2022年我国CPU芯片出货量剖析及猜测[图]

时间: 2023-04-17 12:59:19 |   作者: 触控芯片

  CPU是核算机的运算和操控中心,是信息处理、程序运转的终究履行单元,是核算机的中心组成部件。CPU的实质是超大规划集成电路,用于解说核算机指令和处理核算机软件中的数据,并担任操控、分配核算机的一切软硬件资源。CPU从逻辑上能够划分为操控单元和运算单元等。操控单元从存储单元中获取可履行的代码,经过指令译码将其转换为可履行的指令,然后运算单元依据获取的指令对存储单元中的数据进行运算,CPU产品现已广泛运用到消费电子、工业电子、物联网、数据中心等范畴。

  核算机的程序终究需求转化为“指令”才能在CPU上运转,所以选用的指令集关于CPU的规划尤为重要。依照选用的指令集,CPU能够分为杂乱指令集(CISC)和精简指令集(RISC)两大类。杂乱指令集架构与精简指令集架构是依据两种不同的指令集思路进行规划,这两种架构有着各自不同的特色:杂乱指令集指令丰厚、寻址方法灵敏,以微程序操控器为中心,指令长度可变,功用强壮,杂乱程序履行效率高;精简指令集指令结构简略、易于规划,具有较高的履行能效比。其间,x86架构是杂乱指令集的代表,而ARM架构、MIPS架构和Alpha架构等是精简指令集的代表。

  CPU的原资料首要指半导体晶圆制作资料以及半导体封装资料,其间高纯度硅片、基板、光刻胶等是中心原资料,光刻机是中心出产设备。CPU的出产包含规划、制作、封装测验三个环节。其间,规划是指将体系、功用与功用的具体要求转化为物理地图;制作环节是指在准备好的晶圆资料上依照物理地图构建完好电路的进程;封装测验的具体进程是对合格晶圆进行切开、焊接、封装,使芯片电路与外部器材完结衔接,并对封装结束的芯片进行功用和功用测验。CPU产品现已广泛运用到消费电子、工业电子、物联网、数据中心等范畴。

  CPU能够运用在服务器、作业站、个人核算机(台式机、笔记本电脑)、移动终端和嵌入式设备等不同设备上,依据运用范畴的不同,其架构、功用、功用、牢靠性、能效比等技能指标也存在必定差异。服务器具有高速的数据处理才能、强壮的I/O数据吞吐才能、杰出的可扩展性,并需求长期牢靠运转,其CPU芯片在功用、牢靠性、可扩展性和可维护性等方面要求较为严苛。因而,服务器处理器是数据处理才能最强、规划工艺最杂乱、牢靠性最高的处理器。作业站是一种高端微型核算机,首要为单用户供给比个人核算机更强壮的功用,尤其是在数据并行处理才能和图形处理才能等方面。作业站的典型运用范畴包含科学和工程核算、软件开发、核算机辅助规划等。个人核算机包含台式机和笔记本电脑两大类,首要用于满意个人的作业、学习、文娱需求,以及企业职工的工作需求。个人核算机处理器中心数量较少,具有较少I/O。移动终端包含手机、笔记本、平板电脑、POS机等。跟着集成电路技能的前进和移动网络向宽带化开展,移动终端正从简略通话东西逐渐转变为归纳信息处理渠道。移动终端处理器具有低功耗、轻量化等特色,重视对多媒体功用的增强,具有较少I/O。嵌入式设备需求具有高稳定性和低功耗,其处理器对环境(如温度、湿度、电磁场、振荡等)的习惯才能强,体积小,且集成度高,适用于工业操控、移动便携设备、物联网终端等场合。

  曩昔十多年,全球服务器商场全体坚持了稳健的添加,2020年,受全球互联网职业本钱投入缩短和“新冠疫情”的影响,全球服务器出货量为1212.9万台,销售额910.2亿美元,同比别离添加3.26%和4.37%,增速低于前期平均水平。但跟着更多的经济及社会活动由线下转移至线上,关于数据存储及运算才能提出了更高的要求,未来服务器商场需求将康复快速添加态势。

  职业陈述:共研网发布的《2022-2028年我国CPU芯片职业全景查询与出资潜力剖析陈述》

  因为x86处理器起步较早,生态环境较其他处理器具有显着优势,因而,运用x86处理器的服务器销售额占悉数服务器销售额的份额约为91%,销售量占比超越97%,处于明显抢先的位置,2020年全年全球x86服务器商场销售量为1180.2万台,较2019年添加1.82%;销售额为826.5亿美元,较2019年添加3.31%。

  从国内商场来看,2020年全年,我国x86服务器商场出货量为343.9万台,同比添加8.1%;商场规划为218.7亿美元,同比添加16.5%。跟着下流商场需求回暖以及国家将加快5G、工业互联网、大数据中心、人工智能等七大范畴新式基础设施的建造进展,未来几年我国x86服务器商场需求仍然会比较旺盛。

  我国x86服务器以双路服务器为主,从2016年到2020年,双路服务器总占比均在80%以上;其次别离是单路、4路服务器,算计占比在10%至20%之间;8路以上的服务器较少,占比未超越0.3%。

  依据我国x86服务器商场出货量和路数散布状况进行核算,2020年我国x86CPU芯片出货量为698.1万颗。假定2021年至2025年路数散布状况与2020年坚持一致,则2021年芯片出货量将添加9.1%,2022年至2025年将坚持9.0%左右的添加,估计在2025年芯片能够到达1066.2万颗,x86CPU芯片未来在我国仍会具有宽广的商场空间。

  未来适当长的一段时期,CPU的功用还将坚持持续进步,新的功用、特性不断添加。依据现在干流CPU研制企业的揭露数据,CPU的功用添加和功用添加首要依托处理器体系结构和微结构的改善、SoC集成立异、先进制作工艺及先进封装水平进步、面向典型职业运用的规划优化等技能手段来完结。

  CPU研制企业持续坚持对处理器体系结构和微结构的研制和改善,然后坚持单个处理器中心功用的稳步进步。世界芯片规划龙头企业Intel、AMD新一代处理器的单个中心功用都会较前一代有所进步,进步单个中心处理器功用的技能首要包含:一起多线程、访存优化、添加高速缓存容量、先进分支猜测算法、扩展指令等。跟着制作工艺的晋级,芯片集成度持续进步,使得经过微结构立异来进步处理器单个中心功用益发重要。

  运用SoC技能规划CPU芯片,能够明显下降整机体系规划难度和操控体系全体本钱。跟着SoC规划技能的开展,为进一步进步体系功用,单芯片内部处理器中心数量逐渐添加。为了下降体系规划的杂乱性,干流CPU现已集成了多个外设操控器。为了处理内存墙问题,干流CPU现已支撑3200MT/sDDR4SDRAM,下一代产品将支撑DDR5SDRAM,访存功用将进一步进步。为了进步CPU的I/O功用,干流CPU的PCIe总线;USB总线Gbps,未来将进一步晋级到20Gbps乃至40Gbps。

  面向运用范畴的集成电路产品都是沿着标准化与定制化的技能道路替换开展。通用CPU开端经过供给面向运用加快的新功用而不断扩展运用范畴。为了支撑新式运用,干流x86CPU扩展了MMX、SSE、AVX、SIMD等在不同范畴运用的指令集,取得了巨大成功。近年来,为了支撑云核算、体系安全等运用需求,CPU的微体系结构进一步扩展。未来,跟着人工智能运用需求的快速添加,CPU还将优化微体系结构,添加人工智能算法指令集,进步CPU在人工智能范畴的运用规划。

  CPU产品具有杰出的通用功用,以及强壮的逻辑运算和数据处理才能,现已广泛运用于电信、金融、互联网、教育、交通等重要职业范畴和要害信息基础设施,并有望进一步在云核算、物联网等范畴得到广泛运用。

  关于大部分传统企业和中小型企业而言,当时企业数字化建造首要面对技能杂乱、运用门槛高、研制投入高以及现有IT体系的限制等妨碍和应战。云核算能够让用户经过互联网的方法从云端取得强壮的核算才能和足够的存储空间。跟着云核算技能的逐渐老练以及相关运用的快速落地,国内企业能够经过“企业上云”快速完结数字化转型,然后驱动企业的流程立异和事务立异,有用下降运营本钱,进步中心竞赛力。跟着云核算规划的快速扩展,未来搭载高端处理器的服务器数量将快速添加,高端处理器将持续坚持旺盛的商场需求。

  伴跟着5G网络覆盖规划的逐渐扩展,其高带宽、广衔接和低延时的特性将助力“万物互联”年代的加快到来。工业互联网、车联网、才智城市、智能家居等场景的需求现已日益闪现,物联网工业将迎来快速扩展阶段。依据中商工业研讨的数据,2020年我国物联网工业规划超越2.2万亿元,同比添加25%,工业开端进入快速开展期。在这个进程中,需求高端CPU供给强壮的算力和精准的使命调度,以完结海量设备间的数据处理和数据传输。5G网络和物联网技能的进一步开展将持续拓宽CPU的运用场景。

  我国是全球重要的CPU消费商场,核算机用户基数巨大。在科技范畴竞赛加重的大布景下,我国政府对国产CPU的支撑力度逐渐加大,在电子政务、动力、交通、金融、通讯等要害信息基础设施范畴,国产CPU运用已在全国逐渐铺开。跟着国产CPU功用的不断进步和软件生态的不断完善,依据国产CPU的信息产品现已得到批量运用。对信息安全、供应链安全要求相对较高的范畴,均是国产CPU的优势商场,伴跟着未来信息化的加快,桌面、服务器CPU的需求量将大幅添加。

  更多本职业具体的研讨剖析见共研网《2022-2028年我国CPU芯片职业全景查询与出资潜力剖析陈述》,一起共研工业研讨院还供给工业数据、工业研讨、政策研讨、工业链咨询、工业图谱、工业规划、可行性剖析、商业计划书、IPO咨询等产品和处理方案。回来搜狐,检查更多