apu是什么？這個(gè)APU賽道分析報(bào)告講透了國產(chǎn)APU廠商

　?。?a target="_blank">半導(dǎo)體研究筆記【國元電子賀茂飛團(tuán)隊(duì)】）

　　apu是什么？我們先來聊聊這個(gè)話題，大多人都會(huì)認(rèn)為，apu就是把CPU和GPU通過一定的技術(shù)，高度融合在一起，協(xié)同計(jì)算、彼此加速。AMD正是通過這樣的技術(shù)，把CPU和GPU融合在一起，我們把這樣的處理器稱之為APU，目的還是為了處理加速；所以apu又叫加速處理器。

　　CPU：英文全稱為Central Processing Unit，就是我們傳統(tǒng)意義中的處理器；

　　GPU：GPU英文全稱Graphic Processing Unit，中文翻譯為“圖形處理器”，它是顯卡內(nèi)部的核心芯片，所以我們可以直接理解它為顯卡。

　　早在2011年1月，AMD推出了一款革命性的產(chǎn)品AMD APU，是AMD Fusion 技術(shù)的首款產(chǎn)品。

　　APU（Accelerated Processing Unit）中文名字叫加速處理器，是AMD“融聚未來”理念的產(chǎn)品，它第一次將中央處理器和獨(dú)顯核心做在一個(gè)晶片上，它同時(shí)具有高性能處理器和最新獨(dú)立顯卡的處理性能，支持DX11游戲和最新應(yīng)用的“加速運(yùn)算”，大幅提升了電腦運(yùn)行效率。

　　PU和GPU的融合將分為四步進(jìn)行：

　　AMD認(rèn)為：

　　第一步是物理整合過程（Physical Integration），將CPU和GPU集成在同一塊硅芯片上，并利用高帶寬的內(nèi)部總線通訊，集成高性能的內(nèi)存控制器，借助開放的軟件系統(tǒng)促成異構(gòu)計(jì)算。

　　第二步稱為平臺(tái)優(yōu)化（Optimized Platforms），CPU和GPU之間互連接口進(jìn)一步增強(qiáng)，并且統(tǒng)一進(jìn)行雙向電源管理，GPU也支持高級(jí)編程語言，這部分才是最關(guān)鍵的。

　　第三步是架構(gòu)整合（Architectural Integration），實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的CPU/GPU尋址空間、GPU使用可分頁系統(tǒng)內(nèi)存、GPU硬件可調(diào)度、CPU/GPU/APU內(nèi)存協(xié)同一致，這已在APU中初步完成。

　　第四步是架構(gòu)和系統(tǒng)整合（Architectural & OS Integration），主要特點(diǎn)包括GPU計(jì)算環(huán)境切換、GPU圖形優(yōu)先計(jì)算、獨(dú)立顯卡的PCI-E協(xié)同、任務(wù)并行運(yùn)行實(shí)時(shí)整合等等，這些需要和微軟、ADOBE等行業(yè)軟件巨頭不停的溝通交流。

　　APU正是AMD公司對(duì)融合技術(shù)多年研究的成果，傳統(tǒng)計(jì)算中的絕大部分浮點(diǎn)操作都脫離CPU而轉(zhuǎn)入擅長(zhǎng)此道的GPU部分，GPU不再只是游戲工具，混合計(jì)算將大放光芒。在不遠(yuǎn)的未來，CPU和GPU的概念也會(huì)漸漸模糊起來。

　　下面我們?cè)龠M(jìn)入正題，來學(xué)習(xí)一下APU賽道分析這個(gè)研究報(bào)告；來自【國元電子賀茂飛團(tuán)隊(duì)】在此特別鳴謝。

　　報(bào)告要點(diǎn)

　　1、行業(yè)總覽：物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域爆發(fā)+國產(chǎn)進(jìn)程加速，國產(chǎn)APU廠商迎來歷史發(fā)展機(jī)遇

　　應(yīng)用處理器APU主要運(yùn)用于智能移動(dòng)及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，作為電子產(chǎn)品核心芯片，市場(chǎng)空間廣闊：1）在智能移動(dòng)領(lǐng)域，手機(jī)作為最重要的智能終端，出貨量及市場(chǎng)規(guī)模均居全球消費(fèi)電子首位，2019年全球智能手機(jī)出貨量高達(dá)13．7億部;2）在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，由于碎片化特征，下游應(yīng)用超過300種。據(jù)麥肯錫數(shù)據(jù)，在物聯(lián)網(wǎng)的九大分類中，最大分類潛在價(jià)值的應(yīng)用可高達(dá)11．1萬億美元，平均潛在價(jià)值7．4萬億美元，預(yù)計(jì)2021年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將超過150億部。二者將給APU帶來廣闊市場(chǎng)需求。

　　物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域高速發(fā)展，國產(chǎn)廠商迎歷史發(fā)展機(jī)遇。我國在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域擁有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，下游應(yīng)用發(fā)展較快，滲透率高，部分領(lǐng)域位于世界領(lǐng)先水平，據(jù)艾瑞咨詢，中國物聯(lián)網(wǎng)連接量到2025年將增至198．8億，目前正處于高速增長(zhǎng)階段。我們相信在半導(dǎo)體國產(chǎn)化進(jìn)程加快背景下，國內(nèi)APU廠商有望暢享行業(yè)發(fā)展及國產(chǎn)替代雙重紅利。

　　2、ARM：智能移動(dòng)、嵌入式IoT時(shí)代的芯片IP霸主

　　ARM是全球最具影響力的芯片IP廠商之一。ARM與Android建立的AA生態(tài)聯(lián)盟戰(zhàn)勝了Wintel聯(lián)盟，成為智能手機(jī)時(shí)代的霸主，目前全球90%以上的手機(jī)APU都是基于ARM授權(quán);

　　ARM使用精簡(jiǎn)指令集，功耗較小、價(jià)格便宜，且擁有高并發(fā)處理效率，升級(jí)速度快等特點(diǎn)，十分適合物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域低功耗的要求，在IoT應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。2020年，ARM已成為全球算力輸出的主力，基于ARM指令的處理器總算力輸出達(dá)到了全球的82%，成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主要驅(qū)動(dòng)引擎;隨著5G與AIoT等技術(shù)的發(fā)展，ARM加速發(fā)展，至2020年全球基于ARM架構(gòu)的芯片出貨量超1600億顆，基于ARM平臺(tái)的軟件越來越多，生態(tài)越來越豐富;據(jù)ARM統(tǒng)計(jì)，由于其成熟的生態(tài)體系，基于ARM架構(gòu)授權(quán)的芯片設(shè)計(jì)廠商能夠大大縮短其SoC芯片的設(shè)計(jì)時(shí)間與成本。

　　3、RISC-V：開源免費(fèi)，先進(jìn)指令集前景廣闊

　　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用興起推動(dòng)RISC-V發(fā)展：RISC-V指令集是基于精簡(jiǎn)指令集原理建立的開放指令集架構(gòu)（ISA），具有開源免費(fèi)、精簡(jiǎn)、模塊化等優(yōu)點(diǎn)。1）RISC-V架構(gòu)預(yù)留了大量編碼空間及用戶指令，能夠讓用戶自由修改、擴(kuò)展以滿足其不同應(yīng)用需求;2）具有模塊化指令集特點(diǎn)，開發(fā)者可以快速選擇不同組合來滿足不同的應(yīng)用，簡(jiǎn)潔、模塊化、可擴(kuò)展，能夠滿足AIoT萬億級(jí)市場(chǎng)的差異化需求，在萬物智聯(lián)時(shí)代，前景極其廣闊。

　　國產(chǎn)半導(dǎo)體自主可控進(jìn)程加速，RISC-V大有可為：在中美摩擦背景下，核心芯片國產(chǎn)化進(jìn)程提速，RISC-V開源的特點(diǎn)有利于國產(chǎn)芯片實(shí)現(xiàn)自主可控。中國作為RISC-V陣營的中堅(jiān)力量，一直致力于RISC-V生態(tài)體系建設(shè)。近年來，國產(chǎn)廠商相繼發(fā)布多款基于RISC-V指令集的產(chǎn)品，包括兆易創(chuàng)新、全志科技、北京君正等企業(yè)。我們認(rèn)為在ARM斷供華為以及英偉達(dá)或?qū)⑹召廇RM等事件刺激下，國內(nèi)RISC-V將會(huì)迎來歷史發(fā)展機(jī)遇。

　　投資建議：關(guān)注國產(chǎn)AP廠商的投資機(jī)會(huì)

　　我們認(rèn)為，隨著5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，下游應(yīng)用將會(huì)越來越場(chǎng)景化和多樣化。2020年5G的商用將驅(qū)動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與落地，AI的發(fā)展也將使智能技術(shù)滲透到人們的生活當(dāng)中：智能家居、智能安防、智慧城市等將全面興起。據(jù)IDC預(yù)測(cè)全球?qū)?gòu)建萬億規(guī)模計(jì)算產(chǎn)業(yè)空間。中國作為全球第二大經(jīng)濟(jì)體，近年來AI、物聯(lián)網(wǎng)、5G、邊緣計(jì)算等技術(shù)創(chuàng)新接近甚至領(lǐng)先全球。因此在行業(yè)飛速發(fā)展以及國產(chǎn)替代進(jìn)程加速雙重背景下，國產(chǎn)應(yīng)用處理器（APU）廠商將迎來歷史發(fā)展機(jī)遇，建議關(guān)注晶晨股份（688099）、富瀚微（300613）、瑞芯微（603893）、全志科技（300458）、北京君正（300223）、國科微（300672）。

　　晶晨股份：全球智能終端SoC芯片龍頭，產(chǎn)品線豐富，覆蓋智能機(jī)頂盒、智能電視及AI 音視頻系統(tǒng)終端SoC芯片、Wi-Fi和藍(lán)牙芯片以及汽車電子芯片。在智能機(jī)頂盒SoC芯片市場(chǎng)，公司2019年出貨量超5000萬顆，超過海思成為國內(nèi)第一;面向海外市場(chǎng)，公司推出業(yè)界領(lǐng)先的12nm制程芯片，獲得谷歌認(rèn)證，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。隨著超高清換機(jī)、AI終端等市場(chǎng)的滲透，公司業(yè)績(jī)有望持續(xù)增長(zhǎng)。

　　富瀚微：公司專注于泛安防領(lǐng)域，擁有IPC芯片、ISP芯片兩大產(chǎn)品線組合。公司ISP芯片在泛安防及車載應(yīng)用領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，并已經(jīng)開始從車載后裝市場(chǎng)向前裝市場(chǎng)切入，車載市場(chǎng)有望為公司提供新的發(fā)展引擎。在IPC芯片領(lǐng)域公司是僅次于海思的第二梯隊(duì)廠商，具有極強(qiáng)的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

　　瑞芯微：國內(nèi)SoC芯片領(lǐng)跑者，應(yīng)用處理器產(chǎn)品覆蓋消費(fèi)電子和智能物聯(lián)網(wǎng)兩大領(lǐng)域，應(yīng)用場(chǎng)景眾多，產(chǎn)品多點(diǎn)開花。憑借行業(yè)領(lǐng)先的研發(fā)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，公司不斷拓展新興應(yīng)用領(lǐng)域，建立優(yōu)質(zhì)客戶資源包括三星、華為、海爾等。在快充芯片市場(chǎng)，公司與OPPO達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議，隨著手機(jī)快充成為市場(chǎng)主流趨勢(shì)，公司未來發(fā)展值得期待。

　　全志科技：國內(nèi)領(lǐng)先的應(yīng)用處理器廠商、ARM架構(gòu)設(shè)計(jì)龍頭，產(chǎn)品覆蓋智能終端、智能車載、OTT無線通信等領(lǐng)域，打造多元化平臺(tái)。公司已與平頭哥達(dá)成戰(zhàn)略合作，共同布局RISC-V架構(gòu)生態(tài)，隨著AIoT技術(shù)滲透以及國產(chǎn)替代進(jìn)程加速，公司業(yè)績(jī)將持續(xù)增長(zhǎng)。

　　北京君正：公司擁有全球領(lǐng)先的32位嵌入式處理器技術(shù)和低功耗技術(shù)，產(chǎn)品線主要包括微處理器芯片、智能視頻芯片等，此外公司通過收購北京矽成布局進(jìn)軍存儲(chǔ)行業(yè)，SRAM全球第二、DRAM全球第7。

　　國科微：國內(nèi)領(lǐng)先的IC設(shè)計(jì)企業(yè)，產(chǎn)品覆蓋廣播電視、智能監(jiān)控、固態(tài)存儲(chǔ)以及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，是國內(nèi)廣播電視系列芯片和智能監(jiān)控系列芯片的主流供應(yīng)商之一。

　　風(fēng)險(xiǎn)提示

　?。?）下游需求不及預(yù)期;（2）產(chǎn)品研發(fā)不及預(yù)期;（3）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期;（4）RISC-V發(fā)展不及預(yù)期。
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　　投資評(píng)級(jí)說明：

　　分析師聲明：

　　作者具有中國證券業(yè)協(xié)會(huì)授予的證券投資咨詢執(zhí)業(yè)資格或相當(dāng)?shù)膶I(yè)勝任能力，以勤勉的職業(yè)態(tài)度，獨(dú)立、客觀地出具本報(bào)告。本人承諾報(bào)告所采用的數(shù)據(jù)均來自合規(guī)渠道，分析邏輯基于作者的職業(yè)操守和專業(yè)能力，本報(bào)告清晰準(zhǔn)確地反映了本人的研究觀點(diǎn)并通過合理判斷得出結(jié)論，結(jié)論不受任何第三方的授意、影響。

　　證券投資咨詢業(yè)務(wù)的說明：

　　根據(jù)中國證監(jiān)會(huì)頒發(fā)的《經(jīng)營證券業(yè)務(wù)許可證》（Z23834000），國元證券股份有限公司具備中國證監(jiān)會(huì)核準(zhǔn)的證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格。證券投資咨詢業(yè)務(wù)是指取得監(jiān)管部門頒發(fā)的相關(guān)資格的機(jī)構(gòu)及其咨詢?nèi)藛T為證券投資者或客戶提供證券投資的相關(guān)信息、分析、預(yù)測(cè)或建議，并直接或間接收取服務(wù)費(fèi)用的活動(dòng)。證券研究報(bào)告是證券投資咨詢業(yè)務(wù)的一種基本形式，指證券公司、證券投資咨詢機(jī)構(gòu)對(duì)證券及證券相關(guān)產(chǎn)品的價(jià)值、市場(chǎng)走勢(shì)或者相關(guān)影響因素進(jìn)行分析，形成證券估值、投資評(píng)級(jí)等投資分析意見，制作證券研究報(bào)告，并向客戶發(fā)布的行為。

　　一般性聲明：

　　本報(bào)告僅供國元證券股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“本公司”）的客戶使用。本公司不會(huì)因接收人收到本報(bào)告而視其為客戶。若國元證券以外的金融機(jī)構(gòu)或任何第三方機(jī)構(gòu)發(fā)送本報(bào)告，則由該金融機(jī)構(gòu)或第三方機(jī)構(gòu)獨(dú)自為此發(fā)送行為負(fù)責(zé)。本報(bào)告不構(gòu)成國元證券向發(fā)送本報(bào)告的金融機(jī)構(gòu)或第三方機(jī)構(gòu)之客戶提供的投資建議，國元證券及其員工亦不為上述金融機(jī)構(gòu)或第三方機(jī)構(gòu)之客戶因使用本報(bào)告或報(bào)告載述的內(nèi)容引起的直接或連帶損失承擔(dān)任何責(zé)任。本報(bào)告是基于本公司認(rèn)為可靠的已公開信息，但本公司不保證該等信息的準(zhǔn)確性或完整性。本報(bào)告所載的信息、資料、 分析工具、意見及推測(cè)只提供給客戶作參考之用，并非作為或被視為出售或購買證券或其他投資標(biāo)的的投資建議或要約邀請(qǐng)。本報(bào)告所指的證券或投資標(biāo)的的價(jià)格、價(jià)值及投資收入可能會(huì)波動(dòng)。在不同時(shí)期，本公司可發(fā)出與本報(bào)告所載資料、意見及推測(cè)不一致的報(bào)告。本公司建議客戶應(yīng)考慮本報(bào)告的任何意見或建議是否符合其特定狀況，以及（若有必要）咨詢獨(dú)立投資顧問。在法律許可的情況下，本公司及所屬關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)可能會(huì)持有本報(bào)告中所提到的公司所發(fā)行的證券頭寸并進(jìn)行交易，還可能為這些公司提供或爭(zhēng)取投資銀行業(yè)務(wù)服務(wù)或其他服務(wù)。

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