云计算——被验证的半导体赛道

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昨日，据第一财经报道，此前传闻华为的x86服务器业务出售已有实质进展。工商登记显示，华为控股的超聚变数字技术有限公司股东已变更为河南超聚能。

作为华为服务器的主力，X86为华为带来了大量营收。选择出售x86，更多是由于美国限令迫不得已的无奈。除了X86，华为在云计算领域还有ARM架构，比如鲲鹏系列和昇腾计算。华为的此次经历，成为了国内云计算自研芯片的加速剂。

10月22日，深圳遇贤微电子获得过亿元人民币天使融资。遇贤微电子是一家高性能云计算CPU公司。这家去年成立的初创公司是由前英特尔和ARM的高管联合创立，他们正在研发国产第一颗公开发售、基于arm架构、4nm工艺、160内核的高端服务器CPU。

云计算作为互联网的神经中枢，维持信息的稳定传送，而其中的芯片关注度与日俱增，国产云计算厂商推陈出新，云计算芯片已经成为下一个爆发点。

2021中国信息通信研究院《云计算白皮书》中，数据显示：2020年，我国云计算市场呈爆发式增长，整体市场规模达到2091亿元，增速56.6%。其中，公有云市场规模达到1277亿元，同比增长85.2%；私有云市场规模达814亿元，同比增长26.1%。云计算逐渐出现虹吸效应，并在安全性、网边端形成新的服务方式。JP Morgan报告认为，到2025 年，数据中心的芯片市场价值将近180 亿美元。

请输云计算市场格局。图源：中国信通院 云计算市场格局。图源：中国信通院入图说

云计算要快速发展，必要研发可靠的核心硬件。在芯片上，则以服务器芯片和存储芯片作为两大主要阵地。

中国服务器市场在疫情期间恢复快，去年保持了高达17.6%的同比增长。随着国家十四五规划的推进以及新基建的投资，未来五年中国服务器市场将保持健康稳定的增长。2021-2025 年，中国服务器市场规模将由 257.31 亿美元升至 410.29 亿美元，保持 12.5%的年复合增长率，服务器芯片也将迎来广阔市场。

2019-2025中国服务器市场规模预测。来源：IDC

目前，全球服务器芯片的架构仍然以X86独大，ARM与其他架构份额较小。根据JP Morgan的数据显示，目前还没有明显迹象表明大量的数据中心开始从x86架构转移到ARM架构。预计到2025年，X86仍会是数据中心主要架构，预计仍会有90%市占率。

国内来说，IDC数据显示，2020年，中国服务器市场出货量为350万台，同比增长9.8%；市场规模为216.49亿 美元（约合1,489.9亿元人民币），同比增长19.0%。其中，X86服务器市场出货量为343.93万台，同比增长8.1%；市场规模为208.23 亿美元（约合1,433.2 亿元人民币），同比增长 17.7%。

X86架构无法撼动地位很大原因是其软件生态已经非常庞大和丰富，从软件到OS都已经非常固定。不过，在云时代这个固有的格局正在改变——ARM的份额正在增加。

由于X86授权费用昂贵且授权困难，许多公司都已经开始打造基于ARM的自研服务器芯片。亚马逊在ARM架构下推出了自己的服务器芯片Graviton，2019年底发布基于Arm架构的Graviton2处理器，可用于AWS EC2服务，相较x86 Intel Xeon同类产品计算容量提升了4倍，性价比提升40%。

在Graviton2的加持下，AWS在 2021服务器领军榜中登上Arm架构服务器处理器榜首，在市场、价格优势、性能、可靠性和创新5个评价维度都是第一名。

目前，Graviton已经广泛商用。今年年初，aws正式宣布 Graviton 2正式落地中国。由Amazon Graviton2处理器提供支持的Amazon Elastic Compute Cloud（Amazon EC2）M6g、C6g和R6g实例已在由光环新网运营的Amazon Web Services中国（北京）地区和由西云数据运营的Amazon Web Services中国（宁夏）区域推出，这是其自研处理器首次落地中国区域。

国内，华为云公司在服务器方面的架构分别为ARM、和X86，其中，以X86架构为基础的服务器占华为服务器出货量的绝大部分。

2020中国服务器厂商份额。图源：IDC

去年年末，华为在全球服务器市场上有5%的份额，由于美国禁令，华为在今年年初在国际上已经跌入“其他”队列，受到X86无法出货的影响，华为的服务器业务正经历重创。

除了X86，华为保留了ARM架构为基础的服务器产品——鲲鹏。2019年，华为发布高性能处理器鲲鹏920，采用7nm工艺制造，基于ARMv8架构，拥有64个2.6GHz核心，支持8通道DDR4、PCIe 4.0和CCIX互联芯片，相比于X86拥有更低的功耗。

2020年3月27日，华为在线上举办了2020开发者大会，公布了鲲鹏+昇腾计算平台生态的最新进展。华为云与计算BG总裁侯金龙表示，希望用三年的时间让90%的应用都可以跑在鲲鹏上。侯金龙表示，5G时代所有的应用都在走上云化，手机、平板等端侧基于ARM架构，鲲鹏也是基于ARM架构，云、端同构后性能可以提升40%，这是鲲鹏与x86架构相比的天然优势。据悉，目前华为鲲鹏处理器主要应用于党政机关、事业单位、大型国企和国有银行的场景中。

基于鲲鹏处理器的Taishan服务器。图源：华为计算平台

除了华为鲲鹏之外，国内还有基于X86的兆芯和海光、基于arm的飞腾。同时，国内商用公开的服务器芯片还有包括申威和龙芯在内的自研指令集。

RightScale发布过一份《2018年云状况调查》，在1000＋名受访者中，81％的企业采用了多云战略。多云环境下的企业用户需求，对于企业级存储的选择依然不会减少。

IDC报告显示，今年以来，中国外置存储市场始终保持较快增长。今年上半年，中国外置存储市场规模达23.9亿美元，同比增长33.5%。其中，华为的市场份额占据领先地位，达到29.6%；其次是新华三、浪潮、联想及海康威视，市场份额分别是12%、10.4%、7.9%和6.1%。

2021上半年中国外置存储市场份额。图源：IDC

在国内自研存储芯片领域，紫光、晋华、长存和长鑫是主要的参与者。近年来，紫光集团旗下长江存储、武汉新芯，以及兆易创新及其合作厂商合肥长鑫等在DRAM和Flash领域逐渐突破技术壁垒。

长江存储是国内第一家可以完成3D NAND Flash存储芯片的厂商，兆易创新在2020年全球NOR Flash市场中市占率达到15.6%，排名第三，仅次于华邦和旺宏。

技术上，随着制程不断艰深，传统存储芯片的弊端也逐渐开始显现，DRAM更容易受到外部电荷的影响；Flash在工作时面临严重的串扰问题，从而缩短其使用寿命，PCRAM和MRAM成为了云计算架构的新秀。

Intel和美光2015年曾经联合推出了3D Xpoint技术，这是PRAM发展的另外一个领域。Objective Analysis和Coughlin Associates曾经的报告“Emerging Memories Ramp Up”预测，到2029年，3D XPoint以Intel Optane的形式带来的收入增长将高达160亿美元，虽然从未明确声明这种新兴存储器是PCRAM，但业内一致认为就是3D Xpoint是PCRAM的一种变种。

PCRAM突破存储容量的两大技术方向之一：三维堆叠3DXpoint。来源：Intel

MRAM自1990年代就开始发展，其速度不下于SRAM，且如闪存一般，能在断电后保留数据，能耗更低于DRAM，是未来通用内存的候选技术之一。本月初，上海亘存科技获得数千万Pre-A融资，这是一家从事MRAM存储器研发、设计的公司。其负责人表示，MRAM有数百亿规模的潜在市场，过早的重资产投入、制备工艺不成熟、对标技术地持续优化、应用侧没有准备好、产品无法落地，最早一批的 MRAM 公司发展大多都不顺利，而MRAM真正的时机在2019年才开始。

在信息科技惊速发展的今天，各行业数字化转型步伐加快，以云为核心的智能化、数字化速度正在加快，云服务变得越来越主流，云IT设施迎来历史重大机遇。对于半导体巨头而言，云计算是必须布局的板块，现阶段十四五刚刚开局、新基建渐入佳境，中国云计算正在飞速发展、，也是一段不可观望的时机。

关键词： 芯片