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（报告出品方：长江证券）
信创势不可挡，“2+8+N”递次推进
自主可控势在必行，政策助力高速发展
在信息安全问题频发、美国遏制中国科技发展以及俄乌冲突的时代背景下，我国信创产业的发展已刻不容缓。信息安全：多年来，我国IT产业主要聚焦于社交、电商、在线视频等上层应用领域，先后发展出了BAT、美团、字节跳动等知名科技公司。而在CPU、GPU、服务器、操作系统、数据库、中间件等底层IT领域，我国主要奉行“造不如买”的发展模式，产业基础相对薄弱，Intel、AMD、Qualcomm、Nvidia、Apple、Microsoft、Oracle、IBM等国际巨头在我国占据了主要的市场份额。近年来，由IT基础设施引发的信息安全问题频频发生，微软黑屏门、棱镜门、苹果后门、Intel芯片漏洞、苹果Siri监听门等事件警醒了人们对网络安全的高度重视，我国IT产业的自主可控正势在必行。
美国遏制中国科技发展。自2017年以来，美国持续加大对中国科技产业的制裁力度，具体包括：建立出口管制实体企业名单，先后将华为、海光信息、新华三以及天津飞腾等数百家中国高科技企业列入其中；针对通信设备、集成电路、新能源汽车等领域的知识产权保护和技术转让，多次发动“301调查”；严格审查中国企业对美企技术的并购活动，比如在半导体和信息通信领域封杀9个并购项目，包括华芯收购美国半导体测试公司等。过去，中国由于在芯片、操作系统、数据库等IT领域主要秉承“造不如买”的发展模式，始终缺乏底层核心技术，随着中美科技博弈的持续升级，该模式显然难以为继。为避免美国对中国的科技掣肘，我国亟需突破芯片、操作系统、数据库、工业软件等卡脖子的关键环节。
俄乌冲突引发地缘政治担忧，西方国家对俄多方科技制裁。2022年俄乌冲突爆发后，以美国为首的西方国家持续升级对俄罗斯的制裁力度，涉及科技、金融、经贸、体育、网络舆论、能源、学术等多个领域。以科技领域为例，政府层面，美国联合西方各国对俄展开高科技产品禁运，同时美国政府还考虑实施“次级制裁”，即惩罚向俄罗斯出口高科技产品的第三方企业。企业层面，Intel、AMD、Apple、台积电、Dell、Microsoft、SAP、Oracle、IBM、Meta等IT厂商也陆续停止对俄罗斯的产品供应。尽管俄罗斯早在2013年便开始推动关键软硬件的国产化开发，在芯片、操作系统等领域也形成了部分替代方案，但对于部分尖端技术仍然存在卡脖子的难题，比如军工系统所需要的先进芯片、IOT与特殊材料等。虽然我国与俄罗斯国情存在较大不同，但从竞争维度看，未来不排除美国对中国全面制裁可能性，任何无法保证自主可控的关键领域都可能成为制裁重点，此次西方国家对俄制裁再次为我们敲响警钟，充分警醒了我国实现科技产业国产化的必要性与紧迫性，同样也是我们很好的学习和提前预防的案例。
在持续的政策支持下，国产软硬件已从“不可用”迈入“可用”，正逐步越来越“好用”。自2006年“核高基”专项以来，半导体、操作系统、数据库等科技产业一直是我国需要攻坚的关键领域，我国也先后出台了《国家信息化发展战略纲要》、《关于新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》等多项政策文件，涵盖财税、投融资、人才以及进出口等不同方面的支持。经过数十年的政策支持，中国软硬件产业已实现从“不可用”到“可用”的巨大跨越，当前正逐步迈向“好用”阶段。进入2021年后，科技自立自强进一步上升为国家战略。2021年3月，“十四五”规划和2035远景目标纲要提出，要把科技自立自强作为国家发展的战略支撑，在事关国家安全和发展全局的基础核心领域（人工智能、量子信息、集成电路等），加快制定战略科学计划和科学工程。为深化“十四五”规划对信创产业的支持，2021年11月30日，工信部连续发布了《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》、《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》，提出我国将加快补齐关键技术短板，重点强化自主基础软硬件的底层支撑能力，突破核心电子元器件、基础软件等核心技术瓶颈，加快数字产业化进程。
分行业看，据海比研究院统计，截至2021年4月，底层硬件（服务器、整机、芯片）是国家最为关注的领域，政策扶持力度最大。其次为企业应用（办公软件、工业软件、企业服务软件）、基础设施（5G基站、数据存储中心、超算中心）和基础软件（操作系统、数据库、中间件）等，同样也是国家政策的重点支持方向。
信创产品批量落地，“2+8+N”递次推广
信创产业主要包括基础硬件、基础软件、应用软件、信息安全四大板块。信创产业，即信息技术应用创新产业，与“863计划”“973计划”“核高基”等一脉相承，旨在实现我国IT产业的自主可控、安全可靠。信创产业先后历经觉醒、预研起步、加速发展、试点实践，现已迈入应用落地阶段。1986年，“863计划”推出，正式拉开我国信创产业的发展序幕。1993-2019年，信创产业的发展历程包括预研起步、加速发展以及试点实践三大阶段。到2020年，信创行业进入新的发展“元年”，开始全面爆发，呈现出市场活跃、业绩增长、标杆项目频出等特点。经过2020年的铺垫，2021年信创产业正式迈入应用落地阶段，推进力度从小范围试点转变为大信创，进而贡献更大的市场规模。相关厂商在深耕党政军领域的同时，也在金融、电信、电力、交通等重要行业积极推动信创产品的规模化落地。
目前信创产业的落地节奏呈现“2+8+N”的发展态势。作为信创起步最早的领域，党政部门在2013年便从电子公文系统开始信创起步试点，当前党政市级以上公文系统的信创改造已经进入收尾阶段，而后有望进一步纵向下沉至区县乡镇，横向拓展电子政务系统改造。在党政部门的引领下，金融、电信、电力、交通等八大重点行业也开始加快自主可控步伐。行业信创中，金融行业推进最快，紧跟党政部门的步伐，共处第一梯队。然后是电信、交通、电力、石油、航空航天行业，位列第二梯队；最后是教育、医疗行业，信创渗透率最低，同处第三梯队。“2+8”体系之外，汽车、物流、烟草、电子等N个行业有望在2023年左右开始发力国产替代。
在“2+8+N”体系中，党政与金融行业同处第一梯队，二者落地速度最快，引领着其他信创领域的发展。电子公文目前在部委省市级改造已经接近尾声，未来区县乡级与电子政务有望持续放量。党政系统中，电子公文系统的功能要求、技术难度相对较低，所以电子公文是国产替代的第一步。2013年底，中央办公厅、国务院办公厅、工信部牵头启动“党政电子公文系统”升级试点，正式拉开了党政信创的发展序幕。经过前期的试点工作，信创产品的可靠性和可用性提升显著。展望未来，电子公文系统有望进一步向区县级下沉，同时电子政务系统的国产替代也将有序推进，二者有望贡献更大的市场规模。
金融信创正逐步由单点试点尝试扩大至行业大规模试点应用。作为国家安全的重要组成部分，金融行业的信创发展起步较早，叠加较强的IT自研能力，其渗透率位列八大重点行业之首，仅次于党政部门。相较于党政部门，金融信创的主体均为市场化机构，对产品的性能、稳定性、适配性要求更高，因而主要秉承由易到难的发展路线，先单点试点尝试而后扩大至行业大规模试点应用。2020年以前，金融信创的代表性事件主要包括浪潮天梭K1小型机正式上市、邮储银行与百信银行的去“IOE”化、银监会与人民银行加码信创政策等，行业整体处于单点试点尝试阶段。进入2020年，金融行业一期试点启动，试点机构为47家，2021年再次开启二期试点，试点机构扩容至198家，并要求OA、邮件系统替换成全栈信创产品。可见，目前金融信创正逐步跨入大规模试点应用阶段。
产业覆盖广泛，市场空间广阔
四大板块并驾齐驱，基础软硬件是关键
如前文所述，从产业链角度看，信创产业可分为基础硬件、基础软件、应用软件、信息安全四大板块。其中，基础硬件包括：芯片、服务器/PC、存储、交换机、路由器等；基础软件包括：数据库、操作系统、中间件等；应用软件包括：OA、ERP、办公软件、政务应用、流版签软件等；信息安全包括边界安全产品、终端安全产品等各类产品。
基础硬件：硬核支撑
芯片是ICT产业基石，主要分为集成电路（CPU、GPU、FPGA、ASIC、存储芯片、MCU、电源管理芯片等）、功率芯片（IGBT、MOSFET等）、光电子芯片（激光器芯片、光探测器芯片等）以及传感器芯片（MEMS、指纹识别芯片等）四类。目前，从计算机行业视角来看，关注度最高的芯片主要是集成电路中的CPU以及GPU。
CPU：控制为核心
中央处理器（CPU）作为计算机系统的运算与控制的核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。CPU的主要功能为完成对计算机指令的执行和对数据的处理。从内部结构来看，CPU主要由控制单元、运算单元和存储单元组成。其中，控制单元作为CPU的控制中心，负责提取指令，将存储器中的数据发送至运算单元并将运算后的结果存回到存储器中。运算单元负责进行运算和测试，执行来自控制单元的命令。存储单元负责暂时存储CPU中的数据，以便提高CPU的运算速率。
按照指令集，CPU可以分为复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）两大类。其中，复杂指令集主要以x86架构为主，应用于桌面PC、服务器等领域，代表性厂商为Intel、AMD。精简指令集主要包括ARM、MIPS、PowerPC、RISC-V、SW64，以ARM架构为代表，主要应用于手机、平板等移动终端，相关厂商包括：高通、三星、苹果、飞腾及鲲鹏（ARM架构）；MIPS、龙芯（MIPS架构）；申威（SW64架构）等。
目前CPU行业主要由Wintel与AA两大生态体系主导。作为计算机中硬件与软件的接口，指令系统的内部设计是构建CPU生态的重中之中。目前CPU行业主要由两大生态体系主导：一是基于X86指令系统和Windows操作系统的Wintel体系；二是基于ARM指令系统和Android操作系统的AA体系。Intel于1980s便开始自研X86指令系统架构，技术性能积累深厚，同时通过与Windows系统形成“Wintel”联盟，构建起强劲的生态优势。在技术性能与产品生态的双重驱动下，Intel逐步主导了桌面及服务器CPU市场。ARM则在苹果、高通、三星、华为、英伟达等厂商的协作下，凭借其指令系统开源、异构运算、可定制化等优势，最终占领了低功耗的移动市场。全球X86CPU市场中，Intel是行业领军者，AMD不断追赶。当前在各类指令集架构中，X86架构占据服务器、桌面及笔记本电脑的主要市场份额，ARM等非X86架构主要应用在移动终端等场景。据MercuryResearch统计，2021年Q4Intel与AMD在全球X86CPU市场分别占比74.4%、25.6%，可见Intel具备领先优势，而AMD则处于追赶状态，市场份额从20Q1的14.8%提升至25.6%。
GPU：图形显示与计算
GPU是一种最初为提升图形处理性能而诞生的微处理器。图形处理器（GraphicsProcessingUnit，简写GPU）又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备（如平板电脑、智能手机等）上做图像运算工作的微处理器。目前，GPU主要采用数据并行计算模式完成顶点渲染、像素渲染、几何渲染、物理计算和通用计算等任务。因其超过CPU数十倍的计算能力，GPU已成为通用计算机和超级计算机的主要处理器。GPU的出现使计算机减少了对CPU的依赖，并解放了部分原本CPU的工作。
相较CPU，GPU拥有更为强大的浮点计算能力，更擅长并行计算。从设计目标来看，CPU需要很强的通用性来处理各种不同的数据类型，同时逻辑判断又会引入大量的分支跳转和中断的处理，主要强调计算的低延迟。而GPU面对的则是类型高度统一的、相互无依赖的大规模数据和无需被打断的纯净计算环境，更为强调计算的吞吐量。设计目标的不同导致了二者在内部结构的不同。从内部结构来看，CPU中大部分的晶体管用于构建控制电路和缓存，只有少部分的晶体管完成实际的运算工作，功能模块很多，擅长逻辑控制，适合复杂的运算环境。而GPU中的大部分晶体管都是流处理器（承担简单计算任务）和显存控制器，而控制器相对简单，且不需要很大的Cache，这样的结构使得GPU拥有远胜于CPU的强大浮点计算能力，从而更擅长并行计算。
中国及全球GPU市场未来都将保持高速增长。据华经产业研究院统计，2020年全球GPU行业的市场规模为254.1亿美元，预计2027年有望达到1853.1亿美元，2020-2027年平均增速高达32.82%。中国方面，由于NVIDIA与AMD基本主导了中国独立GPU市场，所以二者2020年在中国大陆的独立GPU销售额可以近似等于中国大陆GPU行业的市场规模（未考虑集成GPU），即47.4亿美元。相较全球市场，中国大陆GPU产业起步较晚，市场增长更快。保守假定2020-2027年，中国大陆GPU行业的年均增速也保持在32.82%，预计2027年市场规模将超过345.6亿美元。
全球GPU市场由Intel、NVIDIA和AMD三大厂商垄断。根据接入方式的不同，GPU可分为独立GPU和集成GPU。其中，独立GPU一般封装在独立的显卡电路板上，拥有独立显存，代表性公司为NVIDIA和AMD。而集成GPU常和CPU共用一个内核（Die），共享系统内存，代表性公司为Intel。据JonPeddieResearch统计，全球GPU市场呈现出明显的寡头垄断特征；2021年Q4，在全球PCGPU市场中，第一大厂商Intel占据了62%的市场份额，Nvidia与AMD各占19%；在独立GPU市场中，NVIDIA、AMD的市占率分别为81%、19%。（报告来源：未来智库）
存储器：数字仓库
存储器是计算机的存储部件，用于存放程序和数据。存储器主要包括主存储器（简称主存，也称内存储器）和辅助存储器（简称辅存，也称外存储器）。其中，CPU能够直接访问的是主存储器，辅助存储器主要用于帮助主存记忆更多信息，辅助存储器中的信息必须进入主存后，才能被CPU访问。在微处理器问世之前，运算器和控制器分离，而且存储器的容量很小，故而设计成以运算器为中心，其他部件都通过运算器完成信息传递。而随着微电子技术的进步，计算机要处理、加工的信息量也与日俱增，大量I/O设备的速度和CPU的速度差距悬殊。为满足计算机发展的需要，原有的结构开始演化为以存储器为中心，I/O操作尽可能地绕过CPU，直接在I/O设备和存储器之间完成，以提高系统的运行效率。
DRAM、NANDFlash及NORFlash是目前主要的半导体存储产品。按照存储介质的不同，存储器主要包括光学存储、磁性存储和半导体存储三类，其中半导体存储又可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。随机存储器是一类与CPU直接交换数据的主存储器，断电后数据就会随即消失，包括静态随机存储（SRAM）、动态随机存储（DRAM）等，常用于电脑、手机内存。只读存储器在整机工作过程中只能读出，而无法写入信息，所存数据即便在断电时依然可以保持，代表性产品为闪存芯片（Flash），包括数据型闪存芯片（NANDFlash）和代码型闪存芯片（NORFlash）等，其中NANDFlash主要应用于固态硬盘（SSD），NORFlash则应用于手机、PC、网络设备及物联网设备等领域。
企业级存储高速增长
固态硬盘（SSD）正逐步取代机械硬盘（HDD）成为新一代主要的存储介质。近年来，云计算、移动支付、社交、在线视频等实时交互应用的蓬勃发展，不仅带来了数据规模的快速膨胀，对存储系统的技术性能、稳定性、可靠性也提出了更高的要求。相较传统的机械硬盘，基于闪存技术的固态硬盘在数据存储速度、抗震、能耗等方面表现突出，取代机械硬盘成为新一代存储介质的趋势日益明显。据艾瑞咨询统计，2020年全球企业级固态硬盘的出货量为3.17亿块，超过机械硬盘的2.76亿块，这一差距未来有望继续扩大。
未来我国企业级存储系统市场有望保持稳步增长，具备广阔的国产替代空间。据IDC统计，2020年中国企业级存储系统的市场规模成功突破50亿美元，预计2025年有望达到77亿美元，继续保持稳步增长。从市场结构来看，前三大细分行业分别为政府、金融、通讯，合计占比58.31%，同比增幅分别为10.9%、15.8%、29.7%。此外，政府、金融、通信、教育、交通、卫健、公用、能源等行业均为我国推进自主可控的重点领域，对应市场规模现已超过40亿美元，合计占比超过80%，本土存储厂商的国产替代空间广阔。
按照主营业务，存储厂商主要分为综合IT厂商与专业型厂商两类。其中，综合IT厂商侧重于提供一揽子整体IT解决方案，存储产品作为整体系统的一个环节，产品形态更为标准化，毛利率相对较高。相比之下，专业型厂商一般专注于存储系统底层，行业Know-how优势明显，具备较强的个性化开发能力，同时产品售后服务的响应速度也更为迅速。目前，综合IT厂商主要包括IBM、HITACHI等国外厂商，华为、浪潮、中科曙光、新华三等一般性综合IT厂商，以及海康威视、大华股份、宇视科技等专攻视频存储领域的综合IT厂商。专业型厂商则包括Dell、EMC、NetApp等国外厂商，以及同有科技、宏杉科技等本土厂商。
中国存储市场较为集中，本土厂商现已占据主要市场份额。据IDC统计，2020年中国企业级存储市场的Top5厂商分别为华为、新华三、浪潮、联想及戴尔，分别占比33.4%、11.4%、8.0%、5.9%、5.4%，合计份额高达64.1%，市场集中度较高。并且，华为、浪潮、中科曙光、同有、宏杉等本土厂商的总市占率为81.2%，已占据国内存储市场主要份额。
服务器是硬件支撑集大成者
服务器是指在网络环境下对外提供服务的高性能计算机。目前，大部分互联网结构都是基于客户机-服务器模型，其本质主要为客户机请求、服务器响应，即服务器响应客户机请求，将数据提交给客户机，然后由客户机对数据进行计算，并向用户呈现计算结果。作为互联网上的网络节点，服务器存储、处理网络上80%的数据、信息，因此也被称为网络的灵魂。服务器与普通的个人电脑功能类似，只是相对于个人电脑，服务器在稳定性、安全性、性能等方面都要求更高。按照芯片架构来看，服务器可分为X86架构服务器以及非X86架构服务器（ARM为主）。按照服务器产品来看，服务器主要包括塔式、机架式、刀片式以及机柜式服务器。
芯片、内存及存储器是服务器的成本大头。服务器主要由CPU、GPU、内存、硬盘、主板、网卡等组件构成，对应的上游厂商包括芯片厂商、存储厂商等，主要应用于互联网、政府、电信、金融以及数据中心等行业领域。基于功能需求的不同，服务器内部组件的成本占比也会有所不同。据IDC统计，在基础型服务器中，芯片的成本占比相对较低，仅有32%，内存及存储器的占比可达44.8%。而在性能或运算能力要求更高的服务器类型中，芯片的成本占比可达50%-83%，内存及存储器的占比则下降至8.7%-28.5%。
中国服务器市场增长迅速，持续领跑全球市场。据IDC统计，受新冠疫情、“缺芯”阻滞供应链等因素的影响，2021年全球服务器行业的市场规模为1037.54亿美元，同比增长仅为6.4%。相比之下，中国服务器行业自2020年以来的规模增速均在15%以上，高于全球市场；2021年市场规模为250.90亿美元，同比增长15.9%，持续领涨全球。
中国服务器市场的行业集中度高，且基本为国产厂商。据IDC统计，按照厂商销售额口径，2021年H1中国服务器市场Top5厂商依次为浪潮、新华三、华为、戴尔和联想，分别占比30.5%、17.1%、11.2%、8.4%、8.0%，合计份额为75.3%，行业集中度较高且基本为国产厂商。可见，我国在服务器整机业务上已经具备较高的自主可控程度。不过，在CPU、GPU、存储芯片等核心零部件领域，我国的服务器厂商仍需从海外采购，国产替代有待突破。
基础软件：系统灵魂
基础软件主要包括操作系统、数据库和中间件三大类。
操作系统作为底层硬件与用户间的沟通桥梁，是组成计算机系统的核心软件。一般而言，计算机系统自下而上分为硬件（提供计算资源，包括CPU、存储以及I/O设备等）、操作系统、系统和应用程序、用户四个层次。作为底层硬件与用户间的沟通桥梁，操作系统主要负责系统中软硬件资源的管理，合理地组织计算机的工作流程，并为用户提供一个友好的使用界面。用户可以通过使用界面输入命令，然后由操作系统加以解析，并驱动硬件设备，进而实现用户要求。操作系统的功能主要包括内存管理、进程管理、设备管理、文件管理以及用户接口。内存管理：涉及内存的分配与回收、地址变换、内存扩充、内存保护等。进程管理：提供一个虚拟的机器接口，让每一个进程都独占一份虚拟CPU，有效管理CPU的分配和运行。设备管理：主要负责内核和外围设备的数据交互，实质是对硬件设备的管理，包括输入输出设备的分配、初始化、维护和回收等。文件管理：有效地支持文件的存储、检索和修改等操作，解决文件的共享、保密和保护问题。用户接口：打通用户与计算机硬件之间的接口，主要分为命令接口、程序接口以及图形接口。
目前典型的操作系统产品为Windows、Android、iOS、OSX、Linux。根据核心代码是否开放，操作系统可划分为开源系统与闭源系统。其中，开源操作系统的代码免费开放，主要以Linux、Android系统为代表；闭源操作系统的代码不开放，主要以Windows、iOS、OSX系统为代表。根据应用场景的不同，操作系统可分为桌面端、移动端、服务器、云、嵌入式以及物联网操作系统，其中桌面端、移动端以及服务器是大家关注的主要场景。
全球操作系统行业的市场规模趋于稳定，2016-2020年CAGR为2.6%。从终端设备来看，目前服务器、PC以及智能手机行业均已步入成熟阶段，用户渗透率较高，成长空间相对有限。作为操作系统的主要应用场景，上述电子设备的行业现状也使得全球操作系统的市场规模趋于稳定。据华经产业研究院统计，2020年全球操作系统市场规模为367.6亿美元，同比增长1.6%，2016-2020年平均增速仅为2.6%。预计2021年市场规模约为373.2亿美元，仅增长1.5%，继续保持稳定态势。
全球操作系统市场主要由Windows、Android、iOS、OSX以及Linux垄断，CR5高达96.57%。在全球操作系统市场中，目前主要有Windows、Android、iOS、OSX、Linux五大操作系统参与竞争。其中，微软依靠“WinTel”+“软件付费”模式，主导着桌面OS与服务器OS市场，而谷歌依靠“Android+ARM”+“免费流量+增值服务”模式，成为移动OS龙头厂商。据statcounter统计，2021年，Windows、Android、iOS、OSX、Linux分别占比31.62%、40.71%、16.52%、6.78%、0.94%，合计份额为96.57%，市场集中度较高。此外，近些年随着智能手机等移动设备的快速普及，Android系统的市场份额增长迅速，并在2017年首次反超Windows。
数据库（Database，DB）是按照一定的数据结构组织、存储、管理数据的大容量电子文件柜。数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，DMBS）是负责数据库搭建、使用和维护的大型系统软件，它对数据进行统一控制管理，以保证数据的完整性和安全性。数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员和用户共同组成了数据库系统（DatabaseSystem，DBS）。在计算机系统中，数据库处于IT架构的核心位置，向上是各种应用的支撑引擎，向下调动计算、网络、存储等基础资源。数据库与操作系统、中间件并列为三大基础软件，高度复杂且技术壁垒深厚，是我国信创产业攻关的核心领域。
数据库的品类多种多样，可以按照数据结构、技术架构及应用类型对数据库进行分类。
数据结构：分为关系型数据库与非关系型数据库。关系型数据库又称为SQL数据库，主要建立在关系模型上，是多个关系（Relation）即二维表的集合。在关系型数据库中，常用行和列的二维形式存储数据，以便用户理解，表中每一行代表一条数据记录，而各列则代表某一数据记录的不同属性。非关系型数据库又称为NoSQL数据库，主要采用非关系模型，存储图像、音视频等非结构化的数据，是对传统关系型数据库的有效补充。
技术架构：分为集中式数据库和分布式数据库。集中式数据库是由一个处理器、与它相关联的数据存储设备以及其他外围设备组成，将数据集中在一台机器上进行处理，被物理地定义到单个位置。分布式数据库系统即利用计算机网络将物理上分散的多个数据库连接起来组成一个逻辑上统一的数据库，为业务应用提供完整的联机事务处理。
应用类型：分为操作型数据库（OLTP）和分析型数据库（OLAP）。OLTP是事件驱动、面向交易的处理系统。其基本特征是接收的用户数据可以立即传送到计算中心进行处理，并在很短的时间内给出处理结果，是对用户操作的快速响应，适用于银行交易、零售电商、车票预订等在线实时业务。OLAP系统支持高速多维分析来自数据仓库、数据集市或者数据湖的数据，具有分析功能灵活、数据操作简便和分析结果直观等突出优点，主要面向分析师和管理者。
未来全球及中国数据库市场都将实现较快增长，且中国市场的CAGR高于全球市场。全球方面，根据ExpertMarketResearch公司（EMR)发布的市场调查，2020年全球数据库行业市场规模为631亿美元。2021-2026年，全球数据库市场将保持12.4%的高速增长水平，2026年有望达到1256.0亿美元。中国方面，据艾瑞咨询统计，2020年中国数据库产业的市场规模为247.1亿元，同比增长16.2%。在政策利好、数字化建设、国产品牌逐步成熟以及用户付费意愿不断提升等因素的推动下，2021-2025年的CAGR有望保持在15.6%，2025年市场规模将达到509.4亿元，增速快于全球市场。
中间件是连接底层基础软件与上层应用服务的枢纽。中间件是指网络环境下处于操作系统、数据库等基础软件和应用软件之间起连接作用的分布式软件。它位于操作系统、网络和数据库之上，应用软件之下，主要作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。作为连接上层应用和底层资源的桥梁，中间件能够屏蔽基础硬件、操作系统和通讯协议的异构性，为应用开发者提供统一标准的交互界面。
中间件的功能特点及自身定位决定了其分类的多样性，具体而言，中间件可分为基础中间件、集成中间件和行业领域应用平台。其中，基础中间件是构建分布式应用的基础，也是集成中间件和行业领域应用平台的基础，主要包括交易中间件、消息中间件、应用服务器中间件、门户中间件等。
2020-2025年中国中间件市场的CAGR为13.9%，高于全球市场。全球方面，据ResearchandMarkets的研究，受疫情影响，2021年全球中间件行业的市场规模为399.4亿美元，较去年仅增长1.4%。预计2025年市场规模将增长至518.1亿美元，2022-2025年CAGR为6.7%。中国方面，据华经产业研究院统计，2020年我国中间件行业的市场规模约为78.2亿元，同比增长8.0%，近年来市场增速基本保持在8%左右。在云计算、区块链等技术革新，以及信创战略持续推进的催化下，预计2025年市场规模有望达到150亿元，2020-2025年CAGR为13.9%，明显高于全球市场。
广义替代范围广阔，整体市场空间可期
从信创潜在用户范围来看，2020年国有单位从业人员为5563万人，其中公共管理&社会组织、教育业、卫生&社会保障&社会福利分别为1957、1637、894万人。根据国家统计局的统计资料，2020年我国国有单位从业人员为5563万人。该指标的统计口径包括：公共管理和社会组织国有单位（1957万人）；教育业国有单位（1637万人）；卫生、社会保障和社会福利业国有单位（894万人）；交通运输、仓储及邮电通信业国有单位（108万人）；以及电力、燃气及水的生产和供应业国有单位（102万人）等19个细分领域。根据《国民经济行业分类（GB/T4754-2017）》，公共管理、社会保障和社会组织又可细分为中国共产党机关、国家机构、人民政协/民主党派、社会保障、群众团体/社会团体和其他成员组织、基层群众自治组织及其他组织6类，信创中最为常见的党政部门便包含在该口径中。
一般而言，信创市场空间主要包括存量替代市场和新增增量市场。此处我们不考虑新增增量市场，仅考虑存量替代市场。根据亿欧智库的资料，我们假定国有单位人员与PC配比为1:1，PC整机与CPU、操作系统、办公软件的配比均为1:1。PC整机与服务器整机的配比为10:1，服务器整机与CPU、操作系统、数据库、中间件的配比分别为1:3、1:1、5:1、5:2。同时，我们假定包括党政机关在内的公共管理&社会组织的渗透率为80%，教育业、卫生&社会保障&社会福利等其他国有单位的渗透率为70%。关于各类产品价格的假定，对于软件产品，我们主要以中央国家机关政府采购中心披露的价格数据为依据，将PC操作系统、办公软件、服务器操作系统、数据库、中间件分别假定为550、550、6000、110000、50000元/套。对于硬件产品，结合亿欧智库、海光信息招股说明书等资料，将PC整机、桌面CPU、服务器整机、服务器CPU分别假定为6000、2000、35000、8000元/台（或元/颗）。我们认为一般而言，PC整机包含了桌面CPU以及桌面操作系统，而服务器整机也已经包含了服务器CPU以及服务器操作系统，在后续的测算合计中，为避免重复计算，我们将不再加总桌面CPU、桌面操作系统、服务器CPU以及服务器操作系统的市场规模。
综合以上数据和假设，经过测算，仅从存量替代的角度来看，国有单位（包含党政机关、教育以及医疗等）有望为信创市场贡献约5828亿元的替代空间。
根据IDC与Avast的研究资料，我们分别假定PC电脑、服务器的生命周期分别为6、5年。据IDC统计，2019年我国金融行业市场PC年出货量将达到208.1万台，与2018年持平。按照PC电脑6年的替换周期，我们估测金融行业PC电脑的存量规模约为1250万台。此外，2021年中国服务器市场的总出货量为391.1万台，其中X86服务器的出货量为382万台，占比97.7%。分行业来看，金融行业的X86服务器出货量为37.7万台。因此，不妨假定金融行业的服务器总出货量为38.6万台（包括X86与非X86），按照服务器5年的替换周期，估测服务器存量约为193万台。在此，我们依然假定PC整机与CPU、操作系统、办公软件的配比均为1:1，服务器整机与CPU、操作系统、数据库、中间件分别为1:3、1:1、5:1、5:2。同时，假定金融信创最终的渗透率为70%。对于各类产品价格，我们也与国有单位的测算口径保持一致。综合以上信息，金融行业有望为信创市场贡献约1613亿元的替代空间（存量替代）。
在信创行业的细分赛道中，国有单位、金融行业的国产替代处在信创行业前列。经过我们的测算，二者的存量替代空间合计高达7441亿元。由于我们假设PC电脑、服务器的替换周期分别为6、5年，可以得到，上述存量替代空间年化后约为1380亿元。如果将电信、电力、交通、石油、航空航天等行业考虑在内，信创的市场空间将会更大。（报告来源：未来智库）
全产业链受益，多环节或爆发
如前文所述，信创产业包含四大板块，若需求释放，则信创全产业链有望受益，行业整体迎来较好投资机遇。进一步优选过程中，结合各个细分方向和个股可能的成长性和盈利能力，我们秉承技术门槛高（高壁垒）、产品标准化程度高（可复制推广，高爆发力）、竞争格局好（充分受益）的原则优选细分行业和个股，建议重点关注CPU、GPU、操作系统、数据库、中间件、办公软件等产业环节及核心厂商。
CPU：核心基石，迭代向上
引进与自研并举
目前国产CPU主要有龙芯、申威、鲲鹏、飞腾、海光、兆芯。按技术路线可大致分为三类：第一类是龙芯与申威，早期分别采用MIPS、Alpha指令集架构，目前都已自主研发指令系统，自主化程度最高。第二类是鲲鹏与飞腾，二者均采用ARM指令系统，企业可以基于指令集架构授权自主设计CPU核心，自主化程度较高。第三类是海光与兆芯，采用X86指令系统（仅为内核层级的授权），未来扩充指令集的难度较大，自主化程度较低。三大技术路线在性能、生态、自主可控上各有优劣。对于授权+自研指令集架构的龙芯、申威，二者的自主可控程度最高，但是应用生态匮乏、技术性能相对较弱，不利于商业市场拓展。对于IP内核授权的海光、兆芯，二者的应用生态最为完善，技术性能也较高，但是授权级别仅为内核层级，未来扩充指令集的难度较大，安全自主部分仍有提升空间。对于指令集架构授权的鲲鹏、飞腾，二者的发展最为平衡，应用生态优于龙芯、申威，自主可控优于海光、兆芯，当前在信创市场中认可度较高，但鲲鹏芯片短期受流片限制导致供给不足。
申威的芯片产品主要应用于军方和超算领域，在党政及行业信创占比较小。相较其他CPU厂商，申威是第一家已基本实现完全自主可控的企业，作为军方CPU的专供商，承接了军方大部分机密设备的CPU需求。基于持续稳定服务军方的需要，申威在研发出第一代基于申威64位指令集的CPU后，便用SW64替代了原先的Alpha指令集，可控程度最高，无需担心美国的制裁。同时，申威在高性能计算领域，尤其是服务器领域，技术优势明显，浮点运算算力相比同期外国处理器毫不逊色。在党政信创领域，飞腾市占率最高，其次为鲲鹏与龙芯。分厂商来看，海光、兆芯的技术路线为X86内核层级授权，自主化程度较低。目前海光仅获得了AMD的服务器授权，并未获得PC端授权，2019年被美国政府列入实体清单后，AMD不再授权最新架构，导致海光技术迭代放缓；兆芯采用的是威盛电子的X86早期授权，技术性能相对落后，叠加兆芯的市场拓展也表现不佳，最终二者在党政领域的占比较小。龙芯最早开始芯片研发，积累了较多的国产整机与应用适配厂商，所以早期在党政领域占据了较高的份额。然而，由于MIPS架构本身的生态及性能劣势，随着飞腾与鲲鹏的入场，龙芯的市场份额有所下滑。当前，飞腾与鲲鹏虽然均采用的ARMV8架构，产品性能与生态相近，但华为海思由于近年来受到美国的重点制裁，产品供应链受到较大的影响，最终在市场份额上落后于飞腾。
在行业信创领域，鲲鹏与海光领先优势明显，飞腾持续追赶。相较党政信创，行业信创对产品性能、生态的要求更高。过去几年里，飞腾主要布局于性能、生态要求较低的党政部门，同时推出的芯片产品也主要面向桌面端，服务器端起步较晚，所以在性能要求更高的行业信创领域落后于鲲鹏、海光，目前处于追赶状态。鲲鹏作为华为面向鲲鹏计算产业生态的数字底座，在高性能、高吞吐、高集成及高效能上均表现突出，同时ARM生态也在持续完善；而海光本身就是基于AMDZen1架构的产品，兼具性能与生态优势，因此，二者近年在行业信创招标中获得了较多订单。以运营商招投标为例，中国电信服务器（2021年）集中采购项目中，鲲鹏与海光在国产服务器的占比分别为55%、45%；中国移动2020年PC服务器集中采购项目中，鲲鹏与海光分别占68%、32%；2020-2021年中国联通通用服务器集中采购项目中，鲲鹏与海光分别占53%、47%。
GPU：从显示到计算，指数级发展
多类公司纷纷布局
GPU研发难度大，国产化壁垒高于FPGA和ASIC等同类AI芯片，也高于CPU芯片，叠加国产GPU开发对CPU的强依赖性，使得国产GPU产业与国外差距明显。GPU研发难度高于FPGA和ASIC。在功能上，GPU不仅要实现高性能的AI计算，而且还要支撑高质量的图形展示，相较于只做高性能计算的FPGA和ASIC，GPU硬件结构更为复杂，设计难度也更大。在算力上，主要用于AI计算的FPGA和ASIC只需要单浮点精度，而同时应用于AI计算和图形渲染的GPU则需要双浮点精度，所以GPU对内核算力的要求也更高。GPU国产化壁垒高于CPU。在CPU芯片的国产化道路中，本土厂商可以借助IP内核授权、指令集授权等方式引入国际厂商的CPU技术，无需从0到1开始研发，比如飞腾与鲲鹏通过指令集授权取得了ARMV8架构。相比之下，由于领军企业NVIDIA与AMD的GPU硬件架构和指令集均不对外授权，本土GPU厂商并没有类似的引入路径，只能完全自研。
GPU对CPU的依赖性较强，制约了GPU国产化开发的步伐。GPU结构相对简单，没有控制器，必须由CPU进行控制调用才能工作，否则无法单独工作。例如，即便华为海思的芯片设计能力已经达到了较高水平，但在2018年推出的GPUTurbo技术，也只是通过修改软件底层代码来提高GPU效能，而非完全自主研发。景嘉微是国产GPU的领军者，同时也是当前稀缺的自主开发并实现大规模商用的企业。2014年，景嘉微发布第一代自主知识产权芯片JM5400，替代了原ATIM9、M54、M72等美系GPU芯片，初步实现了军用GPU的国产化。2018年，景嘉微推出第二代图形处理芯片JM7200，性能相当于2012年的NVIDIAGTX640。在JM7200的基础上，2019年公司推出了商用版本JM7201，成功切入商用市场。2021年9月，公司第三代GPU芯片JM9系列成功流片，并于2021年11月完成性能测试，有望助力公司向民用通用市场拓展。
景嘉微在信创市场取得了诸多突破，逐步构建起完善的产品生态。2019年11月，景嘉微公告，全资子公司长沙景美与湖南长城科技信息有限公司签署了《战略合作协议》，该公司拟向景美采购高性能图形处理芯片及显卡产品10万片。2020年3月，景嘉微全资子公司长沙景美与北京神州数码有限公司签署《采购合作框架协议》，约定神州数码可以“中国大陆地区经销商”的名义销售景美的图形处理器及显卡产品。2022年3月17日，景嘉微全资子公司长沙景美与某公司签署《合作协议》，拟向景美采购高性能图形处理芯片及显卡产品10万片。同日，景嘉微与另一公司签署《战略合作协议》，共同研究开发基于安全技术的公安专用PC设备和服务器设备，开发基于自主安全体系的行业解决方案。自JM7200研发成功后，公司逐步完成与龙芯、飞腾、麒麟软件、统信软件等本土CPU和OS厂商的适配工作，与中国长城、超越电子等十余家整机厂商建立合作关系并进行产品测试，与苍穹、宝德、超图、昆仑、中科方德、中科可控等多家软硬件厂商完成相互认证，产品生态日益完善。
除了景嘉微外，其他本土厂商也在加快追赶，进一步填补国产GPU产业的空白。以登临科技、摩尔线程及芯动科技为例，2021年，登临科技在智慧城市、互联网等领域顺利实现商业化落地，并同时与数十家客户在边缘至云端等场景中进行产品开发、测试。2022年3月，在摩尔线程的春季发布会上，公司发布了统一系统架构MUSA和GPU芯片“苏堤”，同时还面向个人电脑和数据中心推出了相应的MTTS60和MTTS2000系列显卡产品。同年3月，芯动科技的风华一号GPU也与UnisysUOS国产操作系统完成了适配工作。
总体而言，本土GPU厂商与英伟达、AMD等领军企业仍然存在较大的差距。本土厂商中，景嘉微综合实力最强，在信创领域占据先发优势。但整体目前GPU产业的国产替代尚处发展初期，格局未定，景嘉微、中船重工等传统厂商以及登临科技、壁仞科技、摩尔线程等初创公司均有机会争取国内GPU市场份额。
操作系统：“铸魂”持续，格局演变
格局演变，龙头渐显
国产操作系统大多为以Linux为基础二次开发的操作系统。国产操作系统大多是本土厂商以Linux内核为基础，对内核代码进行修改和补充，加入GUI（图形界面）、应用等部分，最终形成相应的Linux发行版。Linux的发行版本主要分为两类：一类是商业公司维护的版本，以Redhat为代表；另一类是社区组织维护的版本，以Debian为代表。在基于Debian版本衍生的系统产品中，代表性厂商包括麒麟软件、武汉深之度、凝思等，而基于RedHat版本而打造产品的本土厂商则包括普华、中标软件（后整合为麒麟软件）、中兴新支点、红旗以及中科方德等。
目前国产OS厂商的市场份额相对较低，仍有较大的替代空间。据Statcounter统计，在中国桌面操作系统市场中，2021年Windows、macOS、Unknow（未知）、Linux的市占率分别为84.57%、5.38%、9.55%、0.49%。可见，目前Windows、macOS仍处于主导地位，近年来在国内市占率虽逐步下降，但依然占有90%左右的市场份额。国产操作系统主要在Linux分类，市占率还有待提升。国产操作系统中，麒麟与统信目前的竞争实力最强，呈现双寡头格局，其中麒麟常年占据中国Linux市场占有率第一。不过，由于国产OS产业仍处发展初期，尚未形成稳定清晰的市场格局，所以传统厂商、科技巨头及创业公司均有机会。在信创市场领域，经过之前的市场竞争，中国软件逐步提升自身份额，呈现细分行业龙头潜力。
数据库：核心瓶颈，百花齐放
需求旺盛，政策力推
我国数据库本土厂商共有四大类，整体数量较少，且大多集中在北京、杭州等地。目前我国本土数据库企业主要分为四大类：以达梦数据库、人大金库、神舟通用、南大通用等为代表的传统厂商；以海量数据、极数云舟、巨衫数据库等为代表的初创厂商；以阿里云、腾讯云、华为云为代表的云厂商；以及以中兴、浪潮、东方国信为代表的跨界厂商。整体而言，我国的数据库产业与国外存在差距，本土数据库厂商相对较少。据中国信通院统计，截至2021年5月底，我国数据库产品提供商仅有80家，且大多分布在北京、杭州、上海、成都、深圳，分别占到43、9、7、3、2家。
全球及中国数据库市场均以关系型数据库为主。结合DB-engines与艾瑞咨询的研究资料，2020年，在全球数据库市场中，关系型数据库的流行度为73.2%，远高于非关系型数据库的26.8%。在中国数据库市场中，关系型数据库凭借“业务价值高、应用场景广”等优势，收入占比高达90%；非关系型数据库仅占比10%，主要收入来自云厂商的服务费（托管在公有云上的NoSQL开源产品），目前虽占比较低，但未来具备广阔的成长空间。
近年来本土厂商拓展迅速，2020年国产化占比已达47.4%。据艾瑞咨询统计，借助政策红利，以及多年的技术积累与服务经验，国产厂商的市场份额逐年提升，至2020年市场份额已经达到47.4%。相比之下，Oracle、Microsoft、IBM等国外厂商虽然在OLTP的核心场景还拥有较高的市占率，但在整体市场中下滑明显，至2020年市占率已降至52.6%。本土厂商中，以“达梦、人大金仓、南大通用、神舟通用”为代表的传统型厂商近年来不断发力，从购买源码、借助开源逐步走向自主研发，实力提升显著，在信创政策的大力支持下，不断向党政、金融、运营商、能源电力、交通等行业加快拓展。与此同时，初创厂商、云厂商、ICT厂商也开始发力数据库市场，为国产阵营添砖加瓦。
在关系型数据库市场中，本地部署模式的国产化程度低，公有云模式的国产化程度高。过去一年里，本土厂商的市场份额迅速扩大，尤其是在政府行业，以达梦数据库、人大金仓为代表的传统型厂商实现爆发增长。据IDC统计，在本地部署模式下的关系型数据库市场中，Oracle、Microsoft、IBM、SAP分别占比26.7%、7.6%、7.2%、7.0%，合计占比48.5%，而华为、阿里巴巴、达梦、人大金仓仅占14.7%、5.7%、5.7%、5.0%，可见目前本土厂商虽成长迅速，但国际厂商仍占主导地位。在公有云模式下的关系型数据库市场中，阿里巴巴、腾讯、Amazon、华为、Oracle分别占比44.7%、17.4%、13.6%、7.4%、3.6%，国产化比例较高。从集中度来看，总体关系型数据库市场、本地部署模式市场、公有云模式市场的TOP厂商份额分别为69.5%、63.3%、86.7%，都具有较高的市场集中度。（报告来源：未来智库）
中间件：有序替代，或迎爆发
政策助力，国产崛起
本土中间件厂商现已打破IBM和Oracle的市场垄断，未来有望获取更大的市场份额。在我国中间件行业中，国际知名厂商IBM和Oracle早期以领先的产品技术占据了主要市场份额。不过，随着国产中间件技术的持续升级，以东方通、宝兰德和普元信息为代表的本土厂商，近年来在电信、金融、政府、军工等行业逐步打破了IBM和Oracle的垄断。据计世资讯（CCWResearch）统计，2016年IBM和Oracle的合计份额为79%，普元信息、东方通、宝兰德、中创股份、金蝶天燕五大厂商的合计份额仅为11.4%。到2018年，IBM和Oracle的合计份额降至51.1%，前五大本土厂商的合计份额为15.1%，国际厂商的市占率下降明显。
从厂商竞争力来看，IBM和Oracle的技术和市场优势依然明显，东方通、普元、宝兰德等本土厂商仍在加快追赶。本土厂商中，东方通是仅有的进入第一象限的公司，技术与市场能力最强，其次是位列第四象限的宝兰德与普元，最后是金蝶天燕与中创股份。
东方通营收规模最大，与普元信息、宝兰德等各自具备自身的优势领域。国产中间件厂商中，东方通、普元信息以及宝兰德三家企业的市占率最高，具备明显的竞争优势。其中，东方通成立时间最早，营收规模也最大，2021年实现收入8.6亿元。相比之下，宝兰德成立时间最晚，2021年实现收入2.0亿元，营收规模介于东方通、普元信息两家头部上市公司与金蝶天燕、中创股份之间。从行业应用来看，东方通在电信和政务两个领域优势明显，普元信息是在金融领域，宝兰德则是在电信及政务领域。
办公软件：核心应用，顺利替换
差距最小，替代顺利
国内基础办公软件市场中，微软与金山同处第一梯队，永中、中标等本土厂商持续追赶。办公软件行业由于具有技术门槛较高的特点，需要投入大量的时间成本和人力成本，所以头部企业的话语权较强。国内基础办公软件市场中，仅有少数厂商参与竞争，除微软的MicrosoftOffice外，目前国内典型的办公软件为金山WPS、永中Office和中标普华Office。经过多年发展，国内桌面市场形成了微软、金山公司同台竞争，永中软件、中标软件等厂商持续跟进的竞争态势。从产品维度来看，WPS性能强大、生态完善、增值服务丰富，内含文档、表格、演示、PDF、云盘以及思维导图等不同组件，可满足用户各类需求。永中Office套件主要涵盖文字处理、电子表格和简报制作等应用模块，支持Windows、Linux等不同的操作系统。中标普华Office侧重于语言特色，具有藏文版、蒙文版、维哈柯文版（支持软件界面在汉文、维吾尔文、哈萨克文、柯尔克孜文四种语言间互相切换）等不同语言版本。最新版本为中标普华Office5.0，操作简单且功能全面，包含文字处理、电子表格、演示文稿、绘图制作、数据库等五大模块。
相较基础办公软件市场，增值办公软件与协同办公软件的应用场景呈现碎片化特点，参与厂商众多，整体格局相对分散，主要有福昕软件（福昕阅读器）、万兴科技（MindMaster）、腾讯（腾讯文档、腾讯会议、企业微信）、阿里（钉钉）、字节跳动（飞书）、致远互联（协同办公平台）等。
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精选报告来源：【未来智库】。未来智库-官方网站
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