【中航证券军工】2023年度策略|5.15节 信创：自主可控之基

文  张超 方晓明  王宏涛  梁晨  王菁菁 王绮文

信创，即信息技术应用创新。信创产业推进的背景在于，过去中国IT底层标准、架构、产品、生态大多数都由国外IT商业公司来制定，由此存在诸多的底层技术、信息安全、数据保存方式被限制的风险。在美国商务部宣布对华芯片实施新的出口管制以及“芯片与科学法案”落地等背景下，信创产业为代表的自主可控和安全可靠概念保持了高度关注。作为中长期投资主线，信创自主可控的逻辑虽短期难以完全兑现至业绩，但国内巨大的市场使其存在消化高估值的可能。尤其在国家政策的不断推动下，信创相关国产化率有望持续提升。

信创，即信息技术应用创新。信创产业推进的背景在于，过去中国IT底层标准、架构、产品、生态大多数都由国外IT商业公司来制定，由此存在诸多的底层技术、信息安全、数据保存方式被限制的风险。在美国商务部宣布对华芯片实施新的出口管制以及“芯片与科学法案”落地等背景下，信创产业为代表的自主可控和安全可靠概念保持了高度关注。作为中长期投资主线，信创自主可控的逻辑虽短期难以完全兑现至业绩，但国内巨大的市场使其存在消化高估值的可能。尤其在国家政策的不断推动下，信创相关国产化率有望持续提升。

全球IT生态格局将由过去的“一极”向未来的“两极”演变，中国要逐步建立基于自己的IT底层架构和标准，形成自有开放生态。基于自有IT底层架构和标准建立起来的IT产业生态便是信创产业的主要内涵。

信创产业经历三大发展阶段，2020年是信创全面推广的元年。

第一阶段：国家发布安全可控体系，从基础硬件-基础软件-应用软件3个层级实现对国外产品的替代。

第二阶段：实施路径从党政军到8大行业到市场全行业进行推广。

第三阶段：具备规模化生产和推广的能力。

信创产业链体系庞大，涉及细分门类多。信创产业链具体分为基础硬件、基础软件、整机制造、网络安全、集成商、行业应用六大类。基础硬件包括：GPU、CPU、存储器；基础软件包括：操作系统、数据库、中间件；整机制造包括：PC、服务器；网络安全包括：硬件、软件；行业应用涉及党政军、金融、电信、能源、制造、交通、教育、医疗等行业。

全球计算机产业以Wintel（即Windows-Intel联盟）为代表的海外IT巨头凭借先发优势和长期积累，依靠英特尔的摩尔定律和微软Windows系统的升级换代形成技术兼容壁垒，垄断桌面端长达20多年，一度占全世界电脑份额的90%以上，通过共同辖制下游PC生产而不断获取巨额利润。随着全球IT技术向多元异构计算、开源趋势发展，原本Wintel联盟垄断逐步被打破，未来IT世界有望形成多种IT标准和生态并存的产业格局。

中国信创产业链由国家队和民营企业共同主导。从2018-2019年以CEC/CETC/航天科工集团下属的国家队为主，到2020年后新增华为鲲鹏产业链。

当前信创行业整体推进情况分为党政市场和行业市场两部分。

党政市场中政府办公有序推进，电子政务国产化全面启动。政府办公当前已完成从党政委到市级政府的替换，未来国产替代继续下沉到区县级政府，未来持续放量。硬件投入规模500亿每年。电子政务领域2022年起部委机关率先启动试点应用，包括（税务、海关、公检法、档案），预计硬件投入每年1500亿。

重点行业每年IT投入超万亿，通信、金融等行业有明确国产化率要求。预计重点行业每年IT投入超万亿，按照50%国产化率计算，十四五末期重点行业IT支出达5000亿每年，其中硬件投入至少1500亿，以通信、金融为代表的行业明确要求国产化率。

根据IDC初步测算，到2023年，全球计算产业市场空间1.14万亿美元。中国计算产业市场空间1043亿美元，即7300亿元，接近全球的10%，是全球计算产业发展的主要推动力和增长引擎。

1、CPU：高端芯片差距较大，缺乏生态支持

中央处理器（CPU），是电子计算机的主要设备之一，电脑中的核心配件。其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。目前CPU架构主要分为CISC（复杂指令集）和RISC精简指令集），RISC包括ARM\MIPS\RISC/V\ALPHA\POWER,其中ARM架构占据RISC架构中90%份额。国外企业包括ARM、三星、苹果、高通；国内企业包括飞腾、华为、申威、龙芯；CISC主要包括X86，国外企业包括INTER、AMD，国内企业包括兆芯、海光、MPRC。CISC应用功能领域涉及嵌入式、桌面、服务器。

CPU的产业形态自上而下，上游涉及原材料（硅片、电子特气、光刻胶、高纯湿电子化学品、CMP抛光材料等），设备包括（硅片设备、光刻设备、热处理设备、刻蚀设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、抛光设备、清洗设备、检测设备等）。芯片设计领域国内厂商主要有天津飞腾、华为海思、兆芯集成、海光信息、申威科技、龙芯中科。产业链下游应用领域包括桌面、服务器、移动终端、应用系统、行业解决方案。

我国低端芯片已经可以基本实现自主研制，高端芯片在多个环节差距较大。芯片产业链包括半导体材料、设计工具、生产设备、芯片指令集、芯片设计、流片、封测等多个环节。目前，国内企业在各个环节均有所布局，在设计、封测等领域已经达到国际领先水平，但在半导体材料、设计工具、生产设备、指令集、先进工艺流片等环节对国外公司和技术的依赖程度仍然较高，全国产28nm制程芯片已实现突破。

部分产品指标超越国外CPU，但缺乏产业生态支持，不具备竞争力。国内高端芯片相关企业大约有3-5家，龙芯等国内CPU产品部分性能已可以媲美国外产品，但缺少生态产业链支持，国内适配最多的麒麟操作系统已完成12127个软件适配，但与微软win10的3500万应用数量相比仍然有不晓得差距。因此我国要想实现芯片自主化是全产业链，生态的自主化，构建自己的“硅谷模式”，通过产业聚集形成内生技术迭代，并向国外辐射。

CPU的主要驱动逻辑：

逻辑一：信创驱动高端芯片发展，关键信息基础设施大多依赖海外。

数量来看，2017-2020年我国集成电路进出口数量呈现上升趋势，且进出口逆差不断扩大。据海关总署数据，2020年中国进出口集成电路5431亿个，较2019年增加985亿个；出口集成电路2596亿个，较2019年增加411亿个，贸易逆差为2835亿个。

目前国内重要信息系统、关键基础设施中使用的核心信息技术产品和关键服务大多依赖国外。全球网络根域名服务器为美国掌控；中国90%以上的高端芯片依赖美国几家企业提供；智能操作系统的 90%以上由美国企业提供。中国在政府、金融、能源、电信、交通等领域的信息化系统主机装备中近一半采用外国 产品。基础网络中七成以上的设备来自美国思科公司，几乎所有的超级核心节点、国际 交换节点、国际汇聚节点和互联互通节点都由思科公司掌握。而信创国产化是贯穿“硬件-软件-服务”的完整链条，具体来说，包括芯片、操作系统、中间件、数据库、加密安全、整机集成六大部分组成。

逻辑二：下游新兴行业发展拉动长期需求。

CPU的下游市场涵盖服务器、桌面端、移动PC端、智能手机以及物联网、人工智能、汽车电子、智能穿戴等新兴应用领域。

服务器市场前景广阔。根据IDC报告，2021年一季度非X86服务器厂商收入同比增长23.0%至22亿美元，其中ARM为重心。IDC预计，随着国家十四五规划的推进以及新基建的投资，未来五年中国服务器市场将保持健康稳定的增长。2021-2025年，中国服务器市场规模将由257.31亿美元升至410.29亿美元，保持12.5%的年复合增长率。

国产CPU桌面产品发展迅速。近两年采用国产CPU的桌面产品发展迅速，但市场份额仍不足5%，增长空间较大。

5G技术带来智能手机出货量增长。全球智能手机出货量超12亿部，是同期平板出货量8倍以上。预计未来5年手机出货量将由5G技术带动保持1.7%的同比增长，2024年出货量将超过14亿部。

新能源及未来汽车先进芯片需求较大。汽车自动驾驶芯片是整车的核心，对未来汽车行业有决定性 作用，2021年全球汽车芯片市场规模达440亿美元。

物联网的蓬勃发展为芯片市场注入新动力。物联网是5G上层核心应用赛道，半导体芯片是物联网核心元件之一，随着物联网设备灵活性要求日益提高，芯片向低功耗、高性能方向发展。

2、GPU：已具备良好发展土壤，与国外仍有较大差距

图形处理器（GPU），又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备（如平板电脑、智能手机等）上做图像和图形相关运算工作的微处理器。GPU隶属芯片半导体产业，因此产业链也由上游的设计/制造/封测、中游的芯片厂商以及下游的用户/应用端组成。

GPU产业链的巨头大多集中在海外，他们位于产业链各个环节核心，对全球GPU行业起着决定性的作用。在设计环节，NVIDIA、AMD几乎垄断独立GPU市场，英特尔、AMD几乎垄断集成GPU市场；设备、材料、EDA/IP等环节国内巨头与国外龙头差距较大，国产化率较低；制造环节目前只有台积电和三星有5nm制程的生产能力，但均需使用美国设备；封测环节目前中国台湾、中国大陆、美国三分天下。

当前国产GPU产业链进口替代。设计环节，景嘉微等龙头在不断追赶，封测环节富通承接AMD 7nm GPU封测，14nm及以下结点的先进制程，设备、材料、EDA/IP、制造等环节与国外龙头差距较大，目前仍采用“外循环为主+内循环为辅”的模式。

国产GPU和英伟达等行业标杆的差距集中在几个方面:

①制程工艺。国外目前制程工艺已经达到了7nm,而国内相对主流的还是28nm和40nm。

②GPU生态。GPU技术本身不是特别依赖生态,但英伟达在积累了这么多年之后,在Windows、游戏适配等方面具有非常广泛的基点,国产GPU厂商在这方面与之相比还有不小的差距。

③芯片架构。国产GPU芯片在架构设计方面距离英伟达等巨头还有一定的距离。

国产GPU的发展落后于国产CPU，直到2014年4月，景嘉微才成功研发出国内首款国产高性能、低功耗GPU芯片-JM5400。在国产GPU的开发中，GPU对CPU的依赖性和GPU的高研发难度，阻碍了该产业的快速发展。

GPU的主要驱动逻辑：

逻辑一：政策端对信息关键基础设施自主可控的重视

集成电路行业作为现代信息技术产业的基础和核心，已成为关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业。虽然国外产品凭借性能要速度的优势占据我国信息安全市场多年，但是实现自主可控、全面掌握产品核心技术，实现信息系统从硬件到软件的自主研发、生产、升级、维护的全程可控才能不受制于人。

GPU作为信息处理的核心部件，有着实现自主可控的迫切需求。所以在军工、国防领域以及政府机关和事业单位办公方面，国产化替代势在必行。计算机整机厂采用国产CPU和操作系统，那么必须有国产GPU来适配。景嘉微的GPU与整机厂商协同发展，将进一步推进核心软硬件的国产化。随着政策端对信息关键基础设施自主可控的重视，国产替代浪潮来临，国内独立GPU产商的广阔市场空间已被打开。

逻辑二：国防信息化，军工业务或将迎来新变化

国防信息化、智能化和联合作战体系建设的快速推进催生了大量的显控、雷达、通信、导航等为代表的电子信息装备需求。战争形式正由以物质和能量为基础的机械化战争向以信息为基础的信息战争快速转变，传统武器装备的决定性作用减弱，现代化战争对战场各维度武器平台作战信息共享、火力整合、作战效能整体提升的要求提升，以显控、雷达、通信、导航等为代表的电子信息装备越来越重要，在提升装备作战效能、整合作战资源发挥重要作用。军机、装甲车、军舰显示控制系统和雷达全面国产化将释放GPU较大市场空间。

逻辑三：新崛起行业涉及GPU技术应用

在国家推动产业升级、实现“科技强国”的战略背景下，一大批高新技术产业有待加速发展，人工智能、云计算产业以及无人驾驶汽车、智能手机、手环、平板电脑、安防监控、VR虚拟现实设备等产业的发展都会涉及GPU技术的应用，这些新兴产业的发展对GPU生产制造和技术升级有着迫切需求，将会有较大的发展机遇。

当前，人工智能已进入新一轮爆发期。人工智能运行过程中有两部分：训练与推理。“训练”可以看作算法产生的过程，即在现有数据基础上经过大量计算，确定模型参数，即建立算法模型的过程。“推理”可以看作将算法应用的过程，即在已建立的算法模型基础上，将新数据通过算法模型处理，得出结果的过程。

“训练”阶段GPU具备明显优势，深度学习算法需要处理海量数据，需要进行大量的简单运算，对并行计算计算能力有较高的要求。在这方面GPU拥有较强的优势，尤其是在训练过程中。“推理”阶段GPU是其中一种选择，在推理过程中，芯片有多种选择，主要用CPU、GPU、FPGA、ASIC四种芯片。

自动驾驶目前以GPU为主。自动驾驶车身需要配置12个摄像头。为了识别障碍物，处理器需要对多路摄像头实时拍摄的数据进行解析。单颗1080P的高清摄像头每秒可以产生超过1G的数据。12个摄像头每秒产生12G数据量。瞬时海量的数据处理对计算能力要求非常高，GPU有着较强的优势。相比GPU在传统的车载仪表盘渲染能力要求，ADAS更强调GPU的并行计算能力，已实现对图像进行分析和处理。在并行计算方面，GPU有着较强的优势。

3、操作系统：从无到有、从有到优

操作系统（OS），即Operating System，它位于计算机软硬件之间，是计算机中必不可少且至关重要的基础软件系统，承担着承上启下的作用。所谓“承上”即承接上层应用程序，同时为用户输入指令提供接口和环境，“启下”则是作为硬件上的第一层软件，能够对硬件资源进行管理、分配和调度。因此操作系统是硬件和其他软件的桥梁，也用户操作与计算机程序运行的必要接口。目前全球操作系统市场主要被Windows、Android、iOS、OS X和Linux五大操作系统所瓜分。

历经多年发展，在政策和市场因素的双重推动下不断创新，国产操作系统实现了从无到有、从有到优的跨越式发展，相关产品已经在多个领域进入核心应用架构。2021年国内开始布局“2+8+N”行业，在党政单位、国企八大行业和其他相关行业推广，巨大的市场为国产操作系统创造了应用市场，提供了发现问题、解决问题、茁壮成长的空间。我国操作系统基本上都是基于Linux内核进行的二次开发，多是基于Debian或RedHat的衍生版本。目前市场上主流的国产操作系统包括UOS（统信软件）、麒麟OS（中标麒麟、银河麒麟）、普华软件、中兴新支点、凝思、中科方德、华为欧拉OpenEuler等。

在桌面操作系统和服务器操作系统领域，主要以银河麒麟、中标麒麟和统信UOS为主，并均已完成对主流整机厂商设备的适配；移动端市场参与者主要包括Android和IOS，同时中国联通、阿里、华为、联想、百度等厂商也在着力推进移动终端操作系统的研发。

操作系统主要驱动逻辑：

逻辑一：政策推动操作系统产业发展

“十四五”阶段出台的政策对每一个产业具有非常重要的引领作用，国家各部委发布的各自领域的“十四五”发展规划中已有《“十四五”数字经济发展规划》《“十四五”智能制造发展规划》、《“十四五”大数据产业发展规划》、《“十四五”机器人产业发展规划》等十多个与科技领域相关的政策文件，“创新、安全、自主、可靠、信息化、数字化、智能化、补短板、提升关键核心技术”等关键词贯穿规在多项规划中。在政策的持续发力下，推动和牵引着技术创新、软硬件行业的发展。

逻辑二：开源促进创新，生态促进发展

开源的开发环境提供了开放共享、平等参与的平台，市场后进入者也能较快的发展、追赶，良性的竞争环境也推动了技术的不断进步。而各企业各自为政使行业内出现操作系统碎片化现象，导致生态割裂、应用重复开发、难以有效协的情况。创建统一的生态环境，以统一的标准规范促进生态的整合，实现降本增效。可以说，华为在这个方面做出了良好的示范作用，此前华为宣布捐赠欧拉开源操作系统（openEuler），捐赠包括代码和软件包、创新项目、商标、域名、社区基础设施等，开源的环境可以让行业内更多企业参与进来，支持更多设备、覆盖更多场景，合力推动生态环境的建设。

4、数据库：能力不断提升，逐步抢占海外厂商优势领域份额

数据库是对数据存储、维护、获取进行统一管理和控制的系统，主要负责保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用以及发生故障后的系统恢复。数据库行业对应的上游是硬件设备供应商，包括存储器、服务器、计算机设备、网络设备等生产商；下游则是广泛运用数据库的各个行业，包括政府、军队、医疗、教育、金融、源等。

强化数据库标题建设在“十四五”规划中被多次提及。“十四五”规划陆续发布，数据库建设与应用在信息技术、金融、交通物流、农业等众多领域被多次提及，其中数据库标准化攻关的重要性首次被提升到前所未有的高度。我们认为，随着数据库顶层设计不断加码，十四五期间，国产数据库研发将步入快车道，国产数据库竞争实力将显著增强，行业有望进入加速发展期。

国产数据库发展空间广阔，数据库国产化任重道远。安全、稳定、高效运行的数据库系统对于政企业务的运转至关重要。当规模扩张、业务拓广、服务多元化后，有效的数据管理是政府与企业持续发展的保证。数据库与操作系统同样作为计算机的基础软件，在中国的情况也很相似，在数据库这个百亿级的大市场里，国外品牌占有90%以上的份额，霸主地位极难撼动。目前，国内数据库市场主要被甲骨文，微软，IBM等国外厂商垄断，国产数据库市占率极低。

国外数据库企业长期占据市场，国内数据库企业积极抢占，市场份额占比逐步提升。我国数据库软件市场大部分被国外数据库企业占据，其市场份额居高不下。2017年，我国120.22亿元数据库软件市场规模中，仅有17.15亿元为中国数据库企业，其余103.07亿元均为国外数据库企业。另一方面，虽然国外企业市场份额较高，但这主要是源于其抢先进入国内市场，市场基础好。在2009年，国内数据库企业市场份额仅为4.03%，而在2017年，国内数据库企业市场份额已经增长到14.27%。这也表明国产数据库正在提高自身市场份额，积极抢占市场，确保在重要领域及部门实现数据库国产化。

国产数据库机遇与挑战并存，生态体系是赢得市场的关键。国产数据库的发展机遇已经从“无序竞争”到“市场引导”，从“垄断竞争”到“换道超车”。国产数据库的挑战就是，由“简”入“繁”，由“局部”到“全面”。从性能和功能上来看，国产数据库已经能满足市面上绝大多数应用。甚至有些功能是超出国外产品，有一些自己的特点。但是赢得市场的主要因素是生态，即与国产软硬件之间的融合问题。以及海量市场形成后，国产数据库的服务体系和服务布局。从技术目标和市场目标两个角度来看，希望国产数据库，实现数据库产品的自主可控，保障国家信息安全；另外一个层面，能够为全球客户提供数据库产品与服务，实现国际领先。

集中式数据库向分布式升级。随着数据类型、规模的指数级增长，传统的终端计算场景已经难以应对数据存储处理的工作量与复杂度。云计算通过存算分离、资源弹性动态分配、边缘节点计算打破了传统计算场景的瓶颈，实现了当前数据处理的需求，云计算场景的需求推动了分布式数据库的应用发展：

1.通过资源池化管理实现物理或逻辑层的相互隔离与资源的自由伸缩，具备弹性扩张、HTAP事务能力、多租户管理能力、高可用性，与云计算场景需求相匹配。

2.对多种访问接口和数据类型的兼容，可以实现对存储与不同物理服务器、不同格式的数据进行结构与算法的优化，突破服务器类型的限制，为上层不同类型的应用提供多模式的数据服务。

分布式架构凭借在经济性、安全自主、灵活性、可伸缩性等方面的优势，逐步实现对集中式架构替代。目前，互联网、金融、电信等行业分布式升级进展较快，以金融和电信行业为例，其核心业务数据类型均为关系型数据库，此类集中式数据库所面临的业务体量将呈现爆发性增长。由于单一硬件能力增长有限，所以无法依靠纵向升级硬件扩展存量数据库能力上限。而分布式数据库采用多种模式实现数据的分散存储，将压力分散到不同服务器上，并不断通过增加存储或计算节点来实现弹性升级，克服了集中式数据库的诸多缺点，业界已有分布式数据库在股份制银行、城商行、二三线城市运营商等实现了核心业务系统的改造落地。

国产分布式数据库热度持续高涨。根据墨天轮国产数据流行度排行（截至2022/02），前十大热门数据库均为分布式架构，其应用场景涵盖各行业，显示出国产分布式数据库已经趋于成熟，正成为各行业数据库建设重要选择。

5、信创整机：发展空间大

信创整机包括服务器和PC。PC方面，美国国际数据公司(IDC)披露2020年，受全球疫情的影响，K12在线教育、居家办公以及应对企业升级等需求使得2020年全球PC出货量增长了13.1%，全球PC电脑达到3亿台，根据IDC预测，随着后疫情时代的“新常态”，新PC的消费商用混合使用场景将导致需求更加强劲。

服务器方面，包括大型机、小型机和x86服务器，目前市场上主要以x86服务器为主，规模占比约96%。

中国服务器市场本土品牌份额提升。与全球市场不同，中国服务器市场由国产品牌主导，国内参与高端计算机行业竞争的企业主要有联想、华为、浪潮信息、新华三和戴尔等企业。2018年中国x86服务器市场中，仅有戴尔一家外国厂商位列前五，其他四家分别为：浪潮、华为、新华三、曙光。由于多年技术积累带来的产品实力的提升以及成本优势，本土服务器厂商的市场份额持续攀升。在技术比较成熟的X86服务器市场，出现了向本土品牌集中的局面。同时ODM直销市场占有率也较低。

信创产业国家政策驱动，发展空间大。整机是推动信创产业链生态融合的关键环节，其中服务器与PC整机是信创重要基础硬件，是推动全行业国产化替代、信创产业链健康发展的重要载体。根据测算，重点行业每年IT投入超万亿，按国产化率50%测算，至十四五末，重点行业国产化IT支出达5000亿/年，其中硬件投入至少1500亿/年。

从信创在各行业的落地情况来看，“2+8”体系中，党政部门和金融行业的信创渗透率处于第一梯队，二者早在2014年便都开始系统性的进行国产化试点。党政部门是信创产业的培育者和先行示范者，在中央财政支持下2020年最早进入规模化采购阶段；金融行业IT自研能力强，通过将信创与自身IT架构分布式转型紧密结合，在信创推进中仅次于党政；之后电信、交通、电力、石油、航空航天行业处于信创渗透率的第二梯队；教育、医院领域渗透率最低，处于第三梯队；“2+8”体系外，军队及军工行业信创目前也处于快速推进之中。

证券研究报告名称：【中航证券研究】2023年军工行业投资策略：战地黄花分外香

对外发布时间：2023年1月14日