apu是什么？这个APU赛道分析报告讲透了国产APU厂商

　　（半导体研究笔记【国元电子贺茂飞团队】）

　　apu是什么？我们先来聊聊这个话题，大多人都会认为，apu就是把CPU和GPU通过一定的技术，高度融合在一起，协同计算、彼此加速。AMD正是通过这样的技术，把CPU和GPU融合在一起，我们把这样的处理器称之为APU，目的还是为了处理加速；所以apu又叫加速处理器。

　　CPU：英文全称为Central Processing Unit，就是我们传统意义中的处理器；

　　GPU：GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”，它是显卡内部的核心芯片，所以我们可以直接理解它为显卡。

　　早在2011年1月，AMD推出了一款革命性的产品AMD APU，是AMD Fusion 技术的首款产品。

　　APU（Accelerated Processing Unit）中文名字叫加速处理器，是AMD“融聚未来”理念的产品，它第一次将中央处理器和独显核心做在一个晶片上，它同时具有高性能处理器和最新独立显卡的处理性能，支持DX11游戏和最新应用的“加速运算”，大幅提升了电脑运行效率。

　　PU和GPU的融合将分为四步进行：

　　AMD认为：

　　第一步是物理整合过程（Physical Integration），将CPU和GPU集成在同一块硅芯片上，并利用高带宽的内部总线通讯，集成高性能的内存控制器，借助开放的软件系统促成异构计算。

　　第二步称为平台优化（Optimized Platforms），CPU和GPU之间互连接口进一步增强，并且统一进行双向电源管理，GPU也支持高级编程语言，这部分才是最关键的。

　　第三步是架构整合（Architectural Integration），实现统一的CPU/GPU寻址空间、GPU使用可分页系统内存、GPU硬件可调度、CPU/GPU/APU内存协同一致，这已在APU中初步完成。

　　第四步是架构和系统整合（Architectural & OS Integration），主要特点包括GPU计算环境切换、GPU图形优先计算、独立显卡的PCI-E协同、任务并行运行实时整合等等，这些需要和微软、ADOBE等行业软件巨头不停的沟通交流。

　　APU正是AMD公司对融合技术多年研究的成果，传统计算中的绝大部分浮点操作都脱离CPU而转入擅长此道的GPU部分，GPU不再只是游戏工具，混合计算将大放光芒。在不远的未来，CPU和GPU的概念也会渐渐模糊起来。

　　下面我们再进入正题，来学习一下APU赛道分析这个研究报告；来自【国元电子贺茂飞团队】在此特别鸣谢。

　　报告要点

　　1、行业总览：物联网领域爆发+国产进程加速，国产APU厂商迎来历史发展机遇

　　应用处理器APU主要运用于智能移动及物联网领域，作为电子产品核心芯片，市场空间广阔：1）在智能移动领域，手机作为最重要的智能终端，出货量及市场规模均居全球消费电子首位，2019年全球智能手机出货量高达13．7亿部;2）在物联网领域，由于碎片化特征，下游应用超过300种。据麦肯锡数据，在物联网的九大分类中，最大分类潜在价值的应用可高达11．1万亿美元，平均潜在价值7．4万亿美元，预计2021年，全球物联网设备将超过150亿部。二者将给APU带来广阔市场需求。

　　物联网领域高速发展，国产厂商迎历史发展机遇。我国在物联网领域拥有一定的技术优势，下游应用发展较快，渗透率高，部分领域位于世界领先水平，据艾瑞咨询，中国物联网连接量到2025年将增至198．8亿，目前正处于高速增长阶段。我们相信在半导体国产化进程加快背景下，国内APU厂商有望畅享行业发展及国产替代双重红利。

　　2、ARM：智能移动、嵌入式IoT时代的芯片IP霸主

　　ARM是全球最具影响力的芯片IP厂商之一。ARM与Android建立的AA生态联盟战胜了Wintel联盟，成为智能手机时代的霸主，目前全球90%以上的手机APU都是基于ARM授权;

　　ARM使用精简指令集，功耗较小、价格便宜，且拥有高并发处理效率，升级速度快等特点，十分适合物联网领域低功耗的要求，在IoT应用领域占据领先优势。2020年，ARM已成为全球算力输出的主力，基于ARM指令的处理器总算力输出达到了全球的82%，成为半导体产业的主要驱动引擎;随着5G与AIoT等技术的发展，ARM加速发展，至2020年全球基于ARM架构的芯片出货量超1600亿颗，基于ARM平台的软件越来越多，生态越来越丰富;据ARM统计，由于其成熟的生态体系，基于ARM架构授权的芯片设计厂商能够大大缩短其SoC芯片的设计时间与成本。

　　3、RISC-V：开源免费，先进指令集前景广阔

　　物联网应用兴起推动RISC-V发展：RISC-V指令集是基于精简指令集原理建立的开放指令集架构（ISA），具有开源免费、精简、模块化等优点。1）RISC-V架构预留了大量编码空间及用户指令，能够让用户自由修改、扩展以满足其不同应用需求;2）具有模块化指令集特点，开发者可以快速选择不同组合来满足不同的应用，简洁、模块化、可扩展，能够满足AIoT万亿级市场的差异化需求，在万物智联时代，前景极其广阔。

　　国产半导体自主可控进程加速，RISC-V大有可为：在中美摩擦背景下，核心芯片国产化进程提速，RISC-V开源的特点有利于国产芯片实现自主可控。中国作为RISC-V阵营的中坚力量，一直致力于RISC-V生态体系建设。近年来，国产厂商相继发布多款基于RISC-V指令集的产品，包括兆易创新、全志科技、北京君正等企业。我们认为在ARM断供华为以及英伟达或将收购ARM等事件刺激下，国内RISC-V将会迎来历史发展机遇。

　　投资建议：关注国产AP厂商的投资机会

　　我们认为，随着5G、AI、物联网等技术的发展，下游应用将会越来越场景化和多样化。2020年5G的商用将驱动物联网的应用与落地，AI的发展也将使智能技术渗透到人们的生活当中：智能家居、智能安防、智慧城市等将全面兴起。据IDC预测全球将构建万亿规模计算产业空间。中国作为全球第二大经济体，近年来AI、物联网、5G、边缘计算等技术创新接近甚至领先全球。因此在行业飞速发展以及国产替代进程加速双重背景下，国产应用处理器（APU）厂商将迎来历史发展机遇，建议关注晶晨股份（688099）、富瀚微（300613）、瑞芯微（603893）、全志科技（300458）、北京君正（300223）、国科微（300672）。

　　晶晨股份：全球智能终端SoC芯片龙头，产品线丰富，覆盖智能机顶盒、智能电视及AI 音视频系统终端SoC芯片、Wi-Fi和蓝牙芯片以及汽车电子芯片。在智能机顶盒SoC芯片市场，公司2019年出货量超5000万颗，超过海思成为国内第一;面向海外市场，公司推出业界领先的12nm制程芯片，获得谷歌认证，具有较强的市场竞争力。随着超高清换机、AI终端等市场的渗透，公司业绩有望持续增长。

　　富瀚微：公司专注于泛安防领域，拥有IPC芯片、ISP芯片两大产品线组合。公司ISP芯片在泛安防及车载应用领域处于领先地位，并已经开始从车载后装市场向前装市场切入，车载市场有望为公司提供新的发展引擎。在IPC芯片领域公司是仅次于海思的第二梯队厂商，具有极强的产品竞争力。

　　瑞芯微：国内SoC芯片领跑者，应用处理器产品覆盖消费电子和智能物联网两大领域，应用场景众多，产品多点开花。凭借行业领先的研发和技术优势，公司不断拓展新兴应用领域，建立优质客户资源包括三星、华为、海尔等。在快充芯片市场，公司与OPPO达成战略合作协议，随着手机快充成为市场主流趋势，公司未来发展值得期待。

　　全志科技：国内领先的应用处理器厂商、ARM架构设计龙头，产品覆盖智能终端、智能车载、OTT无线通信等领域，打造多元化平台。公司已与平头哥达成战略合作，共同布局RISC-V架构生态，随着AIoT技术渗透以及国产替代进程加速，公司业绩将持续增长。

　　北京君正：公司拥有全球领先的32位嵌入式处理器技术和低功耗技术，产品线主要包括微处理器芯片、智能视频芯片等，此外公司通过收购北京矽成布局进军存储行业，SRAM全球第二、DRAM全球第7。

　　国科微：国内领先的IC设计企业，产品覆盖广播电视、智能监控、固态存储以及物联网等领域，是国内广播电视系列芯片和智能监控系列芯片的主流供应商之一。

　　风险提示

　　（1）下游需求不及预期;（2）产品研发不及预期;（3）物联网技术发展不及预期;（4）RISC-V发展不及预期。
 

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　投资评级说明：

　　分析师声明：

　　作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，以勤勉的职业态度，独立、客观地出具本报告。本人承诺报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于作者的职业操守和专业能力，本报告清晰准确地反映了本人的研究观点并通过合理判断得出结论，结论不受任何第三方的授意、影响。

　　证券投资咨询业务的说明：

　　根据中国证监会颁发的《经营证券业务许可证》（Z23834000），国元证券股份有限公司具备中国证监会核准的证券投资咨询业务资格。证券投资咨询业务是指取得监管部门颁发的相关资格的机构及其咨询人员为证券投资者或客户提供证券投资的相关信息、分析、预测或建议，并直接或间接收取服务费用的活动。证券研究报告是证券投资咨询业务的一种基本形式，指证券公司、证券投资咨询机构对证券及证券相关产品的价值、市场走势或者相关影响因素进行分析，形成证券估值、投资评级等投资分析意见，制作证券研究报告，并向客户发布的行为。

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