揭秘中国自主可控行业全景图(下)

  • 日期:08-28
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  主体可控(CPU研制单位符合安全保密要求,无境外直接投资,间接投资不超过20%);

  技术自主(CPU核的源代码自己编写,自主设计处理器核心微结构);

  发展自主(CPU指令系统可持续自主发展,无指令集授权风险,能自主拓展指令集)。

  7.1 国产化芯片产品梳理与国际竞品比较

  龙芯、飞腾、兆芯以及华为、海光、申威代表中国最强的CPU芯片。CPU芯片是整个自主可控产品中最重要的环节,整个软件生态架构都建立在底层CPU架构之上。目前自主可控核心芯片厂商有三家:龙芯、飞腾、兆芯。分别代表MIPS、ARM、x86三种架构技术路线。未来有可能进入该领域还有三家:中科曙光的海光(x86)、华为海思(ARM)、申威(Alpha)。

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  目前国内CPU与国外的差距主要表现在:1)研发团队是技术和水平的承载体,国内研发团队整体规模尚小;2)硬实力包括软硬件设计开发环境EDA等存在短板;3)软实力包括CPU的设计方法学、CPU的设计流程与规范等存在差距。

  7.3 龙芯——目前国内自主可控程度最高的CPU芯片

  龙芯是我国最早进行CPU研发的厂商,实现了从底层指令集架构的完整自主可控。成功包揽了我国三项CPU界的“首款”称号—我国首款通用CPU(龙芯1号)、我国首款64位通用CPU(龙芯2B)、我国首款四核CPU(龙芯3A)。龙芯特点在于指令集也是自主设计。由于目前软件生态贫乏与产业联盟弱小,2016年龙芯将GS132和GS232两款CPU核向高校和学术界开源,致力于建立起产业生态,丰富龙芯的软件生态和产业链。

  产品方面,龙芯目前共推出3代CPU产品,龙芯2017年4月发布面向桌面/服务器应用的龙芯3号处理器的最新升级产品龙芯3A3000/3B3000,其中,龙芯3A3000基于中芯28nm FDSOI工艺,自主GS464E架构(自主指令系统LoongISA),设计为四核64位,主频1.5GHz,功耗仅30W,是目前国产CPU中单核SPEC实测性能最高的芯片之一。未来,龙芯第三代产品将“跨越发展”提高性能,其中预计2019年推出的3A4000相同工艺性能提高一倍,预计2020年推出的3A5000/3C5000工艺改进提高主频至2.5GHz,核数提升至16核。

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  近3年来龙芯应用层产品的综合性能提升一个数量级。根据第二届关键信息基础设施自主安全创新论坛上龙芯总裁胡伟武的介绍,过去3年,龙芯CPU性能提高4倍,基础软件性能提高2.5倍,应用层提升一个数量级。对标VIA C-4600和AMD K10芯片进行比较,龙芯3A3000部分性能优于VIA C-4600,定点和浮点与AMD K10相当,带宽是K10的2倍左右,可满足日常办公需求,未来有望逐渐实现对国际厂商芯片的替代。

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  7.4 飞腾:兼具自主可控与产业生态的国产化CPU选择

  飞腾核心研究团队为国防科技大学计算机学院,2012年,飞腾获得了ARM最高级别的架构授权,意味着可以自己定义CPU规格,从根本上保证了安全可控。目前,飞腾是目前国产CPU芯片中可以自主设计的三家芯片厂商(飞腾、龙芯和申威)之一,面向桌面和服务器,更加适合政府、国企等单位的办公PC、服务器等需求,产品从最初的FT-1000、FT-1000A、FT-1500到近期的FT2000。

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  2016年,飞腾发布的FT-2000/64标志着已经掌握具有自主知识产权的高性能微处理器芯片设计的核心关键技术,国产高端芯片开始具备大批量产业化应用的能力。FT-2000/64是中国企业自主设计的第一款64核通用处理器,打破了国外巨头长期垄断,也是当年全球性能最高的ARM架构服务器芯片之一。它采用28nm工艺,核心频率2.0GHz,全芯片集成48亿晶体管,峰值浮点运算性能达到每秒5120亿次,最大功耗100W,可谓高性能、低功耗。2018年7月,飞腾在IEEE ISVLSI 2018 会议展示了FT-2000+/64芯片,采用16nm工艺,核心频率达到2.4GHz,性能进一步提升。

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  目前,国产操作系统和国产软件产品已完成了FT-2000/64平台上的全面适配工作。FT-2000/64在国内信息系统以及金融、电信、能源等关键行业应用系统中,可部分实现对英特尔“至强”芯片的替代,为国家信息安全保驾护航。

  从芯片性能来看:就桌面芯片而言,尽管和Intel的差距依旧较大,但目前飞腾还没有大型游戏等对CPU性能要求较高的软件应用,现在的性能对于绝大多数应用如党政军办公电脑和一体机等,龙芯3A3000和飞腾1500A的性能已经完全够用,只要构建相应的软件生态,在党政军领域就能替换Intel的CPU。

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  服务器芯片方面,因飞腾、申威等芯片技术最初都起源于国产大规模超算,长期在世界排行第一,对于多核并行计算拥有独到优势技术。以国产服务器CPU中多线程性能最强的飞腾2000为例,根据HotcChips的Spec 2006测试,FT-2000成绩为整数672,浮点585,足以和Xeon E5-2699v3相媲美,尽管其工作主频低于Xeon v3,在功耗和核心上却更富优势。这也是国产服务器芯片第一次在性能上紧跟Intel步伐,对于大多数的国内服务器而言这样的性能已是绰绰有余,未来有望替代Intel。

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  飞腾早期采用Spark架构,后转向ARM架构,始终坚持走国际化开源道路,ARM中国公司成立后,后续技术授权的确定性和可持续性显著增强。目前在移动终端市场,AA(ARM-Andriod)体系占据优势,虽然在主机和服务器端与移动端授权有所差异,但不需要研发自己的编译器,可兼容AA体系的软件生态,大幅降低研发的技术门槛、时间和资金成本。飞腾走了一条自主可控与国际化开放生态相互兼容的的路线。

  7.5 兆芯:目前国内x86主要入围芯片,上海区域应用较多

  上海兆芯集成电路有限公司(以下简称“兆芯”)成立于2013年,由上海市国资委和台湾威盛电子合资成立,目前,上海市国资委持股比例为85.24%。台湾威盛电子台湾老牌芯片公司,是除Intel、AMD之外,唯一一家拥有x86架构授权的公司,也是除高通之外,唯一一家拥有CDMA基带授权的公司,其董事长王雪红女士同时也是全球知名的智能手机代工和生产厂商HTC的董事长。

  兆芯致力于研发国产自主可控的核心处理器芯片,同时掌握中央处理器、图形处理器、芯片组三大核心技术,兆芯的技术源自VIA,走的是技术引进、仿制,再修改原始设计,最后自主创新的道路。合作开发可以使国内企业直接获得CPU的原始代码并检查其中是否存在后门,因此能满足关键部门基本的信息安全需求。

  2018年9月19日,兆芯开先KX-6000系列国产x86处理器亮相第二十届中国国际工业博览会并获得金奖,开先KX-6000系列处理器采用16nm工艺,主频达3.0GHz,集成度更高,为单芯片解决方案,产品性能与国际主流的Intel i5水平相当,

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  7.6 海光:技术先进的x86芯片方案,具有性价比优势

  海光信息技术有限公司(以下简称“海光信息”)成立于2014年10月24日,目前中科曙光持有海光信息36.44%的股份,是公司的重要股东。2016年4月,AMD宣布将与海光信息成立合资公司,授权其生产服务器处理器,AMD获得2.93亿美元的授权费。当时,AMD已经连续至少6个季度亏损,希望通过授权Zen架构突破中国市场,扭转亏损局面。

  授权问题:变相享有x86授权,不违反AMD与Intel签署的交叉许可协议。AMD公司和海光信息合资成立两家公司,分别是成都海光微电子技术有限公司(以下简称“海光微电子”)和成都海光集成电路设计有限公司(以下简称“海光集成电路”)。AMD控股海光微电子51%的股份,主要享有授权IP所有权并负责芯片的生产工作,在国内绕开英特尔与AMD在2009年签署的交叉许可协议,即不得向第三方公司转让x86授权;海光集成电路则是由海光信息控股70%,从海光微电子公司购买IP授权,负责芯片设计和销售工作,海光集成电路将设计好的芯片方案委托给海光微电子进行生产,完成封装的芯片产品以海光集成电路的名义进行销售,不过仅仅局限于中国市场。

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  2018年7月,海光信息宣布x86处理器Dhyana(禅定)已经开始生产,Dhyana(禅定)基于超微(AMD)Zen核心架构开发,性能方面与AMD EPYC处理器相似,Linux维护者将EPYC支持代码转移到Dhyana(禅定)处理器后可以成功运行,说明当时两款处理器差异相对较小。

  2018年11月,中科曙光以10.71亿元取得成都高投和成都产投合计持有的海光信息10.92%的股权,海光信息的估值达到98亿,中科曙光持股比例上升至36.44%。

  2019年3月,中科曙光2018年年报中披露,海光信息在2018年营业收入1.13亿元,相较2017年的1358万大幅度提高。根据EETOP电子网报道,海光Dhyana处理器有很大一部分与中科曙光的服务器配套。2019年3月,海光信息加入安全可靠工作委员会,并表示在2019年至2022年,将陆续推三代产品,以满足市场对性能和安全不断增长的需求。

  7.7 华为海思:发布鲲鹏及昇腾两款CPU应对服务器和云计算市场,ARM芯片市场化最强力量

  华为海思的麒麟芯片已经通过华为高端手机Mate系列、P系列打响自身品牌,2018年华为正式发布了鲲鹏系列和昇腾系列芯片,基于ARM架构,分别用于服务器和云计算市场。此前高通将ARM架构应用于服务器市场,目标云计算等新领域但未取得成功,华为目前是国际上ARM服务器芯片领域的领军企业,其产品已经服务于首届中国国际进出口会议等大型峰会,产品经历考验。在面临国际封锁的潜在威胁下,华为芯片的价值和产品升级更值得期待,其也是国产芯片中产业化与国际化最优秀的。

  华为昇腾芯片主要配合华为云服务使用。相比于华为麒麟芯片主打手机处理器,华为昇腾芯片主要是配合华为云服务使用,包括Max,Mini,Lite,Tiny和Nano等五个系列,全部基于华为自家的“达芬奇架构”。2018年10月10日,华为发布昇腾910和昇腾310两款人工智能芯片,其中,昇腾910属于Max系列,支持全场景人工智能应用,采取7nm工艺制程,最大功耗为350W,单芯片计算密度达到当时最大水平,算力可达256TFOPS,比英伟达的V100高出1倍。昇腾310属于Mini系列,主打终端低功耗人工智能场景,采用12nm工艺制程,最大功耗为8W,算力可达16TFLOPS,目前已经在量产中。2019年,华为预计发布3款昇腾Lite,Tiny和Nano芯片,同时将会提供AI云服务。

  华为鲲鹏芯片及泰山服务器:2016年6月,在国家“十二五”科技创新成就展上,华为展示了其第一台基于ARM Cortex A57架构的泰山服务器,后指出“泰山”为核高基1号专项项目,用来做互联网冷却储存的生态系统验证,而非推广的CPU和量产型号。2019年1月,华为发布ARM服务器芯片鲲鹏920和基于鲲鹏920的三款泰山ARM服务器。华为称鲲鹏920为目前业界最高性能的ARM处理器,采用7nm工艺,集成64核,主频为2.6 GHz,集成8通道DDR4,内存带宽超过现有产品46%,支持PCIe4.0及CCIX接口,可提供640Gbps总带宽,单槽位接口速率为业界主流速率的两倍。在SPECint基准测试中,鲲鹏920芯片的得分超过930分,比行业基准高出25%,能源效率比行业同行高出30%。三款泰山ARM服务器产品分别是泰山2280(均衡型),泰山5280(存储型),泰山X6000(高密度型),性能达到世界顶尖水平,面向大数据、分布式存储和ARM原生应用等场景,为企业构建高性能、低功耗的新计算平台。

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  7.8 申威:源于军方与超算,Alpha架构CPU芯片

  申威处理器的研制受到国家“核高基”的重大专项支持,采用自主Alpha指令集,具体负责研发的单位江南计算机所属于军方研究机构(总参56所),且具有完全的自主知识产权。现已形成申威高性能计算处理器、服务器/桌面处理器、嵌入式处理器三个系列的国产处理器产品线,以及申威国产I/O套片产品线。

  申威在超算领域成绩优异。申威处理器的浮点性能可达3.168TFLOPS,性能和英特尔的14nm工艺72核Xeon Phi2(2015年年末Intel新推出的版本)类似。2016年6月,在第47届世界超级计算机大会上公布的最新TOP500排名中,中国国产“神威·太湖之光”超级计算机成为新的世界冠军并连续4届蝉联冠军,“神威·太湖之光”超级计算机使用的处理器正是申威。2018年6月,美国凭借IBM、NVIDIA联合研发的Summit超算成功夺回TOP500超算第一。目前国内有三套百亿亿次超算——天河3号、神威E级及中科曙光,其中神威E级的原型机今年已经安装在济南超算中心并通过验收,使用的处理器是新一代申威+,是申威的升级版。

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  申威在超算领域成绩优异。申威处理器的浮点性能可达3.168TFLOPS,性能和英特尔的14nm工艺72核Xeon Phi2类似。2016年6月,在第47届世界超级计算机大会上公布的最新TOP500排名中,中国国产“神威.太湖之光”超级计算机成为新的世界冠军并连续4届蝉联冠军,“神威.太湖之光”超级计算机使用的处理器正是申威,峰值性能为12.5亿亿次/秒,持续性能为9.3亿亿次/秒。2018年6月,美国凭借IBM、NVIDIA联合研发的Summit超算成功夺回TOP500超算第一。2018年11月12日,新一期全球超级计算机500强榜单在美国达拉斯发布,中国超算“神威·太湖之光”位列第三名。

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  由于Alpha架构在国际上使用者较少,存在着软件生态贫乏与产业联盟弱小的问题,申威的民用PC市场仍然存在兼容性的问题,但由于是军方项目,其软件和硬件产品完全可以在体制内完成内部循环,解决了在超算和国防、信息安全无“芯”可用的困境,为国家信息安全保驾护航。此外,2012年,上海高性能集成电路设计中心牵头成立了“上海国产高性能处理器平台产业技术创新战略联盟”,目前有联盟成员100 余家,涉及主板、整机、设备、操作系统、数据库、办公应用等方面,累计发布了500余款软硬件产品,基本覆盖了计算机全产业链环节。

  7.9 中国超算成为自主芯片开发的试验田与黑土地

  申威、飞腾和海光为中国超算领域的发展做出了突出贡献,也为云计算和人工智能的发展奠定了技术基础:

  神威采用了众核异构体系,使用的处理器是新一代申威+,是申威的升级版,目前,神威E级的原型机已经安装在济南超算中心并通过验收。

  天河三号由国家超算天津中心同国防科技大学联合研制,2018年7月22日,“天河三号E级原型机系统”在国家超级计算天津中心完成研制部署,将逐步进入开放应用阶段,“天河三号”有望在2020年研制成功。“天河三号E级原型机系统”采用自主飞腾CPU,采取的技术路线与日欧类似,都是基于ARM构架处理器。

  中科曙光则选择了类似于美国主流超算的CPU+GPU技术路线,曙光E级原型机的核心芯片使用了海光公司的CPU,曙光E级原型机系统在完成交付后,预计将部署在国家超算上海中心和国家超算深圳中心。

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  整体来看,军方和国家大型项目中的必需性应用是中国的自主可控芯片的发展基础和主要土壤,而且超算中大量的并联芯片运算,让这几家芯片对大规模芯片并联技术都有很深的积累,而这在云计算和人工智能时代,可能是很重要的优势。

  目前,从应用领域和范围来看,微软(Windows)、苹果(iOS)、谷歌(Android)基本垄断了桌面和移动智能终端的操作系统,Linux在大型机与嵌入式系统领域表现出优势,并凭借自由、开源、免费特性和成功商业模式,成为俄罗斯、朝鲜、印度、古巴、日本、韩国等研发自主操作系统的最佳选择。

  我国自主可控国产操作系统大都以Linux开源操作系统为基础,不断缩小与Windows 操作系统的差距,且由于支持国密算法和可信计算技术,在安全性方面优于Windows操作系统,目前国内操作系统厂商可以掌握Linux源代码,支持龙芯、申威等国产CPU,同时也适配阿里云、腾讯云、华为云等国内云计算平台,并可与x86等主流计算芯片兼容。

  中标麒麟操作系统:目前市占率最大的国产操作系统

  中标麒麟操作系统系列产品由中标软件有限公司研发,中标软件成立于2003年,以操作系统技术为核心,重点打造自主可控、安全可靠等差异化特性产品。作为国家规划布局内重点软件企业,中标软件获得了军、民两方面的相关企业与产品资质,是国产操作系统旗舰企业。股权方面,中国软件和一兰科技各占50%的股份。

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  中标麒麟操作系统是目前我国发展最为成熟的操作系统,已形成包括桌面操作系统、服务器操作系统、安全操作系统等多类型产品,满足各保密领域对操作系统的高安全性需求,支持龙芯、飞腾等多种国产CPU,符合安全可控需求,同时兼容x86芯片。麒麟系统基于Linux开源特性,国内企业通过审核源代码,对系统内核进行修改,能够实现自主可控。麒麟系统的软件生态已能满足上网、影音、办公等最重要的刚需需求,完全适用于党政军市场。

  中标麒麟操作系统已经在50多家大型国内政策性银行、大型股份制银行和商业银行获得应用,其中,中标麒麟操作系统在2019年顺利替换了建行的前端业务系统。中标麒麟积极参与了国家重点工程“十二金”中的“十一金”,电子政务内网(中办、国办、发改委、铁路局、质检总局、河北、湖南、安徽、四川、江西等),电子政务外网(国家信息中心,部分省经济信息中心),国防领域,金融电信高端领域(中国人民银行、国家开发银行,中国进出口银行、华夏银行、光大银行、中国移动等),大数据云计算领域(西城区卫计委,福建、济南、青岛、成都等,阿里云、亚马逊云、微软云、青云、华为云等)。

  典型案例:国产软硬件在民航电子客票系统核心领域实现替代100万笔交易/天,其中,硬件来自浪潮和清华同方服务器,软件来自中标麒麟,数据库来自达梦,中间件来自东方通。

  天津麒麟操作系统:适配飞腾,打造PK体系

  银河麒麟操作系统由天津麒麟信息技术有限公司基于Ubuntu体系开发,Ubuntu体系是以桌面应用为主的开源GNU/Linux操作系统,首个版本以Debian体系(Debian体系采用Linux内核或者FreeBSD内核,致力于制作完全由自由软件组成的操作系统)为开发蓝本发布于2004年10月20日,与Debian的不同在于它每6个月会发布一个新版本。

  天津麒麟信息技术有限公司成立于2014年12月11日,注册资金5000万元,股东分别是中国软件(持股40%)、天津滨海新区军民融合创新研究院(持股30%)和天津市政府发起下成立的天津海洋慧识科技发展有限公司(持股30%)。公司是国产自主可控操作系统的领军企业,拥有国防科大授权“麒麟”、“银河麒麟”、“KYLIN”商标及知识产权。

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  银河麒麟操作系统包括服务器、桌面和嵌入式三个系列操作系统产品,以及麒麟云等云计算、云桌面等产品,主要支持基于ARM、Alpha、x86架构的CPU,已经和国内上百家主流整机、数据库、中间件、网络安全、应用软件和系统集成厂商完成了适配验证。银河麒麟服务器操作系统先后通过公安部结构化保护级(第四级)测评以及军方的军B+级安全测评认证。银河麒麟桌面操作系统支持以x86为代表的国际主流CPU 和以飞腾为代表的国产ARM CPU,兼容国内外主流台式机、笔记本、一体机、打印机及各类外部设备,满足娱乐办公需求。

  银河麒麟操作系统连续六年中标国家电网智能电网调度系统项目,累计部署和上线余套;被定为商务部援外计算机唯一指定预装操作系统,2004年起出口至70多个国家和地区,累计出口余套;且先后拿下上海长宁区、杭州市余杭区、青岛、哈尔滨等地的党政涉密项目,军队涉密项目以及国家超算中心项目等。

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  中科方德操作系统:与兆芯紧密合作

  中科方德软件有限公司成立于2006年,依托大股东中科院软件所多年来在操作系统方向的技术积累,在核高基重大专项等支持下,建立了成熟的自主可控服务器操作系统、安全操作系统及桌面操作系统系列产品线。公司还是“基础软件国家工程研究中心”项目法人单位,该中心是目前基础软件领域唯一的国家级工程技术研究中心。

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  方德桌面操作系统和方德高可信服务器操作系统均成为中央政府采购网协议供货产品,其中,方德桌面操作系统采用核高基安全加固内核,与基于兆芯(兼容x86平台)的国产整机进行全面适配优化,已经应用于150余所党政机关单位、130余所科研文教单位、50余所医疗卫生单位和100余所其他事业单位。方德高可信服务器操作系统支持国密算法,为企业级用户提供稳定、高效、可信的软件运行支撑环境,与市场主流服务器整机、数据库、中间件等产品具有良好的兼容性,已应用于中国科学院涉密信息系统测评中心、中央档案馆、无锡市商务局、宁波市贸易局等15家单位。

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  华为操作系统:自研操作系统养在深闺人未识,支持深之度DeepinOS

  目前华为尚未发布自研操作系统,仅由公司核心管理层在访谈中提及内部进行了深度研发,以做潜在风险时的预备。目前华为服务器主要支持深之度公司的深度操作系统。2012年,任正非在会议中表示出于战略的考虑研制终端操作系统,2019年3月,华为消费者业务CEO余承东接受采访时表示为了预防未来华为不能使用Android或Windows,华为已开发能够覆盖智能手机和PC的自有操作系统。2018年12月,华为官方宣布华为服务器将使用国产的Deepin OS操作系统(深之度公司)作为主操作系统。深之度结合华为自研海思CPU平台特性,发布了华为Taishan(Hi16xx)服务器操作系统,下一步将推出深度操作系统龙芯平台系列产品和深度操作系统申威平台系列产品。

  武汉深之度科技有限公司成立于2011年,专注基于Linux的国产操作系统研发与服务,操作系统产品通过了公安部安全操作系统认证、工信部国产操作系统适配认证、入围国管局中央集中采购名录,并在国内党政军、金融、运营商、教育等客户中得到了广泛应用。公司不但与各芯片、整机、中间件、数据库等厂商结成了紧密合作关系,还与360、金山、网易、搜狗等企业联合开发了多款符合中国用户需求的应用软件。在全球开源操作系统排行榜上,深度操作系统是率先进入国际前十名的中国操作系统产品。2017年,公司加入工信部安全可靠技术和产业联盟,开始国家级国产软件正版化试点,并进入全球发行版排行 TOP 10;2018年,公司获得中国优秀开源项目二等奖、TOP 20 2018年度最受欢迎中国开源软件等奖项。

  公司创始人刘闻欢直接持股比例为10%,并通过宁波深度汭溥投资管理中心(有限合伙)和北京一路创科网络技术有限公司持有49.12%的股权,是公司的实际控制人。360集团通过全资子公司北京世界星辉科技有限责任公司间接持有武汉深之度科技有限公司30%的股权。绿盟科技持有深之度10%股权。

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  深度操作系统由武汉深之度科技有限公司基于Debian体系开发,支持基于MIPS、ARM、Alpha、x86 架构的CPU。Debian体系采用Linux内核或者FreeBSD内核,是1993年由Ian Murdock发起的,致力于制作完全由自由软件组成的操作系统。深度桌面操作系统拥有完全自主研发的创新性深度桌面环境,自主研发深度音乐、深度影院、深度翻译、深度截图等功能软件并且内置WPS、搜狗输入法、有道词典、腾讯QQ 等国内常用软件,满足不同用户的工作和娱乐需求。深之度操作系统服务器版率先实现了对x86和国产CPU平台的统一框架支持,通过工信部相关测试认证。

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  9.1 流版签软件:服务办公应用的核心软件

  流版签软件是指公文编辑软件、版式软件、电子签名、电子印章、电子公文、电子证照系统和电子文件管理系统等一系列与办公和公文相关软件产品。主要涉及电子公文、数字档案、电子证照等业务领域。

  电子文档格式依据应用性能可分成流式文档和版式文档两种。流式文档注重编辑性,版式文档注重交互性及阅读性,两者分别满足用户的不同使用需求。目前,以Office(微软公司)格式为主的流式文档和以PDF(Adobe公司)格式为主的版式文档,占据电子文档软件的主要市场。

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  电子文档处理软件发展初期,以流式文档软件为主。1989年微软发布Microsoft Office初版,随后不断更新改进,借助Windows操作系统在PC端的统治地位,微软的流式电子文档软件全球市占率一度超过95%。随着计算机技术及互联网的发展,人们彼此间分享文档的需求日益强烈,不同系统间的Office格式不兼容、格式不安全及交互性较差的问题日益突出,之后,PDF等版式文档格式针对市场需求应运而生。随着电子文档技术的不断发展和市场新型需求的提出,新型电子文档格式不断涌现。

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  目前,办公软件市场主要参与者是金山办公(即将科创板上市,港股金山软件持股67.5%)和浙江永中,其中金山软件技术实力和市占率90%以上,处于实质上垄断地位,行业话语权与销售条款处于优势地位。

  版式市场,中国自有OFD版式专利格式,无需采用PDF格式。主要参与者航天福昕、数维网科等。

  电子签章市场,主要参与者包括书生电子(启明星辰控股)、安证通、金格科技等。

  10.1 GPU行业市场格局:Intel、NVIDIA和AMD三家垄断市场

  显卡的处理器称为图形处理器(GPU),它是显卡的“心脏”,适用于图形渲染的复杂计算。根据接入类型,显卡可分为集成显卡和独立显卡,集成显卡使用系统的主内存作为显存,优点主要有价格低廉、兼容性好、满足基本需求以及升级成本较低,而独立显卡不占用系统内存,性能上一般领先于集成显卡。目前,Intel的GPU基本为集成显卡芯片,代表显卡是HD系列,用于英特尔的主板和英特尔的CPU,占据了整个GPU市场的70%左右的市场份额,单以集成显卡计算,Intel的市场份额更高。独立显卡方面,NVIDIA和AMD占据了绝大多数的市场份额。

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  NVIDIA是视觉计算行业中的领军企业,无论从产品架构、功能还是全新的技术,一直都是NVIDIA引领整个GPU行业的发展方向与轨迹。1999年底,成立仅6年的NVIDIA推出全新架构的显示芯片,即GeForce256,率先将显示芯片业带入GPU 时代。NVIDIA的GPU产品包括Geforce系列,专业工作站的Quadro系列,超级计算的Tesla系列,多显示器商用的NVS系列和移动设备的Tegra系列。GeForce系列是NVIDIA知名度最高的产品,截至GeForce 20系列,该系列已经进行了十五次迭代。

  AMD是世界上第二大的独立显卡芯片生产销售商,前身是ATI, 2006年AMD以56亿美元高价收购ATI,希望融合CPU和GPU的优势,但AMD低估了并购造成的竞争格局,之后AMD不得不在CPU和GPU两条线上分别与Intel和NVIDIA竞争,逐渐被NVIDIA超过。AMD的GPU产品主要有Radeon系列,专业工作站的FireGL系列,超级计算的FireStream系列,多显示器商用的FireMV系列,现在后三者已合并为FirePro系列。Radeon系列显卡是AMD知名度最高的产品,主要与NVIDIA的GeForce系列显卡竞争。

  华人在GPU领域占据了重要地位。两大独立显卡巨头(Nvidia、AMD)的创始人都是华人且有台湾背景,包括AMD现任CEO苏姿丰也同样来自台湾。台湾非常重视教育和人才的培养,台湾高等院校在早期开通了半导体相关专业,并与美国等知名企业合作,通过产学研形式帮助人才快速成长,与硅谷形成了一种成熟人才输送的模式,培育出大批半导体产业华人或台籍精英。我们认为这种华人在图形显示领域的技术基因和人才积累,也为后续中国国产GPU的大发展奠定了良好基础。

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  GPU行业新动态:1)人工智能的发展促使GPU需求持续上升。近年来随着人工智能的兴起,对大数据训练的需求越来越大,相比于CPU,GPU则拥有一个由数以千计的更小、更高效的核心(专为同时处理多重任务而设计)组成的大规模并行计算架构,更适合人工智能的计算需求,能够使从汽车、手机和平板电脑到机器人等平台的应用程序加速运行。2)英特尔正式进入独立显卡市场。2018年6月,英特尔宣布旗下首款独立显卡将于2020年正式推出,未来将和NVIDIA、AMD展开直接竞争。英特尔高管Navin Shenoy表示,英特尔目前仍在考虑让其显卡部门瞄准服务器市场还是游戏/专业图形市场。3)潜在竞争者——谷歌TPU。TPU是Google为机器学习定制的专用芯片(ASIC),专为Google的深度学习框架TensorFlow而设计。相比于GPU这类通用类芯片,TPU具备高能效、价格便宜的优势,但通用性较差,更适合中小客户使用云计算服务,未来GPU这类通用类芯片将仍是人工智能应用的主流,像TPU这类的定制专用芯片也会在细分领域中得到快速发展。

  纵观NVIDIA、AMD和Intel在显卡领域的发展和布局,我们认为目前三大巨头凭借各自在独立显卡或集成显卡领域的特长,均在不同程度地发力人工智能领域,比拼的主要是高端显卡领域,希望在技术竞赛中保持核心优势。随着产品的快速更新迭代,低端老旧显卡不断被淘汰,因此在低端显卡领域将会存在部分中小型企业,以满足市场需求。

  11.1 中间件行业简要介绍

  中间件产品主要用于信息通讯领域,是一种应用于分布式系统的基础软件,位于应用与操作系统、数据库之间,主要用于解决分布式环境下数据传输、数据访问、应用调度、系统构建和系统集成、流程管理等问题,是分布式环境下支撑应用开发、运行和集成的平台。

  根据Gartner统计,2017年中间件市场收入达到285亿美元,比2016年增长12.1%。此外,Gartner预测2018年中间件市场的增长速度将进一步加快,之后每年的增长速度将放缓,到2022年达到5%左右。AIM市场的发展势头正在从市场老牌厂商转向挑战者。

  国际市场上的主要中间件厂商包括IBM,Oracle,Salesforce,Microsoft 和Amazon。其中,IBM 和Oracle通过其自身在软件行业的技术优势以及收购兼并进行产业布局,逐渐占据了国际中间件市场份额的前两位。IBM 利用数据、信息技术、行业和业务流程的深厚专业知识,为客户提供集成解决方案和产品,在此过程中完成了对其中间件产品的销售,2017年IBM实现中间件营业收入61.24亿美元,同比增长2.70%,市场份额达21.5%,位居首位;Oracle以其功能强大的关系型数据库管理软件(Oracle RDBMS)为基础,销售连接该数据库的中间件产品,2017年Oracle实现中间件营业收入31.47亿美元,同比增长0.60%,以11.1%的市场份额排名第二。

  其他中间件厂商也不断加快发展。近年来,随着中间件新技术新规范的引入,例如JavaEE 8规范的引入以及底层云结构下轻量级容器的应用,全球范围内中间件行业正迎来新一轮的布局和洗牌,其他中间件厂商通过产品升级和开拓客户正逐年扩大中间件市场份额的占比,对中间件市场传统巨头IBM、Oracle形成有力的挑战。2017年,Salesforce实现中间件收入17.85亿美元,同比增长31.9%,Microsoft实现中间件收入13.25亿美元,同比增长6.9%;Amazon中间件收入增速高达119.3%,远高于IBM和Oracle。

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  国内主要参与者主要是东方通、中创软件、金蝶天燕中间件和宝兰德四家。根据计世资讯的统计,2018年中国中间件市场总体规模达到65.0亿元,同比增长9.6%。随着云计算、大数据、物联网等数字化技术普及以及政务大数据、智慧城市、企业上云等行业数字化热点项目的推进,催生出大量新的市场需求。计世资讯预计2019年中间件市场规模将达到72.3亿元,同比增长为11.4%。

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  11.2 国内主要参与者:IBM、Oracle处于领导地位,东方通、宝兰德等国内厂商积极开拓

  国内中间件市场早期由IBM 和Oracle 以领先的产品技术占领市场,随着国产中间件厂商技术的升级,以东方通等企业为代表的国产厂商赶超者,在电信、金融、政府、军工等行业客户中不断打破原有的IBM和Oracle 的垄断,正在逐步实现中间件软件产品的国产化自主可控。目前,国内主要参与者主要是东方通、中创软件、金蝶天燕中间件、宝兰德等厂商。

  分产品来看,东方通自上市以后,主营业务已发生较大变化,主要由原来的中间件相关产品的销售转型为软件基础设施和创新应用两部分业务,软件基础设施占东方通各期营业收入的比重在36%-40%之间,中间件业务、网优测试业务和虚拟化业务是其软件基础设施业务的组成部分;金蝶天燕主要提供中间件软件产品的研发、销售及相关技术服务,其中间件相关产品主要涵盖应用服务器AAS、消息中间件AMQ、云计算平台ACP等;中创商用中间件则聚焦于围绕中间件产品云化、平台化、国产化及行业典型应用,全面推进满足云计算市场需求的云化版中间件产品,努力开拓云计算市场;宝兰德的中间件软件产品已经覆盖了应用服务器软件、交易中间件、消息中间件,在中间件及智能运维行业产品线较为完整。

  分行业来看,中间件行业客户主要集中在金融、电信、政府、军工等对国民经济有重大影响的经济主战场。其中,东方通主攻金融和政府行业客户,同时对各主要行业均保持一定程度的渗透;金蝶天燕客户较为集中,2018年前五大客户占比57.72%,第一大客户为母公司金蝶中国,客户分布于政府、烟草、医疗、煤炭、金融、电信、制造等行业;中创商用中间件主要面向电子政务市场、国民经济重点行业市场、军民融合市场、工业互联网市场全面发展;宝兰德在电信行业尤其是中国移动,已实现产品的大规模应用,在多地实现对IBM、Oracle产品的替代,同时宝兰德在保持电信市场份额扩大的基础上计划向金融和政府行业扩张。

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  技术方面,东方通的数据交换产品是业内最早面世的交换产品之一,是东方通的拳头产品,功能齐全,竞争力强,有较高的市场占有率。此外,东方通也致力于消息中间件TongLINK/Q的IPV6改造、国产化系统适配、容器化和云化适配、专有网络通信等一系列的技术升级与改造,致力于将中间件产品打造成更安全、适应新技术业务场景的功能更强的拳头产品。

  金蝶天燕专注于中间件基础领域,是国家核高基中间件领域课题牵头单位、国家863计划信息技术领域大型网构化软件专项课题承担单位、国家信标委软件构件与中间件工作组副组长单位。

  中创商用中间件持续参与国家新一轮“核高基”项目研发,掌握关键核心技术,并将最新技术成果融入产品,中创中间件与国产CPU、国产操作系统、国产数据库、国产办公软件等深度适配,形成了安全可靠的国产基础软硬件环境,并广泛与国内各大集成商积极配合,在各类项目中深入合作。

  宝兰德以中间件中的应用服务器为拳头产品,其产品高度稳定,能满足电信客户苛刻的产品质量要求,性能优秀,尤其EJB容器在分布式计算中的性能表现优异,大规模快速部署能力突出,凭借这些优势成功突破国外中间件产品在电信运营商的垄断地位,实现了国产化中间件产品的自主可控。

  来源:国科军通科技