从芯片到系统国产，信创产业如何4步走上自主路？

来源 | 智东西

信创产业发展是国家经济数字化转型、提升产业链发展的关键。我国明确了“数字中国”建设战略，抢占数字经济产业链制高点。推进信创产业的发展，促进信创产业在区域性落地生根，带动传统IT信息产业转型，构建区域级产业聚集集群，国产信创生态的建设将成为推动经济发展的重要力量。

内容来自东吴证券的报告《2022信创产业发展研究》，从政策和市场状况解析国产信创产业。

01.信创产业，国家安全的重要组成部分

目前国内重要信息系统、关键基础设施中使用的核心信息技术产品和关键服务大多依赖国外，全球网络根域名服务器为美国掌控；中国90%以上的高端芯片依赖美国几家企业提供；智能操作系统的90%以上由美国企业提供。中国在政府、金融、能源、电信、交通等领域的信息化系统主机装备中近一半采用外国产品。

从伊朗核电站遭遇病毒攻击，到震惊世界的“棱镜门”事件，人们更深刻地认识到，互联网安全不仅关乎公民人身财产安全，更关乎国家经济发展和国防安全。关键信息基础设施对国家安全、经济安全、社会稳定、公众健康和安全至关重要。只有保障关键信息基础设施的供应链安全，才能维护国家安全。

▲高端芯片产品对外依存度较高

随着俄乌战事推进，美国科技巨头相继宣布制裁俄罗斯。硬件方面，英特尔、AMD、联想、戴尔、苹果等科技企业宣布停止对俄罗斯供货，软件方面，SAP、Oracle等软件巨头宣布停止在俄罗斯的产品销售和服务。这意味使用这些巨头产品的企业、机构业务将面临瘫痪。在经济全球化的时代，科技显然已经成为大国博弈的重要利器。

一方面，开源技术无国界，但科技人员和开源社区有国界。使用开源软件仍有被制裁的风险，开源社区Github严格限制俄罗斯获得其维持侵略性军事能力所需的技术和其他物品。另一方面，开源安全漏洞风险显著。根据新思科技《2021开源安全与风险分析报告》显示, 84%的代码库至少含有一个漏洞,近三年漏洞比例逐年增高, 60%的已审核代码库包含高风险漏洞。

受到这些制裁，俄罗斯已做好启用本国互联网系统的准备。俄罗斯较早就布局IT国产化，早在2013年就已经颁布相关国产化政策，并且针对于芯片、操作系统等关键基础软硬件已经有相关替代产品。

从西方对俄罗斯的制裁来看，可谓全方位，任何不能保证自主可控的环节都会成为被攻击的弱点。对中国来说，无论是芯片的设计、制造、封装，还是操作系统的自主开发、社区开源，都需要有自主可控的后手准备。国产化保证了社会经济的正常运转，保障了国家安全，更为未来发展国家自己的信息技术产业打下坚实基础。

10月29日十九届五中全会公报指出，坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。在提出的十二项核心任务中，将“创新、科技自立自强”放在首要和核心地位。科技发展不仅是十四五重点，同时“关键核心技术重大突破”也是2035年远景目标。科技自立自强是十四五的关键词，而科技自强的前提是科技自立，而科技自立正是关键核心技术的“自主可控”，也就是信息技术创新应用。

▲各环节国产化情况

可喜的是，我国全球创新指数排名从2015年的第29位跃升至2021年的第12位。集成电路、基础软件等部分关键核心技术取得突破。2019年以来，我国成为全球最大专利申请来源国，5G、区块链、人工智能等领域专利申请量全球第一。信息技术产业进一步做大做强，电子信息制造业增加值保持年增长 9%以上，软件业务收入保持年增长 13%以上。战略性技术产业生态不断优化。

国产化大体上有三个阶段——从不可用到可用，再到好用。目前我们已经达到了可用阶段，而且有些方面已经在向好用发展。我们可以从同国外差距最大的芯片、操作系统、数据库来看国内信创产业的水平。

国产芯片设计水平达到国际领先。在芯片设计环节，龙芯、飞腾、鲲鹏已经获得了一定版本指令集架构的永久授权，龙芯、申威拥有指令集架构的自主知识产权；在IP 核设计上，上述机构已经基本上拥有了自主知识产权，掌握了发展的主动权，甚至达到了国际领先，从性能上看，国产CPU已经接近甚至领跑国际水平。

目前不仅中芯国际已经掌握了28nm的量产能力，华虹半导体也在2018年实现了28nm芯片的量产，具备量产运营能力。实际上就目前业界推进情况来看，几乎所有环节（除了光刻机），都已经有28nm技术的国产设备和材料处于生产线验证阶段。相信通过1-2年左右的努力，我国完成一条28nm的芯片去美化产业链是完全可以实现的。外部的强压力反而会是一剂强心针，让国内产业链齐心共同推进，让终端用户的国产化需求被动提速，国内在基础IT赶超追平只是时间问题。

▲芯片上游产业链情况

操作系统方面，由于国产操作系统采取了成熟的开源操作系统Linux的技术路径，同时也投入了大量研发，从性能上已经较好的实现了追赶，基本达到了好用阶段。而导致国产操作系统受制于人的关键问题不在技术能力，而在产业生态。当前，国内主流操作系统厂商都具备了内核之外服务代码的开发能力，造成受制于人局面的主要原因在于产业链上下游没有建立良性的生态系统，或者说使用者太少。

操作系统产业的核心在于生态建设，而生态系统建设的核心在于尽快突破“临界规模”。一旦突破“临界点”，用户会因为开发商的丰富度而加入，开发商也因为用户数量级而投入开发，从而形成一个良性循环。目前国产操作系统完成适配的应用数量与海外的安卓和Windows相比，仍然存在数量级上的差距。但随着信创产业的推进，操作系统生态的问题可以逐步解决。

▲操作系统适配完成数量（2022年4月）

我国数据库核心关键技术水平与国外基本相当，部分数据库产品的性能和安全指标达到甚至超过国外同类产品。国产数据库已经逐步从“可用”步入“好用”阶段，并在标准建设、生态建设和行业应用等多领域成果显著，产业全价值链正在形成。数据库产品对稳定性、安全性、实时性等指标尤为关注，国内分布式数据库在这些特性上接近甚至超越国外同类产品，如阿里云数据库在国际TPC-C性能测评达到6000万tpmC 以上；达梦、神通、优炫等企业先后通过数据库安全分级评估EAL4+认证。但国产数据库企业在基础技术研究、业务流程优化、自治与智能等方面的能力还有待提升。

02.政策走向，看信创产业发展

政策引领是推动信创产业发展的首要力量，站在第二个百年奋斗目标的起点，推进国产化创新发展是重中之重。2021年3月13日，《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二〇三五年远景目标纲要》提出，要深入实施制造强国战略。坚持自主可控、安全高效，推进产业基础高级化、产业链现代化，保持制造业比重基本稳定，增强制造业竞争优势，推动制造业高质量发展。

实施产业基础再造工程，加快补齐基础零部件及元器件、基础软件、基础材料、基础工艺和产业技术基础等瓶颈短板。依托行业龙头企业，加大重要产品和关键核心技术攻关力度，加快工程化产业化突破。实施重大技术装备攻关工程，完善激励和风险补偿机制，推动首台（套）装备、首批次材料、首版次软件示范应用。

2021年，信创政策持续落地，2021年末和2022年初，基础软硬件国产化的要求更是密集出现在多项重大政策中。政策颁布节奏明显加快。从党政到重要行业，从小范围试点再到全行业铺开，相关政策陆续颁布，覆盖范围逐步扩大。对重要行业的信创发展要求越来越具体和量化。自主可控已经成为各大政策的高频词汇。

科技创新成为十四五期间的核心产业政策主线。2020年10月29日十九届五中全会公报指出，坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。在提出的十二项核心任务中，将“创新、科技自立自强”放在首要和核心地位。科技发展不仅是十四五重点，同时“关键核心技术重大突破”也是2035年远景目标。科技自立自强是十四五的关键词，而科技自强的前提是科技自立，而科技自立正是关键核心技术的“自主可控” 。

《关键信息基础设施安全保护条例》由李克强总理签署国务院令，自2021年9月1日起施行。《条例》所称关键信息基础设施，是指公共通信和信息服务、能源、交通、水利、金融、公共服务、电子政务、国防科技工业等重要行业和领域的，以及其他一旦遭到破坏、丧失功能或者数据泄露，可能严重危害国家安全、国计民生、公共利益的重要网络设施、信息系统等。从鼓励和提倡，到应当和必须，信创推行力度不断加大。

软件是新一代信息技术的灵魂，是数字经济发展的基础，是制造强国、网络强国、数字中国建设的关键支撑。2021年11月30日，《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》发布。《规划》提出要壮大信息技术应用创新体系。开展软件、硬件、应用和服务的一体化适配，逐步完善技术和产品体系。

推动软件企业建立产品质量全生命周期保障机制，通过开展信息技术应用创新产品测试，促进技术创新和产品迭代。持续推进供需对接，通过重点领域规模化应用，培育一批产业层级高、带动能力强的项目和高端品牌。以信息技术应用创新产业园区为载体，推进产业集聚。

聚力攻坚基础软件。完善桌面、服务器、移动终端、车载 等操作系统产品及配套工具集，推动操作系统与数据库、中间件、办公套件、安全软件及各类应用的集成、适配、优化。加速分布式数据库、混合事务分析处理数据库、共享内存数据库8集群等产品研发和应用推广。开展高性能、高可靠的中间件关键产品及构件研发。丰富数据备份、灾难恢复、工业控制系统防护等安全软件产品和服务。推进软件集成开发环境相关产品和关键测试工具的研发与应用推广。

《规划》明确了基础软件的发展要求和发展方向。

2021年12月24日，中华人民共和国第十三届全国人民代表大会常务委员会第三十二次会议修订通过了《中华人民共和国科学技术进步法》。科技进步法的实施对于把党中央的科技创新大政方针和决策部署转化为国家意志。

2021年12月27日，中央网络安全和信息化委员会印发《“十四五”国家信息化规划》（以下简称《规划》），对我国“十四五”时期信息化发展作出部署安排。《规划》是“十四五”国家规划体系的重要组成部分，是指导各地区、各部门信息化工作的行动指南。

2021年12月27日，《“十四五”国家信息化规划》提出发展目标，到2025年数字技术创新体系基本形成。关键核心技术创新能力显著提升，集成电路、基础软件、装备材料、核心元器件等短板取得重大突破。网信企业技术创新能力大幅提升，产学研用协同创新的生态体系基本形成，自由灵活创新市场机制有效建立，国家级共性基础技术平台初步建成，开源社区生态建设取得重要进展。

信息化法律法规和标准规范体系基本形成，人才培育引进和激励保障机制更加健全。《规划》明确提出了十四五期间信息化发展要建立政务信息化领域企业的诚信档案，强化信用约束，形成充分竞争、优胜劣汰的市场机制，以政务信息化建设促进网络信息技术自主创新。

▲《“十四五”国家信息化规划》主要内容

2022年1月6日，国家发改委公开印发《“十四五”推进国家政务信息化规划》，以政策的形式明确了党政信创的要求和节奏。

今年 1 月中旬，银保监会下发了《关于银行业保险业数字化转型的指导意见》，为银行保险行业数字化转型指明了方向。从《指导意见》勾勒出的数字化转型工作整体框架可以看出，科技能力建设是转型工作的基石。这份意见是金融监管部门对金融行业信创的具体指导，反复强调自主可控。

国家互联网信息办公室、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、公安部等十三部门联合修订发布《网络安全审查办法》（以下简称《办法》），自2022年2月15日起施行。以法规的形式限制海外厂商的渗透空间，为信创产业发展营造更好的经营环境。

2022年1月，国务院日前印发《“十四五”数字经济发展规划》（以下简称《规划》），明确了“十四五”时期推动数字经济健康发展的指导思想、基本原则、发展目标、重点任务和保障措施。

03.信创市场，国产软硬件走上崛起之路

1、CPU

CPU芯片是整个自主可控产品中最重要的环节，整个软件生态架构都建立在底层CPU架构之上，因目前中国主要竞争厂商选择了不兼容的底层技术架构，因此其竞争也是高度尖锐的。进入名录的PC和服务器芯片厂商有六家：鲲鹏（ARM）、飞腾（ARM）、海光（x86）、龙芯（MIPS）、兆芯（x86）和申威（Alpha）。

国产服务器芯片指令集众多。所采用的指令集架构并不统一，如使用MIPS架构的龙芯，Alpha 架构的申威，ARM架构的华为海思、天津飞腾，x86架构的海光和兆芯。其中，龙芯与申威由于指令集产权的高度自主，一直在坚持完全自主研发核心技术，创建自己的生态系统。基于ARM架构的飞腾、海思则选择了产权授权更加商业化、灵活度和自主度更高的指令集架构授权。海光、兆芯则选择从AMD、台湾威盛引入x86架构。

2020年华为的鲲鹏920芯片和“鹏城生态”开发者云分别在SPEC标准性能测试中获得非x86架构芯片性能全球第一和云计算性能全球第一的好成绩，芯片设计能力领先世界。飞腾高性能服务器CPU最新产品是2020年量产的腾云S2500，在大规模集群计算、高性能数据中心等应用场景下表现优异，性能与IntelXeon Gold 5118系列芯片相当。

▲国产CPU对比

重要行业是经济社会正常运行的核心枢纽，在IT基础架构的选择上强调稳定性和低风险，更加偏好基础生态已经较为完善的X86架构，可以更好的与存量的上层应用、基础软硬件天然适配。如果主动进行底层架构的切换而选择了非X86架构，在数据迁移、IT系统和上层应用的适配等环节都存在不可预知的风险，而任何可能的技术风险都是重要行业客户难以接受的。

从生态角度出发，兆芯和海光在行业信创市场占据较大优势。其中行业信创的PC端以兆芯为主；服务器领域现阶段只有海光和鲲鹏两家可以提供满足性能需求的产品，因为行业客户要求避免单一供应商依赖，因此海光和鲲鹏在市场份额上基本维持五五开的局面。

鲲鹏计算产业是基于Kunpeng处理器构建的全栈IT基础设施、行业应用及服务。包括PC、服务器、存储、操作系统、中间件、虚拟化、数据库、云服务、行业应用以及咨询管理服务等。华为作为鲲鹏计算产业的成员，聚焦于发展Kunpeng处理器的核心能力。上下游厂商基于Kunpeng处理器发展自有品牌的产品和解决方案，最终形成具有全球竞争力计算产业集群。为了争取更多市场，打造鲲鹏生态，今年华为会增加对下游整机厂商鲲鹏芯片的供应。

▲华为鲲鹏计算产业链

2、操作系统

操作系统方面，Statcounter数据显示，全球桌面操作系统被Windows垄断，截止2022年3月占据75.7%的市场份额。全球服务器操作系统市场以Linux为主，根据W3Techs和Wikiland的数据，Linux占据近80%的市场，其余部分基本被Windows占据。

中国市场中 “Windows + OS X ”操作系统仍占据90%以上市场份额。根据Statcounter机构数据，中国桌面操作系统市场上，微软公司的Windows系统仍占据我国PC操作系统的主导地位，2022年3月占比达85.82%，其次为OS X，市场份额为5.89%，但近年来Wintel架构外的桌面操作系统市场份额占比正逐渐提升，同期Linux占比为0.69%，市场份额较2016年提高0.14pct。

▲国内桌面操作系统市场格局（截止2022年3月）

2021年中国PC操作系统市场规模超300亿元。据头豹研究所报告显示，中国PC操作系统市场规模预计在2023年达到50亿美元，2019年至2023年复合增长率为4.89%。2021年国产操作系统头部厂商麒麟软件市占率仅3.78%，统信软件市占率仅2.12%，合计国产化率不足6%，提升空间巨大。

▲全球操作系统市场规模及预测

▲中国电脑操作系统市场规模及预测

目前国内操作系统厂商可以支持鲲鹏、飞腾、龙芯、申威、海光、兆芯等国产CPU，同时也适配阿里云、腾讯云、华为云等国内云计算平台，并可与x86等主流计算芯片兼容；在生态上支持达梦、金仓、南大通用等为代表的国产数据库以及国产中间件国产OA、文档编辑软件和安全软件也均完成国产操作系统适配。

麒麟软件：麒麟软件是中国电子集团旗下上市公司中国软件的国产操作系统公司，由中标软件和天津麒麟于2019年12月整合而成。麒麟软件注重核心技术创新，2018年荣获“国家科技进步一等奖”，2020年发布的银河麒麟操作系统V10被国资委评为“2020年度央企十大国之重器”。

根据赛迪顾问统计，麒麟软件旗下操作系统产品，连续10年位列中国Linux市场占有率第一名。在开源建设上，麒麟软件在OpenStack社区贡献位列国内第一、全球第三；作为openEuler开源社区发起者，以Maintainer身份承担80个项目，除华为公司外贡献第一。

统信软件：统信软件是由国内领先的操作系统厂家，于2019年成立，总部设立在北京，同时在武汉、上海、广州、南京等地设立了地方技术支持机构、研发中心和通用软硬件适配中心。未来十年，统信软件将用三年时间完成国家各关键行业的支撑需求，成为中国操作系统领军企业；用三年达到国际主流水平，使用场景全产业覆盖；用四年时间实现全球范围的基础软件生态、争做世界名列前茅的操作系统。

麒麟软件和统信软件的产品都是基于Linux开源操作系统，在技术实现上也都遵循了CentOS和Ubantu的技术路径，因此在国产生态建设中是起到了相互促进的作用，并且一定程度上减少了上下游厂商在适配上的虚耗。

据中国软件2021年年报显示，麒麟软件2021年营业收入为11.34亿元；净利润为2.68亿元。根据诚迈科技2021年年报显示，统信软件2021年营业收入为6.80亿元，净利润仍为负值，且部分收入来自于关联交易；麒麟从营收市场份额和盈利能力方面更具优势。根据收入口径，2021年麒麟软件在国产操作系统领域市场份额接近2/3。

3、中间件

根据计世资讯的数据，2020年我国中间件市场规模同比增长96.3%，达到149.6亿元。市场格局方面，2018年IBM与Oracle合计占据51.1%的市场份额，东方通与宝兰德仅分别占据5%和1.9%。在实际应用中，中间件市场存在大量的盗版和开源自研版本，因此实际市场规模会远大于统计规模。

中间件的下游客户具有明显的行业特征，以金融、电信、政府为主，2019年上述三种行业占比达到69%。

目前能够满足行业客户需求的中间件厂商以东方通和宝兰德为主。头部国产中间件厂商对研发支出重视程度极高，研发支出占比都呈现不断提高的趋势。

东方通在测试中证明了在同等环境下东方通的产品性能已达到甚至超越国际领先产品，但是距离替换核心系统仍有不小的距离，稳定性和高吞吐是国产中间件最需要发展的方向。

▲2016-2020年中国中间件市场规模

▲2018年我国中间件市场格局

行业信创有大量的服务器替换需求，国产中间件市场的放量较为确定。未来即使基础IT生态全面转云，中间件仍然是必不可少的环节，云中间件的市场空间亦非常广阔。

4、数据库

中国数据库市场2020-2025年复合增速将达23.4%。据信通院测算，2020年中国数据库市场规模为241亿元，占全球比为5.2%。预计到2025年，中国数据库市场在全球的占比将接近12.3%，中国数据库市场总规模将达到688亿元。

全球数据库市场竞争格局较为稳定，2021年CR5超80%。微软、Oracle、Amazon位列前三，市占率均在20%以上。

▲我国数据库软件市场规模走势

▲2018-2021年全球数据管理系统CR3

截至2021H1，国外厂商仍然占据我国数据库市场份额超过50%，仅Oracle、IBM和微软三家厂商占据市场份额超40%，其中Oracle占据了关系型数据库市场近30%的份额。

在金融、电信等重点行业，由于业务系统要求复杂，国外数据库份额仍然较高。以金融行业为例，国外厂商仍然占据90%以上的份额。其中，Oracle 以其稳定性、功能黏性、服务保障体系完善性占据大比例市场份额，而 DB2 以一体机捆绑销售方式，也根植于银行现有数据库体系中。

国内的数据库厂商的订单主要来源于政府采购，国产化率处于较低水平。中国目前有接近200家数据库厂商，数据库产品以关系型为主，多数基于MySQL和PostgreSQL二次开发而来。国内数据库全部企业技术专利累计只有千余， 而单Oracle专利数量1.4万个，存在较大的技术差距。

传统国产数据库厂商：聚焦信创市场，以集中式数据库为主。

武汉达梦：成立于2000年，前身是华中科技大学数据库与多媒体研究所，现在为中国电子信息产业集团(CEC)旗下公司，中国软件持股25.21%。根据IDC报告，2021H1中国本地部署的关系型数据库厂商中，达梦以5.7%的份额位居中国数据库管理系统国产数据库市占率第一。

人大金仓：成立于1999年，起源于中国人民大学信息学院，是中国电子科技集团有限公司（CETC）旗下具有自主知识产权的国产数据管理软件与服务提供商，底层基于PostgreSQL开发。2021年12月，CETC旗下上市公司太极股份对人大金仓增持股权至51%。2020年人大金仓数据库产品的年度中标金额首次突破5个亿，当年签约超过3.5亿元，在党政关键工程中市占率达到53%。

万里开源：成立于2000年，团队前身是TurboLinux及MySQL中国研发中心，上市公司创意信息持股58.57%。专注于国产、自主可控数据库及Linux操作系统产品研发的国家高新技术企业。专注云端部署分布式关系型数据库，针对性解决传统行业环境下常规规模分布式部署场景。

▲国产数据库行业应用

分布式数据库将成为未来行业应用主流：金融和电信等行业在当前面临业务体量呈爆发性增长，无法依靠升级硬件实现扩展存量数据库能力，分布式数据库则能实现弹性升级，亦能更有效匹配企业上云需求。我国金融科技发展规划中已明确提出要加强分布式数据库研发应用，未来行业应用分布式数据库将是大势所趋。

分布式数据库技术门槛较高，国内IT巨头引领发展：分布式数据库需要支持非结构化大数据处理，对硬件兼容能力要求高，技术门槛较高。目前国内市场主要由IT巨头引领发展。根据Gartner统计，2020年全球数据库市场市占率排名前35的厂商中仅有阿里、华为、腾讯在榜，均以分布式数据库为主要优势产品，并且分别将旗下数据库OceanBase、openGauss、Tbase等开源，扩大上下游生态影响力并提高产品开发速度和质量，迅速拉开与其余厂商差距，形成寡头竞争格局。

▲主要分布式数据库

OpenGauss是华为旗下企业级分布式数据库主要面向金融互联网交易和政企OA/办公场景，同时支持分布式和集中式部署。在2022年4月墨天轮中国数据库流行度排行榜上，openGauss排在第二位，超越了阿里、腾讯、中兴旗下开源数据库，社区影响力显著提升。目前，海量数据、云和恩墨、神舟通用等多家伙伴基于openGauss推出了商业发行版，在金融、政府、电信、能源、制造等行业规模使用。

华为自研的数据库产品GaussDB T以OLTP和集群为方向，GaussDB A以分析型为主要方向，截止2021年5月底，已为半数以上全国性股份制银行提供超大规模多层并行计算的数据仓库服务。

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