揭秘:中國自主可控行業全景圖(下)

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產業鏈關鍵環節之CPU晶片——自主架構與引進可控共同發展

主體可控(CPU研製單位符合安全保密要求,無境外直接投資,間接投資不超過20%);

技術自主(CPU核的原始碼自己編寫,自主設計處理器核心微結構);

發展自主(CPU指令系統可持續自主發展,無指令集授權風險,能自主拓展指令集)。

7.1 國產化晶片產品梳理與國際競品比較

龍芯、飛騰、兆芯以及華為、海光、申威代表中國最強的CPU晶片。

CPU晶片是整個自主可控產品中最重要的環節,整個軟體生態架構都建立在底層CPU架構之上。

目前自主可控核心晶片廠商有三家:龍芯、飛騰、兆芯

分別代表MIPS、ARM、x86三種架構技術路線。

未來有可能進入該領域還有三家:中科曙光的海光(x86)、華為海思(ARM)、申威(Alpha)。

目前國內CPU與國外的差距主要表現在:1)研發團隊是技術和水平的承載體,國內研發團隊整體規模尚小;2)硬實力包括軟硬體設計開發環境EDA等存在短板;3)軟實力包括CPU的設計方法學、CPU的設計流程與規範等存在差距。

7.3 龍芯——目前國內自主可控程度最高的CPU晶片

龍芯是我國最早進行CPU研發的廠商,實現了從底層指令集架構的完整自主可控。

成功包攬了我國三項CPU界的「首款」稱號—我國首款通用CPU(龍芯1號)、我國首款64位通用CPU(龍芯2B)、我國首款四核CPU(龍芯3A)。

龍芯特點在於指令集也是自主設計。

由於目前軟體生態貧乏與產業聯盟弱小,2016年龍芯將GS132和GS232兩款CPU核向高校和學術界開源,致力於建立起產業生態,豐富龍芯的軟體生態和產業鏈。

產品方面,龍芯目前共推出3代CPU產品,龍芯2017年4月發布面向桌面/伺服器應用的龍芯3號處理器的最新升級產品龍芯3A3000/3B3000,其中,龍芯3A3000基於中芯28nm FDSOI工藝,自主GS464E架構(自主指令系統LoongISA),設計為四核64位,主頻1.5GHz,功耗僅30W,是目前國產CPU中單核SPEC實測性能最高的晶片之一。

未來,龍芯第三代產品將「跨越發展」提高性能,其中預計2019年推出的3A4000相同工藝性能提高一倍,預計2020年推出的3A5000/3C5000工藝改進提高主頻至2.5GHz,核數提升至16核。

近3年來龍芯應用層產品的綜合性能提升一個數量級

根據第二屆關鍵信息基礎設施自主安全創新論壇上龍芯總裁胡偉武的介紹,過去3年,龍芯CPU性能提高4倍,基礎軟體性能提高2.5倍,應用層提升一個數量級。

對標VIA C-4600和AMD K10晶片進行比較,龍芯3A3000部分性能優於VIA C-4600,定點和浮點與AMD K10相當,帶寬是K10的2倍左右,可滿足日常辦公需求,未來有望逐漸實現對國際廠商晶片的替代。

7.4 飛騰:兼具自主可控與產業生態的國產化CPU選擇

飛騰核心研究團隊為國防科技大學計算機學院,2012年,飛騰獲得了ARM最高級別的架構授權,意味著可以自己定義CPU規格,從根本上保證了安全可控。

目前,飛騰是目前國產CPU晶片中可以自主設計的三家晶片廠商(飛騰、龍芯和申威)之一,面向桌面和伺服器,更加適合政府、國企等單位的辦公PC、伺服器等需求,產品從最初的FT-1000、FT-1000A、FT-1500到近期的FT2000。



2016年,飛騰發布的FT-2000/64標誌著已經掌握具有自主智慧財產權的高性能微處理器晶片設計的核心關鍵技術,國產高端晶片開始具備大批量產業化應用的能力。

FT-2000/64是中國企業自主設計的第一款64核通用處理器,打破了國外巨頭長期壟斷,也是當年全球性能最高的ARM架構伺服器晶片之一。

它採用28nm工藝,核心頻率2.0GHz,全晶片集成48億電晶體,峰值浮點運算性能達到每秒5120億次,最大功耗100W,可謂高性能、低功耗。

2018年7月,飛騰在IEEE ISVLSI 2018 會議展示了FT-2000+/64晶片,採用16nm工藝,核心頻率達到2.4GHz,性能進一步提升。



目前,國產作業系統和國產軟體產品已完成了FT-2000/64平台上的全面適配工作。

FT-2000/64在國內信息系統以及金融、電信、能源等關鍵行業應用系統中,可部分實現對英特爾「至強」晶片的替代,為國家信息安全保駕護航。

從晶片性能來看:就桌面晶片而言,儘管和Intel的差距依舊較大,但目前飛騰還沒有大型遊戲等對CPU性能要求較高的軟體應用,現在的性能對於絕大多數應用如黨政軍辦公電腦和一體機等,龍芯3A3000和飛騰1500A的性能已經完全夠用,只要構建相應的軟體生態,在黨政軍領域就能替換Intel的CPU。

伺服器晶片方面,因飛騰、申威等晶片技術最初都起源於國產大規模超算,長期在世界排行第一,對於多核並行計算擁有獨到優勢技術。

以國產伺服器CPU中多線程性能最強的飛騰2000為例,根據HotcChips的Spec 2006測試,FT-2000成績為整數672,浮點585,足以和Xeon E5-2699v3相媲美,儘管其工作主頻低於Xeon v3,在功耗和核心上卻更富優勢。

這也是國產伺服器晶片第一次在性能上緊跟Intel步伐,對於大多數的國內伺服器而言這樣的性能已是綽綽有餘,未來有望替代Intel。



飛騰早期採用Spark架構,後轉向ARM架構,始終堅持走國際化開源道路,ARM中國公司成立後,後續技術授權的確定性和可持續性顯著增強。

目前在移動終端市場,AA(ARM-Andriod)體系占據優勢,雖然在主機和伺服器端與移動端授權有所差異,但不需要研發自己的編譯器,可兼容AA體系的軟體生態,大幅降低研發的技術門檻、時間和資金成本。

飛騰走了一條自主可控與國際化開放生態相互兼容的的路線。

7.5 兆芯:目前國內x86主要入圍晶片,上海區域應用較多

上海兆芯集成電路有限公司(以下簡稱「兆芯」)成立於2013年,由上海市國資委和台灣威盛電子合資成立,目前,上海市國資委持股比例為85.24%。

台灣威盛電子台灣老牌晶片公司,是除Intel、AMD之外,唯一一家擁有x86架構授權的公司,也是除高通之外,唯一一家擁有CDMA基帶授權的公司,其董事長王雪紅女士同時也是全球知名的智慧型手機代工和生產廠商HTC的董事長。

兆芯致力於研發國產自主可控的核心處理器晶片,同時掌握中央處理器、圖形處理器、晶片組三大核心技術,兆芯的技術源自VIA,走的是技術引進、仿製,再修改原始設計,最後自主創新的道路。

合作開發可以使國內企業直接獲得CPU的原始代碼並檢查其中是否存在後門,因此能滿足關鍵部門基本的信息安全需求。

2018年9月19日,兆芯開先KX-6000系列國產x86處理器亮相第二十屆中國國際工業博覽會並獲得金獎,開先KX-6000系列處理器採用16nm工藝,主頻達3.0GHz,集成度更高,為單晶片解決方案,產品性能與國際主流的Intel i5水平相當,

7.6 海光:技術先進的x86晶片方案,具有性價比優勢

海光信息技術有限公司(以下簡稱「海光信息」)成立於2014年10月24日,目前中科曙光持有海光信息36.44%的股份,是公司的重要股東。

2016年4月,AMD宣布將與海光信息成立合資公司,授權其生產伺服器處理器,AMD獲得2.93億美元的授權費。

當時,AMD已經連續至少6個季度虧損,希望通過授權Zen架構突破中國市場,扭轉虧損局面。

授權問題:變相享有x86授權,不違反AMD與Intel簽署的交叉許可協議。

AMD公司和海光信息合資成立兩家公司,分別是成都海光微電子技術有限公司(以下簡稱「海光微電子」)和成都海光集成電路設計有限公司(以下簡稱「海光集成電路」)。

AMD控股海光微電子51%的股份,主要享有授權IP所有權並負責晶片的生產工作,在國內繞開英特爾與AMD在2009年簽署的交叉許可協議,即不得向第三方公司轉讓x86授權;海光集成電路則是由海光信息控股70%,從海光微電子公司購買IP授權,負責晶片設計和銷售工作,海光集成電路將設計好的晶片方案委託給海光微電子進行生產,完成封裝的晶片產品以海光集成電路的名義進行銷售,不過僅僅局限於中國市場。

2018年7月,海光信息宣布x86處理器Dhyana(禪定)已經開始生產,Dhyana(禪定)基於超微(AMD)Zen核心架構開發,性能方面與AMD EPYC處理器相似,Linux維護者將EPYC支持代碼轉移到Dhyana(禪定)處理器後可以成功運行,說明當時兩款處理器差異相對較小。

2018年11月,中科曙光以10.71億元取得成都高投和成都產投合計持有的海光信息10.92%的股權,海光信息的估值達到98億,中科曙光持股比例上升至36.44%。

2019年3月,中科曙光2018年年報中披露,海光信息在2018年營業收入1.13億元,相較2017年的1358萬大幅度提高。

根據EETOP電子網報導,海光Dhyana處理器有很大一部分與中科曙光的伺服器配套。

2019年3月,海光信息加入安全可靠工作委員會,並表示在2019年至2022年,將陸續推三代產品,以滿足市場對性能和安全不斷增長的需求。

7.7 華為海思:發布鯤鵬及昇騰兩款CPU應對伺服器和雲計算市場,ARM晶片市場化最強力量

華為海思的麒麟晶片已經通過華為高端手機Mate系列、P系列打響自身品牌,2018年華為正式發布了鯤鵬系列和昇騰系列晶片,基於ARM架構,分別用於伺服器和雲計算市場。

此前高通將ARM架構應用於伺服器市場,目標雲計算等新領域但未取得成功,華為目前是國際上ARM伺服器晶片領域的領軍企業,其產品已經服務於首屆中國國際進出口會議等大型峰會,產品經歷考驗。

在面臨國際封鎖的潛在威脅下,華為晶片的價值和產品升級更值得期待,其也是國產晶片中產業化與國際化最優秀的。

華為昇騰晶片主要配合華為雲服務使用。

相比於華為麒麟晶片主打手機處理器,華為昇騰晶片主要是配合華為雲服務使用,包括Max,Mini,Lite,Tiny和Nano等五個系列,全部基於華為自家的「達文西架構」。

2018年10月10日,華為發布昇騰910和昇騰310兩款人工智慧晶片,其中,昇騰910屬於Max系列,支持全場景人工智慧應用,採取7nm工藝製程,最大功耗為350W,單晶片計算密度達到當時最大水平,算力可達256TFOPS,比英偉達的V100高出1倍。

昇騰310屬於Mini系列,主打終端低功耗人工智慧場景,採用12nm工藝製程,最大功耗為8W,算力可達16TFLOPS,目前已經在量產中。

2019年,華為預計發布3款昇騰Lite,Tiny和Nano晶片,同時將會提供AI雲服務。

華為鯤鵬晶片及泰山伺服器:2016年6月,在國家「十二五」科技創新成就展上,華為展示了其第一台基於ARM Cortex A57架構的泰山伺服器,後指出「泰山」為核高基1號專項項目,用來做網際網路冷卻儲存的生態系統驗證,而非推廣的CPU和量產型號。

2019年1月,華為發布ARM伺服器晶片鯤鵬920和基於鯤鵬920的三款泰山ARM伺服器。

華為稱鯤鵬920為目前業界最高性能的ARM處理器,採用7nm工藝,集成64核,主頻為2.6 GHz,集成8通道DDR4,內存帶寬超過現有產品46%,支持PCIe4.0及CCIX接口,可提供640Gbps總帶寬,單槽位接口速率為業界主流速率的兩倍。

在SPECint基準測試中,鯤鵬920晶片的得分超過930分,比行業基準高出25%,能源效率比行業同行高出30%。

三款泰山ARM伺服器產品分別是泰山2280(均衡型),泰山5280(存儲型),泰山X6000(高密度型),性能達到世界頂尖水平,面向大數據、分布式存儲和ARM原生應用等場景,為企業構建高性能、低功耗的新計算平台。

7.8 申威:源於軍方與超算,Alpha架構CPU晶片

申威處理器的研製受到國家「核高基」的重大專項支持,採用自主Alpha指令集,具體負責研發的單位江南計算機所屬於軍方研究機構(總參56所),且具有完全的自主智慧財產權。

現已形成申威高性能計算處理器、伺服器/桌面處理器、嵌入式處理器三個系列的國產處理器產品線,以及申威國產I/O套片產品線。

申威在超算領域成績優異。

申威26010處理器的浮點性能可達3.168TFLOPS,性能和英特爾的14nm工藝72核Xeon Phi2(2015年年末Intel新推出的版本)類似。

2016年6月,在第47屆世界超級計算機大會上公布的最新TOP500排名中,中國國產「神威·太湖之光」超級計算機成為新的世界冠軍並連續4屆蟬聯冠軍,「神威·太湖之光」超級計算機使用的處理器正是申威26010。

2018年6月,美國憑藉IBM、NVIDIA聯合研發的Summit超算成功奪回TOP500超算第一。

目前國內有三套百億億次超算——天河3號、神威E級及中科曙光,其中神威E級的原型機今年已經安裝在濟南超算中心並通過驗收,使用的處理器是新一代申威26010+,是申威26010的升級版。

申威在超算領域成績優異。

申威26010處理器的浮點性能可達3.168TFLOPS,性能和英特爾的14nm工藝72核Xeon Phi2類似。

2016年6月,在第47屆世界超級計算機大會上公布的最新TOP500排名中,中國國產「神威.太湖之光」超級計算機成為新的世界冠軍並連續4屆蟬聯冠軍,「神威.太湖之光」超級計算機使用的處理器正是申威26010,峰值性能為12.5億億次/秒,持續性能為9.3億億次/秒。

2018年6月,美國憑藉IBM、NVIDIA聯合研發的Summit超算成功奪回TOP500超算第一。

2018年11月12日,新一期全球超級計算機500強榜單在美國達拉斯發布,中國超算「神威·太湖之光」位列第三名。

由於Alpha架構在國際上使用者較少,存在著軟體生態貧乏與產業聯盟弱小的問題,申威的民用PC市場仍然存在兼容性的問題,但由於是軍方項目,其軟體和硬體產品完全可以在體制內完成內部循環,解決了在超算和國防、信息安全無「芯」可用的困境,為國家信息安全保駕護航。

此外,2012年,上海高性能集成電路設計中心牽頭成立了「上海國產高性能處理器平台產業技術創新戰略聯盟」,目前有聯盟成員100 余家,涉及主板、整機、設備、作業系統、資料庫、辦公應用等方面,累計發布了500餘款軟硬體產品,基本覆蓋了計算機全產業鏈環節。

7.9 中國超算成為自主晶片開發的試驗田與黑土地

申威、飛騰和海光為中國超算領域的發展做出了突出貢獻,也為雲計算和人工智慧的發展奠定了技術基礎:

神威採用了眾核異構體系,使用的處理器是新一代申威26010+,是申威26010的升級版,目前,神威E級的原型機已經安裝在濟南超算中心並通過驗收。

天河三號由國家超算天津中心同國防科技大學聯合研製,2018年7月22日,「天河三號E級原型機系統」在國家超級計算天津中心完成研製部署,將逐步進入開放應用階段,「天河三號」有望在2020年研製成功。

「天河三號E級原型機系統」採用自主飛騰CPU,採取的技術路線與日歐類似,都是基於ARM構架處理器。

中科曙光則選擇了類似於美國主流超算的CPU+GPU技術路線,曙光E級原型機的核心晶片使用了海光公司的CPU,曙光E級原型機系統在完成交付後,預計將部署在國家超算上海中心和國家超算深圳中心。



整體來看,軍方和國家大型項目中的必需性應用是中國的自主可控晶片的發展基礎和主要土壤,而且超算中大量的並聯晶片運算,讓這幾家晶片對大規模晶片並聯技術都有很深的積累,而這在雲計算和人工智慧時代,可能是很重要的優勢。

產業鏈關鍵環節之作業系統OS

目前,從應用領域和範圍來看,微軟(Windows)、蘋果(iOS)、谷歌(Android)基本壟斷了桌面和移動智能終端的作業系統,Linux在大型機與嵌入式系統領域表現出優勢,並憑藉自由、開源、免費特性和成功商業模式,成為俄羅斯、朝鮮、印度、古巴、日本、韓國等研發自主作業系統的最佳選擇。

我國自主可控國產作業系統大都以Linux開源作業系統為基礎,不斷縮小與Windows 作業系統的差距,且由於支持國密算法和可信計算技術,在安全性方面優於Windows作業系統,目前國內作業系統廠商可以掌握Linux原始碼,支持龍芯、申威等國產CPU,同時也適配阿里雲、騰訊雲、華為雲等國內雲計算平台,並可與x86等主流計算晶片兼容。

中標麒麟作業系統:目前市占率最大的國產作業系統

中標麒麟作業系統系列產品由中標軟體有限公司研發,中標軟體成立於2003年,以作業系統技術為核心,重點打造自主可控、安全可靠等差異化特性產品。

作為國家規劃布局內重點軟體企業,中標軟體獲得了軍、民兩方面的相關企業與產品資質,是國產作業系統旗艦企業。

股權方面,中國軟體和一蘭科技各占50%的股份。



中標麒麟作業系統是目前我國發展最為成熟的作業系統,已形成包括桌面作業系統、伺服器作業系統、安全作業系統等多類型產品,滿足各保密領域對作業系統的高安全性需求,支持龍芯、飛騰等多種國產CPU,符合安全可控需求,同時兼容x86晶片。

麒麟系統基於Linux開源特性,國內企業通過審核原始碼,對系統內核進行修改,能夠實現自主可控。

麒麟系統的軟體生態已能滿足上網、影音、辦公等最重要的剛需需求,完全適用於黨政軍市場。

中標麒麟作業系統已經在50多家大型國內政策性銀行、大型股份制銀行和商業銀行獲得應用,其中,中標麒麟作業系統在2019年順利替換了建行的前端業務系統。

中標麒麟積極參與了國家重點工程「十二金」中的「十一金」,電子政務內網(中辦、國辦、發改委、鐵路局、質檢總局、河北、湖南、安徽、四川、江西等),電子政務外網(國家信息中心,部分省經濟信息中心),國防領域,金融電信高端領域(中國人民銀行、國家開發銀行,中國進出口銀行、華夏銀行、光大銀行、中國移動等),大數據云計算領域(西城區衛計委,福建、濟南、青島、成都等,阿里雲、亞馬遜雲、微軟雲、青雲、華為雲等)。

典型案例:國產軟硬體在民航電子客票系統核心領域實現替代100萬筆交易/天,其中,硬體來自浪潮和清華同方伺服器,軟體來自中標麒麟,資料庫來自達夢,中間件來自東方通。

天津麒麟作業系統:適配飛騰,打造PK體系

銀河麒麟作業系統由天津麒麟信息技術有限公司基於Ubuntu體系開發,Ubuntu體系是以桌面應用為主的開源GNU/Linux作業系統,首個版本以Debian體系(Debian體系採用Linux內核或者FreeBSD內核,致力於製作完全由自由軟體組成的作業系統)為開發藍本發布於2004年10月20日,與Debian的不同在於它每6個月會發布一個新版本。

天津麒麟信息技術有限公司成立於2014年12月11日,註冊資金5000萬元,股東分別是中國軟體(持股40%)、天津濱海新區軍民融合創新研究院(持股30%)和天津市政府發起下成立的天津海洋慧識科技發展有限公司(持股30%)。

公司是國產自主可控作業系統的領軍企業,擁有國防科大授權「麒麟」、「銀河麒麟」、「KYLIN」商標及智慧財產權。



銀河麒麟作業系統包括伺服器、桌面和嵌入式三個系列作業系統產品,以及麒麟雲等雲計算、雲桌面等產品,主要支持基於ARM、Alpha、x86架構的CPU,已經和國內上百家主流整機、資料庫、中間件、網絡安全、應用軟體和系統集成廠商完成了適配驗證。

銀河麒麟伺服器作業系統先後通過公安部結構化保護級(第四級)測評以及軍方的軍B+級安全測評認證。

銀河麒麟桌面作業系統支持以x86為代表的國際主流CPU 和以飛騰為代表的國產ARM CPU,兼容國內外主流台式機、筆記本、一體機、印表機及各類外部設備,滿足娛樂辦公需求。

銀河麒麟作業系統連續六年中標國家電網智能電網調度系統項目,累計部署和上線15000餘套;被定為商務部援外計算機唯一指定預裝作業系統,2004年起出口至70多個國家和地區,累計出口60000餘套;且先後拿下上海長寧區、杭州市餘杭區、青島、哈爾濱等地的黨政涉密項目,軍隊涉密項目以及國家超算中心項目等。

中科方德作業系統:與兆芯緊密合作

中科方德軟體有限公司成立於2006年,依託大股東中科院軟體所多年來在作業系統方向的技術積累,在核高基重大專項等支持下,建立了成熟的自主可控伺服器作業系統、安全作業系統及桌面作業系統系列產品線。

公司還是「基礎軟體國家工程研究中心」項目法人單位,該中心是目前基礎軟體領域唯一的國家級工程技術研究中心。

方德桌面作業系統和方德高可信伺服器作業系統均成為中央政府採購網協議供貨產品,其中,方德桌面作業系統採用核高基安全加固內核,與基於兆芯(兼容x86平台)的國產整機進行全面適配優化,已經應用於150餘所黨政機關單位、130餘所科研文教單位、50餘所醫療衛生單位和100餘所其他事業單位。

方德高可信伺服器作業系統支持國密算法,為企業級用戶提供穩定、高效、可信的軟體運行支撐環境,與市場主流伺服器整機、資料庫、中間件等產品具有良好的兼容性,已應用於中國科學院涉密信息系統測評中心、中央檔案館、無錫市商務局、寧波市貿易局等15家單位。



華為作業系統:自研作業系統養在深閨人未識,支持深之度DeepinOS

目前華為尚未發布自研作業系統,僅由公司核心管理層在訪談中提及內部進行了深度研發,以做潛在風險時的預備。

目前華為伺服器主要支持深之度公司的深度作業系統。

2012年,任正非在會議中表示出於戰略的考慮研製終端作業系統,2019年3月,華為消費者業務CEO余承東接受採訪時表示為了預防未來華為不能使用Android或Windows,華為已開發能夠覆蓋智慧型手機和PC的自有作業系統。

2018年12月,華為官方宣布華為伺服器將使用國產的Deepin OS作業系統(深之度公司)作為主作業系統。

深之度結合華為自研海思CPU平台特性,發布了華為Taishan(Hi16xx)伺服器作業系統,下一步將推出深度作業系統龍芯平台系列產品和深度作業系統申威平台系列產品。

武漢深之度科技有限公司成立於2011年,專注基於Linux的國產作業系統研發與服務,作業系統產品通過了公安部安全作業系統認證、工信部國產作業系統適配認證、入圍國管局中央集中採購名錄,並在國內黨政軍、金融、運營商、教育等客戶中得到了廣泛應用。

公司不但與各晶片、整機、中間件、資料庫等廠商結成了緊密合作關係,還與360、金山、網易、搜狗等企業聯合開發了多款符合中國用戶需求的應用軟體。

在全球開源作業系統排行榜上,深度作業系統是率先進入國際前十名的中國作業系統產品。

2017年,公司加入工信部安全可靠技術和產業聯盟,開始國家級國產軟體正版化試點,並進入全球發行版排行 TOP 10;2018年,公司獲得中國優秀開源項目二等獎、TOP 20 2018年度最受歡迎中國開源軟體等獎項。

公司創始人劉聞歡直接持股比例為10%,並通過寧波深度汭溥投資管理中心(有限合夥)和北京一路創科網絡技術有限公司持有49.12%的股權,是公司的實際控制人。

360集團通過全資子公司北京世界星輝科技有限責任公司間接持有武漢深之度科技有限公司30%的股權。

綠盟科技持有深之度10%股權。



深度作業系統由武漢深之度科技有限公司基於Debian體系開發,支持基於MIPS、ARM、Alpha、x86 架構的CPU。

Debian體系採用Linux內核或者FreeBSD內核,是1993年由Ian Murdock發起的,致力於製作完全由自由軟體組成的作業系統。

深度桌面作業系統擁有完全自主研發的創新性深度桌面環境,自主研發深度音樂、深度影院、深度翻譯、深度截圖等功能軟體並且內置WPS、搜狗輸入法、有道詞典、騰訊QQ 等國內常用軟體,滿足不同用戶的工作和娛樂需求。

深之度作業系統伺服器版率先實現了對x86和國產CPU平台的統一框架支持,通過工信部相關測試認證。

產業鏈關鍵環節之流版簽軟體

9.1 流版簽軟體:服務辦公應用的核心軟體

流版簽軟體是指公文編輯軟體、版式軟體、電子簽名、電子印章、電子公文、電子證照系統和電子文件管理系統等一系列與辦公和公文相關軟體產品。

主要涉及電子公文、數字檔案、電子證照等業務領域。

電子文檔格式依據應用性能可分成流式文檔和版式文檔兩種。

流式文檔注重編輯性,版式文檔注重交互性及閱讀性,兩者分別滿足用戶的不同使用需求。

目前,以Office(微軟公司)格式為主的流式文檔和以PDF(Adobe公司)格式為主的版式文檔,占據電子文檔軟體的主要市場。



電子文檔處理軟體發展初期,以流式文檔軟體為主。

1989年微軟發布Microsoft Office初版,隨後不斷更新改進,藉助Windows作業系統在PC端的統治地位,微軟的流式電子文檔軟體全球市占率一度超過95%。

隨著計算機技術及網際網路的發展,人們彼此間分享文檔的需求日益強烈,不同系統間的Office格式不兼容、格式不安全及交互性較差的問題日益突出,之後,PDF等版式文檔格式針對市場需求應運而生。

隨著電子文檔技術的不斷發展和市場新型需求的提出,新型電子文檔格式不斷湧現。

目前,辦公軟體市場主要參與者是金山辦公(即將科創板上市,港股金山軟體持股67.5%)和浙江永中,其中金山軟體技術實力和市占率90%以上,處於實質上壟斷地位,行業話語權與銷售條款處於優勢地位。

版式市場,中國自有OFD版式專利格式,無需採用PDF格式。

主要參與者航天福昕、數維網科等。

電子簽章市場,主要參與者包括書生電子(啟明星辰控股)、安證通、金格科技等。

產業鏈關鍵環節之GPU

10.1 GPU行業市場格局:Intel、NVIDIA和AMD三家壟斷市場

顯卡的處理器稱為圖形處理器(GPU),它是顯卡的「心臟」,適用於圖形渲染的複雜計算。

根據接入類型,顯卡可分為集成顯卡和獨立顯卡,集成顯卡使用系統的主內存作為顯存,優點主要有價格低廉、兼容性好、滿足基本需求以及升級成本較低,而獨立顯卡不占用系統內存,性能上一般領先於集成顯卡。

目前,Intel的GPU基本為集成顯卡晶片,代表顯卡是HD系列,用於英特爾的主板和英特爾的CPU,占據了整個GPU市場的70%左右的市場份額,單以集成顯卡計算,Intel的市場份額更高。

獨立顯卡方面,NVIDIA和AMD占據了絕大多數的市場份額。



NVIDIA是視覺計算行業中的領軍企業,無論從產品架構、功能還是全新的技術,一直都是NVIDIA引領整個GPU行業的發展方向與軌跡。

1999年底,成立僅6年的NVIDIA推出全新架構的顯示晶片,即GeForce256,率先將顯示晶片業帶入GPU 時代。

NVIDIA的GPU產品包括Geforce系列,專業工作站的Quadro系列,超級計算的Tesla系列,多顯示器商用的NVS系列和移動設備的Tegra系列。

GeForce系列是NVIDIA知名度最高的產品,截至GeForce 20系列,該系列已經進行了十五次疊代。

AMD是世界上第二大的獨立顯卡晶片生產銷售商,前身是ATI, 2006年AMD以56億美元高價收購ATI,希望融合CPU和GPU的優勢,但AMD低估了併購造成的競爭格局,之後AMD不得不在CPU和GPU兩條線上分別與Intel和NVIDIA競爭,逐漸被NVIDIA超過。

AMD的GPU產品主要有Radeon系列,專業工作站的FireGL系列,超級計算的FireStream系列,多顯示器商用的FireMV系列,現在後三者已合併為FirePro系列。

Radeon系列顯卡是AMD知名度最高的產品,主要與NVIDIA的GeForce系列顯卡競爭。

華人在GPU領域占據了重要地位

兩大獨立顯卡巨頭(Nvidia、AMD)的創始人都是華人且有台灣背景,包括AMD現任CEO蘇姿豐也同樣來自台灣。

台灣非常重視教育和人才的培養,台灣高等院校在早期開通了半導體相關專業,並與美國等知名企業合作,通過產學研形式幫助人才快速成長,與矽谷形成了一種成熟人才輸送的模式,培育出大批半導體產業華人或台籍精英。

我們認為這種華人在圖形顯示領域的技術基因和人才積累,也為後續中國國產GPU的大發展奠定了良好基礎。

GPU行業新動態:1)人工智慧的發展促使GPU需求持續上升。

近年來隨著人工智慧的興起,對大數據訓練的需求越來越大,相比於CPU,GPU則擁有一個由數以千計的更小、更高效的核心(專為同時處理多重任務而設計)組成的大規模並行計算架構,更適合人工智慧的計算需求,能夠使從汽車、手機和平板電腦到機器人等平台的應用程式加速運行。

2)英特爾正式進入獨立顯卡市場。

2018年6月,英特爾宣布旗下首款獨立顯卡將於2020年正式推出,未來將和NVIDIA、AMD展開直接競爭。

英特爾高管Navin Shenoy表示,英特爾目前仍在考慮讓其顯卡部門瞄準伺服器市場還是遊戲/專業圖形市場。

3)潛在競爭者——谷歌TPU

TPU是Google為機器學習定製的專用晶片(ASIC),專為Google的深度學習框架TensorFlow而設計。

相比於GPU這類通用類晶片,TPU具備高能效、價格便宜的優勢,但通用性較差,更適合中小客戶使用雲計算服務,未來GPU這類通用類晶片將仍是人工智慧應用的主流,像TPU這類的定製專用晶片也會在細分領域中得到快速發展。

縱觀NVIDIA、AMD和Intel在顯卡領域的發展和布局,我們認為目前三大巨頭憑藉各自在獨立顯卡或集成顯卡領域的特長,均在不同程度地發力人工智慧領域,比拼的主要是高端顯卡領域,希望在技術競賽中保持核心優勢。

隨著產品的快速更新疊代,低端老舊顯卡不斷被淘汰,因此在低端顯卡領域將會存在部分中小型企業,以滿足市場需求。

產業鏈關鍵環節之中間件

11.1 中間件行業簡要介紹

中間件產品主要用於信息通訊領域,是一種應用於分布式系統的基礎軟體,位於應用與作業系統、資料庫之間,主要用於解決分布式環境下數據傳輸、數據訪問、應用調度、系統構建和系統集成、流程管理等問題,是分布式環境下支撐應用開發、運行和集成的平台。

根據Gartner統計,2017年中間件市場收入達到285億美元,比2016年增長12.1%。

此外,Gartner預測2018年中間件市場的增長速度將進一步加快,之後每年的增長速度將放緩,到2022年達到5%左右。

AIM市場的發展勢頭正在從市場老牌廠商轉向挑戰者。

國際市場上的主要中間件廠商包括IBM,Oracle,Salesforce,Microsoft 和Amazon。

其中,IBM 和Oracle通過其自身在軟體行業的技術優勢以及收購兼并進行產業布局,逐漸占據了國際中間件市場份額的前兩位。

IBM 利用數據、信息技術、行業和業務流程的深厚專業知識,為客戶提供集成解決方案和產品,在此過程中完成了對其中間件產品的銷售,2017年IBM實現中間件營業收入61.24億美元,同比增長2.70%,市場份額達21.5%,位居首位;Oracle以其功能強大的關係型資料庫管理軟體(Oracle RDBMS)為基礎,銷售連接該資料庫的中間件產品,2017年Oracle實現中間件營業收入31.47億美元,同比增長0.60%,以11.1%的市場份額排名第二。

其他中間件廠商也不斷加快發展。

近年來,隨著中間件新技術新規範的引入,例如JavaEE 8規範的引入以及底層雲結構下輕量級容器的應用,全球範圍內中間件行業正迎來新一輪的布局和洗牌,其他中間件廠商通過產品升級和開拓客戶正逐年擴大中間件市場份額的占比,對中間件市場傳統巨頭IBM、Oracle形成有力的挑戰。

2017年,Salesforce實現中間件收入17.85億美元,同比增長31.9%,Microsoft實現中間件收入13.25億美元,同比增長6.9%;Amazon中間件收入增速高達119.3%,遠高於IBM和Oracle。

國內主要參與者主要是東方通、中創軟體、金蝶天燕中間件和寶蘭德四家。

根據計世資訊的統計,2018年中國中間件市場總體規模達到65.0億元,同比增長9.6%。

隨著雲計算、大數據、物聯網等數字化技術普及以及政務大數據、智慧城市、企業上雲等行業數字化熱點項目的推進,催生出大量新的市場需求。

計世資訊預計2019年中間件市場規模將達到72.3億元,同比增長為11.4%。



11.2 國內主要參與者:IBM、Oracle處於領導地位,東方通、寶蘭德等國內廠商積極開拓

國內中間件市場早期由IBM 和Oracle 以領先的產品技術占領市場,隨著國產中間件廠商技術的升級,以東方通等企業為代表的國產廠商趕超者,在電信、金融、政府、軍工等行業客戶中不斷打破原有的IBM和Oracle 的壟斷,正在逐步實現中間件軟體產品的國產化自主可控。

目前,國內主要參與者主要是東方通、中創軟體、金蝶天燕中間件、寶蘭德等廠商。

分產品來看,東方通自上市以後,主營業務已發生較大變化,主要由原來的中間件相關產品的銷售轉型為軟體基礎設施和創新應用兩部分業務,軟體基礎設施占東方通各期營業收入的比重在36%-40%之間,中間件業務、網優測試業務和虛擬化業務是其軟體基礎設施業務的組成部分;金蝶天燕主要提供中間件軟體產品的研發、銷售及相關技術服務,其中間件相關產品主要涵蓋應用伺服器AAS、消息中間件AMQ、雲計算平台ACP等;中創商用中間件則聚焦於圍繞中間件產品雲化、平台化、國產化及行業典型應用,全面推進滿足雲計算市場需求的雲化版中間件產品,努力開拓雲計算市場;寶蘭德的中間件軟體產品已經覆蓋了應用伺服器軟體、交易中間件、消息中間件,在中間件及智能運維行業產品線較為完整。

分行業來看,中間件行業客戶主要集中在金融、電信、政府、軍工等對國民經濟有重大影響的經濟主戰場。

其中,東方通主攻金融和政府行業客戶,同時對各主要行業均保持一定程度的滲透;金蝶天燕客戶較為集中,2018年前五大客戶占比57.72%,第一大客戶為母公司金蝶中國,客戶分布於政府、菸草、醫療、煤炭、金融、電信、製造等行業;中創商用中間件主要面向電子政務市場、國民經濟重點行業市場、軍民融合市場、工業網際網路市場全面發展;寶蘭德在電信行業尤其是中國移動,已實現產品的大規模應用,在多地實現對IBM、Oracle產品的替代,同時寶蘭德在保持電信市場份額擴大的基礎上計劃向金融和政府行業擴張。

技術方面,東方通的數據交換產品是業內最早面世的交換產品之一,是東方通的拳頭產品,功能齊全,競爭力強,有較高的市場占有率。

此外,東方通也致力於消息中間件TongLINK/Q的IPV6改造、國產化系統適配、容器化和雲化適配、專有網絡通信等一系列的技術升級與改造,致力於將中間件產品打造成更安全、適應新技術業務場景的功能更強的拳頭產品。

金蝶天燕專注於中間件基礎領域,是國家核高基中間件領域課題牽頭單位、國家863計劃信息技術領域大型網構化軟體專項課題承擔單位、國家信標委軟體構件與中間件工作組副組長單位。

中創商用中間件持續參與國家新一輪「核高基」項目研發,掌握關鍵核心技術,並將最新技術成果融入產品,中創中間件與國產CPU、國產作業系統、國產資料庫、國產辦公軟體等深度適配,形成了安全可靠的國產基礎軟硬體環境,並廣泛與國內各大集成商積極配合,在各類項目中深入合作。

寶蘭德以中間件中的應用伺服器為拳頭產品,其產品高度穩定,能滿足電信客戶苛刻的產品質量要求,性能優秀,尤其EJB容器在分布式計算中的性能表現優異,大規模快速部署能力突出,憑藉這些優勢成功突破國外中間件產品在電信運營商的壟斷地位,實現了國產化中間件產品的自主可控。

來源:國科軍通科技


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