（报告出品方/作者：兴业证券，蒋佳霖，吴鸣远，李双亮，桂杨）
1.1、脱胎于中科院，国产CPU首家上市公司
龙芯中科生态体系完善，多次获得行业广泛应用与国家重点项目支持。龙芯中科 技术股份有限公司（简称“龙芯”或“公司”）成立于 2010 年，主营业务为处理 器及配套芯片研制、销售及服务。公司推出自主指令系统 LoongArch，基于信息 系统和工控系统两条主线开展产业生态建设，系列产品在电子政务、能源、交通、 金融、电信、教育等行业领域已获得广泛应用。在近 20 年发展过程中，公司先后 获得中科院、863（国家高技术研究发展计划）、973（国家重点基础研究发展计划） 和核高基（核心电子器件、高端通用芯片、基础软件产品）等项目支持。
二十余年实现产品“从无到有”、“从有到优”跨越。龙芯中科最早起源于 2001 年中科院龙芯课题组；2002 年，神州龙芯成立，并成功流片首款通用 CPU“龙芯 一号”，打破国外的长期技术垄断，结束中国近二十年无芯历史；2010 年，龙芯 中科由中科院和北京市共同出资成立，旨在依托龙芯十余年技术积淀，将处理器 研发成果产业化；2017 年，龙芯 3A/B3000 量产，在信创领域应用 30 万颗；2021 年，推出完全自主指令集系统 LoongArch。
登陆科创板，进入新的发展阶段。龙芯中科已于 2022 年6月24日在科创板上市， 股票代码 688047.SH，发行股票数量 4100 万股，发行价格 60.06元/股。募集资金 35.12 亿元主要投入先进制程芯片研发及产业化、高性能通用图形处理器（GPU） 芯片及系统研发项目。作为国内 CPU 首家上市公司，龙芯中科初步完成了基于龙芯 CPU 及操作系统的自主信息技术体系构建，并通过上市融资进一步加速关键核 心技术研发，开启产业生态建设新征程。
1.2、学院派技术型企业，公司股权结构健康
公司控股股东为天童芯源，实际控制人为胡伟武和晋红夫妇。天童芯源持有公司 23.98%股份，为公司第一大股东；胡伟武和晋红夫妇通过天童芯源及芯源投资、 天童芯正、天童芯国合计控制公司 33.61%表决权，为公司实际控制人。胡伟武先 生 1996 年 3 月至 2021 年 1 月就职于中科院计算技术研究所，历任助理研究员、 副研究员、研究员、博士生导师、所长助理、副总工程师和总工程师等职务，2019 年 11 月至今任公司董事长和总经理。胡伟武先生作为龙芯总设计师，从 2001 年 起即投身于龙芯处理器研制工作。
核心人员专业背景深厚，团队稳定。公司核心技术人员均深耕芯片设计制造领域 多年。董事会成员中，范宝峡、张戈为中科院计算所博士，高翔为中科大计算机 博士。公司核心技术人员从业年限均为 10 年以上，团队稳定。在研发的分工方面， 范宝峡负责龙芯系列处理器产品研制，组织研发团队先后完成龙芯 1、2、3 号系 列多款高性能微处理器、低功耗 SOC 研制；高翔从事龙芯处理器技术研发和产业 生态建设，着重芯片结构设计及逻辑验证；张戈主要负责龙芯系列处理器在信息 系统领域生态建设与产业化推广；杨旭分管采购、外协、质量和标准等工作；杨 粱对龙芯物理设计技术演进和关键项目芯片研发做出重要贡献。
员工数量快速增长，研发人员占比超过 65%。在公司员工数量方面，2019-2021 年，公司员工数量分别为 435 人、647 人、822 人，队伍人数不断扩大。在公司人 员构成方面，截至 2021 年末，公司研发人员 539 人，占比 65.57%，研发人员占 据主导地位。
员工持股平台绑定核心团队利益。公司共有天童芯源、芯源投资、天童芯正、天 童芯泰和天童芯民等 5 个持股平台，合计有 217 名核心员工持股。持股平台将公 司利益与员工利益深度绑定，有利于提振员工积极性，护航公司长期健康发展。
1.3、独立自主，构建成基础软硬件完整底座
龙芯中科主要依托于三大产品线，构建完整生态。通过完成自研指令系统、CPU 和操作系统，龙芯中科打造独立自主信息产业技术体系，并在国内积累了一定的 竞争优势。
指令集
公司推出 LoongISA 和 LoongArch 指令集，助力自主生态建设。指令系统是计算机最底层最核心的知识产权，更是构建独立信息产业生态基石。目前市场上主 流的指令系统为 X86 指令集和 ARM 指令集，知识产权均为海外公司掌控，需得 到授权才可以使用。基于国外授权的指令系统难以建设自主信息技术体系和产业 生态，为解决“缺芯少魂”问题，2018 至 2020 年，公司首先基于相对开放的 MIPS 指令系统，扩展了数百条自定义指令，形成了 MIPS 兼容指令系统 LoongISA，并 在多款 CPU 中落地应用。2020 年，龙芯中科推出了自研指令系统 LoongArch， LoongArch 指令集包括基础架构部分和向量指令、虚拟化、二进制翻译等扩展部 分，近 2000 条指令，并完全脱离了 MIPS 指令集体系。经国内权威第三方机构知 识产权评估， LoongArch 与市场上现有指令系统为不同的指令系统，认定其实现 了指令集的国产化和自主化。
芯片
公司拥有三大系列芯片，全面覆盖信息化领域和工控领域。龙芯 1 号系列为低功 耗、低成本专用嵌入式 SoC 或 MCU 处理器，应用场景面向嵌入式专用应用领域， 如物联终端、仪器设备、数据采集等；龙芯 2 号系列为低功耗通用处理器，应用 场景面向工业控制与终端等领域，如网络设备、行业终端、智能制造等；龙芯 3 号系列为高性能通用处理器，应用场景面向 PC 和服务器等信息化领域。在信息 化领域，国内数十家整机厂商推出了基于龙芯 CPU 的服务器设备，广泛应用于电 子政务办公信息化系统，并在金融、教育等应用中展开批量应用试点；在工控领 域，国内上百家工控和网络安全设备厂商推出了基于龙芯 CPU 的工控和网安产品。
操作系统
公司拥有 Loongnix 和 LoongOS 两大基础版操作系统。目前，由英特尔与微软构 建的“Wintel”生态体系，以及 ARM 公司与安卓构建的“AA”生态体系是全球 IT 产业两大主流选择。为了打破国外垄断，龙芯中科开展操作系统内核、编译器、 编程语言虚拟机、云计算等基础软件领域的研发工作，形成了面向信息化应用的 基础版操作系统 Loongnix，以及面向工控类应用的基础版操作系统 LoongOS，与 LoongArch 指令系统共同构建了完整的基础软硬件技术生态体系。龙芯操作系统 的发展目标是 API 功能不断简化、实时性可靠性不断提高、通过同一系统架构实 现跨平台的兼容。目前，两大平台已经进入相对稳定的成熟发展阶段。
1.4、业务规模实现跨越式发展，研发高投入
公司主营业务按项目主要分为工业控制及仪表芯片、信息化类芯片、解决方案三 类。在工业控制及仪表芯片领域，国内上百家主要工控和网络安全设备厂商推出 基于龙芯 CPU 工控和网安产品，龙芯 CPU 在关基领域应用处于试点验证阶段； 在信息化类芯片领域，国内数十家整机品牌推出基于龙芯 CPU 的台式、笔记本、 一体机及服务器设备，已广泛应用于电子政务行业，并在金融、教育等行业开展 试点；在解决方案领域，分为硬件模块和技术服务两个部分，随着公司市场开拓 和客户接受度提升，技术服务业务收入占比逐渐降低。
2018-2021 年，公司业务规模实现了跨越式发展。2021 年，公司实现营业收入 12.01 亿元，同比增长 10.99%，2018-2021 年复合年均增速为 83.93%；归母净利润 2.37 亿元，同比增长 229.82%，2018-2021 年复合年均增速为 209.42%。2020 年，公司 净利润出现一定下滑，主要由于当期股份支付费用较大所致。公司业绩快速增长 主要原因是在关键信息基础设施领域，客户对工控类芯片需求不断增加。同时， 基于工控类芯片拓展开发的新解决方案陆续完成，带动公司产品销量增加。
工控业务稳健增长，信息化类芯片快速发展。在工控类芯片产品方面，由于政策 推动相关产业环境持续向好，以及公司推出的工控类芯片产品拓展性、应用领域 细分市场丰富性增加，工控类芯片销售收入稳步增长，2021 年营业收入达 2.95 亿元，占总营业收入的比例为 24.59%；在信息化类芯片产品方面，公司陆续推出 3A3000 系列、3A4000 系列芯片产品，性能成倍提升，符合目前已进入快速增长 阶段的关键信息基础设施领域应用需求，2020 年销售实现了爆发式增长；2021 年下半年由于向使用 LoongArch 指令系统 3A5000 系列切换，厂商需时间磨合， 形成规模增长需要一定时间，因此当年销售收入略有下滑，2021 年信息化类实现 营业收入 6.57 亿元，占比 54.67%。在解决方案方面，收入随着公司客户基础扩大、 客户关系加深而不断增加，2021 年实现营业收入 2.48 亿元，营收占比 20.66%。
公司主营业务毛利率总体保持较高水平。2020 年销售毛利率相对较低，主要原因 为随着公司对信息化类市场的不断开拓，龙芯 3 号系列芯片销售占比大幅提高， 该领域产品毛利率相对较低，导致当年整体毛利率下降所致。分项来看，工控类 芯片毛利率最高，2021 年为 76.08%；信息化类芯片毛利率较低，为 44.61%。 高度重视研发投入，研发费用率显著提升。2020 年公司期间费用较高，主要原因 是公司股份支付费用中 16632.05 万元计入当期管理费用；剔除股份支付影响后， 期间费用占营业收入比重下降，彰显出一定的规模效应。2021 年，公司期间费用， 主要系公司持续加大研发力度，研发费用增长所致。2021 年研发费用率 23.37%， 较前期增长明显，主要用于投入 3A5000 系列芯片在桌面和服务器领域产品化验 证和运用，同时加强研发基础软件和前瞻探索技术。
2.1、政策红利持续释放，助力自主生态发展
政策红利持续释放，助力集成电路快速发展。早在“八五”计划（1991-1995）期间， 我国已明确积极发展集成电路的目标。随着《中国制造 2025》的发布，我国集成 电路产业迎来跨越式发展，到 2025 年国内芯片自给率要达到 70%。《中华人民共 和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》再次明确， 要打好关键核心技术攻坚战，瞄准人工智能、量子信息、集成电路等前沿领域， 实施一批具有前瞻性和战略性的国家重大科技项目。
2.2、集成电路市场持续增长，马太效应显著
全球集成电路市场规模不断增长，我国集成电路产业增速高于全球。集成电路是 一种微型电子器件，通过使用一定工艺将晶体管等元件及相连的布线制作于半导 体晶片上，成为可以实现特定电路功能的微型结构。中央处理器（CPU）是集成 电路中的一种，负责在计算机中解释和执行各种代码指令，是计算机核心处理单 元。随着电子产品应用领域不断拓宽和市场需求深层次发展，全球集成电路市场 规模逐渐增长。
根据 Frost & Sullivan，2016-2021 年，全球集成电路市场规模不断 增加，从 2767 亿美元上升至 4608 亿美元，预计到 2022 年规模将达到 5023 亿美 元，2016 年至 2022 年间复合年均增长率为 10.45%。2021 年我国实现集成电路市 场总规模达 10458 亿元，首次突破万亿，同比增长 18.20%，预计 2022 年市场规 模将达 12036 亿元，2016 至 2021 年行业复合年均增长率为 19.25%。
从全球竞争格局角度，集成电路产业头部效应较为明显。目前全球集成电路市场 主要由美国、韩国以及中国台湾企业所占据。根据 Gartner，2021 年全球前十大集 成电路厂商中，7 家为美国企业（英特尔、美光、高通、博通、德州仪器、英伟 达、超威半导体）、2 家为韩国企业（三星、海力士）、1 家为中国台湾省企业（联 发科技）。在全球市占率排名中，前两名三星、英特尔分别占据 13.7%和 13.1%市 场份额，第三名海力士市场份额 6.5%。2021 年全球前十集成电路厂商销售收入中， 三星以 759.5 亿美元位居榜首，英特尔为 731.0 亿美元，海力士为 363.3 亿美元。
2.3、两大体系主导，x86和ARM为主流架构
CPU 行业存在“Wintel”和“AA”两种主流体系模式。微软+Intel 合作被称为“Wintel” 联盟，自 20 世纪 80 年代以来主导着全球 PC 市场，在 Wintel 体系中，CPU 厂商 生产芯片，操作系统厂商提供操作系统。“AA”是指 ARM+安卓体系，在“AA” 体系中，CPU 厂商对芯片或系统厂商进行指令系统或 CPU IP 核授权，操作系统 厂商提供基础版操作系统，由整机厂商定制专用芯片和发行版操作系统。
CPU 可以分为复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）两类。指令集是计算机中用来计算和控制系统的一套指令集合，为了将指令转化为电信号传达给CPU， 在 CPU 设计时就需要固化各种指令对应的芯片电路模块。因此，指令集是搭建计 算机软硬件沟通的桥梁，对于构建生态体系至关重要。复杂指令集（CISC）指令 丰富，指令长度可变化，用于复杂程序执行时效率高，但由于指令较复杂，寻址 方式不够灵活，会降低机器处理速度；而精简指令集（RISC）指令结构简单，易 于设计，每条指令长度相同，可以提高处理速度，但由于指令数较少,功能不及 CISC 强大。在主流体系架构中，x86 架构采用复杂指令集；ARM、MIPS、Alpha 架构采用精简指令集。
ARM 和 x86 架构活跃度占据前两名。服务器芯片架构中，较为活跃的是 x86、 ARM 和 PowerPC 架构，均支持 Debian、Ubuntu、Fedora、CentOS 四类操作系统。 根据飞腾 2020 年《从端到云全栈解决方案白皮书 V2.0》披露，对比 Linux 内核 （5.3.7 版内核）对于六种 CPU 架构的维护活跃度，由高到低分别为：ARM64（1468 次）、x86（1329 次）、PowerPC（879 次）、MIPS（310 次）、SPARC（114 次）和 Alpha（64 次）。
X86 服务器是当前服务器主流品种。x86 架构除了指令执行和单核多线程能力等 方面具有较大优势之外，从相关芯片、操作系统、数据库到各类应用软件，其完 善的产业体系和生态环境也带来了高度用户粘性， x86 服务器需要与之适配，一直是服务器的主流品种。根据 IDC 数据，在销售额方面，2014-2020 年 x86 服务 器销售额占比均维持在 90%左右。2020 年全球 x86 服务器占总体服务器销售额 90.80%。在销售量方面，2014-2020 年 x86 服务器销售量占比高达 97%以上。2020 年全球 x86 服务器占总体服务器销售量 97.30%。
ARM 架构 CPU 在边缘侧占有压倒性优势。ARM 架构基于 RISC 构建，相较于 x86 架构可以搭载更多核心，具备低功耗、高性能、生态开放等优势。ARM 架构 在计算过程中大量使用寄存器，大部分数据操作能够在寄存器中完成，使 ARM 架构有更快的指令执行速度。在移动手机市场，ARM 的 RISC 架构电路简单，在 手机端发热和能耗方面有优势，同时采用一次性专利授权方式，授权费与产量脱 钩，解放了手机厂商生产力，压缩了成本。当前 ARM 架构已在边缘侧占据压倒 性优势，其应用遍及终端场景，2021 年 ARM 在移动端市场占比已超过 99%市场 份额。随着边缘数据价值提升，计算边缘化成为不可阻挡的趋势，端边云的协同 将成主流，为 ARM 架构朝云端生态渗透打开新空间。
ARM 架构将持续渗透服务器市场。云计算具有数据量极大、用户数量众多特点， ARM 架构高性能、多核心的两大特点使其相较于 x86 架构更适用于云计算。目前 使用ARM架构的服务器CPU芯片有Neoverse系列，华为鲲鹏920，亚马逊Graviton 3 等。根据 ARK INVEST 数据，预计到2030年，ARM 架构在数据中心服务器渗 透率将达到71%，因此x86架构对数据中心服务器市场主导地位将面临挑战。ARM 处理器在可拓展性、定制化方面具有优势：可以支持多样化和快速变化的工作负 载，更具可扩展性和成本效益；可根据不同的利基市场提供更高的定制化服务， 生态系统更弹性；物理足迹相对较小，符合微型数据中心需求。
2.4、市场空间广阔，国产CPU行业持续扩容
CPU 主要应用在服务器和 PC 领域。服务器广泛应用于数据库和 Web 服务中，主 要面向大型公司支持其业务发展；PC 个人电脑则用来处理多媒体信息和网络数据， 主要支持个人用户日常使用。CPU 是服务器和 PC 个人电脑的核心处理单元，其 市场规模、前景与服务器和 PC 个人电脑发展息息相关。 全球服务器和 PC 出货量保持稳中有升态势。根据 IDC 数据：在服务器方面，受 益于全球经济的复苏，2021 年用户对数据中心基础设施的投资持续上涨，全球服 务器出货量达 1354 万台，同比增长 10.98%。PC 方面，2015 年至 2018 年全球出 货量呈现缓慢下降的趋势，2019 年开始，全球 PC 出货量开始回升。2021 年全球 PC 出货量达 3.49 亿台，创 10 年新高。
中国服务器和 PC 出货量增速快于全球。根据 IDC 数据，在服务器方面，2021 年 中国服务器出货量为 391.1 万台，同比增长 11.74%，增速快于同期全球服务器出 货量增速10.98%。在PC方面，2021年中国PC出货量5700万台，同比增长16.09%， 增速快于全球 PC 出货量增速 14.80%。
中国 x86 服务器市场增速快于全球。从出货量来看，2014-2020 年，全球 x86 服 务器出货量增幅情况略有波动，整体呈增长趋势。全球 x86 服务器出货量从 2014 年的 914.8 万台增长至 2020 年的 1180.2 万台，期间复合年均增长率为 4.34%。中 国 x86 服务器出货量整体呈上升趋势，2014-2020 年复合年均增长率为 11.61%， 增速快于全球2014-2020年均增长率4.34%。2020年中国x86服务器出货量为343.9 万台，同比增长 8.11%，快于全球 2020 年增速 1.82%。
双路 CPU 占据我国 x86 服务器主流。根据 IDC 的数据，我国 x86 服务器以双路 为主，2016 至 2020 年，双路服务器占 x86 服务器比重均为 80%以上，2020 年达 到 88.8%。2016 至 2020 年双路 CPU 占比呈现不断提升的趋势。除去双路服务器 之外，还有单路、四路、八路及以上服务器，2020 年合计占比 11.2%。
空间测算：每台服务器 CPU 数量不定，每台 PC 通常有一颗 CPU。2016-2021 年， 中国服务器出货量 CAGR 为 11.33%，在中性假设下，假设未来 5 年国内服务器出 货量增速为 8%，并且全是双路服务器，每台服务器有 2 颗 CPU，单价参考海光 2021 年度 7000 系列，2021 年度约为 8573.52 元/个。2016 至 2021 年，我国 PC 出 货量 CAGR 为 0.55%，在中性假设下，假设未来国内 PC 出货量增速为 1.5%，单 价参考海光 3000 系列，2021 年度约为 1046.24 元/颗。测算出 2025 年中国 CPU 服务器和 PC 领域市场空间分别为 912.37 亿元和 632.95 亿元。
分年度来看，预计 2022 年-2025 年，中国服务器领域 CPU 市场空间分别为 724.27 亿元、782.21 亿元、844.79 亿元、912.37 亿元；中国 PC 领域 CPU 市场空间分别 为还可以根据用户需求定制化丰富操作系统功能 605.30 亿元、614.38 亿元、623.60 亿元、632.95 亿元。目前全球 CPU 市场呈现 Intel 和 AMD 寡头垄断格局。Intel 主导全球 CPU 市场, 在两公司整体 CPU 出货量中，2022 年 Q1 Intel 公司占据 64.8%市场份额，AMD 占 35.1%。中小 CPU 企业由于自身体量、资金、技术等限制，较难在现有格局下 突围。Intel 出货量市场份额接近 AMD 两倍，仍然在市场上占据主导地位。
国产 CPU 企业目前主要有海光、兆芯、海思、飞腾、倚天、龙芯和申威等。按 采用的指令系统类型可分为三类：龙芯和申威早期曾分别采用 MIPS 兼容的指令 系统和类 Alpha 指令系统，现已分别采用自主研发的指令系统；飞腾、海思、倚 天采用 ARM 指令系统；海光和兆芯采用 x86 指令系统。虽然部分企业的产品仍 然基于海外知识产权的指令集，但是自研已成为国内 CPU 企业的大趋势，完全自 主的 CPU 必将趁着国产化的“东风”如雨后春笋般出现。
国产 CPU 企业业绩持续高增，发展势头强劲。采用 X86 指令系统的海光业绩表现 强劲，公司营收呈高速增长态势，2019-2021 年营收 CAGR 达 146.88%。海光 2021年实现营收 23.1 亿元，同比增长 126.07%；归母净利润实现扭亏为盈，从 2020 年的-0.39 亿元增长至 2021 年的 3.27 亿元。采用 ARM 指令系统飞腾 2019-2021 年营收 CAGR 高达 227.34%，2021 年实现营收 22.18 亿元，同比增长 74.37%。相 对于成熟X86架构与ARM架构，自主研发指令系统由于在生态推广方面需要过程， 营收与利润规模相对较小。龙芯与申威两家采用自主研发指令系统的 CPU 企业， 公司业绩保持稳步增长状态，2019-2021 年营收 CAGR 分别为 57.20%、21.03%。2021 年，龙芯中科实现营定收科 12.01 亿元，同比增长 10.99%；归母净利润 2.37 亿 元。申威于实现营业收入 2.08 亿元，同比增长 7.22%；归母净利润 0.14 亿元。
3.1、坚持自主研发，不断完善基础软硬件生态
我国构建完全自主的信息产业生态迫在眉睫。随着全球国际形势的变化，芯片产 业国产化迫在眉睫。公司坚持走“市场带技术”道路，通过体制内市场引领带动技 术进步，再用于体制外的客户拓展。龙芯通过建立自主指令集，联合国内厂商建 立独立于 Wintel 体系和 AA 体系之外的生态，掌握产业话语权。未来公司将以龙 芯 Loongnix 和 LoongOS 为基础，完善基础软硬件布局，在信息系统和工控系统 两大领域推进产业链建设，构筑自身竞争优势。
公司产品下游应用市场广阔。产品广泛应用于电子政务、金融、能源、交通、教 育、医疗、通讯、工业制造等各个领域，打造从端到云的全产业链开放生态体系， 从芯片 IP、OS 内核、主板技术等核心机上层面提供支持。公司引导合作厂商和 客户建立应用适配中心，提供包括龙芯电脑整机、操作系统、办公外设环境及各 种基础软硬件环境。
已有五个签约落成产业园项目，产业生态快速发展。中科院计算所龙芯产业园项 目位于北京市海淀区的中关村，于 2010 年 4 月正式开工，投资金额超 100 亿元。 产业园建成后，将有“高性能多核 CPU 研发与应用”及“龙芯安全适用计算机 CPU 研制和应用”两大国家重大专业入园，并形成围绕两个重大专项的高端集成电路产 业聚集效应。位于浙江金华的龙芯智慧产业园，总投资超 150 亿，旨在打造信息 技术和智能制造的产业集群。
目前，龙芯智慧产业园一期已正式投入运营，2022 年产值有望突破 100 亿元。位于江苏南京龙芯自主创新产业园自 2020 年起开始建 设，是龙芯中科第一个成规模建设产业园，项目投资 30 亿元，将开展新型信息技 术相关产业的研发、生产和销售，吸引上下游企业入驻。山西长治的龙芯信创产 业园总投资 2.2 亿元，自 2021 年 2 月份以来，以龙芯 CPU 为核心，逐步形成从 芯片、硬盘、主板生产到系统集成、整机制造的完整信创产业链。安徽合肥计划 引资 10 亿元建设龙芯国产计算机产业园，用于自主研发基于龙芯系列的高性能服 务器、计算机及其他终端产品等。
3.2、采用完全自研指令集，从根源实现自主
LoongArch 源于 MIPS，是国内首家完全自研指令集。指令系统是软件生态的起 点，只有从指令系统的根源上实现自主，才能完全打破软件生态受制于人的局面。 MIPS 是 MIPS 公司开发的基于固定长度的定期编码指令集，相比于更为主流的 X86 和 ARM 指令系统，MIPS 的授权更为开放。公司与 MIPS 公司于 2011 年、 2017 年签署了技术许可合同，在 MIPS 指令系统基础上扩展了数百条自定义指令， 形成了 MIPS 兼容指令系统 LoongISA，2018 至 2020 年，公司销售主要产品就是 基于 LoongISA 指令系统。2020 年，在处理器研发、基础软件研发、生态体系建 设等方面已具备充足经验积累条件下，龙芯中科彻底摆脱了MIPS指令系统桎梏， 推出了自主指令系统 LoongArch。作为独立自主研发的指令集，LoongArch 突破 国产化瓶颈，为国家信息安全产业奠定基础。
LoongArch 指令系统掌握“2+3+3+2”十大技术能力。第一个“2”即独立设计和编写 BIOS 及操作系统内核能力；“3+3”是基于三大主流编译器（GCC、LLVM、GoLang） 进行编译器开发的能力以及三大主流开发平台（Java 虚拟机、JavaScript、.NET） 搭建能力，助力 LoongArch 指令系统基本达到原有 MIPS 龙芯生态成熟度并开始 反超；最后一个“2”则是通过两大高效二进制翻译系统（LATX、LATA）消除指令 系统壁垒，实现广泛兼容，从 X86 到 LoongArch 二进制翻译系统 LATX 已经能够 运行部分 X86/Windows 应用软件，龙芯 ARM 架构翻译系统 LATA 也已进入预研 阶段。
指令集架构具有较好的自主性、先进性与兼容性。从整个架构顶层规划，到各部 分功能定义，再到细节上每条指令的编码、名称、含义，LoongArch 均进行自主 重新设计。吸纳近年来指令系统设计领域诸多先进的技术发展成果，硬件方面更易于高性能低功耗设计，软件方面更易于编译优化和操作系统、虚拟机的开发。 LoongArch 融合了各国际主流指令系统的主要功能特性，能够实现多种国际主流 指令系统的高效二进制翻译。
3.3、Loongnix和LoongOS具备高度扩展性
龙芯中科拥有面向 PC 与服务器应用的 Loongnix，及面向终端与控制类应用的 LoongOS 两大基础版操作系统。对商业品牌操作系统提供技术支撑，经过多个版 本的迭代，两大操作系统可以对龙芯系列处理器和配套芯片提供完备的支持，也 可以根据用户商业需求灵活定制具体功能。Loongnix 实行“以开源社区版为基础支持商业版和定制版发展”的生态模式。以此 作为技术和产品源头，一方面支持品牌操作系统厂商研发其商业发行版产品，另 一方面支持云厂商、OEM 等企业根据需求研发其定制版操作系统。Loongnix 包 括 Loongnix-Server、Loongnix-Client 以及 Loongnix-Cloud 三个产品系，分别面向 服务器、个人计算机和云计算领域。Loongnix 还推出三维地球显控中间件 LoongEarth，性能大幅优于已有三维地球显控软件。
LoongOS 是具备精简、高效、实时特征的工控类操作系统。基于通用 Linux 内核， LoongOS 利用 RT-Linux 技术实现实时性。支持 FrameBuffer、EGL、Wayland 三 种图形应用模式，具备系统轻量、启动迅速、开发便捷等特点；Wayland 模式可 以支持多窗口应用，实现了全功能的三维 OpenGL 驱动和编程接口，具备简洁的 个人计算机图形环境。LoongOS 三种图形模式都支持 Qt 编程开发和应用环境， 支持兼容 VxWorks 的 RTAPI 编程接口。针对嵌入式系统的需求，实现了文件系统 加固、掉电保护、分区保护、安全隔离等特性，还可以使用配套的集成开发环境 LDK 根据需求灵活定制专用系统。
结合 LoongArch 指令集，Loongnix 和 LoongOS 具备高度扩展性。龙芯中科是全 世界范围内极少数既自研指令集又独立开发操作系统，并建立了完整软硬件技术 生态体系的公司。因此龙芯操作系统可以灵活地将 BIOS、Linux 内核和 GCC 编 译器、C 库等进行磨合，对包括 Java 虚拟机、.NET 虚拟机、浏览器、OpenGL、 媒体播放、显控中间件等在内的重要应用程序编程接口模块和功能模块进行完善， 还可以根据用户需求定制，丰富操作系统功能，并从硬件和指令集层面配合优化 系统效果。这种从硬件底层支持高扩展性和高灵活性的特点可以使 Loongnix 和 LoongOS 在与其它操作系统的竞争中获得巨大优势，并在持续的迭代中打破硬件 瓶颈，获得持续发展。
3.4、成本性能占优，自研芯片行业地位突出
龙芯系列芯片设计启动时间早，研发经验丰富，行业地位突出。“龙芯”系列是我国最早研制的通用处理器系列之一，公司已拥有一系列自主专利和知识产权，技 术优势突出，产品竞争力较强，处于国内通用处理器行业的领先地位。公司目前 拥有三大系列芯片，成为国内自主 CPU 的引领者、自主生态的构建者。工控类芯片销售数量逐年增加。工控类芯片主要应用于工业领域，过去三年公司 工控类芯片销售量不断提升，销售单价却在不断降低，主要原因工控类芯片以龙 芯 2 号为主，由于龙芯 2 号需要较高的工艺水平和测试要求，且部分产品对应用 环境要求高，因此销售单价较高，与此同时，工控类芯片还包括龙芯 1 号，龙芯 1 号的应用比龙芯 2 号广泛，随着龙芯 1 号的销售数量和量产规模提升，拉低工 控类芯片整体销售单价，导致单价逐年递减。
信息化类芯片销售数量先上升后下降，单价小幅下降。2019 年和 2020 年，随着 3A4000 系列产品推广，公司全面铺开办公与业务信息化应用，信息化芯片销量大 幅增长，2021 年下半年由于推广 LoongArch 指令集的 3A5000 系列芯片，整机厂 商和操作系统厂商都需要磨合，规模化放量尚待时日，因此 2021 年的信息化类芯 片销量有所下降。在单价方面，维持小幅下降的趋势，为了快速推进电子政务市 场，3A4000系列芯片初始定价低于3A3000系列，且随着3A5000系列推出，3A4000 单价呈现进一步下降趋势。
解决方案由于不同方案之间差异较大，其单价不具有可比性，销售收入占比总体 呈现降低的趋势。解决方案细分为硬件模块和技术模块，其中硬件模块分为处理 器的开发板和验证模块。开发板是为了推广 CPU 产品的一类标准版型产品，只用 于下游设计的开发参考；验证模块是公司早期根据客户需求定制的电路板模块产 品，提供给下游整机厂商；技术模块是公司提供的系统产品适配服务，主要为了 支持客户使用龙芯处理器。综合来看，随着公司芯片业务的提升和市场不断开拓 积累，市场对龙芯产品接受度不断提升，解决方案收入占比总体呈现降低的趋势。
与国产同类产品比较，龙芯系列芯片具有优势。龙芯 CPU 所有片内关键 IP 核源代码均为自主编写。自主设计电路图，在通用 CPU 芯片领域实现了较大创新突破。 首款基于 LoongArch 指令系统的 CPU 产品龙芯 3A5000 已于 2020 年年底完成流 片，并于2021年5月形成销售。龙芯3A5000采用LA464微结构，主频2.3-2.5GHz， 集成双通道 DDR4-3200 和 HT3.0 接口，单核 SPEC CPU 2006 Base 定浮点分值 均超过 26 分，在国产同类 CPU 中处于领先地位，同时逼近开放市场主流产品水 平。3A5000 各项性能参数方面占优，与采用领先 3A5000 两个工艺代制程的 ARM 架构 PC 产品性能相当，Unixbench 多线程测试分值甚至超过采用 X86 和 ARM 架 构的相同工艺节点八核 PC 产品。
自研 CPU 成本优势转化出性价比优势。由于龙芯系列 CPU 均为国产自研且采用 自主指令系统 LoongArch，无需缴纳大量专利费用及授权费用，相比基于国外研 发指令集 CPU 成本更低，售价也更为亲民。同时随着国产化进程的推进，大规模 加装自研芯片也会提高生产规模，进一步摊薄生产成本；销量越大，成本越低。 有了更多的使用经验，也可以进一步促进技术创新，满足更多用户的需求，不断 优化产品性能，降低系统成本。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
精选报告来源：【未来智库】
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