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文档简介
2022年IT安全行业深度分析报告目录TOC\o"1-5"\h\z前言 7\o"CurrentDocument"-xIT基础软硬件与工业软件是国家安全的重要支撑 7\o"CurrentDocument"数字技术是社会发展重要推动力,也成为国家安全的重要内容 7\o"CurrentDocument"基础软硬件与工业软件多散领域,国外巨头依然占垄断性地位 8\o"CurrentDocument"关键技术领域咔脖子”后将严重影响产业发展甚至国家安全 11\o"CurrentDocument"从“核高基"到“信创”,政策推进基础软硬件自主化体系建设 13\o"CurrentDocument"二、基础软硬件生态体系建立,生态和性能不断强化 15\o"CurrentDocument"国产算力芯片蓄势待发 15\o"CurrentDocument"海光信息:国产X86生态引领者 16\o"CurrentDocument"绢鹏:国产ARM生态建设者,曾经的性能王者,供应链有待恢复 18\o"CurrentDocument"飞腾:依托CEC集团资源,全面发力国产ARM生态 19\o"CurrentDocument"龙芯:从MIPS生态做起,全力建设自主LoongArch指令系统 20\o"CurrentDocument"国产操作系统,开源体系打破海外体系商业垄断 22\o"CurrentDocument"故据库:多条技术路线并存,国产厂商和云厂商崛起 24\o"CurrentDocument"三、工业软件已实现一定程度国产替代,龙头公司加强研发补足短板 26\o"CurrentDocument"工业软件对于现代化工业生产具有重要意义 26\o"CurrentDocument"在部分领域国产CAD软件已基本可对海外软件实现替代 29\o"CurrentDocument"EDA行业壁垒高,国内厂商实现追赶任重道远 32\o"CurrentDocument"工控领域国内已有较强实力,逐步从国产替代走向国际市场 35四、行业信创和东散西算推动国产基础软硬件与生态走向完善 36\o"CurrentDocument"行业信创空间广阔,B端需求提出更高挑战 36\o"CurrentDocument"“东散西算”工程从地理分布与国产化两个维度提升散字基础设施安全性 39\o"CurrentDocument"五、相关标的 41\o"CurrentDocument"基础软硬件 41中科曙光:国产x86生态龙头,结构升级确保利润憎速,行业信创格局打开41\o"CurrentDocument"海光信息:国产x86算力生态引领者,产品和技术实现有序迭代 42\o"CurrentDocument"飞腾信息:依托CEC集团资源,全面发力国产ARM生态 4344达梦:国产散据库生态核心建设者44TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"人大金仓:国产散据库生态建设者 44\o"CurrentDocument"麒麟软件:国产操作系统核心企业 45\o"CurrentDocument"统信软件:国产操作系统核心企业,UOS社区生态日益繁荣 46\o"CurrentDocument"工业软件领域优选各领域龙头 46\o"CurrentDocument"中望软件:国产CAx软件龙头,产品边界持续拓展 46522华大九天:国内综合实力最强的EDA龙头 47概伦电子:深耕器件建模与电路仿真,具有国际竞争力 47\o"CurrentDocument"524中控技术:流程工业控制龙头,工业软件开启新篇章 48风险提示 49图表目录TOC\o"1-5"\h\z图1:数字技术发展推动全球进入数字经济新时代 7图2:国内散字经济整体规模快速熠长 8图3:数字经济占GDP比重持续提升 8图4:IT基础软硬件和应用系统是企业正常运营的必要支探 8图5:国内PC端操作系统份额(2019) 9图6:2019年全球CAD行业竞争格局 10图7:2018年我国CAD行业竟争格局 10图8:全球EDA行业简要格局 11图9:2020年我国EDA行业竞争格局 11图10:华为被制裁后收入、净利润增速均有所下降 12图11:中科曙光被列入实体清单后收入增速明显下降 12图12:政策作为市场外部推手,有助于国产生态良性循环的建立 14国13:国产基础软硬件发展历程:预研——可用——好用——大范围商用推广 14图14:海光DCU产品性能与国外厂商对比 16图15:海光收入结构比重(按照产品及代际拆分) 17图16:海光DCU产品图片 18图17:华为鲸鹏920系歹IJ和916系列,性能对比IntelSkylake 18图18:缉鹏生态创新中心分布于全国多地 19图19:鲸鹏服务器整机厂商 19图20:飞腾CPU产品路线图 19图21:飞腾生态建设计划公布 20图22:龙芯发展的三个十年:技术积累-市场化推进-快车道进入消费、开放市场 21图23:开源社区运作示意图 22图24:全球服务器操作系统的收入份额(2017) 23图25:全球服务器操作系统付费+免费版本使用份额(2017) 23图26:常见的应用软件对操作系统的区分,甚至对于CPU性能也有要求 23图27:欧拉于2019年12月正式开源 24图28:openEuler开源生态建设 24图29:麒麟I软件桌面操作系统中标中移动集采 24图30:统信UOS社区免费版本 24图31:国内关系型数据库市场份额,本地部署模式(2021H1) 25图32:国内关系型散据库市场份额,公有云模式(2021H1) 25图33:华为GaussDB演进历程 25图34:全球工业软件产业规模及增速(亿美元) 26国35:我国工业软件产业规模及增速(亿元) 26图36:全球CAD及其细分市场规模及预测(十亿美元) 27国37:我国2DCAD市场规模及预测(亿元) 27图38:我国3DCAD市场规模及预测(亿元) 27图39:EDA是芯片产业处上游依赖性极强的设计软件 28图40:全球EDA市场销售额(亿美元) 28图41:全球各地区EDA市场销售额(亿美元) 28图42:我国EDA市场销售额(亿元) 29图43:2020年中外工业软件企业收入(亿元) 29图44: 2020年中外工业软件企业净利率 29图45:中望CADLinux版 32图46:浩辰CADLinux版 32图47:EDA海外三巨头收并购事件数量(次) 33图48:2001年EDA全球市场竞争格局(Synopsys收购Avanti前) 33国49: 2020年全球IC设计企业竞争格局 33图50: 2020年全球晶圆制造企业竞争格局 33图51: Synopsys的主要合作伙伴 34图52:我国EDA产业发展之路较为坎坷 34图53:工业自动化系统行业整体产业链 35图54: 2010年国内DCS市场份额占比 36图55: 2020年国内DCS市场份额占比 36图56:工业自动化系统行业整体产业链 36图57:某大型银行采购Oracle数据公示(2021年3月23日公布) 39图58: “东数西算”工程八大枢纽和十大数据中心集群具体分布 40图59:此前数据中心在东部及一线城市周边分布较多 41图60:中科曙光营收及增速 42图61:中科曙光归母净利润、扣非净利间(亿元)及增速 42IS62:海光信息股权结构(截至2022年3月7日),中科曙光是第一大股东 43图63:达梦发展历程 44图64:人大金仓发展历程 45图65:人大金仓产品技术体系 45图66:麟殿桌面版 46图67:麒麒旗下的开源社区优麒麟桌面版 46图68:中望软件产品结构图 47国69:华大九天模拟电路设计全流程EDA工具系统 47图70:华大九天平板显示电路设计全流程EDA工具系统 47图71:概伦电子主要产品及服务布局 48图72:中控技术核心竞争力谱系 49表1:海外CPU公司在中国市场收入对比国产厂商(国产厂商仅列举有公开业绩散据的3家)……9表2:海外EDA三巨头对比 10表3:被美国列入实体清单的部分科技类公司 11表4:“俄乌冲突’以来欧美科技巨头对俄罗斯的“制裁” 12表5:国产软硬件生态体系(排名不分先后) 15表6:国产软硬件生态体系(排名不分先后) 16表7:海光CPU高端型号与同期Intel对标产品性能对比 16表8:海光CPU三大型号对比(海光第二代) 17表9:海光CPU代际迭代情况 17表10:海光DCU参檄 18表11:飞腾各代服务器CPU关键参数对比 20表12:龙芯各代服务器CPU关键参数对比 21表13:三大巨头数据库情况 26表14:国内市场2DCAD主要产品对比 30表15:国内市场3DCAD主要产品对比 30表16:我国软件正版化相关政策 31表17:我国EDA企业基本是在“点工具’上有所突破 32表18:国内EDA主要企业基本介绍 34表19:中国电信第7标包中标情况 37表20:中国移动第8标包中标情况(魄鹏芯片) 37表21:中国移动第13标包中标情况(鲸鹏芯片) 38表22:中国移动第3,7,11,12标包中标情况(海光芯片) 38表23:中国移动、中国电信2021-2022国产化服务器集采汇总结果 38表24:不同业务网络时延敏感性及时延要求 40表25:达梦产品系列 44WU52022年初,俄乌冲突爆发,欧洲大陆重燃战火。地缘变局展开,并再度以不可预测之势,深刻改变全球政经格局。动荡之中,再看中央政策精神一从2021年末《国家安全方略》、中央经济工作会议,到2022年两会政府工作报告一对当下国家战略、政策主线的理解将更加全面和深刻:经济增长压力仍在,所以一手坚持战略定力,保持发展耐心;外部环境变化加快,所以一手洞察形势变化,作必要的战略思考。一言以蔽之:统筹发展和安全。围绕这一主线,证券市场如何展开投资?行业发展又如何求变,同新安全格局的诉求相契合?在这一系列的研究中,我们在各大行业研究洞见之上,集合传统证券研究框架、世界形势变化及我国自身的发展战略方向,将国家维护主权、安全与发展利益能力的线索引入,思考行业维度的系统性影响,并前瞻相应的投资机遇与风险。一、IT基础软硬件与工业软件是国家安全的重要支撑数字技术是社会发展重要推动力,也成为国家安全的重要内容人类历史发展经历了农业革命、工业革命,目前正处于信息革命时代。当今世界,新一轮科技革命和产业变革风起云涌,互联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等信息化与数字化技术加速创新,日益融入经济社会发展的各领域、全过程,正成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。图1:散字技术发展推动全球进入数字经济新时代数据来源:中国信通院《"5G+云+AI-:数字经济新时代的引擎》,东方证券研究所中国数字经济蓬勃发展,已成为国民经济最重要的发展驱动力之一。我国数字经济增加值规模由2008年的4.8万亿增长到2020年的39.2万亿,数字经济规模占GDP比重不断提升,2020年数字经济占GDP比重达到38.6%,而2022年1月发布的《“十四五”数字经济发展规划》明确到2025年数字经济核心产业增加值占GDP比重要达到10%。我们认为,数字经济的发展与国家的经济安全密切相关。
图3:数字经济占GDP图3:数字经济占GDP比重持续提升图2:国内数字经济整体规模快速增长数据来源:中国信通院,东方证券研究生数据来源:中国信通院,东方证券研究所数字技术支撑着众多行业的发展与运营,是产业安全的重要保障。数字技术正与制造业、服务业、农业等产业深度融合,而通过“云、大、物、移、智”等新技术,传统行业正迎来全方位、全链条的改造。对各类企业而言,基础n"软硬件以及各类生产控制系统、核心业务系统和管理信息化系统已经成为了其运营的必要支撑,相关系统的安全和稳定已成为产业安全的重要保障。图4:IT基础软硬件和应用系统是企业正常运营的必要支撑垂直行业应用系统铲:PLM、MES、应用系统铲:PLM、MES、U$^管理:ERP、HRM、SCM^
2:OAW网皿软存救育医疗金at电信党瓦国防工业其他等徵消费零取消费数据来源:东方证券研究所整理 国家通过多角度着手,为国产n■产业发展提供支持。虽然中国在基础硬件的组装生产领域位于全球较为领先的地位,在各类应用系统方面也有着较高国产化率,但是,在芯片、操作系统、数据库等最核心、最关健的领域,英特尔、微软、甲骨文等国外厂商依然占据垄断地位,从而给国家安全带来一定的影响和隐患。在以数字技术为代表的科技安全成为国家安全重要组成部分的背景下,从“十一五”期间“核高基”重大专项开始,国家一直通过财政、投融资、研发、知识产权、市场应用等角度着手,为国产n"产业发展提供良好的环境和政策支持。基础软硬件与工业软件多数领域,国外巨头依然占垄断性地位虽然n"基础软硬件和工业软件的安全性对国家而言意义重大,但是国内大部分相关领域目前依然处于国外厂商垄断的状态。在国内基础软硬件领域,海外企业仍处于垄断地位。根据Statcounter统计,2019年国内PC端操作系统市场份额87.59%被微软占据,8.64%被苹果公司占据,而包括国产厂商、开源品牌在内的其他厂商份额仅为3.77%;在国内CPU市场,两家海外公司Intel、AMD在中国市场收入达到1581亿元(2020年),而同期的3家重要国产CPU厂商合计收入仅33.74亿元,国外CPU品牌在国内市场的收入是国产品牌的46.8倍。由此可见,在操作系统和CPU这两个最重要、最基础的软硬件领域,国内市场整体仍处于海外品牌的垄断中,国内厂商整体实力距离海外巨头品牌差距较大。图5:国内PC端操作系统份额(2019)■WindowsOSX■Linux其他数据来源:Statcounter,前瞻经济学人,东方证券研究所表1:海外CPU公司在中国市场收入对比国产厂商(国产厂商仅列举有公开业绩数据的3家)品牌■卜国产品牌IntelAMD海光飞腾龙芯2020在中国市场收入202.57亿美元(约1418亿RMB)23.29亿美元(约163亿RMB)10.22亿RMB12.72亿RMB10.8亿RMB合计约1581亿RMB33.74亿RMB献卜品牌(耳P国市场收入)/国产品牌收入46.86倍资料来源:各公司公告,东方证券研究所另外,作为软件的重要分支,工业软件对工业设计、生产过程管理中发挥着重要作用,相关产品对产业安全有着重大的影响。目前来看,国内在工业控制系统领域已经有了一定的竞争力,而在CAD、EDA等设计环节软件看,依然处于较落后的状况。从当前CAD行业的竞争格局来看,海外的头部厂商无论是在国内还是世界范围内都占据着明显的优势。根据华经产业研究院数据,在2019年全球CAD软件市场中,Siemens.Dassault.Autodesk合计占据了约70%的市场份额。其中,Siemens的产品适用于通用机械设计,Dassault的客户主要覆盖航空航天等高端装备制造领域,Autodesk则在建筑设计领域处于行业领先地位。根据《中国工业软件产业白皮书(2020)》数据,2018年我国绝大部分市场被国外软件所占据,主要包括达索(包括CATIA与SOLIDWORKS)、PTC、西门子、Autodesk等海外头部厂商的产品。因此,虽然我国CAD软件厂商在技术和生态上依旧需要追赶海外厂商,但无论是国内还是海外市场依旧存在着较大的替代空间。
图6:2019图6:2019年全球CAD行业竞争格局图7:2018年我国CAD行业竟争格局■达索PTC«西门子Autodesk«Bentley■■达索PTC«西门子Autodesk«Bentley■其他■Aveva■Trimble•其他数据来源:华经产业研究院,东方证券研究所数据来源:《中国工业软件产业白皮书(2020)),东方证券研究所数据来源:华经产业研究院,东方证券研究所而在EDA领域,海外三巨头于20世纪80年代起家,通过持续的收并购完善产品矩阵,逐步形成全工具链、全流程的覆盖。SiemensEDA成立于1981年(前身为MentorGraphics),是EDA三巨头中成立最早的公司,之后Synopsys与Cadence分别于1986年、1988年成立。历史上,海外三巨头共发起过200多次收并购,正是通过不断地兼并和收购,三家公司不断扩张自身的业务和产品线边界。目前,海外EDA三巨头均已覆盖了芯片设计所有环节,并选择了相应主攻的细分领域,打造了自身的明星产品。表2:海外EDA三巨头对比项目SynopsysCadenceSiemensEDA产品丰富度模拟77数字前端7数字后端q7q封装/电路板777FPGA77系统qq工艺开发7q其他777主攻领域数字前端、数字后端、静态时序验证确认、SIP提供模拟、数模混合平台、数字后端、DDR4IP后端验证、可测试性设计、光学临近修正拳头产品逻辑综合工具DC、时序分析工具PT、模拟前端XA等仿真验证NCVerilog、模拟仿真版、Virtuoso等Signoff工具、Calibre.DFTcompiler等EDA产业链延伸IP和系统集成!P、IC设计IC设计、IC封装数据来源:各公司公告,赛迪智库,前瞻产业研究院,东方证券研究所从全球及国内的竞争格局来看,南恒瓦具有明显优势「国产EDA厂商还有较大差距厂瓯行业市场集中度较高,全球EDA行业主要由Synopsys、Cadence和SiemensEDA垄断,三巨头属于具有显著领先优势的第一梯队,共占据了全球市场78%的份额。华大九天与其他几家企业凭借部分领域的全流程工具或在局部领域的领先优势,位列全球EDA行业的第二梯队,共占据了全球市场15%的份额。第三梯队的企业主要聚焦于某些特定领域或用途的点工具,整体规模和产品完整度与前两大梯队的企业存在明显的差距。从国内EDA市场来看,根据华大九天招股书数据,2020年国内EDA市场销售额约76%由国际三巨头占据,国内EDA供应商目前所占市场份额较小。
图8:全球EDA行业简要格局图9:2020年我国EDA行业竞争格局synopsys图8:全球EDA行业简要格局图9:2020年我国EDA行业竞争格局synopsyscadenceSiemensEDASynopsysCadence华大九天 ■其他SiemensEDA,▲支ana7华大九天HUINdMPDF/SOLUTIONS
SHAACOQ1m-■■■■■cogendan«M»*•*metrics^JEVAT•Rmou*数据来源:赛迪智库,东方证券研究所数据来源:华大九天招股书,东方证券研究所数据来源:赛迪智库,东方证券研究所关键技术领域“卡脖子”后将严重影响产业发展甚至国家安全自2018年中美贸易摩擦爆发以来,中国众多科技实体遭遇了美国的各项制裁。以覆盖面最广的“实体清单”为例,截至2021年12月,美国商务部工业和安全局以各种理由,将611家中国公司、机构和个人列入到实体清单(EntityList)中。据了解,实体清单是美国以维护国家安全利益为名义设立的出口管制条例,被列入实体清单中的主体在未获许可证前无法获得受相关条例管辖的相关物项,从而对相关主体正常运营产生重大影响。中国被列入实体清单的主要涉及三类主体。一类是与信息技术、核电、国防军工有关的高校和研究机构;一类是与国防军工及航天科技有关的机构及产业公司;一类是与通信、半导体、人工智等相关的技术产业实体,其中包含华为、中国移动、海康威视等巨头,也包含中芯国际、科大讯飞'中科曙光等众多ICT行业龙头企业。从中可以看出,军工和科技行业是被制裁的主要领域,而从过去两年相关企业经营情况看,部分企业由于无法从获得核心元器件等资源,业务受到了不同程度的影响。表3:被美国列入实体清单的部分科技类公司公司 列入实体清单时间 公司 列入实体清单时间华为2019.5.152019.9.192020.8.172021.6.3云从科技2020.5.22中科曙光2019.6.21烽火通信、烽火星空2020.5.22海光信息2019.6.21东方网力2020.5.22海康威视2019.10.72021.6.3大疆创新2020.12.18大华股份2019.10.7中芯国际2020.12.18s2021.6.3科大讯飞2019.10.7小米公司2021.1.14旷视科技2019.10.7天津飞腾2021.4.8商汤科技2019.10.7浪潮集团2021.6.3美亚柏科2019.10.7景嘉微2021.6.3、2021.12.17依图科技2019.10.7格灵深瞳2021.12.7黄料来源:澎湃网,东方证券研究所
华为首当其冲承受美国“制裁”,“实体清单”中的中国公司发展均受到一定影响。以受美国制裁最为严重的企业华为为例,公司在两年多时间内经历了美国多制裁,第一轮是2019年5月15日被列入实体清单,华为无法购买美国技术占比超25%的各类产品,包括高通芯片、安卓系统、英特尔高端芯片等;一年之后,华为受到了第二轮制裁,被严格限制使用美国的技术、软件设计和制造半导体芯片,这轮制裁导致华为自主研发芯片无法通过台积电等代工厂流片生产;2020年8月17日,美国商务部进一步收紧了对华为获取美国技术的限制,同时将华为在全球21个国家的38家子公司列入“实体清单”。在美国一轮又一轮的制裁影响下,华为的业务发展遭遇了较大的困难,以手机为代表的消费者业务下滑最为明显,市场份额由2017年的20.4%下降至2021年的10%,并不得不将荣耀进行剥离,而B端业务也受到较大影响,如华为的服务器业务也由18年的17.9%降至21H1的11.2%,其鲸鹏服务器主要靠消耗历史芯片库存来供货。而其他在实体清单内的企业,也不同程度受到影响,比如国内高端服务器龙头中科曙光,在被列入实体清单之后,公司收入增速近两年来明显降速,企业发展受到一定影响。图10图10:华为破制裁后收入、净利润增速均有所下降国11:中科曙光被列入实体清单后收入增速明显下降收入(亿元)净利润(亿元)——净利增速 ——收入增速201320142015201620172018201920202021营收(亿元)收入(亿元)净利润(亿元)——净利增速 ——收入增速201320142015201620172018201920202021营收(亿元) 营收增速数据来源:中科曙光年报,东方证券研究所数据来源:华为,界面新闻,东方证券研究所“俄乌冲突”中欧美多家科技巨头宣布对俄制裁,预计对俄国家发展产生较大不利影响。此次俄罗斯与乌克兰爆发军事冲突以来,众多欧美科技巨头宣布了对俄罗斯进行“极限制裁”,暂停对俄罗斯供货开展业务,包括芯片巨头英特尔、AMD、英伟达等,操作系统、办公软件与公有云巨头微软、谷歌,公有云巨头亚马逊,数据库巨头Oracle,ERP龙头SAP等20多家科技巨头。这些科技巨头停止产品销售和技术服务,预计将对俄罗斯产业和经济安全产生较大影响,例如,Oracle数据库被广泛使用于银行、电力、航空订票等领域,一旦数据库系统出现问题,这些关系国计民生的行业会面临瘫痪的风险。表4:“俄乌冲突”以来欧美科技巨头对俄罗斯的“制裁”公司公司公司介绍对俄罗斯制裁措施核心产品全球份额英特尔全球领先的半导体行业和计算创新领域厂商,如今正转型为一家以数据为中心的公司暂停向俄罗斯及白俄罗斯供应芯片X86芯片占市场份额74.4%(2021Q4,MercuryResearch)AMD除英特尔以外最大的X86架构微处理器供应商,自收购冶天科技以后,成为同时拥有中央处理器和图形处理器技术的半导体公司。停止向俄罗斯和白俄罗斯销售任何可用于军事行动的芯片,禁止全部半导体销售。X86芯片占市场份额25.6%(2021Q4,MercuryResearch)、GPU芯片占市场份额19%(2021Q4,JPR)英伟达全球GPU巨头,以设计和销售图形处理器为主暂停向俄罗斯销售所有产品独立GPU芯片占市场份额81%(2021Q4,JPR)
微软全球最大的电脑软件提供商、世界PC软件开发的先导,以研发、制造、授权和提供广泛的电脑软件服务业务为主暂停在俄罗斯销售所有新的产品和服务,并不再展示今日俄罗斯和卫星通讯社的产品和广告,在其应用商店中下架今日俄罗斯相关应用程序Windows系统全球份额为80.5%(2020,IDC)、Azure在全球公有云市场占22%(2021Q4,Canalys)甲骨文全球最大的信息管理软件及服务供应商,其开发的关系数据库产品因性能卓越而闻名暂停在俄罗斯的所有业务关系型数据库全球份额达到42%(IDC)SAP全球最大的企业管理和协同化商务解决方案供应商,世界第三大的独立软件供应商,全球第二大云公司停止在俄罗斯开展与制裁相一致的业务,暂停在俄罗斯的所有SAP服务和产品的销售ERP全球份额达到20.3%(2017,Panorama),全球前100强公司中99家使用SAP产品谷歌全球最大的搜索引擎公司,业务包括互联网搜索、云计算、广告技术等,同时开发并提供大量基于互联网的产品与服务。限制俄官媒使用新闻功能,暂停Chrome浏览器、安卓商店、Adsense在以上地区的注册和使用。同时,旗下视频分享网站YouTube在整个欧洲范围内禁止俄罗斯官方媒体发声及在其平台投放广告Android操作系统全球份额达至!172.72%(2021.5,StatCounter)x公有云全球市场份额5.8%(2019,Canalys)亚马逊全球最大的在线零售商和公有云服务商切断俄罗斯视频流服务、停止AWS云服务新用户注册公有云领域全球市场分额达至IJ40.8%(Gartner,2020)数据来源:MercuryResearch,JPR,IDC,Canalys,Panorama,StatCounter,Gartner,东方证券研究所IT技术已日渐成为众多行业的技术底座,国外科技巨头对我国的“制裁”风险或将影响国家安全。在IT技术已成为众多行业不可避免的技术底座的情况下,如果国外科技巨头也对中国进行“断供”或者“停服”,将对国内的数字产业以及关乎国计民生的重要行业产生较大冲击,影响国家的经济与产业安全。从“核高基”到“信创”,政策推进基础软硬件自主化体系建设由于美国在基础软硬件体系领域有着显著的先发优势,中国自2000年以来,通过政策推动行业三步走:1)选择适当的技术路线,形成自主版本,基本达到"可用"状态;2)通过政策驱动,形成初步而稳定的用户群体,在实践打磨中,从“可用”向“好用”升级,国产软硬件经历了系统性的实践考验,在实践中不断接收真实用户群体的需求反馈、实现产品和技术迭代成熟;3)随着产品与生态的逐步成熟,最终进入市场化的良性循环阶段,可实现自主造血,而最终不再需要政策扶植。图12:政策作为市场外部推手,有助于国产生态良性循环的建立
信创战略作为外部推手,促进形成市场良性循环数据来源:东方证券研究所在现实中「我国基础软硬件自主化建设,确实是在政策的推进下,以2006年的“核高基”为基础,沿着“预研一好用一可用一大范围商用推广”的路线逐渐升级:1)自主版本形成,初步达到“可用”阶段:2006年发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006年-2020年)》,将“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”列为16个科技重大专项之首,简称“核高基重大专项”。2008年,“核高基”经审议通过并正式实施。“十二五”(2011-2015)期间,核高基重大专项以满足国家信息产业发展重大需求的战略性基础产品为重点,突破高端通用芯片和基础软件关键技术,研发自主可控的国产中央处理器(CPU)、操作系统和软件平台、新型移动智能终端'高效能嵌入式中央处理器、系统芯片(SOC)和网络化软件,实现产业化和批量应用,初步形成自主核心电子器件产品保障体系。整体来看,2015年是国产基础软硬件进入“可用”阶段的分水岭。图13:国产基础软硬件发展历程:预研一可用一好用一大范围商用推广预研可用预研可用 好用 推广•2008年•2008年CPU发展战咯研讨会修高基伸报卷地)歪大专项.十一五〜♦2016年 ♦2018年信创工委会 第二批推迸会议成立•2020年核心关健技术部分领域达到国际先进水平;国家软件重大工程将实施42025年,2006年 ・2013年 ,2015年,2017年 ♦如1942025年登日重大专 太湖之光 箝一批工程全国网络安全和信 2019年完成试点工程项启动 息化工作领第二批工程扇动会数据来源:公开信息整理,东方证券研究所2)初具规模的用户群体的建立:2019年-2021年,在党政端,信创战略进行了顺利推广。国产生态在这个过程中,已经形成了系统化、专业化、全面化推进的局面,为未来在广阔B端甚至C端领域的推广,奠定了坚实的基础。国产基础软硬件产业已经形成体系化、生态化的建设局面。在相关政策的引导下,经过前期的探索和积累,国产软硬件产业形成了整体推进的局面:国产芯片的性能已经足够强大,而中间件、数据库、办公软件、行业应用软件,也涌现了一批优秀的国产企业。表5:国产软硬件生态体系(排名不分先后)产品大类细分领域主要公司基础硬件CPU龙芯、飞腾'申威、兆芯、海光、海思GPU景嘉微存储长江存储、同有科技、易华录、紫晶存储整机服务器中科曙光、浪潮、同方、神州数码、东华软件、宝德PC长城、同方、联想,华为等基础软件操作系统统信UOS,麒麟软件,中科方德等中间件东方通、宝兰德、普元信息、金蝶等数据库达梦、人大金仓、南大通用、神舟通用等应用软件办公软件金山办公、永中银行IT神州信息、润和软件、长亮科技、宇信科技财务软件/ERP用友、金蝶数据来源:公开信息整理,东方证券研究所 3)行业信创拉开帷幕,B端重点行业国产化进程推进:政务信创在而3年得到顺利推广,弓国产基础软硬件产业提供了规模化、体系化的的推广和实践经验。行业信创也在过去几年间开始启动。我们认为,经历了过去2年的试点,行业信创趋势已经基本确立,推广的节奏、范围、力度都有望提升,有望在“十四五”期间贯彻推进。在信创推进的过程中,国产芯片和重要基础软件也经历了升级迭代和产品打磨,国产生态因此不断完善。我们认为,行业信创仍然有较大的发展空间,信创的推进节奏、强度和范围也有望在2022年进入新的阶段。行业客户场景应用的实践需求将促进国产厂商技术和服务的更新迭代和持续完善,从而带动整个国产生态的不断进步。二、基础软硬件生态体系建立,生态和性能不断强化国产算力芯片蓄势待发全球来看,英特尔和AMD几乎垄断了CPU市场,但近年来,基于架构授权和自主研发,国内涌现出以龙芯、飞腾、鳗鹏、海光、申威、兆芯为代表的国产CPU厂商,在产品迭代中持续提升性能,已经在特殊行业和党政办公等市场得到了一定的应用,生态建设也持续完善,逐步成为保障国家II"基础硬件领域安全的重要支撑。六大主流CPU厂商的技术路线和生态建设各有优势。六大厂商分别有两家采用X86架构、两家采用ARM架构,此外还有MIPS和Alpha架构。目前,在通用计算领域,优势较强的是海光、鲸鹏、飞腾、龙芯这4大厂商。表6:国产软硬件生态体系(排名不分先后)指令集路线国产CPUE特点总结MIPS(LoongArch系统)龙芯单核性能显著提升,下一步重点提升核数和工艺x86海光X86体系具备强大的生态优势,供应链问题逐渐解决兆芯市场份额相对不高ARM飞腾高性能、低功耗,服务器优势显著,有内嵌安全模块岷鹏多核架构支撑算力,生态建设加速推进Alpha申威主要用于超算,通用计算领域生态较弱资料来源;公开信息整理,东方证券研究所海光信息:国产x86生态引领者海光信息是国产x86生态的引领者,作为主要产品的海光芯片具有较高的性能和生态适配性。公司目前的芯片产品包括CPU、DCU芯片,其中,CPU基于x86架构,而DCU的构成与CPU类似,其结构逻辑相对CPU简单,但计算单元数量较多,主要用于加速计算。海光CPU分为7000、5000、3000三个系列,高端的7000系列与英特尔在售的高端产品在性能上仅有较小的差别,已经具备较强的竞争力。公司DCU产品与英伟达、AMD对标产品相比,性能差距也不显著。表7:诲光CPU高端型号与同期Intel对标产品性能对比 国伍:海光DCU产品性能与国外厂商对比产品发布双路测试结果性能差异(Intel数据/海光数据・1)WUIRJPe8pu」NTSpeccpu_FPSpeccpu_INTSpeccpu_FP海光728520Q1348308//lntel8380H(,白金)20Q239232712.64%6.01%lntel8376H(粕金)20Q23783228.62%4.38%lntel8360H(钳金)20Q3344299-1.15%-3.08%数据来源:海光招股书(上会稿),东方证券研究所现目WdNVIDIAAMD品牌谋IT一号Ampere100M1I00生产工2;7iunFinFET7nmFinFET7nmFinFET核心融4096(64OJ»)25bOCUDAproccssora640TensorproccssonI20CU*内核11率Up9I.SGHz(FPM)UptoL7Ghz(FP32)Uplol.53GhzUptol3GI<z(FPM)Uptol.7Gh2(FP32)显存力量32GBHBM2M)GBHBM2e32GBHBM2星存位宣40961x15120bil4096bit发存II率2.0GHz32GHz14GHz旦存帚宣1024GB/s2039GB/s1228GB/*TDP3S0W400WMOWCPUtoGPU互联PCleGeo4x16PCkGen4x16K'leGEN4x16GPLtoGPUxGMIx2,Upto1MGBANVLinkupIo600GB/»InfinityFabncx3.upio’276GB/、数据来源:海光招股书(上会稿),东方证券研究所表8:海光CPU三大型号对比(海光第二代)海光7200(即7000系列第二代)海光5200(即5000系列第二代)海光3200(即3000系列第二代)典型功耗175w-225w90w-135w45w-105w核①16、24或32个核2每核支持512KBL2Cache③32MB或64MBL3Cache①8或16个核2每核支持512KBL2Cache③16MB或32MBL3Cache①4或8个物理核心2每核支持512KBL2Cache38MB或16MBL3Cache内存8个DDR4内存通道,带ECC,最高支持2666MHz;每个通道支持2个内存条,最大每颗处理器支持2TB内存容量4个DDR4内存通道,带ECC,最高支持2666MHz,每个通道支持2个内存条,最大每颗处理器支持1TB内存容量2个DDR4内存通道,带ECC,最高支持2666MHZ,每个通道支持2个内存条,最大每颗处理器支持512G内存容量IO128LanePCIeGen3,用作PCIe、SATA或CPU一致性互连,最高支持32个SATA或者NVMe设备64LanePCIeGen3,用作PCIe、SATA或CPU一致性互连,最高支持16个SATA或者NVMe设备32LanePCIeGen3,用作PCIe、SATA或CPU一致性互连,最高支持8个SATA或者NVMe设备数据来源:海光招股书(上会稿),东方证券研究所海光CPU从1号到7号持续迭代,自主化能力不断提升,海光1号研发启动于2016年,并于2018年4月实现量产,2号产品则在2020年1月推出市场,目前是公司CPU领域的主要在售产品,同时,海光3号研发工作于2018年2月启动,3号芯片将对核心和片上网络微结构进行设计优化,基于新的工艺节点进行设计,目前已进入实验室验证阶段,而海光4号研发工作已经于2019年7月启动。每T弋产品都在上T弋基础上进行性能和工艺上的提升,从而验证了海光在引进消化技术后,具备较好的吸收和再创新能力。图15:海光收入结构比重(按照产品及代际拆分)数据来源:海光招股书(上会稿),东方证券研究所代际*首次通过客户验证首次实现ilkA图15:海光收入结构比重(按照产品及代际拆分)数据来源:海光招股书(上会稿),东方证券研究所代际*首次通过客户验证首次实现ilkA进展海光一号2018年4月18年4月18年5月实现商业化应用海光二号2020年1月20年2月20年4月实现商业化应用海光三号2022年3月完成实验室验证和试产海光四号目前处于硅后验证数据来源:海光招股书(上会稿),东方证券研究所海光DCU第一代产品已经贡献收入,第二代产品也在研发推进中,代际之间也呈现研发-量产有序交叠的状态。2018年10月,公司启动深算TDCU产品设计,这代DCU已经在2021年实现量产并于2021H2产生销售收入,2021出货量达到1.2万片,均价为1.9万元,而二代DCU的产品研发工作于2020年1月启动,目前各项研发工作进展正常。®16:海光DCU产品图片®16:海光DCU产品图片参数描述典型功耗260-350W典型运算类型双精度、单精度、半精度浮点数据和各种常见整型数据计算60-64个计算单元(最多4096个计算核心);支持FP64、FP32、FP16、INT8、INT4内存4个HBM2内存通道;最局内存带宽为1TB/S;最大内存容量为32GBI/O16LanePCIeGen4,DCU芯片之间高速互连表10:海光DCU参鼓数据来源:海光招股书(上会稿),东方证券研究所数据来源:海光信息(上会稿),东方证券研究所魄鹏:国产ARM生态建设者,曾经的性能王者,供应链有待恢复魄鹏处理器由华为海思团队研发,基于Armv8架构永久授权。鲤鹏背靠华为集团强大的研发与产业生态,近年来已成为国产CPL)领域的重要厂商。鲤鹏的处理器核、微架构和芯片均由华为自主研发设计,鳗鹏计算产业兼容全球Arm生态。在被美国制裁前,已经在服务器CPU领域取得了良好的市场份额与客户认可。鲤鹏CPU目前主要集中在服务器领域。鳗鹏920服务器CPU基于ARMV8,最高集成64个物理核,主频最高2.6GHz,通过多核来提升算力。鲸鹏CPU是性能较高的国产芯片,部分性能参数堪比国际水平:根据华为开发者大会2020(cloud)公布的数据,相比英特尔Skylake服务器CPU,华为鳗鹏920系列芯片的性能更高,功耗更低,主要得益于鲤鹏920的工艺升级到了7nm,内核数量更多,而且进行了多核优化处理。一图17:华为魄鹏920系列和916系列,性能对比IntelSkylake型号工艺(GHz)SPECINT2006得分TDP功利(W)用书a” •SK920-6246644i英特尔Skylake对比IntelPlatinum81807nm 2.6642893875018020520192017Q314nm2.5里鹏92048/32核对比Intel限靠920-48267nm2.6487541502019IOS920-32267nm2.6325421202019英特尔Sky^keGold614814nm2.4205451502017Q3缴的1632核对比Intel皖嘉91616nm2.632290752016英特尔SkygkeGold511514nm2.410270852017Q3数据来源:鲸鹏官网,东方证券研究所目前,崛鹏生态在全国多个省份和地区建立了生态创新中心。鳗鹏壬赢新中康乐与各级政府在鲸鹏产业合作的载体,是华为在区域生态的抓手。通过聚焦当地优势产业,聚合产业合作伙伴,共同建设软件生态、培养人才、孵化标准,一起做大产业空间和实现区域产业快速落地。而且,鲸鹏整机也已经形成稳定的厂商团队,包括神州鳗泰、新华三、宝德、黄河等多个著名品牌。
图18:魄鹏生态创新中心分布于全国多地数据来源:华为第鹏官网,东方证券研究所图图18:魄鹏生态创新中心分布于全国多地数据来源:华为第鹏官网,东方证券研究所图19:鲸鹏服务器整机厂商数据来源:华为聚鹏官网,东方证券研究所龌鹏生态仍面临供应链限制,尚未实现全面恢复。从2019年5月15日开始,美国就宣布将把华为及其子公司列入出口管制清单。而且,美国一再修改其对华为的禁令进行技术封锁:2020年5月15日从禁止华为使用美国芯片设计软件,到2020年8月17日禁止含有美国技术的代工企业生产芯片给华为,再到2020年9月15日禁止拥有美国技术成分的芯片出口给华为。整体来看,鲸鹏供应链仍处于尚未恢复状态,对鲤鹏生态建设形成一定的压力。飞腾:依托CEC集团资源,全面发力国产ARM生态飞腾有20多年的CPU研制积累,背后依托中国电子集团(CEC)。飞腾的核心技术和研发团队则拥有20多年自主CPU研制经验,背后依托的是中国电子集团雄厚的科研和产业实力。飞腾早期基于的是SPARC架构,而2014年至今,主要是基于ARM架构进行服务器、PC和嵌入式芯片的开发。芯片迭代不断推进,性能不断实现超越。2014年,飞腾基于ARM架构的FT-1500A推出,性能相当于IntelXeonE3,2017年推出64核的FT-2000+系列,而2019年飞腾桌面版FT-2000/4问世,采用16nm工艺,性能相当于IntelCorei3系列。截至2020年8月,桌面版FT-2000/4系列芯片销量突破100万片。2020年7月,飞腾发布新一代多路服务器CPU腾云S2500,而且,更为先进的服务器芯片S5000和S6000系列也在推进过程中。S20:飞腾CPU产品路线图属珑E系列家LiW身鹤距S系列育性能■经型PU口用于才应珀存懦窿务罟云计”冲心萼VI锐D系列MBtncpu应用于更面整机-cm.便携机首n-15OOA/16164DOR315GHl35W属珑E系列家LiW身鹤距S系列育性能■经型PU口用于才应珀存懦窿务罟云计”冲心萼VI锐D系列MBtncpu应用于更面整机-cm.便携机首n-15OOA/16164DOR315GHl35WFT-2000+/64
64«,8DDR4
2.0>23GHz
100WR-15OOA/4S2500TBDS6000
PS欣2.0TBD住2〜8塔・鑫$5000PSM10TBDD3000PSPA2.0FT-2000/4tbd2港W蹦00:2.0-22GHzN150W2014 2015FT-2OOOA/2
2«
lOGMz
3W2016 2017TBD
£2000
PSPA1.0TBDE3000PSM2.02018 2019 2020 2021 2022数据来源:飞腾官网,东方证券研究所飞腾服务器CPU代际更迭顺利进行,每3年推出更强性能的产品。继2014年量产的FT-1500A/16和2017年量产FT-2000+/64后,飞腾2020年推出最新一代服务器CPU产品腾云S2500,集成64个飞腾自研FTC-663核,主频2.022GHz,单芯片典型功耗136W,支持2-8路直连,性能与IntelXeonGold5118系列芯片相当。在计算性能上,基于腾云S2500的多路服务器可以实现2至6倍的算力提升,双路服务器SPEC2006整型分值超过1000分,四路服务器分值超过1800分,八路服务器分值则更高。表11:飞腾各代服务器CPU关键参散对比S2500 FT-2000+/64 FT-1500A/16核64个FTC663处理器核64个FTC662处理器核16个FTC660处理器核主频2.1GHz工作主频1.8、2.2GHz1.5GHz典型功耗136W100w35w缓存二级缓存:每4核共享2MBL2,总共32MB;三级缓存:64MB二级缓存:32MB二级缓存8MB,三级缓存8MB存储控制器集成8个DDR4-3200通道8个DDR4接口4个DDR3接口PCIE接口集成1个17LanesPCIe3.0接口:1个X16(可拆分成2个X8),1个X12个X16(每个可分拆为2个x8)、1个x1PCIE3.0接口2个X16(每个可分拆为2个x8)PCIE3.0接口量产时间2020年2017年2014年数据来源:飞腾官网,东方证券研究所 在生态建设方面,依托CEC产业资源「飞腾形成了国产PKS生态体系。飞腾构建了终端全栈生态。终端全栈架构包括硬件层,固件、操作系统及驱动层和应用层。在2020年12月飞腾第二届生态合作伙伴大会上,飞腾总经理窦强博士提出“共飞腾”生态支持计划:未来5年,飞腾将投入10亿资金,联合生态伙伴瞄准战略性重点行业,以与生态伙伴联合打造标杆项目'进行产品研发、搭建联合实验室、生态全方位合作等方式,持续推进国产平台在各行各业生态的繁荣,与广大生态伙伴合作共赢。图21:飞腾生态建设计划公布数据来源:飞腾官网,东方证券研究所龙芯:从MIPS生态做起,全力建设自主LoongArch指令系统
龙芯技术源于中科院计算产业,沿着市场化的道路不断发展,已有超过20多年的CPU行业积累。2001年,在中科院计算所知识创新工程的支持下,龙芯课题组正式成立,2010年,龙芯公司正式成立,龙芯坚持“市场带技术”道路,坚持自主研发,坚持市场化机制,发展历程为三个十年。图22:龙芯发展的三个十年:技术积累后场花推进快车道进入消费、开放市场2001-2009年:第1个十年得到中科院、核高基、863等大力支持,^了 技榴2010-2020年:第2什年龙芯CPU性能达到主流水平,在安全、嵌入式、党政领域r加用2021•未来十年发展进入快车道,生态体系逐渐完善,逐步走向开放市场、消费市场2001年5月,龙芯课题组成立;2002年,我国首款通用CPU比芯1号流片成功;2003年,我国首款64位通用CPUi&&2B流片曲:2006年,我国首款主频超过1GHz的通用CPUie&2E流片曲;2006年10月,中法两国在北京签署了关于中国科学院与安法半导体公司关于在芯处理器的战咯台作仇议;2009年,莲国首款四核CPU蛇芯3A31K触.2010年,由中喇学院和北京市共同牵头出资人般,成立跳公司;2012年,八核32纳米龙芯3B1500澹片的;2015年,跣第二代高性能处理那产鼻蛇芯3A2000/3B2000实现量产井推广施用;2017年,龙芯新处理器产品龙芯3A3OOO/3B3OOO实现 ;2017年,龙芯7A标片流片成功;2019年,越芯第三代处速28产品3A4000/3B4000成功推出.龙芯将学习Intel+谷歌+Apple的生森体系建设横式学习Intel统一系统架构,实现OSW平台兼容;学习Google提供基础版操作系统,降低产业链成本.维护API长耽&定;学习Apple以用户体蛉为中心进行系统梳理和优化数据来源:龙芯官网,东方证券研究所龙芯CPU系列包括龙芯3号大CPU、龙芯2号中CPU7龙芯1号小CPU三个系列,分别针对电脑(桌面和服务器)、工控和嵌入式、单片机领域。其中,3号CPU是公司最核心和高端的产品。从公司技术发展路径看,2020年前龙芯产品基于MIPS指令系统,而2020年开始,龙芯推出了自主指令系统LoongArch,公司核心产品已经转向基于龙芯自主指令系统LoongArch的3A5000系列处理器,工控业务开始转向基于龙芯自主指令系统LoongArch的系列处理器。龙芯电脑端(PC/服务器)CPU经历了从“不可用”到“好用”三个阶段。2015年前,公司第一代3A1000/3B1500的单核性能较低,SPECCPU2006分值只有2-3分,打开20M的测试文档需要33秒达不到“可用”程度;2016年,公司推出的龙芯第二代3A3000/3B3000/7100单核性能提升到10-11分,进入“可用”阶段,而2019年至今,龙芯三代性能不断向上突破,3A/B5000型号,频率提升至2.5GHz,3c5000I.正式公开发布于2021年,是专用于服务器领域的CPU,核数已经达到16核,已经到了“好用”的状态。表12:龙芯各代服务器CPU关键参数对比3C5000L 3A5000/3B5000 3A4000/3B4000 3A3000/3B3000核数16444主频2.0GHz22GHz2.3GHz-2.5GHz1.8GHz—2.0GHz1.35GHz-1.5GHz典型功耗130W@2.2GHz35W@2.5GHz<30W@1.5GHz<40W@1.8GHz<50W@2.0GHz30W@1.5GHz缓存64KB私有一级指令缓存和64KB私有一级数据缓存;256KB私有二级缓存;共64MB三级缓存64KB私有一级指令缓存和64KB私有一级数据缓存;256KB私有二级缓存;共享16MB三级缓存64KB私有一级指令缓存、64KB私有一级数据缓存;256KB私有二级缓存;共享8MB三级缓存64KB私有一级指令缓存、64KB私有一级数据缓存;256KB私有二级缓存;共享8MB三级缓存内存控制器4个72位DDR4-3200控制器;支持ECC2个72位DDR4-3200控制器;支持ECC校验2个72位DDR4-2400控制器,支持ECC校验72位DDR2/3-1600*2,支持ECC校验运算速度560GFIops160GFIops128GFIops@2.0GHz24GFIops@1.5GHz数据来源:龙芯官网,东方证券研究所2.2国产操作系统,开源体系打破海外体系商业垄断操作系统与数据库等软件共同构成了通常所说的“基础软件”,而操作系统又处于其中的核心地位,是所有软件的“灵魂”。没有操作系统,底层的计算、存储等硬件资源便无法协调、管理和控制,上层的应用软件更是无从运行,因此操作系统被称为计算体系之“魂”,但是,长久以来,中国的操作系统,无论是pc还是服务器,都严重依赖国外厂商,对于国家安全构成了较大的威胁。不过,近年来,国内也涌现出一批厂商,依托国外的开源技术体系,努力构建国产化的操作系统,支撑着重点行业与领域的安全保障。开源的Linux体系是国产操作系统的技术和生态基础,也是打破操作系统商业垄断的关键力・。Linuxkernel(内核油LinusTorvalds在1991年发布,代码免费公开,由全球开发者共同贡献,已成为影响最广泛的开源软件项目。以Linux内核为基础,不同的开发团体(开源社区、企业、个人等)对内核代码进行一定的修改和补充,加入GUI(图形界面)、应用等部分,形成了相应的Linux操作系统发行版。国23:开源社区运作示意图外部环境|法律法规|| 政府政策| 社会文化一数据来源:中国信通院,东方证券研究所从全球市场来看「Linux操作系统已经在服务器领域和嵌入式领域打破了闭源软件垄断。据Linux基金会统计,全球90%的公有云平台采用了Linux系统,99%的超算和62%的嵌入式设备也都是基于Linux。亚马逊AWS、微软Azure、微软Azure、谷歌云平台和阿里云等主流云服务商,都提供了Linux系统方案。全球公有云平台运行的所有应用,超过54%是运行在Linux虚拟机上。甚至微软Azure的近30%的虚拟机也是基于Linux。根据IDC在2017年的统计数据,全球服务器操作系统使用份额(免费+付费)中,68%是Linux服务器操作系统。图图24:全球服务器操作系统的收入份额(2017)图25:全球服务器操作系统付费+免费版本使用份额(2017)■MicrosoftRedHat其他■WindowsserverLinux:Unix数据来源:IDC,东方证券研究所 数据来源:IDC,东方证券研究所由于技术、生态等原因,基于开源Linux体系构建国产操作系统生态,是必然选择。耳而赢F系统开发是一项庞大而复杂的工程,主流的操作系统代码量都比较庞大,而且随着版本升级呈增长趋势。此外,操作系统重新从零构建生态的难度极大。操作系统的核心价值在于生态兼容性,作为应用软件和底层硬件之间的桥梁,生态完善度非常重要。操作系统和底层硬件、应用软件的兼容,在技术上并不是轻易就能实现。而主流操作系统推出时间都比较早,经历了多次的版本迭代,和硬件、应用软件厂商共同成长,先发优势显著。图26:常见的应用软件对操作系统的区分而甚至对于CPU性能也有要求MacOS下!1Windows版下!1Windows版MacOSX10.9.10.10.10.11<v10.12Safari7或8(只有64位Intel处理图才支持Safari的浏览器电效工具)Windows下载Mac版下载Mac版20・MtcrocoftWindowsServer2006R2(64位).2012(64tQ)«2012R2(64位);Windows7(32位加64位);Windows8.8.1(32位和64位);或Windows10(32位犯64位)Wind金融终送不同操作系统版本Adobe某款产品对操作系统版本和CPUWind金融终送不同操作系统版本数据来源:公司官网公开信息,东方证券研究所目前,国内最重要、最著名的操作系统开源社区是欧拉社区。欧拉最初脱胎于华为内部的Linux发行版EulerOS,2019年12月,华为将其正式开源并重新命名为openEuler操作系统。欧拉社区为上下游合作伙伴提供一个生态融合的场所,而不是直接参与商业版本竞争。目前,openEuler已经快速成长为中国最具活力的开源社区,社区有超过2000个社区贡献者,其中参与代码贡献的就有超过1500个。
图27:图27:欧拉于2019年12月正式开源数据来源:欧拉官网,东方证券研究所 数据来源:欧拉官网,东方证券研究所基于openEuler:国内厂商发布了国产服务器操作系统发行版,其中比较重要的是麒麟软件和统信软件的服务器操作系统发行版。已经作为党政信创、行业信创的重要基础软件。此外,各国产操作系统基于Linux生态也构建了自己的PC版本,并成立了相关的开源社区。II30:统信II30:统信UOS社区免费版本超20万套规模!麒麟软件第一名中标中国移动桌面操作系统集采流值麒麟软件第一名中标中国移动桌面操作系统集采流值UC35家庭版全民公测免费下载覆盖家庭全场景I官方自研应用商店I系筑纯净无广告I双景貌自由切换I国家认证安全等级I2022年3月,麒麟软件有限公司中标中国移动2022年至2023年桌面操作系统产品集中采购项目的70%份额!数据来源:麒麟软件官网,东方证券研究所数据来源:统信软件官网,东方证券研究所数据来源:麒麟软件官网,东方证券研究所数据来源:统信软件官网,东方证券研究所2.3数据库:多条技术路线并存,国产厂商和云厂商崛起数据库是非常重要的基础软件,和操作系统、中间件并列为三大基础软件。几乎所有的应用软件都要基于数据库去存储、管理和处理数据,数据库直接影响到应用软件的运行效率、可拓展性、灵活度和可靠性。对于应用软件的开发,选择合适的数据库是非常重要的环节。数据库根据数据结构和功能这两个维度进行划分。根据数据结构,可分为:关系型数据库、非关系型数据库;根据功能不同,可以分为:操作型数据库、分析型数据库。关系型数据库存储众多行业关键数据、支撑重要行业稳定运行。关系型数据库是建立在关系模型基础上的数据库,关系模型就是“一对一、一对多、多对多”等关系模型,一个关系型数据库就是由二维表及其之间的联系组成的一个数据组织。关系数据库存储着各行各业的关键数据,支撑着金融、电信、政府、交通、能源等行业核心业务系统的稳定、高效运行,是关键系统安全运行的重要保障。国内关系型数据库市场发展迅速。据IDC统计,2021H1,中国关系型数据库软件市场规模为11.9亿美元,整体市场同比增长37.2%,其中,公有云关系型数据库规模6.7亿美金,同比增长
50.1%;本地部署关系型数据库规模5.2亿美金,同比增长23.7%。IDC预测,2021全年中国关系型数据库软件市场规模为27.5亿美元,到2025年将达到76.7亿美元,未来5年市场年复合增长率(CAGR)为30.4%„海外品牌仍占据国内关系型数据库较大市场份额,但国产厂商、云厂商已经占据一定的市场份额。本地部署的关系数据库市场中,海外厂商Oralce、微软、IBM、SAP份额分别为26.7%、7.6%、7.2%和7.0%,合计占据48.5%的市场份额,而华为作为国产厂商,国内市场份额已经达到14.7%,已经超过微软,成为国内份额第二的厂商。而在公有云部署的关系型数据库领域,阿里、腾讯、华为占据较大的市场份额,这3家公有云厂商合计占有69.5%的市场份额。图31:国内关系型散据库市场份额,本地部署模式图31:国内关系型散据库市场份额,本地部署模式(2021H1)■Oracle华为:微软IBM-SAP图32:国内关系型数据库市场份额,公有云模式(2021H1)■阿里腾讯"AWS华为・Oracle■其他■阿里■达梦・■阿里■达梦・人大金仓・其他数据来源:IDC中国,东方证券研究所 数据来源:IDC中国,东方证券研究所在国产数据库生态建设中「以华为OpenGauss为代表的国产开源社区起到了重要的作用「openGauss是一款开源关系型数据库管理系统,深度融合华为在数据库领域多年的经验。2020年7月,华为正式宣布开源数据库能力,开放openGauss数据库源代码,并成立openGauss开源社区,社区官网同步上线。OpenGuass内核技术来源于华为自用、商用(现仅保留公有云版本)的GaussDB数据库。图33:华为图33:华为GaussDB演进历程数据来源:华为高斯官网,东方证券研究所国产数据库格局:老四家+巨头版本。经历多年的发展,国产数据库厂商可以分为2类,第一类是“老四家”:达梦、人大金仓、南大通用、神舟;第二类是云厂商及其开源版本的发行商,主要是华为高斯、阿里、腾讯等。
表13:三大巨头散据库情况品牌简介华为高斯数据库2016年立项研发,2019年推出商用版本,2020年7月全面开源。开源版本定义为openGuass,内核基于pgSQL阿里OceanBase在MySQL基础上,在阿里内部自研自用发展而来,2016年开始对外提供,分布式关系型数据库腾讯TDSQL基于MySQL,2016年开始对外提供,分布式关系型数据库数据来源:公开资料整理,东方证券研究所三、工业软件已实现一定程度丽替代,龙头公司加强研发补足短板工业软件对于现代化工业生产具有重要意义工业软件对于现代化工业生产具有重要意义,国内工业软件行业增速快于全球且具有巨大的增长空间。工业软件的应用能够覆盖产品的全生命周期,包括客户需求、设计、生产、销售以及售后等各个环节,对现代化工业生产具有重大意义。2013年以来,制造业进入了新旧动能加速转换的关键阶段,全球工业软件产业稳步增长,中国工业软件市场更是呈现出快速发展的态势。根据中国工业技术软件化产业联盟发布的《中国工业软件产业白皮书(2020)》,2019年全球工业软件产业规模为4107亿美元,2012-2019年CAGR为5.4%;2019年我国工业软件产业规模为1720亿元,2012-2019年CAGR为13.1%,可见国内行业增速显著高于全球增速。2019年,我国工业增加值31.2万亿,其中制造业增加值达26.9万亿元,占全球比重28.1%,而2019年我国工业软件产业规模仅占全球6%的份额,就此可预见我国的工业软件市场较大的增长空间。a34a34:全球工业软件产业规模及增速(亿美元)图35:我国工业软件产业规模及增速(亿元)数据来源:《中国工业软件产业白皮书(2020)》,东方证券研究所数据来源:《中国工业软件产业白皮书(2020)》,东方证券研究所随着工业领域内数字化、智能化不断推进,全球CAD市场规模增长有望加速。工业数字化技术能有效利用生产各个环节产生的数据流,为企业各个层面提供实时的数据分析和决策支持,也是企业实现智能制造的前提。而工业软件将是支撑企业完成数字化转型的核心要素。根据BISResearch数据,2023年全球CAD市场规模预计将达到112.2亿美元,2028年将达到138.3亿美元。其中,2DCAD是通用型产品,主要是用于平面图、剖面图绘制(如AutoCAD),2023年规模将达到28.3亿美元;3DCAD主要用于三维建模,实现设计里的实体、曲面造型(如
SoildWorks),2023年规模将达到83.9亿美元。因此,未来几年内,CAD市场整体增速相较于2018年之前将有较大提高。图36:全球CAD及其细分市场规模及预测(十亿美元)■2DCAD3DCAD数据来源:■2DCAD3DCAD数据来源:BISResearch,东方证券研究所我国CAD市场保持平稳增长。根据华经产业研究院数据,2019年我国2DCAD市场规模为12.5亿元,同比增长16.82%,2014-2019年CAGR达23.22%;2019年我国3DCAD市场规模为38亿元,同比增长18.75%,2014-2019年CAGR达23.93%„若分别以过去23.22%与23.93%的复合增长作为2019年后的市场增速,到2023年我国2DCAD市场将达28.8亿的规模,而我国3DCAD市场将约达90亿的市场规模。图37:图37:我国2DCAD市场规模及预测(亿元)国38:我国3DCAD市场规模及预测(亿元)我国2DCAD市场规模(亿元) 我国2DCAD市场规模(亿元) 增速我国3DCAD市场规模(亿元) 增速数据来源:华经产业研究院,东方证券研究所预测数据来源:华经产业研究院,东方证券研究所预测EDA是集成电路产业的基石,对行业生产效率、产品技术水平有重要影响。从集成电路设计的角度看,设计人员必须使用EDA工具设计几十万到数十亿晶体管的复杂集成电路,以减少设计偏差、提高流片成功率及节省流片费用。EDA行业的市场状况与集成电路设计业的发展状况紧密相关,每年EDA市场表现情况与设计企业营收状况具有高度一致性。从集成电路制造的角度看,芯片制造工艺不断演进,而新材料、新工艺相关的下T弋制造封测EDA技术将给集成电路性能提升、尺寸缩减带来新的发展机遇。图39:EDA是芯片产业链上游依赖性极强的设计软件数据来源:搜狐网,东方证券研究所数据来源:搜狐网,东方证券研究所EDA行业稳定向好,国内EDA市场增速高于全球水平。近年来,在全球集成电路产业基本保持稳定向好的发展态势下,近年全球E
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