，打造了“Wintel”技术联盟。Wintel技术联盟的基本特点是基于x86架构优化各类软件应用，使得x86架构具备良好的产业生态优势。在操作系统领域，Windows和Linux均兼容x86架构；在应用软件方面，得益于对独立软件开发商的指令集开放与应用平台操作系统的一致性，技术开发门槛显著降低，使得x86架构下的软硬件环境成熟度相较于其他架构具有明显优势。应用x86处理器的服务器销售量在全部服务器中的占比常年维持在97%以上，年x86服务器销售量达.2万台。
我国x86服务器中双路服务器是主流。由于x86处理器起步较早，生态环境较其他处理器具有明显优势。IDC数据表明，我国x86服务器以双路服务器为主，从年到年，双路服务器占比均保持在80%以上，其次是单路和4路服务器，合计占比在10%至20%之间；8路以上的服务器占比较少。
1.3CPU重点应用于服务器、PC、嵌入式等领域
CPU可以应用在服务器、工作站、个人计算机（台式机、笔记本电脑）、移动终端和嵌入式设备等不同设备上，根据应用领域的不同，其架构、功能、性能、可靠性、能效比等技术指标存在一定差异。
2、知己知彼，Intel和AMD领跑全球CPU市场
从全球CPU竞争格局来看，集成电路产业头部效应较为明显，少数领军企业占据市场主导地位。全球CPU发展历程与Intel和AMD的发展史基本吻合，大致可分为四个阶段：性能提升阶段、应用扩展阶段、多元发展阶段和多核集成阶段。目前，全球集成电路市场主要由美国、欧洲、日本、韩国的企业所占据。
Intel公司：Intel公司成立于年，是半导体行业和计算创新领域的全球领先厂商，并且是首家推出x86架构中央处理器的公司，长期占据X86市场霸主地位。当前Intel处理器主要包含7大品类：酷睿、奔腾、赛扬、至强、安腾、凌动、Quark。
AMD是除Intel以外最大的x86架构微处理器供应商。公司于年成立，创办初期的主要业务是为Intel公司重新设计产品，并以“第二供应商”的方式向市场提供这些产品。目前公司主要提供用于商业及消费市场的x86微处理器和嵌入式微处理器、台式和笔记本电脑芯片组、专业工作站和服务器、台式和笔记本电脑的视频图形和多媒体产品，包括国内媒体电脑、专业游戏工作站和服务器等。
基于Zen架构持改进，形成三大产品线。公司已推出Zen、Zen+、Zen2、Zen3等架构，形成民用处理器锐龙系列、线程撕裂者系列、服务器CPU霄龙系列三大产品线。公司持续加强产品创新，于年正式发布锐龙系列处理器，拥有多达16个Zen4核心，成为世界上首款5nm处理器，并将于年推进至Zen5架构，进入3nm制程，并推出代号为“Turin”的第五代EPYC伺机处理器以及代号“GraniteRidge”的新款桌机处理器。
x86领域，Intel和AMD占领市场。年在x86领域，Intel市占率为76.65%，仍占据主导态势。在非x86领域，ARM以低能耗、高效率、发展时间长的优势占据移动终端市场主导地位，市占率达到43.2%。此外，RISC-V发展时间短但相对灵活，在物联网领域备受
