海光信息研究报告：高端处理器国产化领军者乘行业东风快速发展

海光信息研究报告：高端处理器国产化领军者，乘行业东风快速发展核心观点：国产x86CPU稀缺属性强，公司技术实力国内领先，有望乘行业东风快速发展。x86架构生态成熟，是当下服务器市场主流选择，2021年市场份额接近95%，预计仍将长期保持服务器市场主导地位。根据IDC预测，2025年国内x86CPU出货量有望突破1000万颗，目前国内市场90%以上被Intel和AMD占据，国产替代空间广阔。公司作为国内稀缺的x86服务器CPU厂商，技术起点高叠加持续研发迭代，目前已推出二代CPU产品，性能对标Intel。作为国内龙头，在信创和数字化转型的双重推动下，公司CPU业务未来有望持续快速成长。一、公司系高端处理器国产化领军者，产品放量带来盈利提升1.1、公司基于技术授权起步，依靠自主创新实现CPU产品迭代和DCU商用公司早期基于技术授权进行研发，产品涉及CPU和DCU。公司于2014年在天津成立；2016年，与AMD签署《技术许可协议》获得授权，开始启动海光一号CPU产品设计。2018年4月，海光一号实现量产。公司不断开启后续代际的研发，于2018年切入到DCU产品领域。公司基于自主创新实现CPU产品迭代和DCU产品商业化。2019年6月，海光信息被列入美国《出口管制条例》“实体清单”，此后AMD不再提供相关技术服务，公司自行实现了后续产品和技术的迭代开发。2020年1月，海光二号实现量产。2021年，DCU系列深算一号实现商业化应用。1.2、公司无实际控制人，中科曙光是公司单一最大股东公司无实际控制人，中科曙光是公司单一最大股东，持股比例32.10%。公司第一大股东为中科曙光，持有公司32.10%的股权。成都国资（含成都产投有限、成都高投有限及成都集萃有限，系一致行动人）为第二大股东，持有公司19.53%的股权。蓝海轻舟合伙持有股份6.99%，为海光员工持股平台。持有或合计持有公司5%以上股份的股东及其一致行动人包括中科曙光、成都国资、海富天鼎合伙、蓝海轻舟合伙、宁波大乘合伙和宁波上乘合伙。1.3、公司系国内稀缺的高端处理器自主研发公司公司主营产品是应用于服务器、工作站等计算与存储设备中的高端处理器，包括海光通用处理器（CPU）和海光协处理器（DCU）。海光CPU主要面向复杂逻辑计算、多任务调度等通用处理器应用场景需求，主要应用与电信运营商、金融、互联网等领域，可以在数据处理过程中为用户提供更高效的安全保障。1.4、产品规模销售驱动公司收入快速增长，盈利能力持续提升公司收入规模高速增长，2019-2021年CAGR达146.9%。2019-2021年，公司收入从3.79亿元增至23.10亿元，CAGR高达146.9%。2022H1公司实现营收25.3亿元，同比增长342.8%。收入高速增长主要系公司加大市场开发力度，拓展了新的客户，服务器厂商对国产CPU需求增加；2020年海光二号系列芯片实现规模化出货，2021年深算一号芯片实现规模化出货，产品线丰富促进了公司销售收入的增长。1.5、从产品结构看，CPU占比高，DCU收入规模快速增长从产品结构来看，CPU是营收主要来源，2021年DCU实现销售。2019-2020年，CPU占公司主营收入100%，2021年DCU产品8000系列实现一定规模的销售收入，全年营收占比达到10.3%。1.6、从下游应用领域看，电信、金融市场需求增长较快产品线逐步丰富，电信金融市场需求快速增长。2019年公司部署完成国家级教育科研项目中科院大气所“模拟器装置”项目，致使当年教育行业收入占比较高。2020年、2021年，公司推出海光二号处理器、深算一号DCU处理器，丰富了产品线，加大了市场开拓力度，逐步形成了较为完善的基于海光处理器的产业生态环境。1.7、公司收入季节性特征明显，下半年尤其Q4营收占比较高2019Q1收入占比较高，系终端用户中科院大气所单一大项目“模拟器装置”需求所致，该项目所用公司产品金额1.08亿元；2019Q3收入占比较低，系公司于2019年6月被美国商务部列入“实体清单”导致经营环境变化所致。二、国产x86CPU稀缺属性强，公司乘行业东风快速发展2.1、CPU为计算机核心组件，以指令集划分为CISC和RISC两大类CPU是计算机的运算和控制核心。CPU从逻辑上可以划分为控制单元和运算单元等。控制单元从存储单元中获取可执行的代码，通过指令译码将其转换为可执行的指令，进而运算单元基于获取的指令对存储单元中的数据进行运算。2.2、CPU根据应用场景性能需求不一，服务器采用高端CPUCPU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、能效比等技术指标也存在一定差异。海光CPU产品主要应用于服务器、工作站等计算、存储设备。2.3、全球服务器出货量稳健增长，国内市场增速高于全球全球服务器出货量千万量级，未来有望保持快速增长趋势。过去十几年，全球服务器市场稳健增长。2019年全球服务器市场景气度有所减弱，出货量微跌，但仍处于历史高位。2020年新冠疫情促进企业数字化转型进程加快，全球服务器出货量恢复增长。同时，随着互联网、金融等行业不断加大对人工智能、大数据、边缘计算领域的投资，制造企业也正在加快工业互联网、智能制造等业务的落地等因素影响，2021年全球服务器出货量同比增长6.9%，达到1353.9万台，未来服务器市场需求将恢复快速增长态势。2.4、x86为全球服务器CPU主流架构，Intel与AMD主导市场x86架构CPU为全球服务器市场主流选择，2021年市场份额94.5%。微软和英特尔各自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，结成了“Wintel”技术联盟，基于x86架构优化各类软件应用，使x86架构具有显著的产业生态优势。因此，应用x86处理器的服务器出货量处于显著领先地位，2021年出货量达到1278.6万台，市场份额达到94.5%。2.5、国内x86服务器需求旺盛，2025年x86服务器CPU出货量有望突破千万颗根据IDC数据，2021年中国x86服务器市场出货量为382万台，同比增长11.1%。随着下游市场需求回暖以及国家将加快工业互联网、大数据中心、人工智能等七大领域新型基础设施的建设，中国x86服务器市场未来几年需求仍然会比较旺盛。2.6、中国x86服务器CPU市场的国产替代空间巨大国内超97%服务器搭载x86CPU，Intel、AMD合计占有90%以上份额。相比于全球市场，2021年国内x86服务器市场份额达97.7%，略高于全球的94.5%。从具体厂商来看，AMD在国内市场的份额提升速度不及全球，此外，2021年国内除Intel、AMD以外的x86服务器CPU市场份额约3.2%，高于全球同期0.9%的份额。总体来看，中国x86服务器CPU市场的国产替代空间巨大。2.7、信创逐步向全领域纵深推进，国产CPU将深度受益信创有望逐步推动全领域实现国产CPU替代。根据前瞻产业研究院数据，2020年信创产业的CPU国产化率不及1%，未来可替代空间巨大。三、协处理器空间广阔，公司产品迭代与生态建设并重3.1、流量爆增与人工智能等新兴技术发展，带动服务器算力需求增长数据总量与实时数据暴增。根据IDC数据，全球数据总量将由2019年的45ZB增至2025年的175ZB，年复合增长率高达25.40%，同时实时数据占比升至30%。预计2025年中国数据总量48.6ZB，占全球的27.8%，位居第一。3.2、CPU算力增速放缓，GPU实现大规模并行计算提升效率CPU的性能提升已遭遇瓶颈。过去40年间，在指令集简化、核心数增加、制程微缩、架构改进等技术变革的推动下，CPU的性能已经提升接近5万倍，但不可避免的边际效应递减。在上世纪90年代，CPU性能每年提升52%，性能翻倍只需要1.5年。而从2015年之后，CPU性能每年提升只有3%，需要20年才能性能翻倍。3.3、在执行AI算法的主流芯片中，GPU兼具高性能与通用性在AI算法执行方面，目前主流芯片包括GPU、FPGA、ASIC。CPU虽然可以执行AI算法，但其内部有大量控制单元，使CPU进行AI计算的效率极低。3.4、GPGPU极致发挥GPU架构运算能力，服务器平均搭载量高GPGPU（GeneralPurposeGPU）去掉传统GPU为图形处理而设计的加速硬件单元，作为运算协处理器，增加了专用向量、张量、矩阵运算指令，提升了浮点运算的精度和性能，主要用于人