信创产业 | 31万亿规模数字经济的底层技术基础设施

在全球经济下行压力不断变大的情况下，数字经济的持续稳定发展，成为稳定经济增长的重要功能。

根据中国信通院的《数字经济治理白皮书（2019年）》，2018年，全球47个主要国家数字经济规模达到30.2万亿美元，占GDP比例达到40.3%。其中，英美德数字经济GDP占比分别达到61.2%、60.2%和60.0%，位列前三。中国数字经济规模达到31.3万亿，占GDP比重为34.8%，对GDP增长贡献率达到67.9%。

2016~2018年，数字经济规模及其占GDP的比重

从增速来看，2003-2018年，我国数字经济增速显著高于同期GDP增速，并且自2011年以来，数字经济与GDP增速差距有扩大趋势。2018年，我国数字经济名义增长20.9%，高于同期GDP名义增速11.2个百分点。

2013~2018年数字经济和GDP增速

数字经济可以简单划分为两大部分：

一是数字产业化，即信息通信产业，具体包括电子信息制造业、电信业、软件和信息技术服务业、互联网行业等；

二是产业数字化，即传统产业由于应用数字技术所带俩的生产数量和生产效率提升，其新增产出构成数字经济的重要组成部分；

从产业结构来看，产业数字化是数字经济的主要推动力。2018年，产业数字化规模达24.9 万亿，同比增长23.1%，产业数字化占数字经济比重由2005年的49%上升到2018年的 79.5%。

2016~2018年数字经济结构变化情况

未来，随着云计算、大数据等新一代新兴技术的深化，传统产业数字化转型进程不断加速，数字经济GDP贡献将逐年加大。

信创产业是产业数字化的底层技术基础设施，经济数字化转型驱动信息技术创新应用需求大增。

所谓信创产业，即信息技术应用创新产业，其主要内涵是基于我国自有IT底层架构和标准建立起来的IT产业生态。

从产业链上看，信创产业包含硬件、系统软件、中间件、应用软件四个环节，每个环节又细分若干子行业。

信创产业链

信创产业是一个较为宏大的产业，布局公司众多，我帮大家梳理了国内信创产业个核心环节及主要国产厂商.具体如下图：

信创产业核心环节及主要国产厂商

其实早在2014年，我国就正式启动信创产业研究，经过6年的试点和推广，我国信创产业正在从少量试点、局部试点发展到全面推广阶段。

我国大力推进信创产业的背景在于，过去中国IT底层标准、架构、产品、生态大多数都由美国IT巨头来制定，存在诸多的安全、被“卡脖子”的风险。尤其当下中美贸易摩擦不断，大力推进我国“信创产业”，实现信息安全的自主可控刻不容缓！

在2019年11月1日的鲲鹏计算产业发展峰会上，华为根据第三方如Gartner等的数据，公布了对我国未来信创新细分市场空间进行的预测，到2023年，我国基于“鲲鹏+昇腾”CPU的信创产业规模可达万亿！

2023年基于“鲲鹏+昇腾”的信创产业规模

对整个信创产业来说，CPU（芯片的一种，在芯片产业里极其重要）和操作系统就犹如人之“骨”和“髓”，没有CPU和操作系统的安全可控，整个信创产业就是无根之木、无源之水，想要发展信创产业，就绕不开CPU和操作系统的国产化。

限于篇幅原因，本文主要介绍我国信创产业链中CPU和操作系统两个行业的发展情况。

CPU（Central Processing Unit）中央处理器，是计算机的运算和控制核心，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，相当于人的大脑。

一、当下我国芯片产业现状：

1、大市场，但自给率低。

据IC Insights，2018年我国芯片市场总规模约为1550亿美元，约占全球份额的37.2%，预计到2023年年将达到2290亿美元，5年复合增长率约为8%。

我国IC（芯片）市场规模情况

而与之形成对比的，是我国的芯片生产规模。2018年，我国芯片生产规模约为 240亿美元，自给率仅15.5%，缺口较大。

我国IC（芯片）生产规模情况

2、严重依赖进口，CPU尤其明显。

2016年，我国IC产业进口额达到2300亿美元，超过原油和大宗商品，成为中国第一大进口商品，2017年达到了3770.1亿美元。

我国IC产业进口情况

2019年前7个月，我国芯片累计进口额为1645.71亿美元，继续超过原油居国内进口产品首位。其中，处理器（CPU）及控制器芯片进口额749.71 亿美元，占到芯片进口额的46%。

我国进口IC构成情况

美国企业（英特尔、AMD、高通等）是我国CPU产品的主要供应商，2019年前7个月，我国累计从美国进口CPU64.87亿元，占到我国从美国芯片进口额的84%，占比非常之高。

对美国处理器的过度依赖，成为我国信息产业发展的一大软肋，在当前贸易战持续的大背景下，影响已经十分明显。

2019年1~7月，我国从美国进口芯片构成情况

二、CPU市场格局剖析：海外龙头垄断，国产鲲鹏、飞腾、龙芯等有望接力。

按照适用平台不同，CPU主要可以分为例如台式机（Desktop）、移动式（Mobile）和服务器（Server）CPU。

全球台式和服务器CPU市场在2020年的市场规模超过300亿美元，其中Intel和AMD是双寡头，合计市占率超过95%。

全球台式、服务器CPU市场格局变化情况

而在移动端CPU市场，主要参与者包括高通、苹果，三星LSI、联发科以及华为海思等，2019年整个移动端CPU市场规模在120亿美元，其中高通市场收益为48亿美元，份额占比在40%，保持领先。

三、CPU关键的技术参数是什么？

通常从制造工艺和性能两个角度分析CPU的先进程度。主要包括以下几种技术参数：

1、制程：描述的是生产 CPU 过程中的制造工艺，通常以硅材料上CPU内部每个晶体管中两个栅极之间的距离或内部各元器材的连接线宽度来衡量。制程体现了生产过程中的IC精细度，制程越小，在同样的材料中可以存放更多的电子元器件，复杂程度增加，精密度也越高，功耗也会降低，同时提高器件性能，高密集度是制程工艺的发展趋势。

2014-2018主要厂商技术路线图

2、指令集与微架构：指令集指的是程序翻译为 CPU 可识别的底层代码所遵循的一种规范，指令集目前有两种，复杂指令集（CISC)和精简指令集（RISC），Intelx86CPU就是一种典型使用复杂指令集的处理器，而精简指令集的主要有 Power、ARM、UltraSPARC、Alpha、MIPS 等。精简指令集可以将常用指令保存在系统中，对于不常用的使用组合指令来实现，这就可以提高对程序的处理速度，并可以从前端 降低功耗。

我国厂商想要自主研发CPU，绕不开掌握指令集。摆在中国厂商面前的有两条路：一是自主研制指令集（难度极大），二是需要得到指令集授权。其中X86指令集主要在Intel和AMD手中，不对外开放授权；ARM公司向全球知名CPU设计厂商开放指令集架构授权（可对ARM架构进行大幅改造，甚至扩展或者缩减）和IP核授权（仅是在一个内核上加上自己的外设），对CPU设计厂商来说，IP核授权安全可靠性较低。

国产化CPU的三种模式

在国产芯片厂商中，华为鲲鹏和飞腾获得了ARM公司64位ARM V8指令集的架构授权，有权设计、生产、销售 ARMv8 兼容处理器产品。龙芯、申威分别获得MIPS 架构和ALPHA架构的授权，自主研发处理器内核，并在此基础上，对相关架构指令集进行了扩展。

3、内核：内核（Core）是CPU的基本组成单元，是CPU最重要的组成部分，他承担了CPU所有的计算、 接受/存储命令、处理数据任务。多个核心可以同时执行多个指令，所以一般而言，核数越多，CPU 性能越强。

4、线程数：指单个核心传递与处理基本有序指令的序列，支持线程数越多的CPU，性能越强。

5、主频：通常也叫时钟频率，主频表示在 CPU内数字脉冲信号震荡的速度或理解为处理器晶体管打开和关闭的速率。主频与CPU的算力息息相关，但又不是唯一衡量标准，CPU实际运算速度受较多因素影响。

6、超频：指CPU根据目前任务量调整CPU主频，从而发挥 CPU 重任务时最大的性能和轻任务时最大节能优势。

7、缓存：指CPU 上的一个快速记忆区域，一个CPU能存在多级别的缓存，往往缓存越大，性能越好。

8、热设计功耗（Thermal Design Power，TDP）：指芯片达到最大负荷时热量释放的指标，也是计算机冷 却系统的能力上限。通常情况下，在其他参数相同的情况下，TDP越低则该CP发热更低，效率越高。

四、国产CPU发展情况：上士闻道，砺行而致远。

我国CPU厂商虽然起步较晚，但技术进步迅速，外加大基金的成立为产业带来资本推力，近年来，以华为海思、龙芯、海光、飞腾为首的一系列国产CPU厂商如雨后春笋般出现。但由于CPU研发技术难度大，成本高企，还要经历漫长的设计研发与生产周期，国产CPU厂商在市场上占有率劣势较为明显。

国产CPU主要厂家及其主要产品

目前国产CPU，只有华为海思的鲲鹏和昇腾可以和国际顶尖厂商技术媲美。据2019年华为连接大会上展示数据显示，鲲鹏920处理器最多64核，频率2.6GHz，支持8通道DDR4内存，支持PCIe 4.0及CCIX，集成100Gbe 网络，SPEC 整数性能高达930分，比业界标 准水平高 25%。在内存带宽、IO 带宽及网络吞吐量方面，鲲鹏 920处理器同样高于其他ARM产品，内存带宽提升46%，IO带宽提升66%，网络吞吐量是业界标准4倍。

鲲鹏家族核心技术指标

操作系统是一个协调、管理和控制计算机硬件资源和软件资源的控制程序，也是连接硬件和数据库、中间件、应用软件的纽带，可以说操作系统是信创产业的根基所在，也是发展的重中之重。

按照Gartner的数据，2018年全球企业基础设施软件市场规模2100亿美元左右，其中操作系统部分大约在280 亿美元，中国市场约占10%的份额，约189亿元。而根据中研普华产业研究院的数据，2018年中国国产操作系统的市场规模约为15.13亿，则相当于约占销售市场份额的8%左右。

当下，海外巨头微软、google、苹果在我国国内操作系统市场占据优势，国内中国软件和诚迈科技在起步初期，华为鸿蒙、欧拉有望在万物互联时代弯道超车。

1、海外巨头是国内操作系统领域的绝对霸主

凭借自身强大的生态与预装优势，微软公司的Windows系统几乎占据我国桌面操作系统市场。根据Statcounter的统计数据，截至2019年4月，Windows系统在我国桌面操作系统份额中高踞90%。

我国2012年—2019年8月，PC 操作系统市占率情况

而在移动操作系统领域，则主要是谷歌的Android和苹果的IOS瓜分市场。

2019年8月，我国移动操作系统构成情况

尽管国内操作系统市场几乎被几家巨头公司垄断，但我国在过去十年间也取得了一定进展，操作系统软件产品收入平稳增长。

2、国产操作主要厂商：诚迈科技和中国软件双雄争霸，各有千秋。

中国软件旗下的麒麟操作系统（由中标麒麟和银河麒麟合并而来）是公认的信创政府领域的国产操作系统的领军者，在政府领域占有国产操作系统 90%以上的市场份额。

诚迈科技旗下深度操作系统是目前市场化程度较高的国产操作系统，与国内各主流整机厂商以及数百家软件厂商展开兼容性适配工作，深度目前是信创领域适用度最好的民间操作系统。同时，深度操作系统和华为合作密切，2019年9月15日，华为发布首款搭载深度操作系统产品Matebook Pro，标志着深度操作系统一定程度实现满足普通用户日常生活与办公。随后华为所推出的MateBook X Pro、MateBook 13、MateBook 14等产品均已原生支持深度操作系统，可完美适配，加上系统所带来的优惠价格，这些十分畅销。

普华由中国电子科技集团（CETC）开发，也属于国内信创领域的核心产品，但在国产操作系统中占比还较小。

我国主要国产操作系统情况

华为在操作系统领域布局及深。在服务器操作系统市领域，华为有自己的欧拉；在PC操作系统市领域，华为和诚迈科技的深度操作系统合作；在移动端操作系统领域，华为有自己的鸿蒙。从三个方面，华为都有所准备，极大程度避免美国对其制裁可能造成的影响。

华为深知，在商用PC操作系统领域，鸿蒙类很难与Windows竞争，即使在国内市场，鸿蒙也很难与麒麟系和深度操作系统竞争。所以鸿蒙的最终实现蓝图是在未来的万物互联时代的物联网智能终端，包括车机、音箱、可穿戴设智能设备等这些应用场景。从技术上来看，鸿蒙微内核的设计也是主要面向领域的操作需要。

预计在未来的万物互联的时代，鸿蒙会大力拓展市场，构建强大的应用生态，有望凭借生态对海外巨头实现弯道超车。

全球从PC互联网时代发展到移动互联网时代，正在向万物互联时代发展。每一代互联网相比上一代，从联网设备的数量到市场规模，都会有指数级的增长。每一代互联网都有掌握产业链的龙头公司，从PC时代的英特尔和微软，到今天的ARM和Google，未来谁能掌握物联网时代的核心芯片和操作系统，就会成为新的万物互联时代的产业链霸主！

信创产业的其他环节也有着很多优质国产厂商在努力追赶海外巨头。

在中间件行业，东方通、宝兰德、金蝶天燕、中创股份等国产公司迅速崛起，已经初具规模，打破了海外IBM、Oracle公司的垄断，使得海外厂商在中间件的市场规模由2016年的80%降至2018年的30%。

2016~2018年，国内市场中间件厂商市场份额变化情况

在基础办公软件行业，国产金山办公已可匹敌海外巨头！金山办公是我国基础办公软件的排头兵，其主要办公产品WPS office在PC端渗透率接近微软的Microsoft office,移动端渗透率已经超过微软了，在企业级市场，金山办公的政府采购率达到90%+。可以说在基础办公软件环节，国产厂商已可匹敌海外巨头，符合自主可控的预期！

2016~2019Q1金山办公产品月度活跃用户数

还有信创产业的服务器、数据库、内存等各个环节，国产厂商都在努力.....

信创产业关乎着我国数字经济发展的根基是否牢靠，自主可控，国产替代早已上升到国家意志层面。近几年，以华为为代表的优秀中国企业正在攻克一个个被外国卡脖子的技术领域，CPU和操作系统是信创产业的核心硬科技环节，尤其关键，我相信总有一天，国产替代、自主可控不再遥不可及，我们也不怕再被“卡脖子”、被“无端制裁”了。无论从政策、外部环境，还是从技术产品等角度，信创产业都已经“万事俱备，只欠东风”，我相信2020 年将成为信创产业全面推广的起点。未来三到五年，信创产业将迎来黄金发展期！