【芯视野】站上C位的HPC 代工成命门

再也不是智能手机占“C位”了。

在最近台积电公布的2022第一季度的季报中，HPC类应用的营收首次超过了智能手机，以447.4亿元、增长率26%成台积电最赚钱的市场方向。

台积电自2019年第一季度将“HPC平台”作为一个应用门类仅仅三年，就荣登“第一生产力”，或是HPC历史上新的分水岭。特别是对于大陆设计厂商来说，HPC的众多门类都受到信创的牵引，在众多合力之下HPC芯片的国产化已然“上道”。

HPC遇上信创

台积电对于“HPC平台”的定义范畴囊括了PC、平板、游戏主机、服务器、基站等各类设备，这均涉及CPU、GPU、存储器等核心芯片，无疑是值得国内着力的赛道。

但尽管台积电HPC营收强势增长，细分市场并非齐刷刷似的线性增长。

沐曦CTO杨建表示，台积电对于HPC定义，其中有部分市场如PC、游戏主机、基站等，从全球来看缺乏长期高速增长的市场动力，待疫情结束可能会面临较大的调整。

据Counterpoint Research数据显示，2022年全球PC出货量可能会有0-5%的下滑。

但如果将HPC与国内信创业“对接”，那无疑打开的是一个极具潜力的辽阔空间。杨建接着话锋一转说，中国信创业可望促进国产PC核心芯片研发进入黄金发展期。同时数字经济特别是人工智能持续推动服务器业保持增长活力，将显著带动相关芯片业的发展。

仅以HPC服务器为例，Hyperion Research报告，到2022年，HPC服务器市值预计将达到196亿美元，整个HPC生态系统的市场总值将超过380亿美元。

图为2021-2022HPC服务器市值市场预测，来源：Hyperion Research

创道投资咨询总经理步日欣也指出，目前HPC领域已经开始逐步国产化，特别是国产CPU和存储器领域，国内企业开始“破冰”。未来随着信息化和智能化水平要求越来越高，对于算力的要求也不断提升，会逐步释放国产化的机会。特别是在一些重点行业，将会给这些核心芯片国产公司带来新的市场机会，通过市场验证不断提升产品性能。

一组数字已然佐证了这一乐观看法。

据国泰君安证券研究显示，信创PC潜在空间包括2850万台党政军及事业单位、2800万台教育医疗及3000万台央国企；中性情况下，未来信创PC出货量为1017万台；信创服务器的空间包括270万台党政军及事业单位、120万台教育医疗及710万台央国企；中性情况下，信创服务器年出货量为124万台。

国泰君安证券预计，在中性情况下，预计未来信创核心软硬件的年产值将达1500亿元以上。另据相关资料统计，信创GPU总采购规模预计每年千万套量级，估算每年数百亿元。

随着国产CPU不断从党政走向行业，包括金融、电信、交通、能源、通信等领域都在加大开放力度导入国产芯片。仅以电信行业为例，2022年预计运营商的PC服务器集采要求国产CPU占比达到30%以上，实际采购比例有望达到50%，对应约25万台服务器。2023年预计运营商的PC服务器集采要求国产CPU占比达到50%以上。据东吴证券的测算，电信业会在5年内实现完全替换，包括一般系统和核心系统，达到能替尽替。

代工命门

一个极具潜能的市场正徐徐展开，但国内相关芯片厂商能否“化市场为利润”，在架构、IP、代工、封装等等层面的挑战仍需持续攻克。

从GPU角度出发，杨建认为，中国在CPU和存储器市场的格局已经逐渐确立，而且在持续发力发展，相对来说GPU的国产化是处于空白阶段。

“因而，国产GPU厂商需持续投入架构创新、自主指令集演进，深挖GPU IP的功耗优化和性能优化，以及封装创新，加强国内高端I/O IP合作（GDDR、LPDDR、PCIe等），提高产品竞争力。”杨建提出建议说。

在IP层面，一家CPU厂商代表许浩（化名）提及，国内CPU的核心IP主要有自研、x86、Arm为主，面临不同层面的挑战，还需不断加快生态构建和对指令集的消化吸收。除此之外，接口IP值得关注。目前有一些高端接口IP仍从国际厂商采购，但也在考虑一方面采用国内新锐IP厂商的产品，另一方面也有可能自研。

在上述环节中尽管与国外相比均面临差距，但从供应链风险来看，许浩强调代工仍是第一位的，架构、IP再怎么出色优异但制造不出来也无济于事，这依然是大陆半导体业命门所在。更进一步来看，大陆代工厂必需的光刻机等核心设备和材料也受到进口限制，这更加剧了风险。

从工艺节点来看，如集微咨询总经理韩晓敏所指，大陆CPU/GPU的工艺目前至少都推进到14nm以下，国际主流已进阶到5nm及以下。在信创等特殊应用领域，14nm乃至28nm产品可能仍有市场。

此外，在产能紧缺和代工涨价叠加影响之下，能否拿到产能也成为一条“生死线”。

许浩指出，在台积电等代工厂再度涨价之后，不仅意味着成本支出的增加，而且台积电还让客户提前支付预付款，作为一个长投资周期行业，如果设计厂商要提前预付一大笔资金以锁定产能，这会带来明显的挤压效应，一些规模较大不差钱的公司或可拿到先进工艺产能，另一些公司则难以负担导致拿不到产能，甚而会引发溃败。

走向整合

HPC领域的信创市场看上去可“志在必得”，但国内核心芯片厂商如何在消费和数据中心领域攻城略地，则更是命系未来。

韩晓敏分析说，从CPU来看，国内传统势力如龙芯中科、海光、飞腾、兆芯等等，以桌面端为主，基本都是主打信创市场，在纯消费市场竞争力不强，短期内也难以有竞争力。而以Arm架构为主的新势力，以面向数据中心为主，但目前都处于早期阶段，估计需要3年才能有成熟产品。

谈到GPU领域，步日欣认为，国内市场格局还未明确，特别是在民用大算力领域，还没有企业拿出可以商业化的产品。而且创业企业很多，一定程度上也分散了社会资源，所以GPU领域市场还存在不确定性。

“国内在信创市场的格局比较稳定，传统势力都有基本盘。在消费市场目前国内企业基本没有参与，格局短期内不会有新变化。在数据中心领域，新势力都在中早期，未来会存在较大变数。”韩晓敏进一步总结说。

因此，在HPC主芯片领域不能寄望于“弯道超车”。步日欣提及，这是一个系统工程，芯片能做出来并不意味着成功，做出来好不好用，有没有用户用，这些都不是必然结果。要被用户普遍接受并形成生态，必须要经过长时间的市场检验。

着眼于长远，对于HPC主芯片厂商来说，走向整合或是必然之路，亦是自由之路。

“在核心芯片领域，‘百花齐放’的市场不太正常，在这样的市场格局下，盲目加大投入和支持力度，只会让市场更加无序。”步日欣最后表示，“而且目前国内HPC芯片各个企业相对来说较为分散，更不利于和晶圆代工厂谈产能和价格，所以处于相对劣势。下一步市场必然会优胜劣汰，市场格局也会趋于稳定，头部企业也会显现。未来随着市场集中度提升，相应地局面将有所改观。”（校对/李延）