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芯片研發(fā)道阻且艱，海光信息如何打破枷鎖？
芯片看起來可能離我們很遙遠，但實際上小至你用的電腦、手機，大至數(shù)據(jù)中心等，都離不開它。隨著智能化、數(shù)字化的發(fā)展，芯片的重要性也不言而喻，同時，芯片研發(fā)能力已經(jīng)越來越成為體現(xiàn)國家綜合實力的關(guān)鍵變量。然而，有時候一個事物的重要性和難度往往是成正比的。
大小近似人的指甲蓋的芯片，往往需要承載數(shù)以億計的晶體管。而芯片中以通用性能著稱的CPU，則研發(fā)難度更高。從字面意思也可以看出，“通用”就是什么都能做，以人為例，就是成為全才，這也對芯片的性能提出了更高要求。
就在最近，國內(nèi)芯片龍頭之一海光信息成功登陸科創(chuàng)板，成為目前今年市值最大的芯片IPO，這家公司也成為了業(yè)界熱議的焦點。
從產(chǎn)品落地進展來看，目前，海光CPU系列產(chǎn)品海光一號、海光二號已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，海光DCU系列產(chǎn)品深算一號已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
那么，海光信息到底是如何沖破一道道枷鎖，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中打下自己的一片天地？通過復(fù)盤海光信息的技術(shù)路線與產(chǎn)品布局，我們試圖找到答案。
01.躍升科創(chuàng)板總市值前五營收復(fù)合增長近150%
截至今日收盤，海光信息的市值為1366億元，海光信息上市之后，成功躋身科創(chuàng)板股票總市值前五，同時也是目前半導(dǎo)體領(lǐng)域今年市值最高的IPO。
▲科創(chuàng)板股票市價總值排名第四（圖源：科創(chuàng)板官網(wǎng)）
想要剖析海光信息的成功之道，我們要先從芯片研發(fā)的難度說起。
1957年仙童半導(dǎo)體公司成立，拉開了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)野蠻生長的序幕。發(fā)展至今，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)覆蓋全球，成為各個國家的核心技術(shù)所在。而所有芯片中，CPU作為中央處理器，一直是驅(qū)動各行各業(yè)智能化升級的關(guān)鍵，其研發(fā)的難度也是我們無法想象的。
最直觀的就是芯片研發(fā)投入的資金，從全球調(diào)研機構(gòu)IC Insights的數(shù)據(jù)來看，英特爾、臺積電、三星的研發(fā)投入，均在百億美元水準，而如此高昂的投入，并不是每一個半導(dǎo)體玩家都承擔得起。
從芯片本身來看，1965年，英特爾創(chuàng)始人之一戈登·摩爾提出摩爾定律，他認為，當價格不變時，集成電路上可容納的元器件數(shù)量約每隔18至24個月就會增加一倍，性能也將提升一倍。這也對芯片性能、面積提出了更高的要求。
因此，芯片性能越來越強，芯片面積越來越小，成為了現(xiàn)如今半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的兩大發(fā)展趨勢。這也對誕生時間較短，體量不如巨頭玩家的企業(yè)提出了更嚴峻的挑戰(zhàn)。
在這背后，2014年成立的海光信息卻交出了一份不俗的答卷。招股書顯示，2019年至2021年，該公司的營收分別為3.79億元、10.22億元、23.1億元，年復(fù)合增長率達到146.85%。凈利潤也由虧轉(zhuǎn)盈，從2019年的-1.37億元、2020年的-0.83億元，在2021年一躍增長至4.38億元。
▲海光信息2019年至2021年營收及凈利潤變化（數(shù)據(jù)來源：海光信息招股書）
而凈利潤前兩年的虧損，除了與公司剛剛成立，產(chǎn)品營收規(guī)模較小有關(guān)，還與其高昂的研發(fā)投入有關(guān)。
02.人才、資金為底座核心技術(shù)貢獻100%
高昂的研發(fā)投入、對研發(fā)團隊的重視以及核心自研技術(shù)的積累，構(gòu)筑起了海光信息的護城河。
從研發(fā)投入來看，金額遠不如半導(dǎo)體巨頭玩家動輒上百、上千億的巨額投入，再加上前兩年凈虧損的背景，這些都對海光信息提出了挑戰(zhàn)。
然而，這都沒有使其放棄研發(fā)投入的決心。招股書顯示，該公司三年間的研發(fā)投入分別為1.75億元、5.46億元、7.45億元，占各年營收比例分別為228.04%、106.60%、68.60%。
▲海光信息2019年至2021年研發(fā)投入變化（數(shù)據(jù)來源：海光信息招股書）
那么資金就緒，人才何時到位？半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)具有極高的研發(fā)和生產(chǎn)壁壘，具有知識密集型和技術(shù)密集型特征，對相關(guān)人才的要求也很高。因此，海光信息從成立之初就開始壯大人才隊伍。截至2021年12月31日，該公司的研發(fā)技術(shù)人員共1031人，占員工總數(shù)的90.20%。目前，其已經(jīng)組建起涉及CPU前端、DCU前端、后端、硅后、產(chǎn)品運營的五大核心研發(fā)團隊，且多數(shù)核心研發(fā)人員具有二十年以上的高端處理器研發(fā)經(jīng)驗。在破釜沉舟般地研發(fā)投入和團隊組建后，海光信息的發(fā)展路徑逐漸清晰起來。
高端處理器在大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、復(fù)雜任務(wù)調(diào)度和邏輯運算等方面有著舉足輕重的作用，而云計算、物聯(lián)網(wǎng)等不同的應(yīng)用場景也對高端處理器的計算性能、功耗、功能等提出了不同的要求。
因此，在技術(shù)路線上，海光信息選擇了相對成熟的x86架構(gòu)，同時，該公司也是國內(nèi)少有兼容主流x86指令集的企業(yè)。
全球IT行業(yè)中，微軟操作系統(tǒng)Windows和英特爾CPU組隊占據(jù)了絕大部分市場份額，結(jié)成了“Wintel”技術(shù)聯(lián)盟，該聯(lián)盟的特點是基于x86架構(gòu)優(yōu)化各類軟件應(yīng)用，使得x86架構(gòu)下的軟硬件環(huán)境成熟度較高。
目前，海光信息在CPU和DCU芯片設(shè)計方面掌握了12項自主研發(fā)的核心技術(shù)，涉及處理器核心微結(jié)構(gòu)設(shè)計、芯片安全、驗證、封裝等領(lǐng)域。
與此同時，這些核心技術(shù)也構(gòu)成了海光信息主營業(yè)務(wù)收入的全部。
招股書顯示，2019年至2021年，海光信息核心技術(shù)產(chǎn)品收入分別為3.79億元、10.22億元、23.1億元，占主營業(yè)務(wù)收入的比例均為100%?？梢钥闯?，其核心技術(shù)已經(jīng)為它堆砌起了堅實的技術(shù)壁壘。
▲海光信息核心技術(shù)產(chǎn)品收入占主營業(yè)務(wù)收入比例
值得一提的是，該公司已經(jīng)獲得發(fā)明專利136項、154項軟件著作權(quán)和81項集成電路布圖設(shè)計專有權(quán)等知識產(chǎn)權(quán)，承擔的多項重大科研項目包括2項國家級科技攻關(guān)項目和3項省級重大科技項目。
03.服務(wù)器芯片市場有望迎高速增長
這些核心技術(shù)也正是海光信息產(chǎn)品布局、量產(chǎn)的基石。
目前，海光信息的產(chǎn)品包括海光通用處理器（CPU）和海光協(xié)處理器（DCU）。招股書顯示，截至報告期末，海光CPU系列產(chǎn)品海光一號、海光二號已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，海光三號已經(jīng)完成實驗室驗證，海光四號處于研發(fā)階段，海光DCU系列產(chǎn)品深算一號已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，深算二號處于研發(fā)階段。
此次上市后，海光信息實際募集資金108億元，這一部分資金將用于新一代海光CPU、DCU的研發(fā)，這將有望加快其核心技術(shù)的突破，加速下一代芯片的落地應(yīng)用。
除此以外，海光信息布局的這一市場，也在近幾年來涌現(xiàn)出越來越多的發(fā)展機遇，CPU芯片在當下眾多行業(yè)內(nèi)都有可觀的發(fā)展前景。
海光CPU系列產(chǎn)品的應(yīng)用場景包括云計算、物聯(lián)網(wǎng)、信息服務(wù)等，而CPU自身的通用性能，又為其拓展新的場景提供了助力。
目前，其CPU產(chǎn)品主要應(yīng)用于服務(wù)器和工作站，如進行VR、AR圖形渲染場景以及智能工廠數(shù)字孿生應(yīng)用等。在元宇宙、智慧城市概念火爆的當下，海光信息找到了切入點。
海光DCU系列產(chǎn)品屬于GPGPU的一種，其應(yīng)用場景為大數(shù)據(jù)處理、人工智能、商業(yè)計算等。海光協(xié)處理器能較好地適配國際主流商業(yè)計算軟件、人工智能軟件，并主要部署在服務(wù)器集群或數(shù)據(jù)中心。
近幾年來，人工智能、云計算等技術(shù)不斷發(fā)展，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也在不斷進步，使得新的應(yīng)用成為可能，以云計算市場為例，市研機構(gòu)Gartner的數(shù)據(jù)顯示，2019年全球云計算市場規(guī)模達到1883億美元，預(yù)計到2023年規(guī)模將達到3597億美元，2019-2023年復(fù)合增速17.56%，這也將帶動服務(wù)器芯片產(chǎn)業(yè)高速增長。
再加上中小企業(yè)正面臨數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期，“上云”則承載了這些企業(yè)實現(xiàn)快速智能化升級的眾多需求，與此同時，搭載高端處理器的服務(wù)器市場需求正在被激發(fā)。還有國家層面，今年2月又一大國家級超級大工程“東數(shù)西算”啟動，進一步優(yōu)化我國的數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局。
長遠來看，海光信息的CPU和DCU市場將迸發(fā)無窮大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
04.結(jié)語：海光信息的未來是“芯”辰大海
作為國內(nèi)CPU芯片領(lǐng)域的頭部玩家，海光信息的上市將對其下一代CPU、DCU產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用起到助推作用，幫助其進一步在半導(dǎo)體領(lǐng)域積累核心技術(shù)?？v觀國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，眾多企業(yè)正在或已經(jīng)完成從研發(fā)到量產(chǎn)落地的關(guān)鍵期。
現(xiàn)在來看，海光信息的成功上市也意味著其到了一個新的節(jié)點，隨著人工智能、云計算領(lǐng)域的不斷發(fā)展，這些新興市場將催生更加旺盛的芯片需求。而不惜投入高額資金、組建核心技術(shù)團隊、自研多項技術(shù)的海光信息，在構(gòu)筑自己技術(shù)壁壘的同時，也瞄準了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)更廣闊的應(yīng)用場景。
作者 | 程茜
編輯 | 漠影
