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1、安可是必然趋势，国产生态成型
1.1、自主可控具有必要性与紧迫性（略）
1.1.1、事关国家安全，成为国家战略
1.1.2、美国持续加大技术封锁，自主可控重要性凸显
1.2、从党政军向重点行业拓展，市场空间释放（略）
1.3、我国计算产业自主可控生态成型
生态构建是自主可控落地关键。自主可控产业链可以分为基础硬件（CPU、服务器、存储、网络设备）、基础软件（操作系统、数据库、中间件）、应用软件（消费类软件、企业服务）三大类。参照PC的Wintel生态以及智能手机时代的ARM、Android生态，我们认为，在核心基础设施（CPU、操作系统）适配之上，有足够多的开发者和应用软件构建的生态体系是自主可控落地关键，足够数量的开发者保证软硬件的完善，丰富的应用场景保证终端客户获取，形成正反馈机制。生态建设是国产基础设施企业在技术之外面临的最大发展瓶颈。
计算产业生态包括CPU、整机设备、固件（BIOS）、操作系统、外设驱动、应用软件（通用软件和行业应用软件）组成。在行业信息化领域，终端设备包括但不限于台式机、一体机、笔记本及专用终端，也包括云桌面瘦终端等设备。
“振芯铸魂”掀起计算产业国产化大潮。年以来，美国“科技霸权主义”对本土IT企业实施打压限制，中兴、华为事件敲响行业警钟，此次国产化替代浪潮开始松动Wintel联盟在国内的地位。在国产CPU方面，已发展出龙芯、飞腾、鲲鹏、申威、海光和兆芯等多个体系；与之对应地，国产操作系统完成从“可用”向“好用”的过渡，基于Linux内核的二次开发，包括中标麒麟、天津麒麟、深度、普华等。由于IT产业存在产业链上下游的适配问题，行业内木桶效应显著，这要求各环节的对核心技术的掌握整体推进，加速形成一个完整的正反馈国产化生态系统。
国内四大IT集团自主可控深度布局。目前我国规模化布局自主可控的主要为四大IT集团，分别为中国电子集团（CEC）、中国电子科技集团（CETC）、中科院系和华为。CEC中央直接管辖，旗下两个自主可控公司：中国长城（持股40.59%）和中国软件（持股42.13%）；CETC旗下主要自主可控公司为太极股份（持股38.97%）；中科院旗下主要自主可控平台为中科曙光（21.32%）；华为在芯片、服务器和操作系统上均有布局。
PK体系已在重点领域得到广泛的应用。年12月29日，《PK体系标准(年版)》及《PKS安全体系》发布，宣告国内首个计算机软硬件基础体系标准正式落地。“PK体系”是飞腾“Phytium处理器”和麒麟“Kylin操作系统”的结合，具有完全自主知识产权，从年发展至今，已经成功应用于政府信息化、电力、金融、能源等多个行业领域。《PK体系标准》的推出，实现了上下游厂商技术服务以及体系内用户的标准化，同时也解决了体系内部产品与第三方接入产品之间接口、参数、版本等的适配问题。“PK体系”对标Windows+Intel体系，是计算机基础体系的中国架构，将逐渐形成上下游协调发展的良性生态链。
华为鲲鹏生态逐渐成型。鲲鹏计算产业是基于鲲鹏处理器构建的全栈IT基础设施、行业应用及服务，包括PC、服务器、存储、操作系统、中间件、虚拟化、数据库、云服务、行业应用以及咨询管理服务等。鲲鹏计算产业依托开发者及人才培养体系，以构建全行业全场景的产业体系为目标，实现产业链上下游共享红利。
华为将核心产能聚焦在商用处理器、数据库、云端、操作系统以及存储几大方面，在中间件、应用软件及操作系统方面实现开源，积极与业内其他厂商寻求协作开发，推出基于鲲鹏主板的服务器与PC产品。华为鲲鹏计划以华为鲲鹏+昇腾双芯片为核心，构建完整国产计算生态。华为在市场占有率较低的前期致力于引导行业中的参与者，树立生态标杆；在生态发展较完备的后期则实施集中化研发策略，退出部分专业性强的领域。除了自建生态方面做出的努力外，华为还联合国内各大软硬件企业，以“硬件开放，软件开源”的策略拉拢合作伙伴，目前已有超过家企业成为鲲鹏计算产业的参与者。
2、基础硬件
2.1、CPU：计算机运算与控制中心
中央处理器CPU（CentralProcessingUnit）是计算机的运算和控制核心。它的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，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为CPU的操作。中央处理器主要包括两个部分，即控制器、运算器，其中还包括高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制的总线。控制器是CPU核心，由它把计算机的运算器、存储器、I/O设备等联系成一个有机的系统，并根据各部件的具体要求，适时地发出各种控制指令，控制计算机各部件祖东、协调的工作。
指令集是CPU用来计算和控制计算机系统的指令的集合。指令就是控制计算机执行某种操作（如加、减、传送、转移等）的命令，指令系统反映了计算机具有的基本功能，是计算机硬件、软件的主要分界面。指令系统是计算机硬件设计的主要依据，也是计算机软件设计的基础，每一种新型CPU在设计时就规定了一系列与其他硬件电路相配合的指令系统，是CPU性能体现的一个重要标志，不同CPU设计厂商的指令集均不相同，而且不兼容。
指令集一般可分为复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）两种：
复杂指令集（CISC）：CISC的思想是通过庞大且复杂的指令系统，来达到增强计算机的功能、提高机器速度的目的。在CISC微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单，处理高级语言和特定任务能力强，缺点是结构过于复杂、指令集利用效率不高、执行速度慢。Intel的X86架构系列即采用的CISC指令集思想。
精简指令集（RISC）：相比CISC而言，RISC的指令系统相对简单，只要求硬件执行很有限且最常用的那部分指令，大部分复杂的操作则使用成熟的编译技术，由简单指令合成。同时RISC型CPU还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”，大大增加了并行处理能力，提高了程序处理速度。目前在中高档服务器中普遍采用RISC架构的CPU，例如Compaq（康柏，即新惠普）公司的Alpha、HP公司的PA-RISC、IBM公司的PowerPC、MIPS公司的MIPS和SUN公司的Spare均采用RISC思想，主流的ARM的CPU也采用RISC。
自主研发指令集难度大。CPU研发是资本和技术高度密集的领域。中国年用于集成电路研发总投入约45亿美元，不足Intel年研发投入的50%。ARM作为一家只对芯片进行设计却并不生产的企业，年的研发总投入也超过了5亿美元。不同的指令集无法兼容，若过分强调指令集的自主发展，之后还要面临重新搭建生态系统的挑战，考虑到Wintel和AA成熟生态在市场的领先地位，竞争难度非常大。因此指令集授权+自主研发CPU的模式是一种可行的自主可控路径。
自主研发CPU需要获得指令集授权，指令集授权方式主要有指令集架构授权和IP核授权，其中指令集架构授权自主可控程度更高：
指令集架构授权，指可以对指令集架构进行大幅度改造，甚至可以对指令集进行扩展和缩减。由亍架构只是设计理念，对被授权企业研发能力要求非常高，设计中出现任何错误，都将造成投资失败。目前国内购买架构授权的企业均是芯片研发能力领先的企业。如华为、飞腾、龙芯和申威等。
IP核授权，指可以以一个内核为基础然后在加上自己的外设，由此形成自主MCU（微控制单元）。被授权企业没有权限对内核进行改造，这种方式对企业的研发能力要求比架构授权低，但自主可控性也不高。
X86和ARM的CPU架构得到广泛商业化使用。目前，只有Intel公司的X86架构和英国Acorn公司的ARM架构得到广泛地使用。由于知识产权的限制，早期国产CPU厂商无法获得授权使用这两种架构。早期厂商飞腾（现转向ARM）、龙芯、申威不得已分别选择了SPARC指令集、MIPS指令集、ALPHA指令集。然而，这三种指令集的生态非常弱小，在强大的Wintel（Windows+Intel）生态和AA（Android+ARM）生态的打压下，都逐渐停止了发展，退出CPU市场，选择上述指令集的国产CPU厂商，在建立生态上也面临巨大挑战。
Intel和AMD为X86架构主要参与者，指令集不对外开放。Intel公司是全球最大的个人计算机零件和CPU制造商，AMD公司则专门为计算机、通信和消费电子行业设计和制造各种创新的微处理器。Acorn向全球CPU设计厂商开放ARM指令集架构授权和IP核授权。在国产芯片厂商中，华为鲲鹏和飞腾获得了ARM公司64位ARMV8指令集的架构授权，有权设计、生产、销售ARMv8兼容处理器产品。龙芯获得了MIPS架构授权、申威获得了ALPHA架构授权，自主研发处理器内核，并在此基础上，对相关架构指令集进行了拓展。
X86架构一统PC和服务器CPU，Intel占据绝对优势。上世纪90年代，复杂指令集和精简指令集阵营展开了激烈的市场竞争，英特尔凭借和微软的合作（Wintel体系），并且在新产品中融入了一些精简指令集的优势，利用强大的生态占据了服务器和PC端绝大多数的市场份额。目前，PC和服务器CPU市场已被X86架构占据，全球每年X86服务器出货量占比达到99.5%以上，销售金额占比在90%以上，X86架构CPU主要厂商为Intel和AMD。截止年第四季度，Intel在X86服务器CPU市场份额达到95.5%，PC端为81.7%，为绝对的市场龙头。除AMD外，其他厂商份额不到0.1%
ARM架构在移动端占据主导地位。ARM公司专注于芯片的设计，并将一系列设计的产物卖给合作伙伴，本身并不做芯片的生产。由于RISC在节约能耗上的巨大优势，全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构，合作伙伴众多。
年中科院计算所研制出我国首款通用CPU“龙芯”1号，之后，越来越多单位加入国产处理器的研制，多款国产处理器芯片相继出现。目前，我国国产处理器芯片的主要参与者有：龙芯、华为鲲鹏、飞腾、海光、兆芯和申威等。
2.1.1、龙芯：自主可控最高的MIPS架构CPU
自主可控最高的MIPS架构芯片。“龙芯”是我国最早研制的高性能通用处理器系列，龙芯拥有MIPS指令的永久授权，并拓展出了自己的指令集loongISA。年，龙芯中科技术有限公司正式成立，开始市场化运作，旨在将龙芯处理器的研发成果产业化。但MIPS架构在X86、ARM打压下，市场份额低，生态系统弱，龙芯在构建生态上面临较大挑战。
龙芯主要产品包括面向行业应用的“龙芯1号”小CPU、面向工控和终端类应用的“龙芯2号”中CPU、以及面向桌面与服务器类应用的“龙芯3号”大CPU。1）龙芯1号（Godson-1）小CPU系列处理器，采用GS或GS处理器核，集成各种外围接口，形成面向特定应用的单片解决方案，主要应用于云终端、工业控制、数据采集、手持终端、网络安全、消费电子等领域。2）龙芯2号（Godson-2）中CPU系列处理器，采用GS或GS高性能处理器核，集成各种外围接口，形成面向嵌入式计算机、工业控制、移动信息终端、汽车电子等的64位高性能低功耗SoC芯片。3）龙芯3号（Godson-3）大CPU系列处理器，片内集成多个GS、GSe或GSv高性能处理器核以及必要的存储和IO接口，面向高端嵌入式计算机、桌面计算机、服务器、高性能计算机等应用。
新一代通用CPU弥补性能劣势。龙芯CPU是我国最早的国产CPU厂商，但其更集中于专用类、嵌入式CPU，其通用类CPU单核性能较高，但多核能力较弱。龙芯中科于年末发布了龙芯新一代通用CPU产品3A/3B，采用龙芯最新研制的新一代处理器核GSV，主频1.8GHz-2.0GHz，SPECCPU定点和浮点单核分值是上一代产品的两倍以上。新产品可凭借着明显提升的性能、良好的兼容性，3B支持四路直连，四路服务器性能是3B双路服务器的四倍，3A科学计算性能是3A的四倍以上，虚拟机效率由88%提高至98%。在完成单核性能的提升后，龙芯下一代产品3A正着手提升主频和核数。
加大力度完善生态布局。龙芯是国内唯一基于MIPS架构的国产CPU，在生态构建方面劣势明显。年12月，龙芯与重要合作伙伴发布了基于龙芯3A/3B的桌面计算机、笔记本、服务器、云终端等产品，开始从“芯”到“云”的完整布局。年5月，龙芯联合各产业链伙伴及用户发起成立“龙芯生态适配服务产业联盟”，带动产业链上下游协同技术攻关，龙芯优先为联盟伙伴在适配环境、云平台服务、技术支撑、人才培养、方案输出、产业落地等方面提供支持。同月，为进一步促进龙芯产业生态发展，丰富产业协同孵化支持内容，龙芯推出“龙芯生态创新加速计划”，此计划是在首批孵化加速计划基础上，面向全国招募有意基于龙芯生态构建业务的优秀初创型及成长型企业，包括但不限于电子政务、能源、金融、交通、网信、医疗、教育等行业领域。
2.1.2、华为鲲鹏：性能最高的国产ARM架构CPU
鲲鹏处理器是华为在年1月向业界发布的高性能数据中心处理器，具有高性能，高带宽，高集成度，高效能四大特点。
鲲鹏为目前性能最高的国产芯片。鲲鹏采用7nm工艺，有64个内核，工作频率高达2.6GHz，支持8通道DDR4，以及一对GRoCE端口。华为表示该芯片的功效比其竞争对手高出30％，鲲鹏专为大数据处理和分布式存储等应用而设计。
华为已经取得了Armv8架构永久授权，并在此基础上进行研发。鲲鹏处理器的处理器核、微架构和芯片均由华为自主研发。ARM架构经过了市场的磨练,早已经深入各个领域，鲲鹏处理器兼容Arm生态，为未来的大范围应用打下了基础。
打造华为鲲鹏生态。华为鲲鹏计划，将在未来五年内投资30亿元来发展鲲鹏产业生态。鲲鹏计划涉及的合作领域众多，包括服务器与部件、虚拟化、存储、数据库、中间件、大数据平台、云服务、管理服务、行业应用九大领域。已经有超过80家合作方的应用往鲲鹏云服务上移植。鲲鹏计划以构建全行业全场景的产业体系为目标，实现产业链上下游共享红利。
2.1.3、飞腾：ARM架构，生态最健全的国产CPU
天津飞腾信息技术有限公司成立于年，由中国电子信息产业集团（CEC）、国家超级计算天津中心、天津市滨海新区三方投资。飞腾主要致力于高性能、低功耗集成电路芯片的设计、生产、销售与服务，为用户提供安全可靠、高性能、低功耗的CPU、ASIC、SoC等芯片产品、IP产品以及基于这些产品的系统级解决方案。飞腾CPU是基于ARMv8架构自主研发的国产化芯片，与华为海思一样获得ARMv8架构指令集永久授权。
形成完善产品体系，推进行业信息化建设。飞腾CPU研发团队通过20余年技术积累，已形成完善的研发体系和产品线，一直有力地服务着国家各行业信息化建设工程。目前的产品主要包括高性能服务器CPU、高效能桌面CPU和高端嵌入式CPU三大系列，为从端到云的各型设备提供核心算力支撑。
新一代芯片性能大幅提升。飞腾高性能服务器CPU主流产品是年量产的FT-+/64，集成64个飞腾自研FTC-核，16nm工艺，主频2.0-2.3GHz，典型功耗W，峰值性能.8GFlops，可以胜任大规模科学计算、云数据中心应用，性能与IntelXeonE5-V3系列芯片相当，较上一代FT-0A/16整体性能提升5.5倍。
飞腾高效能桌面CPU主打产品是年量产的FT-/4，集成4个飞腾自研FTC-核，16nm工艺，主频2.6-3.0GHz，提供了丰富的接口，安全机制更健全，支持待机和休眠，典型功耗仅有10W，且可以通过“减核”、“降频”的方式用于嵌入式系统，整体性能与IntelCoreI5系列芯片相当，较上一代FT-0A/4整体性能提升1倍，功耗降低33%。
飞腾高端嵌入式CPU是FT-A/2，集成2个飞腾自研FTC-核，主频1.0GHz，典型功耗3W，主要应用于嵌入式工业控制领域，也用于瘦客户机等设备。性能显著优于PowerPC等国际主流嵌入式CPU。
飞腾系列是目前国内生态最健全的中央处理器。以飞腾CPU和麒麟OS为核心的PK体系生态是国内成熟度最高的自主可控计算生态，已经成功应用于政府信息化、电力、金融、能源等多个行业领域。在应用软件领域，飞腾已与众多软件厂商进行了数百种桌面应用适配，包括流式版式文档工具、签章应用、输入法、安全浏览器、安全邮件客户端、图文编辑、多媒体播放、