_深度_-20201023-华泰证券-集成电路产业系列报告之二_内核架构意义凸显_RISC-V现新机_27页_2mb

行业研究总结：集成电路II行业

核心内容

本报告聚焦于集成电路行业，尤其是处理器架构的发展趋势与国产替代机会。重点分析了ARM架构的现状、RISC-V架构的崛起及其在中国AIoT领域的潜在机遇。同时，报告也探讨了中国在处理器自主可控方面的战略布局和产业生态建设。

主要观点

• ARM架构的重要性：ARM是全球领先的处理器IP授权公司，其架构被广泛应用于智能手机、物联网设备、汽车电子等领域，占据超过95%的智能手机市场。
• 英伟达收购ARM的潜在影响：该收购案可能带来技术供应的不确定性，促使中国加速发展自主可控处理器技术。
• RISC-V架构的优势：RISC-V是一种开源、灵活的指令集架构，具有模块化和可扩展性，适合AIoT时代对多样性和低成本的需求。
• 中国在RISC-V领域布局：中国已有多家企业和研究机构参与RISC-V生态建设，包括阿里巴巴、华为、兆易创新、中颖电子等，推动了RISC-V在中国的发展。
• 国产替代进展：中国在MCU、SoC等芯片设计领域已取得一定突破，部分企业如华为海思、兆易创新、汇顶科技等已实现基于ARM架构的国产化应用。

关键信息

ARM架构现状

• ARM是全球最大的处理器IP供应商，拥有庞大的生态系统。
• 其授权模式推动了全球多个领域的芯片设计，如智能手机、汽车、工业控制等。
• 英伟达收购ARM可能带来技术供应风险，进而加速中国自主处理器发展。

RISC-V架构前景

• RISC-V是新兴的开源指令集架构，具有灵活性和可定制性。
• 2025年预计RISC-V芯片数量将达624亿颗，复合增长率高达146%。
• RISC-V支持三种知识产权模式：开放免费、授权、封闭，适应不同需求。

中国产业布局

• 中国在RISC-V生态建设方面进展迅速，已形成产学研协同发展的格局。
• 政策支持推动RISC-V发展，如上海、广东等地陆续出台相关扶持政策。
• 国内企业如兆易创新、中颖电子、汇顶科技等已推出基于RISC-V的芯片产品。

国产替代案例

• 华为海思：基于ARM架构的麒麟系列SoC已实现高端市场突破，2020Q2国内市场份额达41%。
• 兆易创新：推出基于ARM Cortex-M系列的GD32系列MCU，市场份额领先。
• 中颖电子：推出基于ARM Cortex-M3的SH32F205和SH32F9803系列MCU。
• 汇顶科技：基于ARM Cortex-M0的GM6x5x系列指纹控制芯片。
• 芯原股份：提供RISC-V架构的IP授权服务。
• 东软载波：推出基于ARM Cortex-M0和Cortex-M3的MCU产品。

风险提示

• 中美贸易摩擦加剧可能导致技术出口管制。
• 国产技术发展不及预期可能影响自主可控进程。

产业链相关标的

• 兆易创新：MCU
• 汇顶科技：MCU、指纹控制芯片
• 晶晨股份：多媒体SoC
• 中颖电子：MCU
• 全志科技：MCU
• 芯原股份：IP
• 东软载波：MCU

图表目录

• 图表1：世界首款商用CPU-Intel 4004
• 图表2：英特尔第十一代酷睿处理器芯片
• 图表3：苹果A14 Bionic搭载6核CPU
• 图表4：指令集是硬件和软件交互的规范标准
• 图表5：ARMv8加法指令示意
• 图表6：冯·诺伊曼计算机体系结构
• 图表7：冯·诺伊曼计算机体系中CPU工作流程
• 图表8：ARM Cortex-A77处理器架构图
• 图表9：AMD Zen2处理器架构图
• 图表10：部分先进处理器芯片架构对比
• 图表11：AMD Ryzen 3970x处理器
• 图表12：华为海思麒麟9000 5G SoC
• 图表13：不同制程工艺设计成本预测
• 图表14：2019年半导体IP以功能分类市场份额
• 图表15：2019年全球十大半导体IP供应商
• 图表16：ARM商业模式
• 图表17：ARM授权体系
• 图表18：复杂指令集和精简指令集对比
• 图表19：苹果和安卓旗舰智能机芯片Geekbench单核跑分比较
• 图表20：三星Exynos 4412 SoC架构图
• 图表21：兆易创新GD32E5系列MCU架构图
• 图表22：ARM Cortex系列处理器IP
• 图表23：2020Q2中国智能手机处理器市场份额
• 图表24：2020Q2全球智能手机处理器市场份额
• 图表25：华为海思历代旗舰手机芯片
• 图表26：部分中国本土基于ARM处理器的SoC产品
• 图表27：2019年全球MCU应用市场构成
• 图表28：2019年中国MCU应用市场构成
• 图表29：2015-2022E中国MCU市场规模和同比增长速度
• 图表30：部分中国本土32位MCU供应商和代表产品
• 图表31：中国物联网市场规模统计及预测
• 图表32：2019-2030中国人工智能核心产业规模及规划
• 图表33：中国主要自主研发CPU简况
• 图表34：RISC-V大事件汇总
• 图表35：RISC-V内核需求数量构成预期
• 图表36：RISC-V和其他架构授权模式比较
• 图表37：基于RISC-V已形成三种知识产权模式