CPU 行业受益于服务器需求增长
思瀚产业研究院    2024-12-16

CPU（Central ProcessingUnit）是中央处理器，电子产品用来负责计算最核心的部件之一，主要功能包括指令执行、数据处理、控制、信息等。CPU 广泛应用在个人电脑（PC）、服务器、智能手机和平板、游戏机、嵌入式系统等。

根据 Yole，全球 CPU 市场规模将会由 2023 年的 600 多亿美元，增加到 2024年的 700 多亿美元。这其中最重要的增量依然是来自于数据中心服务需求的增长。在 CPU 行业中，英特尔和 AMD 是两名占据最大份额的玩家，尤其在 x86 生态体系中。

根据 Mercury，今年三季度 AMD 在台式机和笔记本电脑的 CPU 行业的市占率分别为 28.7%和 22.3%，较 2018 年 10%左右市占率明显上升。作为对比，英特尔在今年三季度的台式机和笔记本电脑的 CPU 行业的市占率为 71.3%和 77.3%，相较于 2028 年的份额是下降的）。这两名玩家在服务器CPU的份额趋势与个人电脑CPU的类似。

根据Mercury，在今年三季度，AMD 在 x86 服务器 CPU 中的市占率达到了 24.2%，同比增长 0.9 个百分点，环比增长 0.1 个百分点。在 2016 年的一季度，AMD 的服务器 CPU 份额仅为 0.3%。AMD 在过去几年的份额增长明显。

而英特尔的份额在过去几年是下行的。英特尔在今年三季度的 x86 服务器CPU 中的市占率为 75.8%，同比下滑 0.9 个百分点，环比下滑 0.1 个百分点。英特尔和 AMD 的竞争开始于 1970 年代。在这两名玩家份额上下浮沉的过程中，其CPU产品的性能优势是决定其各自份额最重要的因素。

在持续的竞争中，这两家公司需要持续稳定保持每代产品的迭代不出问题，并提升性能降低成本。而CPU过去几十年的发展是摩尔定律最重要的体现。在做产品的过程中，英特尔曾经一度因其 IDM，即芯片设计和晶圆制造一体化，保持其产品迭代的领先。但是，随着晶圆制造进入到 7nm 节点，制造工艺的投入大幅提升，英特尔的制造演进遇到困难。与此同时，AMD 通过代工模式与台积电进行合作。

2019 年 AMD 发布 7nm的 Rome 处理器，首次在服务器 CPU 制程上超越了英特尔（14nm）。2020 年英特尔宣布推迟 7nm（后更名为 Intel 4）制程至 2022 年。AMD 因而确立在服务器 CPU 制程上的领先地位。2021 年，AMD发布了 5nm 的处理器 Genoa，同期英特尔服务器则采用 7nm 制程。这也是过去几年 AMD 的份额相较于英特尔开始上升的原因。

另外，英特尔因其在 x86 架构中的领导地位而具备较高的护城河。而目前ARM 架构的市场关注度也逐渐提升，从而对英特尔产生影响。从积极的角度看，AI 大模型带来 AI 算力的提升，有利于英特尔的发展。而且，英特尔策略向 IDM 2.0 倾斜，通过解绑芯片设计和晶圆制造，从而更好地享受 AI 算力芯片的发展红利。

从半导体周期角度，与上文 GPU 趋势类似，CPU 的出货量同比增速与全球半导体销售额同比增速趋势大体一致，呈现周期波动。在本轮上行周期中，CPU 季度出货量同比增速在 2022 年三季度触达-35%底部，然后一路上行至2023 年四季度的 28%，在今年一二季度有所回落。而全球半导体季度销售额同比增速在 2023 年一季度触底达到-21%，随后开启上行，同比增速连续改善至今年二季度的+20%。

如今，常提及的电脑处理器与 CPU 的定义已经存在较大的差异。以英特尔的 Lunar Lake 处理器为例，该处理器包含 CPU、GPU、NPU、媒体显示、存储等模块。CPU 是核心计算模块之一，而处理器的概念更加接近手机中 SoC的概念，是多个子系统的集成。

AI PC 带动 CPU 性能提升。由于生成式 AI 在端侧尤其是个人电脑端的渗透，电脑的处理器的 AI 算力需求大幅提升。在 PC 处理器中，CPU、GPU、NPU（Neural Processing Unit，神经网络处理单元）都可以提供算力。其中，NPU作为加速计算处理器，是最重要的 AI 算力增量。CPU 和 GPU 也都可以提供算力增量。例如，英特尔 Lunar Lake 的 Core Ultra 200v 系列具备 40 TOPS 的NPU 算力，但是结合 CPU 和 GPU 提供的算力，整体算力 120TOPS。

AMD PC 处理器主要为锐龙系列。2017 年以前由于架构及性能原因市占率较低，2017 年 AMD 推出了首款基于 Zen 架构的 CPU 处理器锐龙（Ryzen）1000系列，较此前性能有了巨大提升。

而作为 ARM 架构的苹果电脑的 M 系列芯片的 AI 算力也在加速提升。从数据中心处理器来看，在英伟达 AI 服务器需求爆发之前，英特尔的 x86架构的处理器一直占据领导地位。英特尔今年 10 月推出第六代至强处理器，主要分为两个系列，分别是采用E 核（能效核）设计的 Sierra Forest 系列和采用 P 核（性能核）设计的 GraniteRapids 系列。

P 核架构的 Granite Rapids 系列主要针对高性能应用场景，面向代际升级。而 E 核的 Sierra Forest 系列针对能效进行优化。在英特尔发布会中，公司将其余第二代至强处理器（约 5 年前发布）进行了对比，同样性能下占用空间密度由 220 个机架减少至了 66 个。AMD 数据中心主要的处理器产品是 EPYC（霄龙）系列处理器。

AMD 于 2016年发布了 Zen 微架构，取代了此前的 Bulldozer。并于 2017 年发布了首款基于 Zen 架构的服务器 CPU Naples。此后在 2019 年推出了基于 Zen2 架构的服务器 CPU Rome，在 2021 年推出基于 Zen3 架构的 Milan。2023 年主推基于 Zen4 架构的 Genoa，2024 年推出 Zen5 架构及服务器 CPU Turin。

更多行业研究分析请参考思瀚产业研究院官网，同时思瀚产业研究院亦提供行研报告、可研报告（立项审批备案、银行贷款、投资决策、集团上会）、产业规划、园区规划、商业计划书（股权融资、招商合资、内部决策）、专项调研、建筑设计、境外投资报告等相关咨询服务方案。