国产芯片的研究发展论文

光模块行业行业主要上市公司：新易盛(300502)、中际旭创(300308)、特发信息(000070)、博创科技(300548)、光迅科技(002281)、九联科技(688609)、华工科技(000988)、亨通光电(600487)、中天科技(600522)、剑桥科技(603083)。

本文核心数据：光通信器件成本结构、光芯片国产化率等。

光芯片是光器件的核心零部件

光芯片主要用于光电信号转换，，遵循“Chip-OSA-Transceiver”的封装顺序，激光器芯片(Chip)通过传统的TO封装或新兴的多模COB封装形式制成光模块(Transceiver)。在光通信系统中，常用的核心光芯片主要包括DFB、EML、VCSEL 三种类型，分别应用于不同传输距离和成本敏感度的应用场景。

光通信器件根据其物理形态的不同，一般可以分为：芯片、光有源器件、光无源器件、光模块与子系统这四大类，其中，光芯片为光器件(光有源器件和光无源器件)的重要组成部分，而光器件是光模块的重要组成部分。

光芯片成本在光器件中占比最高

光模块产品所需原材料主要为光器件、电路芯片、PCB以及结构件等。其中，光器件的成本占比最高，在73%左右。光器件主要由TOSA(以激光器为主的发射组件)、ROSA(以探测器为主的接收组件)、尾纤等组成，其中TOSA占到了光器件总成本的48%;ROSA占到了光器件总成本的32%。

光器件是光模块产品中成本最高的部分，而从芯片层面来看，光芯片又是TOSA与ROSA成本最高的部件，越高速率光模块光芯片成本越高。一般高端光模块中，光芯片的成本接近50%。

国内高端光芯片技术缺乏

目前，我国高端光模块上游光芯片仍然受限于海外领先企业，以100Gb/s 10/40km光模块核心光芯片53G Baud为例，目前我国大部分头部企业仍在研发阶段，而以SEDI等为代表的国际领先厂家已经基本度过样品阶段实现了规模化量产。

光芯片国产化率正在不断提升

目前，中国低速光通信芯片市场(10G及以下)已呈现高度竞争的格局，现阶段中国已有30多家企业实现10G及以下光通信芯片的销售，低速芯片市场趋近饱和。在高度竞争的市场环境下，低速芯片价格每年下降15%-20%，导致企业利润空间逐渐收缩。在低速光通信芯片市场，光迅以及海信具有明显的规模效应，且把持市场最好的客户资源(华为、中兴)，中小企业或初创企业难以在低速光通信芯片市场存活。

在高速光通信芯片市场，各大光芯片供应商也正加紧研发，目前华为海丝、光迅科技、云岭光电等领先企业已发布了实现部分25G光芯片量产的公告，在25G光芯片的规模化生产商上走在行业前列。以敏芯半导体为例，其已实现、10G、25G全系列光芯片的批量出货，总计向市场交付超过4000万支光芯片，并已将50G速率光芯片列入在研重点。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国光模块行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

为了实现国产芯片高质量的发展，首先应该从加强技术研发入手。应该加强芯片技术研发，加大科研投入，加快新技术、新产品的发展，增强国产芯片的研发能力和竞争力。其次要改善芯片产业链，建立完整的研发和生产链条，改善供应链及外部环境，降低国产芯片的生产成本。此外，要提高国产芯片的质量，建立良好的质量管理体系，完善售后服务，从芯片设计、制造、测试到发售都要做到质量第一，提升国产芯片的发展水平。

1、项目概况

当前我国采用进口处理器芯片的高端计算机占据国内市场 90%以上的份额。受信息产业安全、供应链安全等多方面因素的影响，发展基于国产处理器的高端计算机的重要性日益凸显。

目前，国产处理器芯片已经较为成熟，主要架构包括 X86、MIPS、ARM 等，不同架构的处理器芯片具有各自的适用场景和应用优势，适合多头并进，协调发展。

本项目研发基于 X86、MIPS、ARM 等不同架构国产处理器芯片的高端计算机系列产品，满足高端计算机国产化过程中不同场景的需求，打破国外厂商对中国计算机产业的技术垄断，促进中国信息产业的持续 健康 发展。项目达产后，不但能够为中国行业用户提供更多高性价比的选择，还可以保障关键信息系统的安全可控，具有广阔的市场发展空间和前景。

2、项目实施的必要性

（1）保障信息安全和产业安全

掌握基于国产处理器芯片的高端计算机设计与制造技术，是保障国家网络与信息安全的前提条件。根据工信部数据，中国集成电路进口额居各类进口产品之首；国务院发展研究中心发布的《二十国集团国家创新竞争力黄皮书》也指出，中国关键核心技术对外依赖度高，80%芯片都靠进口。在高端计算机领域，包括处理器芯片在内的核心部件几乎完全依赖国外进口，使我国高端计算机在产业链供应方面存在较大的安全隐患。

过去几年里，国产处理器芯片技术取得长足进步，先后出现了 X86、MIPS、ARM 等不同架构的多款国产处理器芯片，接下来推动基于国产处理器芯片的产业生态环境建设任务极为紧迫。研发基于国产处理器芯片的高端计算机系列产品，能够保障关键信息系统的安全可控，打破国外厂商在集成电路产业的技术垄断和安全威胁，扭转我国信息技术被动局面，促进中国信息产业的持续 健康 发展。

（2）促进信息技术应用创新和产业生态环境建设

目前全球高端集成电路产业处于垄断竞争格局，西方国家的处理器芯片巨头厂商如 Intel、AMD 等，通过数十年的持续技术创新和巨额投资，建立了强大的专利壁垒、技术标准体系和产业生态体系，牢牢控制了全球绝大部分市场。虽然我国在这个领域取得了一定的创新和突破，但我国在这个领域的产业基础非常薄弱，技术人才和资金等资源都不足。

推动国产处理器芯片的产业化，需要构建“芯片设计与制造、整机系统、软件生态、应用服务”完整创新链和产业链，方能保障相关产业的持续 健康 发展。研制基于国产处理器的整机系统，一是推动国产高端计算机产业发展，高端计算机面向国民经济主战场，属于信息行业发展的基础保障设施，只有研制基于国产处理器芯片的高端计算机，才能继续推动信息技术应用创新的产业生态环境建设，推动国产处理器在各行业领域的应用和产业发展；二是为其他相关产业发展消除潜在的隐患，我国众多产业的技术研发和运营在一定程度上依赖于高端计算机，若因各种原因导致核心芯片供应链受到影响，则可能对我国若干依赖于云计算、大数据、人工智能、高端计算机平台的行业和产业造成巨大不利影响。

（3）提升企业竞争力和可持续发展能力

长期以来，高端计算机处理器芯片的价格主导权被少数国外企业控制，国内高端计算机企业的盈利空间和盈利能力受到很大约束和限制。通过研制不同体系架构的基于国产芯片的高端计算机，将促使公司更专注于自主核心产品研发，进一步加强在该领域的技术优势，不断推出多种类型、易于为不同市场接受的系列高端计算机产品，不仅可以提高我国整机企业的盈利能力，也将极大降低我国信息化和智能化的成本，促进我国数字经济和智慧 社会 安全、高质量发展。因此，项目的实施将确保公司产品在技术规格上保持领先优势，持续满足广泛的行业用户和应用需求，进一步提高公司产品的市场竞争力，获得更好的经济和 社会 效益。

3、项目实施的可行性

（1）项目研发符合国家政策方向

“新基建”政策的本质是推动支撑传统产业向网络化、数字化、智能化方向发展的信息基础设施的建设，加速全产业的数字化转型，以促进现代信息技术与产业经济的融合，使得经济能够在数字化的辅助之下产生新的质变。

近年来，国家层面不断推动信息技术应用创新发展战略，引导我国企业研制具有自主知识产权和国际竞争力的产品，提高我国信息技术水平和信息产业的可靠性和安全性。另一方面，本项目基于国产处理芯片研发的高端计算机，对支撑我国现代服务业发展，提升传统产业竞争力，推动国内信息产品智能制造能力达到国际先进水平等方面也具有重要的战略意义。本项目属我国重点发展的战略新兴产业，符合《“十三五”国家信息化规划》等产业政策导向。

（2）公司具备本项目实施所需的技术和研发基础

公司是国内最早从事高端计算机业务的厂商之一，主要涉及高性能计算机、通用服务器产品的研发、设计、生产和销售。公司在高性能计算机体系结构、高效能计算系统、高速互连技术、液体冷却技术、高端计算机管理和运维软件、先进计算服务平台软件等方面具有深厚的技术积累。近年来，针对市场形势的变化，公司加大了基于国产处理器的高端计算机产品的预研力度，攻克了基于国产处理器的高端计算机产品研发的各项技术难题，预研样品在产品规格、产品品质、产品易用性等各个方面达到国内领先水平。

作为国内高端计算机领域的核心厂商，公司拥有完备的研发人员储备及技术服务体系。公司研发中心是国家发改委等六部委批准的国家认定企业技术中心，并获批建设国家先进计算产业创新中心。研发人员队伍知识结构和年龄结构合理，具有雄厚的系统级研发实力，在系统架构设计、硬件研制、操作系统研制，以及行业应用软件定制和优化方面已有大量积累。公司成熟的生产制造体系和技术服务体系也是项目成果产业化的重要保障和成功基础。

（3）公司具备项目相关解决方案支持和销售渠道基础

公司多年来一直在自主创新领域全面布局，构建了从芯片硬件、系统解决方案到先进计算、云计算服务的全链条布局，公司产品的客户群体遍及政府机关、企业、电力、教育、医疗、科研机构等诸多行业。公司目前已开始建设基于国产处理器芯片的解决方案中心和产业生态平台，并吸纳大量周边解决方案提供商加入到基于国产芯片的产品生态系统，以平台生态合作带动国产芯片通用行业解决方案的规模化，预计未来五年能够在多个技术和行业领域实现全国产化的产业生态系统。公司在高端计算机产品开发和产业化过程中，积累了大量的技术支持经验和解决方案资源，有助于确保本项目拟研制产品的成功推广和规模化销售。

4、项目建设规划

（1）项目实施主体

本项目的实施主体为中科曙光。

（2）项目投资额

本项目总投资金额为 200, 万元，拟使用募集资金投入 200, 万元，用于研发设备购置、知识产权购置、生产设备购置、研发人员支出、研发材料及组件支出等。

（3）项目建设内容

本项目分别基于 X86、MIPS、ARM 架构的国产处理器芯片，开展高端计算机整机系统研发，设计具有国际先进水平的高性能工作站、边缘服务器、人工智能服务器、存储服务器、多节点服务器等不同规格的高端计算机产品，实现不同架构、不同规格、不同形态、广泛覆盖的国产高端计算机综合解决方案。

1）X86 架构高端计算机产品：本项目基于 X86 架构国产处理器研制 5 款高端计算机产品，包括：

① 高性能工作站 ：研制基于国产 X86 处理器的高性能工作站产品。为特种应用、电力、金融等行业提供满足业务需求的高性能工作站；为制造业设计仿真、电影特效制作、科研开发提供支持高端显卡、大容量内存的高性能工作站；

② 边缘服务器 ：研制基于国产 X86 处理器的边缘服务器产品。在边缘计算场景下，对大量靠近终端的现场数据进行实时处理，减少对数据中心的冲击和直接依赖；大幅缩短数据的传输距离，减少网络传输和延迟问题，提升应用和服务的效率和可靠性，降低成本；

③ 人工智能服务器 ：研制基于双路高性能国产 X86 处理器的人工智能服务器。提供多种 GPU 连接拓扑，可为不同的深度学习应用提供不同的优化方案，为人工智能的训练、推理学习提供强大的运算能力；

④ 存储服务器 ：研制基于国产 X86 处理器的高性能存储服务器。具备高密度存储空间，提供强大的计算性能和丰富的 IO 扩展，适用于对存储容量、服务器性能、可扩展性及可靠性要求严格的金融、交通、电信、能源、互联网等行业；

⑤ 多节点服务器 ：研制基于国产 X86 处理器的多节点服务器。采用模块化设计，具备卓越的计算性能和强大的 IO 扩展能力，为企业级用户、云计算中心、大数据、高性能计算等多种业务提供集群服务器系统。

2）MIPS 架构高端计算机产品：本项目基于国产 MIPS 架构处理器研制 3 款高端计算机产品，包括：

① 办公工作站 ：研制基于国产 MIPS 处理器的办公工作站。为政府机关、特种应用等场景提供业务办公终端，具有独特的安全设计，消除电子政务等众多战略领域的安全隐患；

② 文档服务器 ：研制基于国产 MIPS 处理器的文档服务器。面向电子政务信息服务的需求，提供政府部门重要文档的存储备份、检索功能；兼容主流国产操作系统、数据库软件等；消除电子政务等众多战略领域的安全隐患；

③ 存储服务器 ：研制基于国产 MIPS 处理器的存储服务器。针对不同的云数据平台使用场景，提供基于 MIPS 架构处理器的基础型存储服务器产品，适用于大规模云计算环境的低成本近线存储系统。

3）ARM 架构高端计算机产品：本项目基于国产 ARM 架构处理器将研制 3 款高端计算机产品，包括：

① 办公工作站 ：研制基于国产 ARM 处理器的办公工作站。为政府机关、特种应用等场景提供业务办公终端，具有独特的安全设计，消除电子政务等众多战略领域的安全隐患；

② 文档服务器 ：研制基于国产 ARM 处理器的文档服务器。面向电子政务信息服务的需求，提供政府部门重要文档的存储备份、检索功能；兼容主流国产操作系统、数据库软件等；消除电子政务等众多战略领域的安全隐患；

③ 存储服务器 ：研制基于国产 ARM 处理器的存储服务器。针对不同的云数据平台使用场景，提供基于 ARM 架构处理器的基础型存储服务器产品，适用于大规模云计算环境的低成本近线存储系统。

（4）项目建设周期

本项目建设期 3 年。

5、项目预期效益

经测算，本项目税后财务内部收益率为 ，税后投资回收期（含建设期）为 年，经济效益指标良好。

6、项目的批复文件

本项目不涉及厂房建设及新增用地。截至本报告公告之日，本项目尚在办理备案及环评手续。

7、编制单位介绍

深圳市思瀚管理咨询有限公司是专业产业规划研究服务机构，主要提供可行性研究报告、商业计划书、行业研究报告、概念性规划、初步规划、建筑规划、产业规划、园区规划、企业IPO上市咨询等相关业务。

思瀚将人才培养作为企业发展的根本，制定人才培养“三鹰”计划，通过“雏鹰计划”加速新员工成长，通过“飞鹰计划”助推骨干提升，通过“精鹰计划”培养具有国际化视野的复合型人才，实现个人发展与组织发展的双赢。拥有资本市场及产业研究投资经验的专业管理团队审核体系人员组成，目前思瀚研究产业研究院拥有分析师、咨询顾问、产业项目行业专家为客户提供一站式、个性化、综合性的企业咨询解决方案，80%以上具备相关专业硕士学位，他们均是各自所在领域的权威人士，通过优质整合成为服务客户的强大智囊顾问团，更好的为客户提供高质量个性化定制服务。