解析投资：CPU市场研究：受制于Intel和AMD的全球芯片

CPU是计算机的大脑和心脏。

CPU即中央处理器，简称为处理器或微处理器，是对计算机的所有硬件资源（如存储器、输入输出单元）进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。由于计算机系统中所有软件层的操作，最终都将通过指令集映射给CPU，因此它是一切电子设备的核心。

CPU大致可以分为通用CPU和嵌入式CPU。其中，通用CPU主要用于计算机和服务器领域。嵌入式CPU则用于通常不完全表现为计算机形态的其他电子设备，如工业控制、汽车电子、网络设备、消费电子、移动通信、智能家电等。自进入21世纪以来，以MP3、MP4、电子书、上网本、智能手机以及平板电脑等为代表的移动便携设备领域快速兴起，使得嵌入式CPU行业成为集成电路行业近十几年来最为活跃的一个分支。

从技术层面看，CPU涉及到CPU指令集、CPU内核、CPU芯片三个层次。

指令集是CPU所执行的指令集合，内核是CPU某种指令集架构的具体电路实现，芯片则是CPU产品的最终体现。

目前通用CPU的指令集架构形成了以Intel和AMD为主的X86架构，而嵌入式CPU的指令集架构则有ARM、MIPS、POWERPC、Alpha以及RISC-V等。其中，一个指令集架构可以具有不同的实现，如ARM架构可以有ARM9、ARM11等多款内核，或MIPS架构可以有4K、24K等多款内核。但在同一架构的CPU内核执行着相同的指令集下，因各个内核设计不同，又具有不同的性能、功耗等。

另外，剔除CPU内核，里面还集成了其他某些专用功能电路、存储器接口电路、各种外围设备接口电路等。因此，业界喜欢把这种具有CPU内核、集成多个功能模块、面向某一领域的高集成度芯片产品称为SoC芯片，即片上系统或系统级芯片。

早期，全球CPU芯片仅由全球寥寥几家大企业掌握，它们参与着由CPU指令集、CPU内核研发到最终芯片形成的整个制造环节。但是历经数十年的发展，随着全球产业分工、产业模式不断调整，逐渐形成了某些专门提供CPU内核的知识产权企业。它们不设计芯片，而是基于某种CPU指令集，仅专注于CPU内核的设计，并将设计好的CPU内核以知识产权的方式提供给芯片设计企业使用。

在当时，这类企业主要有英国的ARM公司以及美国的MIPS公司，它们都是全球最著名的CPU内核知识产权企业。这两家企业提供CPU内核给芯片设计企业使用，而芯片设计厂商如高通、Marvell、微软、Broadcom、NEC和Toshiba等则通过获得了它们的指令集架构授权进行SoC芯片设计。

目前，全球CPU指令集架构市场基本是由Intel和ARM两大巨头厂商垄断。在通用CPU芯片领域，Intel的X86架构占据了全球超过90%市场份额，在嵌入式CPU芯片领域，ARM架构的芯片也占据了全球90%以上的市场份额。另外，MIPS、POWERPC、Alpha以及RISC-V等架构虽然不是主流，却也有一部分厂家在使用。

与ARM、MIPS、PowerPC这些精简指令集不同的是，X86架构基于复杂指令集，更适用于高性能复杂环境。因此，其CPU经历了多年的技术开发及革新，从各类配套芯片、操作系统、数据库、中间件到大量丰富的应用软件应有尽有，早已经成为整个产业中最庞大、最完善以及应用最广泛的处理器架构。目前，IntelX86架构几乎支配着如Windows、Linux、Solaris等所有操作系统。

我国CPU研发起步较早，但发展较为坎坷，因此CPU产业一直以来是国内科技产业的短板。目前，在设计环节，芯片仿真设计软件的核心技术被美国企业垄断。在制造环节，芯片制程工艺还普遍停留在22nm和16nm，最先进的7nm制程技术则被跨国公司掌握。虽然前些年在国外CPU芯片厂商巨头的架构授权之下，我国CPU研发单位如龙芯、申威、兆芯、飞腾、宏芯、展讯以及海思等，通过自主研发创新，都有不错的成绩。但是在CPU的生态领域，指令集还受制于X86和ARM架构，真正来说还不算是完全“自主”。

正是如此，目前我国国产CPU形成了现在的三大流派。一是以龙芯（RISC架构）和申威（Alpha架构）为代表的精简指令集；二是基于X86架构的天津海光（中科曙光参股）和上海兆芯；三则是ARM架构，如天津飞腾、华为海思等。

值得一提的是，我国很多国产手机芯片普遍都是ARM架构，计算机芯片则为X86架构。虽然在自主可控的环境下，目前新一代龙芯尝试采用了RISC架构，并且技术差距与国外主要厂商也缩小到了5%-10%，但是面对兼容性问题，关键是没法用而用户也不用。

（文章来源于：解析投资）