龙芯中科研究报告：国产CPU龙头构建自主软硬件生态

龙芯中科研究报告：国产CPU龙头，构建自主软硬件生态公司概览：源于中科院计算所，20年技术积累历史沿革：从科研走向市场，不断迭代积累，日趋成熟2001年龙芯在中科院计算所开始研发，2010年龙芯中科开始市场化运作。龙芯于2001年在中科院计算所开始研发，得到中科院、国家自然科学基金、863、973、核高基等项目的大力支持。胡伟武作为总设计师，从2001年起投身于龙芯处理器的研制工作，先后主持完成龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号系列处理器的研制。2008年3月，龙芯中科前身龙芯服务由北京海淀中科计算技术转移中心和中科算源共同出资设立，开始进行处理器产品产业化的前期探索。2010年，龙芯中科开始市场化运作，着眼于研发符合客户需求和具有市场竞争力的处理器产品，包括早期在计算所实验开发的基础上进行产品化验证及推广，并结合市场需求研发新产品。后续十余年中，龙芯中科坚持自主研发，陆续推出了针对不同应用场景的龙芯1号系列、龙芯2号系列、龙芯3号系列处理器及配套芯片。（1）2015年之前：探索阶段。2012年，四核龙芯3A1000处理器完成产品化并推广应用。龙芯3A1000使用GS464微结构，主频0.8-1.0GHz，SPECCPU2006测试单核性能约2~3分，单核通用处理性能与Intel公司1999年推出的PentiumIII处理器相当，性能差距约11年。（2）2016-2019年：成长阶段。2016年，四核龙芯3A2000/3B2000处理器实现量产并推广应用，以龙芯3A1000四核结构为基础，处理器核升级为GS464E微结构，主频0.8-1.0GHz，单核通用处理性能是龙芯3A1000芯片的2.5倍左右，接近Intel于2005年发布的奔腾M系列，产品性能差距约11年。2017年，四核龙芯3A3000/3B3000处理器实现量产并推广应用，基于龙芯3A2000进行工艺升级，主频1.2-1.5GHz，单核通用处理性能是龙芯3A2000/3B2000芯片的1.5倍左右，SPECCPU2006测试单核性能达到10-11分，超过Intel2008年推出的凌动系列，产品性能差距约9年。2019年，四核龙芯3A4000/3B4000实现量产并推广应用，处理器核升级为GS464V微结构，主频1.8-2.0GHz，单核通用处理性能是3A3000/3B3000的2倍左右，单核性能达到20-30分，达到Intel于2013年发布的第四代酷睿的水平，产品性能差距约6年。（3）2020年以后：爆发阶段。2020年，四核龙芯3A5000/3B5000处理器研制成功，基于龙芯3A4000/3B4000进行工艺升级，同时处理器核升级为LA464微结构，主频2.3-2.5GHz，性能接近Intel于2015年推出的Skylake系列和AMD于2017年推出的Zen1的水平，产品性能与Intel差距约5年。2021年，龙芯中科正式推出LoongArch自主指令集，未来公司开发的处理器产品将全部基于LoongArch。龙芯7A2000完成流片，相对于原先的2DGPU，新GPU已经实现3D，在桥片升级之后可以节省掉独显芯片，进一步降低成本，提升产品的竞争力。发布基于LoongArch自主指令系统打造的龙芯3C5000L，作为龙芯中科首款服务器专用芯片，已经具备了高端商用服务器的竞争力。2022年，龙芯正式发布了面向通用计算、大型数据中心、云计算中心的计算需求的龙芯3C5000服务器处理器，16核心单芯片unixbench分值9500以上，双精度计算能力达560GFlops，16核处理器峰值性能与典型ARM64核处理器的峰值性能相当，产品性能与Intel/AMD的同类产品差距约4年。此外，龙芯发布新一代龙芯3号系列处理器配套桥片龙芯7A2000，相较于前一代产品，龙芯7A2000高速I/O接口达到市场主流水平，桥片中的自研GPU模块搭配独立显存，可形成独显方案，提高龙芯计算机的性价比。2023年，龙芯计划推出下一代3A6000系列CPU，预计IPC和主频都会提升，龙芯3A6000处理器单核SPECCPU2006定点/浮点base分值预计将从26/28分提高到35/45分，分别提升37%及68%，达到市场主流水平，有望进一步缩小与Intel/AMD产品的差距。主营分类：基于龙芯处理器的信息化类芯片、工控类芯片及解决方案公司主营业务为龙芯处理器及配套芯片的研制、销售及服务，依据应用领域可分为信息化类、工控类等。目前，龙芯中科基于信息系统和工控系统两条主线开展产业生态建设，面向网络安全、办公与业务信息化、工控及物联网等领域，系列产品在电子政务、能源、交通、金融、电信、教育等行业领域已获得广泛应用。——信息化类芯片产品主要应用于关键信息基础设施领域的桌面和服务器。主要为龙芯3号系列芯片，应用于PC、服务器等领域，满足关键信息基础设施领域的应用需求，系列产品在电子政务、金融、电信、教育等行业领域已获得广泛应用。2019、2020年受益信创市场爆发增长，后续市场有望继续渗透率提升，并随行业信创和未来进入开放市场打开空间。——工控类芯片产品主要应用于关键信息基础设施领域的控制和通讯系统。主要为龙芯1号、2号及部分3号工业级芯片，面向嵌入式专用设备、工业控制与终端等，如物联终端、仪器设备、数据采集、网络设备、行业终端、智能制造等，系列产品在网安通信、能源、交通等行业领域已获得广泛应用。随着公司推出的工控类芯片产品的拓展性、应用领域细分市场的丰富性增加，工控类芯片销售收入有望稳步增长。——解决方案主要包含硬件模块产品和技术服务。销售硬件模块产品并非公司的主要发展方向，主要系根据客户要求提供已有产品，该部分收入随着公司客户基础扩大、客户关系加深而不断增加。龙芯中科研制的芯片包括龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号三大系列处理器芯片及桥片等配套芯片。龙芯1号、2号、3号处理器芯片及配套芯片的主要客户是板卡、整机厂商。1）龙芯1号系列为低功耗、低成本专用嵌入式SoC或MCU处理器，通常集成1个32位低功耗处理器核，应用场景面向嵌入式专用应用领域，如物联终端、仪器设备、数据采集等。2）龙芯2号系列为低功耗通用处理器，采用单芯片SoC设计，通常集成1-4个64位低功耗处理器核，应用场景面向工业控制与终端等领域，如网络设备、行业终端、智能制造等。2021年开始，龙芯2K系列在实现与原有版本的引脚和接口兼容的基础上，处理器核更新为基于龙芯自主指令系统架构LoongArch（龙架构）的LA264处理器核。3）龙芯3号系列为高性能通用处理器，通常集成4个及以上64位高性能处理器核，其中3A5000桌面服务器处理系统和3C5000服务器处理系统性能已经国内领先。3号CPU通常与桥片配套使用，应用场景面向桌面和服务器等信息化领域。4）配套芯片包括桥片及正在研发尚未实现销售的电源芯片、时钟芯片等，其中桥片主要与龙芯3号系列处理器配套使用和销售，电源芯片和时钟芯片主要与龙芯2号、龙芯3号系列处理器配套使用。核心人员：源自中科院，团队稳定、技术实力强劲公司董事长、总经理、首席科学家胡伟武博士是龙芯总设计师，从2001年起投身于龙芯处理器的研制工作。胡伟武博士先后主持完成了龙芯1号、龙芯2号、龙芯3号系列处理器的研制。胡伟武博士作为龙芯中科的首席科学家全面主持龙芯中科的技术工作，组织规划龙芯研发线路图，组织领导新产品的研发，承担国家项目10余项，发表论文50余篇，撰写3本专著，获得多项奖项。公司核心技术人员多在中科院计算所学习或工作过，参与了龙芯处理器的早期研发工作。公司核心技术人员中范宝峡、高翔、张戈、杨旭、杨梁均为工学博士，有过在中科院计算所学习或工作经历，并参与过龙芯多款产品的开发和研制，为龙芯系列处理器产品的研制做出了重要贡献。股权架构：胡伟武、晋红夫妇为公司实际控制人，员工持股占比超3成天童芯源合计控制公司30.17%股份，为公司控股股东。截至2022年6月24日，天童芯源直接持有公司21.53%的股份，为公司控股股东，同时天童芯源也是股东芯源投资

（3.22%）、天童芯正（3.22%）、天童芯国（2.20%）的执行事务合伙人，合计控制公司30.17%的股份。此外，中科算源（19.32%，中科院计算所下属全资公司）、中科百孚

（12.88%）、横琴利禾博（9.02%）、北工投（6.44%，北京市下属全资公司）直接持有公司5%以上股份，双方为一致行动人的鼎晖祁贤（4.36%）和鼎晖华蕴（3.22%）合计持有公司5%以上股份。与国内竞争对手对比，公司股权未被整机厂控股，在股权结构和生态方面相对开放。胡伟武、晋红夫妇合计控制公司30.17%的表决权，为龙芯中科共同实际控制人。胡伟武和晋红二人为夫妻关系，胡伟武持有天童芯源47.67%的股权，为第一大股东，晋红持有芯源投资15.02%的合伙份额。胡伟武和晋红通过天童芯源及芯源投资、天童芯正、天童芯国合计控制公司30.17%的表决权，股权比例显著高于其他股东。同时，胡伟武长期担任公司董事和总经理，晋红长期担任公司投资总监。因此，胡伟武、晋红夫妇为龙芯中科共同实际控制人。公司员工合计持股占比27.30%，持股员工占员工总数20.32%。根据公司招股说明书，公司目前共有天童芯源、芯源投资、天童芯正、天童芯泰、天童芯民等5个持股平台，截至2022年6月24日，员工持股比例合计27.30%。持股平台中的员工均为对龙芯中科发展做出贡献的中高层经营管理人员、技术骨干，并与公司或公司控股子公司签订正式劳动合同并领取薪酬的人员。剔除重合人员后持股平台共涉及员工167人，截至2021年12月末占员工总数约20.32%。龙芯中科拥有13家控股企业、2家直接参股企业，公司版图持续扩大。公司建立了完善的市场销售体系，在目标客户集中区域设置了全资子公司或销售与技术支持中心，及时了解市场动向与客户需求，推广与销售公司各项产品。同时，销售部门、技术支持部门及研发团队之间保持紧密沟通和协作，有效提高了客户服务的响应速度与满意度。商业模式：采用Fabless经营模式，客户合作稳定公司经营目前主要采用Fabless模式，通过向客户销售处理器及配套芯片与提供基础软硬件解决方案获取业务收入。公司主要负责芯片的设计工作，形成集成电路设计版图，将晶圆制造、封装、部分测试等其余环节委托给相关制造企业及代工厂商加工完成。公司与国内多家行业知名企业建立了战略合作关系，公司内部设有专门的销售部门与对应的销售团队，负责与客户及时接洽。——处理器及配套芯片业务：收入主要为公司向客户提供处理器及配套芯片获取。在该项业务下，公司芯片生产的业务流程与传统Fabless模式一致。公司主要负责制定芯片的规格参数与方案，进行芯片设计与验证、交付芯片设计版图，生产环节的晶圆加工、封装、测试等环节主要通过委外方式完成。——解决方案业务：收入是公司根据实际应用场景需求研制基于龙芯芯片的软硬件模块与应用方案，最终协助客户形成终端产品及服务获得。主要为公司根据信息化与工控客户的应用场景需求，基于龙芯处理器，以开发板及配套软硬件模块的形式，为客户定制包括桌面、服务器、云计算、网络通信安全产品、工控互联网、行业应用等多种类产品参考方案所获取的收入。公司主要采用直销模式，经销模式占比不到1%。公司的主要客户是整机厂商与ODM厂商，为更直接获取客户需求、获悉行业动态、近距离服务客户，公司主要采用直销模式，少量采用经销模式，主要集中于教育解决方案领域（2020年占比不到1%）。在经销模式下，公司通过具有广泛客户资源的代理公司与最终客户进行公开招标与商务谈判。2018-2021年，公司下游客户集中度相对较高，前五大客户收入合计占营业收入的比例分别为75.19%/67.92%70.24%/60.86%。公司主要客户为央企集团和大型民营科技企业，集团客户下属多家子公司向公司采购，造成集团合并口径交易金额较大。由于集团下属子公司采购履行独立的程序，不属于集团集中采购，因此公司实际对单一客户依赖度相对有限。2018-2021年，公司前五大供应商采购金额占当期采购总额的比例分别为70.35%/81.54%/90.79%/80.84%，呈逐年上升的趋势。2018-2021年，公司向第一大晶圆厂供应商采购金额占当期采购总额的比例分别为40.79%/56.58%/66.60%/51.88%，采购占比均为50%左右，主要因为公司的主力产品由该晶圆厂进行代工。财务分析：过去三年营收CAGR约84%，毛利率水平较高收入端：公司2018-2021年分别实现营业收入1.93/4.86/10.82/12.01亿元，2019/2020/2021年分别同比增加151.30%/122.87%/10.99%，3年CAGR为83.87%。公司主营业务收入主要来自于处理器及配套芯片产品销售、硬件模块销售和技术服务，并以芯片产品销售业务为主。其中2019和2020年营收实现爆发式增长，主要是由于公司陆续推出3A3000系列、3A4000系列信息化芯片产品，符合快速增长的关键信息基础设施领域的应用需求。2021年，公司营业收入较上年同期增长，主要因为在关键信息基础设施领域，随着政策的有力推动，客户对已在成熟行业应用的工控类芯片的需求增加，同时基于工控类芯片拓展开发的新解决方案陆续完成，带动了公司产品销量增加，收入增长。——公司工控类芯片销售量持续提升，销售均价随结构变化有所下降。2018年，公司工控类芯片以龙芯2号系列芯片为主，龙芯2号系列部分产品对其应用场景的环境要求较高，需要一定的工艺水平以及较高的测试要求，因此其销售单价较高；2019-2021年，工控类芯片中1号系列芯片的应用逐渐丰富，被广泛应用于加密卡、远程数据采集、智能门锁、打印机等终端设备，销售数量提升，拉低了销售单价。——公司信息化类芯片销售量大幅提升，销售均价下降。2018年3A3000系列产品首次推出，单价较高、销量暂时未打开；2019年，随着公司3A4000系列产品推出，3A3000系列产品价格下降；2020年、2021年，为了进一步开拓日趋成熟并进入快速增长阶段的电子政务领域的市场，公司适当降低新一代产品的销售单价，拓展了整机厂商客户群体，大幅提升了公司芯片产品在桌面、服务器领域的销量；此外，信息化类芯片中，桥片等配套芯片的销量占比提高，而配套芯片的平均单价显著低于3号系列芯片的平均单价，导致公司信息化产品单价整体下降。公司主营业务收入主要来自华北地区和华东地区，整体呈现上半年较低、下半年较高的季节性特点。华北和华东地区销售占比合计超过80%。自2018年起，公司在太原、合肥、南京、成都等地成立子公司，辐射周边地区的推广与销售，进一步巩固公司在华北、华东地区影响力的同时，向西南地区等地扩展。由于公司销售产品主要客户通常在每年的第一季度制定全年的采购计划并确定预算额，一个自然年度的上半年处于预算编制与审批阶段，新增需求较少，在预算编制结束后，客户计划中的项目陆续实施，需求增加，因此客户通常集中在下半年特别是第四季度完成产品验收。受此影响，公司产品销售收入通常具有上半年较低、下半年尤其是第四季度较高的特点。成本端：公司2018-2021年主营业务成本分别为0.72/2.07/5.55/5.5亿元，2019/2020/2021分别同比增加187.40%/167.55%/0.00%。公司主营业务成本由材料及外协成本、制造费用及人工成本构成。1）材料及外协成本：是主营业务成本的主要构成部分，主要包含芯片产品的芯片加工成本和硬件模块产品的电子元器件成本、外协成本。2021年，公司进一步提高自主能力，对部分芯片产品进行自主筛选测试，降低了测试成本，因此材料及外协成本有所下降。2）人工成本：公司目前经营主要采用Fabless模式，生产人员主要负责日常生产任务安排、产品测试以及与芯片加工供应商的对接，人数较少，人工成本金额及占比较低。3）制造费用：公司制造费用金额逐年增加，主要包括折旧、摊销等固定成本，其变动主要与公司相关生产设备规模增加相关。2021年，公司对部分芯片产品进行自主筛选测试，相关设备产生的折旧费用增加，因此制造费用金额和占比上升。利润端：2018-2021年，公司归母净利润分别为0.08/1.93/0.72/2.37亿元，2019/2020/2021年分别同比变化2343.56%/-62.82%/229.82%。2020年，公司净利润出现一定下滑，主要系当期股份支付费用较大的影响；2021年，由于研发投入大幅增加，公司扣除非经常性损益后归属于母公司股东的净利润略有下滑。公司2021年归母净利润水平低于同类公司，净利润增速较快，主要由于收入规模尚小且研发费用支出较大；从归母净利润增长率来看，2020年股份支付较大、前期市场拓展策略、着重人员扩张及投入研发导致净利润下降。2021年，公司归母净利润增速接近平均水平，随着公司前期研发积累的新产品开始放量，我们预计2022年有望稳健增长。受益于技术溢价和自主创新优势，公司毛利率水平稳定在50%左右，保持在较高水平。2018-2021年，公司主营业务综合毛利率分别为62.55%/57.16%/48.68%/53.77%，其中，工控类芯片毛利率分别为79.16%/78.29%/74.62%/76.08%，信息化类芯片毛利率分别为45.04%/50.11%/44.18%/44.61%。工控类芯片的应用行业领域较为丰富，客户多采用定制方式采购产品，工控类芯片以龙芯2号系列芯片为主，龙芯2号系列部分产品对其应用场景的环境要求较高，需要一定的工艺水平以及较高的测试要求，且工控领域的国产芯片竞争较小，因此毛利率相较于信息化产品保持在较高水平。费用端：2018-2021年，公司期间费用分别为1.16/1.63/2.76/4.37亿元，期间费用率存在波动。主要系公司规模快速增长，规模效应使收入增速显著高于期间费用增速。2021年的期间费用金额较高，主要因为公司持续加大研发力度，研发费用增加较多。此外，2018-2021年，公司销售费用率和管理费用率呈下降趋势，主要是前期公司销售规模较小，处于市场开拓期且客户分布范围较广，销售投入较多，后续随规模效应逐步摊薄。公司研发费用率2021年有较大提升，主要目的为布局新产品开发。研发投入：公司研发投入积极，研发人员快速增长，技术实力强劲2019-2021年，公司累计研发投入为6.08亿元，约占总营业收入的22%，高于同类公司平均水平。2019-2021年，公司研发投入分别为0.78/2.08/3.22亿元，占各年营业收入的比例分别为16.11%/19.26%/26.78%。2018年，公司的研发投入率高于同类公司平均水平，主要是因为当年公司营业收入规模较小；2019年和2020年，随着营业收入的快速增长，公司的研发投入率与同类公司平均水平趋于一致；2021年，公司加大研发投入力度，研发投入率高于同类公司。2019-2020年，公司研发费用绝对金额及费用率与同类公司相比尚低，但是2021年研发费用率超过平均水平。当前公司的整体收入规模还不大，但需持续迭代追赶国际主流水平，因而费用增速和研发费用率高于同类平均水平。从研发费用金额来看，公司低于同类公司平均水平（剔除同类公司中超过100%的极端值后），未来随着公司新产品的持续研发投入扩大及公司营收规模增长，有望提升至同类公司平均水平。2021年底公司研发人员达到539人，在总员工中占比增长至65.57%。公司十分重视

技术研究开发工作，研发管理团队长期保持稳定，且团队成员具有丰富的处理器及配套芯片的研发与项目实施经验。2018-2021年，公司各期末研发人员数量分别为191/258/419/539人，分别占比59.88%/59.31%/64.76%/65.57，数量及占比逐年上升。相比同类公司，公司研发人员占比接近但略低于同类公司的平均水平，当前公司总人数规模尚小，发展阶段相对早于同类公司，我们预计随着公司持续人才培养，研发团队有望持续壮大。技术实力：公司多年来坚持自主研发的发展道路，在处理器及配套芯片的研发及系统软件方面形成了自己的核心技术。依靠完整的人才链、技术链和产业链，公司在技术方面取得一系列重大突破，位于行业技术水平的前列。公司建立起了涵盖指令系统设计、处理器核设计、GPU核设计、内存接口设计、高速接口设计、多核互连设计、SoC设计、处理器验证、可测性设计、定制IP设计等领域的完整人才链、技术链和产业链。自成立以来，龙芯中科因先进技术获得过多项官方和行业奖项。公司长期坚持自主研发，承担9项国家项目并获得专利500余项。公司自成立以来，龙芯中科共承担国家级项目9项，地方级项目6项。在通用处理器设计、系统软件、编译技术等专业领域取得了500余项专利，填补了国内核心基础软硬件领域的大量空白。同时公司致力推动构建自主的信息技术体系，在CPU及基础软件方面形成了体系化的关键核心技术储备。截至2021年12月31日，公司已经取得专利共计522项，其中境内发明专利388项，境外发明专利21项。行业趋势：信创领域持续收获，走向开放/海外市场CPU及指令集：CPU是计算机的核心部件，指令是计算机运行的最小的功能单位中央处理器（CPU）是电子计算机的核心部件，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是计算机中负责读取指令，对指令译码并执行指令的核心部件，主要包括处理指令、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是计算机的运算和控制核心，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。桥片通常包括北桥和南桥芯片。桥片负责将CPU和机器的其它部分相连接，决定主板的功能、性能和技术特性。北桥负责连接到CPU和内存以及显卡，集成显示功能的芯片组也都是将显示核心集成在北桥中；南桥芯片主要用于链接速度较慢的设备接口，比如，硬盘、USB、网卡等。市场上部分方案将北桥芯片整合进CPU之中，部分则是将北桥和南桥芯片整合为一颗桥片。指令是计算机运行的最小的功能单位，CPU的指令集可分为精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）。在计算机中，指示计算机硬件执行某种运算、处理功能的命令称为指令。指令是计算机运行的最小的功能单位，而硬件的作用是完成每条指令规定的功能，一台计算机上全部指令的集合，就是这台计算机的指令系统。CPU的指令集可分为精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）。RISC指令长度和执行时间恒定，CISC指令长度和执行时间不一定。RISC指令并行的执行程度更好，并且编译器的效率也较高。CISC指令则对不同的任务有着更好的优化，代价是电路复杂且较难提高并行度。典型的CISC指令集有x86微架构，典型的RISC指令集有ARM、RISC-V、LoongArch微架构。上世纪90年代，以复杂指令集为代表的英特尔凭借与微软的Wintel体系，在通用CPU领域占据了绝大多数份额，至今仍占据95%以上的PC和服务器市场份额。精简指令集则被逐渐挤压到嵌入式市场，智能手机兴起后才获得新生，目前ARM架构通过构筑与Android的生态合作（AA体系），占据了全球95%的移动芯片授权市场。信创领域：未来五年CPU市场空间预计约565亿元信创产业保障国家信息安全，CPU处于核心地位但国产化率较低。信创产业，即信息技术应用创新产业旨在实现我国信息技术领域的自主可控，保障国家信息安全。作为信息安全、数据安全、网络安全发展的基础，信创产业也是“新基建”、数字经济的重要内容，将成为拉动我国经济增长的重要抓手之一。信创的核心是建立自主可控的信息技术底层架构和标准，在基础硬件、基础软件、应用软件和信息安全等领域实现国产替代。据华经产业研究院报告，国产CPU和操作系统居于信创的核心地位，但是国产化比率相对较小，2020年两个领域国产化率分别仅为0.5%和1.2%，未来发展空间巨大。中国大陆信创产业按照应用领域划分，包括八大领域，按照渗透率可分为三个梯队。目前信创产业行业渗透率可大致分为三个梯队，党政和金融渗透率处于第一梯队，电信、交通、电力、石油、航空航天处于第二梯队，教育、医院领域渗透率最低，处于第三梯队。这是由于在政策导向下，党政端最先进行国产化；而行业端金融领域数字化程度较高，更易渗透。长期空间：走向开放市场和海外市场，拥抱千亿美金市场空间目前龙芯中科的产品主要应用在信创领域，而随着整个系统的优化和生态的构建，公司未来目标为进入开放市场和海外市场。目前的政策性信创市场提供给龙芯搭建平台生态的场景，不断优化产品。公司已布局配套外围芯片如桥片、电源芯片、时钟芯片、GPU等，形成围绕CPU的整套产品体系。龙芯体系目标是成为Wintel（微软-英特尔）和AA（安卓-ARM）体系外的第三套生态体系。龙芯作为国内少数坚持做独立自主生态的CPU企业，有望逐步完成从技术补课向生态建设的转变，从政策性市场向开放市场的转变，探索向一带一路国家等海外市场拓展的可能。2021年全球微处理器（MPU）销售总额超过1000亿美元，其中CPU和嵌入式处理器分别486/197亿美元。据ICInsights数据，2020年全球疫情背景下，微处理器销售量增长16%，2021年保持强劲，增长14%达到1029亿美元。其中，计算机CPU/手机应用处理器/嵌入式处理器的市场规模为分别为486/356/197亿美元，占比分别为47%/34%/19%。此外，ICInsights预计微处理器市场未来五年CAGR将达到5.3%，即2026年的销售额将达到1333亿美元。目前CPU市场集中度高，巨头Intel、AMD合计占据95%以上的市场份额。在计算机处理器领域，MercuryResearch对2021年Q3年全球x86架构处理器市场份额统计数据显示，Intel在整个x86CPU市场上的份额达到75.4%，AMD占比24.6%，而x86架构目前占据PC市场约95%以上比重。中国市场占全球微处理器市场销售额的比例约37%，国产CPU厂商市场份额尚低。根据ICInsights的统计数据，中国的微处理器销售额在2020年增长12%，达到327亿美元，占全球微处理器市场约37%的比重，但是国内CPU企业市场份额却仅为0.5%。随着国内飞腾、龙芯、兆芯和华为等企业的产品生态逐步完善，我国CPU产品发展迅猛，产品种类逐渐增多，可实现CPU产品对国内外主流设备的兼容，且在政府、国防、金融等领域得以应用，国产化产品生态初步建立，国产CPU企业的市场份额有望逐步提升。核心优势：自主掌握核心技术，打造龙芯生态体系技术优势：从指令集到配套芯片，到系统、基础软件的完全自主化信息技术的主要依赖链包含有五个层次：应用系统、整机系统、CPU芯片和操作系统、核心IP模块和基础软件组件、指令系统，龙芯优势在于掌握最底部两层基础核心技术。最底层技术为指令系统，是信息技术的根技术，核心IP模块、基础软件组件、编译器、内核都依赖于指令系统，龙芯经过长期积累，采用自主定义的LoongArch指令系统，是目前国内唯一能做到底层指令系统开发的CPU公司。次底层技术为核心IP模块和基础软件组件，CPU芯片设计以及操作系统开发分别依赖于各类核心IP模块和基础软件组件。龙芯与通常采购商业化IP进行芯片设计的集成电路设计企业不同，基于自主定义的指令系统，自主设计上百种核心IP模块，并开发基础软件组件，从而推出具有自主知识产权的CPU产品和基础版操作系统。龙芯中科是国内唯一实现从指令系统、微结构到配套芯片，到系统、软件的完全自主化的CPU企业。龙芯中科是国内唯一坚持基于自主指令系统构建独立于Wintel

（Windows-Intel）体系和AA（Android-Arm）体系的开放性信息技术体系和产业生态的CPU企业。龙芯中科坚持走自主创新与生态建设路线，是国内CPU企业中极个别可以进行指令系统架构及CPUIP核授权的企业，是少数在股权结构方面保持开放、未被整机厂商控制的CPU企业。1）核心IP：与国内多数集成电路设计企业购买商业IP核进行芯片设计不同，龙芯中科坚持自主研发核心IP，形成了包括系列化CPUIP核、GPUIP核、内存控制器及PHY、高速总线控制器及PHY等上百种IP核。公司利用自主IP核形成了覆盖国内外不同工艺制程的产品设计能力。建立了高性能CPU物理设计流程，比使用商业EDA工具的标准流程性能提高30%左右。基于这些IP核形成了面向桌面和服务器应用的龙芯3号系列、面向终端和工控应用的龙芯2号系列、面向特定应用的龙芯1号系列等三大系列几十款处理器产品。2）指令系统：与国内多数CPU企业主要基于ARM或者X86指令系统融入已有的国外信息技术体系不同，龙芯中科推出了自主指令系统LoongArch，并基于LoongArch迁移或研发了操作系统的核心模块，包括内核、三大编译器（GCC、LLVM、GoLang）、三大虚拟机（Java、JavaScript、.NET）、浏览器、媒体播放器、KVM虚拟机等，形成了面向信息化应用的基础版操作系统Loongnix和面向工控类应用的基础版操作系统LoongOS。3）软件生态：龙芯CPU已经支持主流的整机、操作系统、办公软件、浏览器、输入法和部分设计工具等常见软硬件，覆盖了基本的办公需求。同时，公司通过二进制翻译融合软件生态，作为LoongArch的原生软件生态的补充。作为一种新型指令系统，在其原生软件生态成熟之前，LoongArch可借助二进制翻译实现与X86、ARM等指令系统应用的二进制兼容来弥补其早期应用生态的不足。4）产品应用：龙芯中科基于信息系统和工控系统两条主线开展产业生态建设，面向网络安全、办公与业务信息化、工控及物联网等领域与合作伙伴保持全面的市场合作，系列产品在电子政务、能源、交通、金融、电信、教育等行业领域已获得广泛应用。得益于自主生态，龙芯中科是国产CPU领域目前少有的产品全面覆盖工控和信息化的低/中/高端芯片产品的企业。5）解决方案：多行业布局，打造全产业链生态。解决方案业务主要为公司根据信息化与工控客户的应用场景需求，基于龙芯处理器，以开发板及配套软硬件模块的形式，为客户定制包括桌面、服务器、云计算、网络通信安全产品、工控互联网、行业应用等多种类产品参考方案。生态伙伴：国内一线品牌企业全面参与龙芯整机产品的研制与产业化，上千家软硬件厂商与龙芯建立良好的合作伙伴关系，产业生态趋于完善。在计算机类应用领域，基于龙芯CPU的台式机、笔记本、服务器、专业终端等各类整机设备年销售量达到上百万套规模，在政企办公等行业应用中市场份额持续领先。目前，与公司开展合作的厂商达到数千家，下游开发人员达到数十万人，基于龙芯处理器的自主信息产业生态体系正在逐步形成。自主指令集：体现充分自主性，并考虑兼容需求实现生态融合为构建龙芯生态，公司推出了自主指令系统LoongArch（龙架构）。指令系统是CPU所执行的软件指令的二进制编码格式规范，是计算机的软硬件界面。一种指令系统承载了一个产业生态，如X86指令系统承载桌面计算机和服务器产业，ARM指令系统承载手持移动终端产业。2020年之前，公司产品主要基于MIPS指令系统。2020年，龙芯中科基于近二十年的CPU研制和生态建设经验推出了龙芯指令系统架构LoongArch。龙芯中科从2020年起新研制的CPU均支持LoongArch架构，包括3A5000、3B5000、3C5000及后续型号。LoongArch为RISC指令集，有32位定长指令、32个通用寄存器、32个浮点/向量寄存器，有近2500条指令，从整个架构的顶层规划到各部分的功能定义，再到细节上每条指令的编码、名称、含义，在架构上进行自主设计，具有充分的自主性。LoongArch指令系统已通过国内权威第三方机构中国电子信息产业发展研究院的知识产权评估，认定LoongArch指令系统与ALPHA、ARM、MIPS、POWER、RISC-V、X86为不同的指令系统设计。LoongArch充分考虑兼容需求，从而达到生态融合的目的。LoongArch在定义时充分考虑了MIPS、X86、ARM、RISC-V等主要指令系统的特征，同时依托龙芯团队在二进制翻译方面十余年的技术积累创新，能够实现多种国际主流指令系统的高效二进制翻译，高效运行X86、ARM等平台上的二进制应用程序。龙芯还提供基于LoongArch的Linux操作系统，在此操作系统中除了运行原生的LoongArch程序，还能通过翻译的方式兼容MIPS、x86、ARM、RISC-V这几种指令集的Linux程序。LoongArch龙架构具有完全自主、技术先进、兼容生态三方面特点。操作系统：基于LoongArch架构提供基础版操作系统，源码开放、免费下载。龙芯中科在操作系统和基础软件领域已实现较高程度的核心技术自主创新。龙芯研制并提供基于LoongArch的面向桌面与服务器应用的Loongnix及面向终端与控制类应用的LoongOS两大基础版操作系统，支持包括统信、麒麟在内的专业操作系统企业推出品牌操作系统，同时支持整机或系统企业基于Loongnix和LoongOS定制操作系统：1）Loongnix：面向桌面与服务器应用的开放基础版操作系统，应用在党政、能源、交通、金融等行业，基于通用Linux平台进行完善和优化。以“源码开放、免费下载”的形式进行发布，可直接应用于日常办公、生产、生活等应用环境，同时可供合作厂商、科研机构及爱好者等在龙芯平台上研发其品牌软件或专用系统。Loongnix操作系统分为面向终端型应用的Loongnix_Desktop以及面向服务器应用的Loongnix_Server。龙芯中科基于Loongnix平台开展操作系统核心模块的迁移适配、研发和优化，支持硬件兼容的统一系统架构，支持应用兼容的统一编程框架。2）LoongOS：面向终端与控制类应用的基础版操作系统，具备精简、高效、实时特征的特点。LoongOS简化了复杂的传统个人计算机图