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頭豹研究院數(shù)據(jù)，近年來國內(nèi) DPU 市場中，國際三大巨頭英偉達，博通，Intel 的份額分別達到 55%、36%、9%。但國內(nèi)DPU廠商也逐漸崛起，本文重點介紹星云智聯(lián)、大禹智芯、云脈芯聯(lián)、芯啟源和中科馭數(shù)。
2013 年，AWS 研發(fā)了 Nitro 產(chǎn)品，將為虛擬機提供遠程資源、加密解密、故障跟蹤、安全策略等服務程序的資源開銷，全部放到專用加速器上執(zhí)行，“輕量化 Hypervisor+定制化硬件”的上場一舉節(jié)省30%CPU 資源。因此數(shù)據(jù)中心稅（即服務器算力稅率）可以近似看成是節(jié)約的 CPU資源率 30%。因此，我們假設數(shù)據(jù)中心稅為 30%，進而可以假設，DPU 的潛在價值量是 CPU 的三分之一（因為 DPU 能節(jié)省 CPU 三分之一資源）。
預計2025年全球DPU市場空間有望超 260 億美金，CAGR 高達54%。
存量服務器數(shù)量、市場規(guī)模：根據(jù)同花順財經(jīng)，騰訊開發(fā)者社區(qū)，海光信息招股說明書數(shù)據(jù)，一般服務器生命周期為 5 年（參考紫光股份投資者問答，以及騰訊云計算官方論壇相關內(nèi)容），因此，16-20 年這五年的服務器總出貨量就是 21年的服務器存量。根據(jù)《海光信息招股說明書》數(shù)據(jù)，我們看到 16-20 年全球服務器總出貨量為 5540.7 萬臺，對應總市場規(guī)模為 3913.2 億美元。
新增服務器市場規(guī)模：根據(jù)《海光信息招股說明書》數(shù)據(jù)，參考 16-20 年全球服務器市場規(guī)模的復合增速 10%，我們看到全球科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，因此對服務器的需求有望持續(xù)，假設 21-25 年仍以 10%的復合增速保持增長，則 21-25 年全球服務器市場規(guī)模分別為 1011.2 億美元、1101.3 億美元、1211.4 億美元、1332.5 億美元、1465.8 億美元。
CPU 占服務器成本：因為服務器其他環(huán)節(jié)成本相對固定，技術壁壘低，因此隨著量的增加成本有逐步下降趨勢；但 CPU 屬于高技術壁壘的產(chǎn)品，且隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展其復雜度將越來越高，進而在服務器成本的比重有望逐步提升。假設隨著芯片制程先進性的提高，高端 CPU 占服務器的成本會從 30%逐漸提高到 36%。
測算思路：
1）增量市場：按照數(shù)據(jù)中心稅當前為 30%計算，當前 DPU 市場潛在規(guī)模為 CPU 在服務器市場中市場規(guī)模的 30%。根據(jù)這一思路，測算出 DPU的潛在市場規(guī)模。
2）存量市場：由于服務器生命周期為 3-5 年，按照原有服務器假設 21-25 年仍以 10%的復合增速保持增長，則 21-25 年全球改造比例為 25%分四年改造完成。根據(jù)海光信息招股說明書，16-20 年五年一個周期，全球服務器存量市場規(guī)模為 3913.2 億美元。
3）整體來看：總體 DPU 市場規(guī)模（億美元）=（服務器市場規(guī)模+存量服務器市場規(guī)模*改造比例）*CPU 占服務器的成本*服務器算力稅率；計算得出 2025 年全球 DPU 市場空間為 264 億美元。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2020 年全球 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達 30.5 億美元，據(jù)方法一測算，至 2025年，市場空間將有望達到約 264 億美元，期間 CAGR 為 54.0%。
1、DPU 產(chǎn)業(yè)鏈分析
DPU 技術方案與主流廠商：當前業(yè)界 DPU 的實現(xiàn)技術方案主要分為兩種——FPGA 和 ASIC/SoC（systemofchip，系統(tǒng)級芯片）。國外主流廠商有 Fungible、Mellanox（2020 年 4 月被英偉達收購）、英偉達、英特爾等。
DPU 產(chǎn)業(yè)鏈分析：
上游：EDA、IP 核、制造、封測；中游：云廠商、芯片廠商；下游：云廠商、電信領域。
根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2020 年全球 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達30.5 億美元，預計到 2025 年全球 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超過 245.3 億美元，期間 CAGR 高達 51.73%。
中國 DPU 產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢：得益于數(shù)據(jù)中心升級和邊緣計算、新能源汽車、IoT、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展所帶來的需求增長，中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，預計中國 DPU 市場將迎來快速增長。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2020 年中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模達 3.9 億元，預計到 2025 年中國 DPU 產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將超過 565.9 億元，期間 CAGR 高達 170.6%。
1、DPU 行業(yè)上游分析-EDA——DPU 研發(fā)之基
EDA 是集成電路上游的設計基礎工具，對 DPU 研發(fā)與生產(chǎn)中的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品技術水平有重要影響。
EDA 行業(yè)可撬動數(shù)千億集成電路市場規(guī)模。根據(jù) ESDAlliance、21ic 電子網(wǎng)據(jù)，2021 年 EDA 全球市場規(guī)模 132.75 億美元，卻撬動了千億美元級別的半導體市場和數(shù)萬億美元的電子產(chǎn)品市場，乃至數(shù)十萬億美元規(guī)模的數(shù)字經(jīng)濟。中國擁有全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場，EDA 杠桿效應更大，一旦 EDA 產(chǎn)業(yè)鏈基礎出現(xiàn)問題，整個集成電路產(chǎn)業(yè)乃至上層運行的數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)都會受到影響。
全球 EDA 市場規(guī)模：EDA 行業(yè)占整個集成電路行業(yè)市場規(guī)模的比例雖然較小，但以百億美元左右規(guī)模體量，支撐和影響著數(shù)千億美元的集成電路行業(yè)。受益于先進工藝的技術迭代和眾多下游領域需求的驅(qū)動，全球 EDA 市場規(guī)模呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長態(tài)勢，行業(yè)持續(xù)高景氣。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，全球 EDA 市場規(guī)模從2012 年的 65.36 億美元持續(xù)增長至 2021 年的 132.75 億美元，年復合增速為8.2%。
國內(nèi) EDA 市場規(guī)模：在集成電路產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定向好、設計環(huán)節(jié)較快增長的發(fā)展態(tài)勢下；疊加 EDA 軟件重要性凸顯，占集成電路規(guī)模比重提升；EDA 工具市場規(guī)模保持穩(wěn)定上漲態(tài)勢。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2016-2020 年，我國 EDA 市場規(guī)模由 57.4 億元增長至 93.1 億元，期間 CAGR 為 12.85%。
2、DPU 行業(yè)上游分析-IP 核——DPU 大廈的鋼筋與混凝土
IP 核是 DPU 研發(fā)生產(chǎn)中必不可少的一部分，以英偉達 DPU 為例，其由內(nèi)核，網(wǎng)絡連接部分，AI 加速器，加速器引擎，PCIe 接口，內(nèi)存等架構組成。其需要外購 CPU 芯片 IP，接口芯片 IP，存儲 IP 等。因此 DPU 的研發(fā)生產(chǎn)過程中，IP 核是必不可少的一部分。
從市場總體來看，IP 市場規(guī)模穩(wěn)步提升，市場增速上行。根據(jù) IPnest 數(shù)據(jù)，2021 年全球半導體 IP 核市場規(guī)模為 54.5 億美元，同比增速從 2018 年的 6.0%上升至 2021 年的 19.4%。預計未來幾年市場規(guī)模將持續(xù)穩(wěn)步擴張，根據(jù) IBS 數(shù)據(jù)，全球半導體 IP 核市場規(guī)模有望在 2027 年達到 101 億美元，IBS 口徑下2018~2027 年 CAGR 達 9%，其中處理器 IP 市場增長較快，增速達 10%。
2、DPU 制造中的能工巧匠
DPU 廠商多為 Fabless 模式，需要尋找代工廠來進行芯片的制造，封裝，測試等過程。追尋摩爾定律能讓消費者享受更便宜的算力，晶圓代工是推動摩爾定律最重要的環(huán)節(jié)。
1、行業(yè)的下游應用——數(shù)據(jù)中心—DPU 當前的核心應用場景
數(shù)據(jù)中心作為數(shù)據(jù)產(chǎn)生、匯聚、融合、傳輸?shù)闹匾獔鏊?，是承載算力的物理實體，是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉型的催化劑，是數(shù)字產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的動力引擎，是我國新基建的核心組成部分。
全球服務器景氣度回升，DPU 廠商有望受益。受益于大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等下游應用場景的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)運算和存儲的需求快速增長，服務器迎來快速放量。根據(jù) Counterpoint、國際電子商情數(shù)據(jù)，2022 年全球服務器市場的收入將同比增長 17%，達到 1117 億美元。根據(jù) IDC、立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng)，芯片成本在基礎型服務器中約占 32%，在更高性能的服務器中，芯片相關成本占比高達 50%-83%。因此，提供有利于服務器提高性能，降低成本的解決方案的 DPU 廠商將在成本日益提升的服務器芯片市場中得到廠商更多的青睞。
2、行業(yè)的下游應用——互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)：數(shù)據(jù)中心下游客戶之一，大型企業(yè)為 DPU 潛在用戶
對于 DPU 行業(yè)來說，大型互聯(lián)網(wǎng)用戶價格敏感度低，部分領域時延敏感度高，體量大，替換成本高，是優(yōu)質(zhì)的潛在下游群體。DPU 廠商可與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進行深度合作，獲得先發(fā)優(yōu)勢，輔助其開發(fā)適用于自身業(yè)務狀況的專用 DPU，并使其在定制IDC 過程中提出融入DPU需求。
互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)將加速數(shù)據(jù)中心領域的布局，深入與第三方 IDC 運營商合作，DPU前景可期。隨著互聯(lián)網(wǎng)和通信技術的發(fā)展，人們的業(yè)余生活不斷豐富，對互聯(lián)網(wǎng)的多樣化需求也不斷提高，在新的時代背景下，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)如何在激烈的市場競爭中保持原有的市場地位，必須不斷對互聯(lián)網(wǎng)應用進行創(chuàng)新，提高自己的核心競爭力。DPU 可有效提升互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)服務能力，對自身服務器性能，時延，網(wǎng)絡安全等方面加以提升。
DPU 在金融、政府和電力用戶領域?qū)⒏喟l(fā)揮安全性的優(yōu)勢。除性能提升之外，DPU 還可為這三類用戶提供零信任保護，實現(xiàn)主機業(yè)務和控制平面的完全隔離，以達到減少數(shù)據(jù)泄露，拒絕未授權訪問的目的。因此 DPU 與這三類用戶共同合作，協(xié)同效應明顯，數(shù)據(jù)安全價值很大。
云計算市場是數(shù)據(jù)中心核心的需求來源，也是對 DPU 行業(yè)最先應用的場景。數(shù)據(jù)中心云計算用戶主要分為公有云、私有云和獨立第三方云計算廠商。
芯片方面，CPU 仍以英特爾和 AMD 為主。TOP500 榜單上使用英特爾 CPU的超算高達 388 臺，占比 77.6%，93 臺使用 AMD 處理器。此外異構計算芯片在超級計算機中應用越來越多，TOP500 榜單上共有 168 臺超級計算機使用了加速器/協(xié)同處理器技術，其中 154 臺使用了英偉達芯片，8 臺采用 AMD 芯片。
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