来源：中金公司
我们认为，国产CPU和AI芯片是发展人工智能和云计算等“新基建”的核心技术之一。根据我们的测算，2019年全球处理器芯片市场规模达到1,280亿美元，占全球半导体销售额的31％。随着数据中心和云服务的加速推进，我们认为未来五年服务器处理器市场将是主要增长点。不同于桌面处理器市场通用性要求，服务器任务更加专用化，处理器架构选择更多元，为国产CPU及AI芯片公司，以及基于国产芯片的智能计算产业链提供较好的发展机会。
未来五年计算芯片国产化市场空间超过500亿美元
根据中金测算，2019年中国服务器计算芯片市场规模约60亿美金，约占全球市场的24％，未来五年有望保持20％ CAGR快速增长，达到146亿美金。目前，我国服务器计算芯片几乎均需从Intel/AMD/NVIDIA等企业进口，是半导体国产化的主要空白点之一。我们预计，未来五年计算芯片国产化市场空间合计超过500亿美元，进口替代空间广阔。
图表: 全球主要国家GDP与算力情况
资料来源：国际货币基金组织，华为，中金公司研究部
图表: 全球服务器计算芯片市场规模预测
资料来源：Mercury Research，AMD财报，NVIDIA财报，Intel财报，中金公司研究部
异构计算借力云计算快速发展，计算芯片进口替代空间进一步打开
我们看到，随着人工智能、科学计算等新兴需求的迅猛增长，算力正在从满足多任务的通用芯片，向单一任务的多种专用芯片发展，异构计算成为重要趋势。云计算实现了算力的集中采购、集中管理、动态调配，大幅提高了异构计算的投入产出比（ROI）。近年来，在云计算蓬勃发展的同时，异构计算市场也乘风得到了长足的发展。对芯片设计企业而言，过去进入服务器计算芯片市场只有通过有竞争力的X86 CPU，而现在GPU/FPGA/AI芯片/各类架构CPU等多种计算芯片均在服务器中得到广泛应用，服务器计算芯片市场进入壁垒大幅降低，为创业企业提供了发展机遇。
图表: 全球处理器芯片的主要应用、类型和主要竞争者
资料来源：iHS，Intel，AMD，中金公司研究部
图表: 服务器及消费级CPU的软硬件、架构有所不同
资料来源：中金公司研究部
国产CPU的三条替代路径：X86/ARM/RISC-V
架构是CPU设计最底层的核心技术。目前存在：1）以Intel/AMD产品为代表的X86架构，拥有较为完善的生态，可以无缝运行Windows、Linux等主流操作系统。国内，搭载海光（AMD与曙光的合资公司）芯片的服务器已经规模性进入运营商集采。上海兆芯的PC处理器也得到商用。2）ARM架构芯片成熟，但软件生态有待培育。华为海思和天津飞腾（中国长城控股32％）是目前主要供应商。3）RISC-V是较新的精简指令集，适用于物联网等分散化应用，阿里平头哥基于该架构推出了面向AIoT应用的玄铁IP。
图表: 国产CPU生态链
资料来源：中金公司研究部
图表: CPU架构发展情况及中国厂商布局
资料来源：中科曙光，中国长城，兆芯，龙芯等公司官网，中金公司研究部
国产AI芯片的进口替代机会，从云端AI芯片和智能驾驶芯片开始
据中金测算，2019年中国云端AI芯片市场规模约为12亿美元，未来五年有望保持35％ CAGR快速增长，到2024年达到54亿美金。虽然NVIDIA通过CUDA构筑的生态链较难撼动，仍处于一家独大的地位，但我们看到燧原、平头哥等中国企业推出了具有竞争力的云端训练和推理AI芯片，并已在腾讯、阿里等云计算中心商用。终端方面，中国本土车企积极拥抱智能驾驶，为地平线、黑芝麻等国产智能驾驶芯片企业的发展提供了机遇。我们看到，地平线的征程二代已在长安最新的SUV实现前装量产，黑芝麻的华山二号（支持L3）已成功流片并给主机厂送样。
图表: AI芯片投资地图
资料来源：中金公司研究部
风险
处理器国产化替代进程不及预期。
来源:金融界网站