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1、泓域咨询/CPU项目企划书CPU项目企划书xxx（集团）有限公司目录第一章 公司基本情况8一、 公司基本信息8二、 公司简介8三、 公司竞争优势9四、 公司主要财务数据10公司合并资产负债表主要数据10公司合并利润表主要数据11五、 核心人员介绍11六、 经营宗旨13七、 公司发展规划13第二章 绪论19一、 项目名称及项目单位19二、 项目建设地点19三、 可行性研究范围19四、 编制依据和技术原则19五、 建设背景、规模20六、 项目建设进度21七、 环境影响21八、 建设投资估算21九、 项目主要技术经济指标22主要经济指标一览表22十、 主要结论及建议24第三章 市场预测25一、 CP
2、U是计算机系统的核心25二、 全球CPU市场有望保持平稳增长28第四章 项目建设背景及必要性分析31一、 生产过程：从设计，到流片，到封测31二、 流片和封测是芯片的实体制造过程31三、 运行原理：从不同指令集出发来理解33四、 加快融入新发展格局，拓宽“两个更好”的发展空间35五、 全面深化改革，增强“两个更好”的发展活力38六、 项目实施的必要性40第五章 产品规划与建设内容41一、 建设规模及主要建设内容41二、 产品规划方案及生产纲领41产品规划方案一览表41第六章 建筑工程方案分析43一、 项目工程设计总体要求43二、 建设方案44三、 建筑工程建设指标45建筑工程投资一览表46第七
3、章 运营模式分析48一、 公司经营宗旨48二、 公司的目标、主要职责48三、 各部门职责及权限49四、 财务会计制度52第八章 法人治理结构59一、 股东权利及义务59二、 董事64三、 高级管理人员68四、 监事71第九章 SWOT分析73一、 优势分析（S）73二、 劣势分析（W）74三、 机会分析（O）75四、 威胁分析（T）76第十章 进度规划方案80一、 项目进度安排80项目实施进度计划一览表80二、 项目实施保障措施81第十一章 工艺技术及设备选型82一、 企业技术研发分析82二、 项目技术工艺分析84三、 质量管理85四、 设备选型方案86主要设备购置一览表87第十二章 项目节能
4、分析88一、 项目节能概述88二、 能源消费种类和数量分析89能耗分析一览表90三、 项目节能措施90四、 节能综合评价91第十三章 组织机构管理93一、 人力资源配置93劳动定员一览表93二、 员工技能培训93第十四章 劳动安全评价96一、 编制依据96二、 防范措施99三、 预期效果评价104第十五章 投资方案分析105一、 投资估算的依据和说明105二、 建设投资估算106建设投资估算表108三、 建设期利息108建设期利息估算表108四、 流动资金110流动资金估算表110五、 总投资111总投资及构成一览表111六、 资金筹措与投资计划112项目投资计划与资金筹措一览表113第十六章
5、 项目经济效益分析114一、 基本假设及基础参数选取114二、 经济评价财务测算114营业收入、税金及附加和增值税估算表114综合总成本费用估算表116利润及利润分配表118三、 项目盈利能力分析119项目投资现金流量表120四、 财务生存能力分析122五、 偿债能力分析122借款还本付息计划表123六、 经济评价结论124第十七章 风险防范125一、 项目风险分析125二、 项目风险对策127第十八章 总结129第十九章 附表132营业收入、税金及附加和增值税估算表132综合总成本费用估算表132固定资产折旧费估算表133无形资产和其他资产摊销估算表134利润及利润分配表135项目投资现金流
6、量表136借款还本付息计划表137建设投资估算表138建设投资估算表138建设期利息估算表139固定资产投资估算表140流动资金估算表141总投资及构成一览表142项目投资计划与资金筹措一览表143本报告为模板参考范文，不作为投资建议，仅供参考。报告产业背景、市场分析、技术方案、风险评估等内容基于公开信息；项目建设方案、投资估算、经济效益分析等内容基于行业研究模型。本报告可用于学习交流或模板参考应用。第一章 公司基本情况一、 公司基本信息1、公司名称：xxx（集团）有限公司2、法定代表人：戴xx3、注册资本：1310万元4、统一社会信用代码：xxxxxxxxxxxxx5、登记机关：xxx市场监
7、督管理局6、成立日期：2015-2-207、营业期限：2015-2-20至无固定期限8、注册地址：xx市xx区xx9、经营范围：从事CPU相关业务（企业依法自主选择经营项目，开展经营活动；依法须经批准的项目，经相关部门批准后依批准的内容开展经营活动；不得从事本市产业政策禁止和限制类项目的经营活动。）二、 公司简介本公司秉承“顾客至上，锐意进取”的经营理念，坚持“客户第一”的原则为广大客户提供优质的服务。公司坚持“责任+爱心”的服务理念，将诚信经营、诚信服务作为企业立世之本，在服务社会、方便大众中赢得信誉、赢得市场。“满足社会和业主的需要，是我们不懈的追求”的企业观念，面对经济发展步入快车道的良
8、好机遇，正以高昂的热情投身于建设宏伟大业。公司以负责任的方式为消费者提供符合法律规定与标准要求的产品。在提供产品的过程中，综合考虑其对消费者的影响，确保产品安全。积极与消费者沟通，向消费者公开产品安全风险评估结果，努力维护消费者合法权益。公司加大科技创新力度，持续推进产品升级，为行业提供先进适用的解决方案，为社会提供安全、可靠、优质的产品和服务。三、 公司竞争优势（一）公司具有技术研发优势，创新能力突出公司在研发方面投入较高，持续进行研究开发与技术成果转化，形成企业核心的自主知识产权。公司产品在行业中的始终保持良好的技术与质量优势。此外，公司目前主要生产线为使用自有技术开发而成。（二）公司拥有
9、技术研发、产品应用与市场开拓并进的核心团队公司的核心团队由多名具备行业多年研发、经营管理与市场经验的资深人士组成，与公司利益捆绑一致。公司稳定的核心团队促使公司形成了高效务实、团结协作的企业文化和稳定的干部队伍，为公司保持持续技术创新和不断扩张提供了必要的人力资源保障。（三）公司具有优质的行业头部客户群体公司凭借出色的技术创新、产品质量和服务，树立了良好的品牌形象，获得了较高的客户认可度。公司通过与优质客户保持稳定的合作关系，对于行业的核心需求、产品变化趋势、最新技术要求的理解更为深刻，有利于研发生产更符合市场需求产品，提高公司的核心竞争力。（四）公司在行业中占据较为有利的竞争地位公司经过多年
10、深耕，已在技术、品牌、运营效率等多方面形成竞争优势；同时随着行业的深度整合，行业集中度提升，下游客户为保障其自身原材料供应的安全与稳定，在现有竞争格局下对于公司产品的需求亦不断提升。公司较为有利的竞争地位是长期可持续发展的有力支撑。四、 公司主要财务数据公司合并资产负债表主要数据项目2020年12月2019年12月2018年12月资产总额6104.094883.274578.07负债总额3124.332499.462343.25股东权益合计2979.762383.812234.82公司合并利润表主要数据项目2020年度2019年度2018年度营业收入15343.1912274.5511507.
11、39营业利润3119.592495.672339.69利润总额2533.042026.431899.78净利润1899.781481.831367.84归属于母公司所有者的净利润1899.781481.831367.84五、 核心人员介绍1、戴xx，中国国籍，1978年出生，本科学历，中国注册会计师。2015年9月至今任xxx有限公司董事、2015年9月至今任xxx有限公司董事。2019年1月至今任公司独立董事。2、周xx，中国国籍，无永久境外居留权，1958年出生，本科学历，高级经济师职称。1994年6月至2002年6月任xxx有限公司董事长；2002年6月至2011年4月任xxx有限责任公
12、司董事长；2016年11月至今任xxx有限公司董事、经理；2019年3月至今任公司董事。3、高xx，1974年出生，研究生学历。2002年6月至2006年8月就职于xxx有限责任公司；2006年8月至2011年3月，任xxx有限责任公司销售部副经理。2011年3月至今历任公司监事、销售部副部长、部长；2019年8月至今任公司监事会主席。4、苏xx，中国国籍，无永久境外居留权，1971年出生，本科学历，中级会计师职称。2002年6月至2011年4月任xxx有限责任公司董事。2003年11月至2011年3月任xxx有限责任公司财务经理。2017年3月至今任公司董事、副总经理、财务总监。5、孙xx，
13、中国国籍，1976年出生，本科学历。2003年5月至2011年9月任xxx有限责任公司执行董事、总经理；2003年11月至2011年3月任xxx有限责任公司执行董事、总经理；2004年4月至2011年9月任xxx有限责任公司执行董事、总经理。2018年3月起至今任公司董事长、总经理。6、陶xx，中国国籍，1977年出生，本科学历。2018年9月至今历任公司办公室主任，2017年8月至今任公司监事。7、曹xx，1957年出生，大专学历。1994年5月至2002年6月就职于xxx有限公司；2002年6月至2011年4月任xxx有限责任公司董事。2018年3月至今任公司董事。8、王xx，中国国籍，无
14、永久境外居留权，1959年出生，大专学历，高级工程师职称。2003年2月至2004年7月在xxx股份有限公司兼任技术顾问；2004年8月至2011年3月任xxx有限责任公司总工程师。2018年3月至今任公司董事、副总经理、总工程师。六、 经营宗旨根据国家法律、行政法规的规定，依照诚实信用、勤勉尽责的原则，以专业经营的方式管理和经营公司资产，为全体股东创造满意的投资回报。七、 公司发展规划（一）公司未来发展战略公司秉承“不断超越、追求完美、诚信为本、创新为魂”的经营理念，贯彻“安全、现代、可靠、稳定”的核心价值观，为客户提供高性能、高品质、高技术含量的产品和服务，致力于发展成为行业内领先的供应商
15、。未来公司将通过持续的研发投入和市场营销网络的建设进一步巩固公司在相关领域的领先地位，扩大市场份额；另一方面公司将紧密契合市场需求和技术发展方向进一步拓展公司产品类别，加大研发推广力度，进一步提升公司综合实力以及市场地位。（二）扩产计划经过多年的发展，公司在相关领域领域积累了丰富的生产经验和技术优势，随着公司业务规模逐年增长，产能瓶颈日益显现。因此，产能提升计划是实现公司整体发展战略的重要环节。公司将以全球行业持续发展及逐渐向中国转移为依托，提高公司生产能力和生产效率，满足不断增长的客户需求，巩固并扩大公司在行业中的竞争优势，提高市场占有率和公司影响力。在产品拓展方面，公司计划在扩宽现有产品应
16、用领域的同时，不断丰富产品类型，持续提升产品质量和附加值，保持公司产品在行业中的竞争地位。（三）技术研发计划公司未来将继续加大技术开发和自主创新力度，在现有技术研发资源的基础上完善技术中心功能，规范技术研究和产品开发流程，引进先进的设计、测试等软硬件设备，提高公司技术成果转化能力和产品开发效率，提升公司新产品开发能力和技术竞争实力，为公司的持续稳定发展提供源源不断的技术动力。公司将本着中长期规划和近期目标相结合、前瞻性技术研究和产品应用开发相结合的原则，以研发中心为平台，以市场为导向，进行技术开发和产品创新，健全和完善技术创新机制，从人、财、物和管理机制等方面确保公司的持续创新能力，努力实现公
17、司新技术、新产品、新工艺的持续开发。（四）技术研发计划公司将以新建研发中心为契机，在对现有产品的技术和工艺进行持续改进、提高公司的研发设计能力、满足客户对产品差异化需求的同时，顺应行业技术发展，不断研发新工艺、新技术，不断提升产品自动化程度，在充分满足下游领域对产品质量要求不断提高的同时，强化公司自主创新能力，巩固公司技术的行业先进地位，强化公司的综合竞争实力。积极实施知识产权保护自主创新、自主知识产权和自主品牌是公司今后持续发展的关键。自主知识产权是自主创新的保障，公司未来三年将重点关注专利的保护，依靠自主创新技术和自主知识产权，提高盈利水平。公司计划在未来三年内大量引进或培养技术研发、技术
18、管理等专业人才，以培养技术骨干为重点建设内容，建立一支高、中、初级专业技术人才合理搭配的人才队伍，满足公司快速发展对人才的需要。公司将采用各种形式吸引优秀的科技人员。包括：提高技术人才的待遇；通过与高校、科研机构联合，实行对口培训等形式，强化技术人员知识更新；积极拓宽人才引进渠道，实行就地取才、内部挖掘和面向社会广揽人才相结合。确保公司产品的高技术含量，充分满足客户的需求，使公司在激烈的市场竞争中立于不败之地。公司将加强与高等院校、研发机构的合作与交流，整合产、学、研资源优势，通过自主研发与合作开发并举的方式，持续提升公司技术研发水平，提升公司对重大项目的攻克能力，提高自身研发技术水平，进一步
19、强化公司在行业内的影响力。（五）市场开发规划公司根据自身技术特点与销售经验，制定了如下市场开发规划：首先，公司将以现有客户为基础，在努力提升产品质量的同时，以客户需求为导向，在各个方面深入了解客户需求，以求充分满足客户的差异化需求，从而不断增加现有客户订单；其次，公司将在稳定与现有客户合作关系的同时，凭借公司成熟的业务能力及优质的产品质量逐步向新的客户群体拓展，挖掘新的销售市场；最后，公司将不断完善营销网络建设，提升公司售后服务能力，从而提升公司整体服务水平，实现整体业务的协同及平衡发展。（六）人才发展规划人才是公司发展的核心资源，为了实现公司总体战略目标，公司将健全人力资源管理体系，制定科学
20、的人力资源开发计划，进一步建立完善的培训、薪酬、绩效和激励机制，最大限度的发挥人才潜力，为公司的可持续发展提供人才保障。公司将立足于未来发展需要，进一步加快人才引进。通过专业化的人力资源服务和评估机制，满足公司的发展需要。一方面，公司将根据不同部门职能，有针对性的招聘专业化人才：管理方面，公司将建立规范化的内部控制体系，根据需要招聘行业内专业的管理人才，提升公司整体管理水平；技术方面，公司将引进行业内优秀人才，提升公司的技术创新能力，增加公司核心技术储备，并加速成果转化，确保公司技术水平的领先地位。另一方面，公司将建立人才梯队，以培养管理和技术骨干为重点，有计划地吸纳各类专业人才进入公司，形成
21、高、中、初级人才的塔式人才结构，为公司的长远发展储备力量。培训是企业人力资源整合的重要途径，未来公司将强化现有培训体系的建设，建立和完善培训制度，针对不同岗位的员工制定科学的培训计划，并根据公司的发展要求及员工的发展意愿，制定员工的职业生涯规划。公司将采用内部交流课程、外聘专家授课及先进企业考察等多种培训方式提高员工技能。人才培训的强化将大幅提升员工的整体素质，使员工队伍进一步适应公司的快速发展步伐。公司将制定具有市场竞争力的薪酬结构，制定和实施有利于人才成长和潜力挖掘的激励政策。根据员工的服务年限及贡献，逐步提高员工待遇，激发员工的创造性和主动性，为员工提供广阔的发展空间，全力打造团结协作、
22、拼搏进取、敬业爱岗、开拓创新的员工队伍，从而有效提高公司凝聚力和市场竞争力。第二章 绪论一、 项目名称及项目单位项目名称：CPU项目项目单位：xxx（集团）有限公司二、 项目建设地点本期项目选址位于xx园区，占地面积约38.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，非常适宜本期项目建设。三、 可行性研究范围1、确定生产规模、产品方案；2、调研产品市场；3、确定工程技术方案；4、估算项目总投资，提出资金筹措方式及来源；5、测算项目投资效益，分析项目的抗风险能力。四、 编制依据和技术原则（一）编制依据1、国家建设方针，政策和长远规划；2、项目建议书或
23、项目建设单位规划方案；3、可靠的自然，地理，气候，社会，经济等基础资料；4、其他必要资料。（二）技术原则为实现产业高质量发展的目标，报告确定按如下原则编制：1、认真贯彻国家和地方产业发展的总体思路：资源综合利用、节约能源、提高社会效益和经济效益。2、严格执行国家、地方及主管部门制定的环保、职业安全卫生、消防和节能设计规定、规范及标准。3、积极采用新工艺、新技术，在保证产品质量的同时，力求节能降耗。4、坚持可持续发展原则。五、 建设背景、规模（一）项目背景服务器市场规模2027年将达143.7亿美元，带动服务器CPU需求上升。2015-2020年全球服务器出货量呈现波动上升态势，CAGR为4.6
24、7%，2020年全球服务器出货量达1220万台，同比增长3.92%。根据QYResearch预测，下游服务器市场规模于2020年达到90.8亿美元，预计未来将以6.58%复合增长率在2027年达到143.7亿美元，服务器市场增长将带动服务器CPU市场规模增长。产业驱动力：制造工艺、设计方法、微架构迭代升级。（二）建设规模及产品方案该项目总占地面积25333.00（折合约38.00亩），预计场区规划总建筑面积39132.14。其中：生产工程27504.04，仓储工程6038.62，行政办公及生活服务设施3980.20，公共工程1609.28。项目建成后，形成年产xx颗CPU的生产能力。六、 项目
25、建设进度结合该项目建设的实际工作情况，xxx（集团）有限公司将项目工程的建设周期确定为12个月，其工作内容包括：项目前期准备、工程勘察与设计、土建工程施工、设备采购、设备安装调试、试车投产等。七、 环境影响该项目投入运营后产生废气、废水、噪声和固体废物等污染物，对周围环境空气的影响较小。各类污染物均得到了有效的处理和处置。该项目的生产工艺、产品、污染物产生、治理及排放情况符合国家关于清洁生产的要求，所采取的污染防治措施从经济及技术上可行。八、 建设投资估算（一）项目总投资构成分析本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算，项目总投资16692.72万元，其中：建设投资1
26、2858.58万元，占项目总投资的77.03%；建设期利息180.65万元，占项目总投资的1.08%；流动资金3653.49万元，占项目总投资的21.89%。（二）建设投资构成本期项目建设投资12858.58万元，包括工程费用、工程建设其他费用和预备费，其中：工程费用10719.36万元，工程建设其他费用1771.45万元，预备费367.77万元。九、 项目主要技术经济指标（一）财务效益分析根据谨慎财务测算，项目达产后每年营业收入31500.00万元，综合总成本费用24433.25万元，纳税总额3308.82万元，净利润5172.73万元，财务内部收益率25.15%，财务净现值7690.17万
27、元，全部投资回收期5.19年。（二）主要数据及技术指标表主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积25333.00约38.00亩1.1总建筑面积39132.141.2基底面积13933.151.3投资强度万元/亩317.872总投资万元16692.722.1建设投资万元12858.582.1.1工程费用万元10719.362.1.2其他费用万元1771.452.1.3预备费万元367.772.2建设期利息万元180.652.3流动资金万元3653.493资金筹措万元16692.723.1自筹资金万元9319.113.2银行贷款万元7373.614营业收入万元31500.00正常运营年份5
28、总成本费用万元24433.256利润总额万元6896.977净利润万元5172.738所得税万元1724.249增值税万元1414.8010税金及附加万元169.7811纳税总额万元3308.8212工业增加值万元11147.8813盈亏平衡点万元11366.81产值14回收期年5.1915内部收益率25.15%所得税后16财务净现值万元7690.17所得税后十、 主要结论及建议项目建设符合国家产业政策，具有前瞻性；项目产品技术及工艺成熟，达到大批量生产的条件，且项目产品性能优越，是推广型产品；项目产品采用了目前国内最先进的工艺技术方案；项目设施对环境的影响经评价分析是可行的；根据项目财务评价
29、分析，经济效益好，在财务方面是充分可行的。第三章 市场预测一、 CPU是计算机系统的核心CPU是计算机的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元，是计算机的核心组成部件。CPU即中央处理器（CentralProcessingUnit），其本质是超大规模集成电路，用于解释计算机指令和处理计算机软件中的数据，并负责控制、调配计算机的所有软硬件资源。CPU由运算器、控制器、寄存器及实现他们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。运算逻辑部件可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作，也可以执行地址运算和转换。寄存器部件包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器，分别用于保存指令中的寄存
30、器操作数和操作结果、执行一些特殊操作、用来指示机器执行的状态。控制部件负责对指令译码，并发出完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。按照体系结构进行划分，可分为冯诺依曼结构和哈佛结构。两者的区别在于程序空间和数据空间是否一体，冯诺依曼结构的数据空间与程序空间不分开，而哈佛结构的数据空间与程序空间分开。现代的复杂芯片中，大多是冯诺依曼结构和哈佛结构融合或者并存的体系。冯诺依曼结构：也被称为普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。其特点为数据采用二进制，必须由输入设备、输出设备、运算器、控制器、存储器、控制器组成，另外程序和数据统一存储并在程序控制下自动工作。哈佛
31、结构：是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到相应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。它的主要特点是使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存；使用独立的两条总线，分别作为CPU与每个存储器之间的专用通信路径，而这两条总线之间毫无关联，分离的程序总线和数据总线允许在一个机器周期内同时获得指令字（来自程序存储器）和操作数（来自数据存储器），从而提高了执行速度；此外其适合于数字信号的处理。改进的哈佛结构：其具有独立的地址总线和数据总线，两条总线由程序存储器和
32、数据存储器分时共用。并使用公用数据总线来完成程序存储模块或数据存储模块与CPU之间的数据传输。相对于哈佛结构，合并了两个存储器的地址总线和数据总线。按照应用领域划分，CPU可以分为微处理器（MPU）、微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）、专用处理器（ASP）。MPU属于通用处理芯片，是微型计算机的控制和运算核心，通用性强、功能强大；MCU介于通用处理芯片和专用处理芯片之间，侧重于特定场景的控制；DSP属于专用处理芯片，主要功能为数字信号处理。ASP主要针对于特定领域。微处理器（MPU）：MPU涵盖的范围比CPU小，小型的处理器都可以被称作MPU。MPU通过较为强大的运算和处理能力执行较
33、为复杂的大型程序，可以视作是功能增强的CPU。往往被用作个人计算机和高端工作站的核心CPU。微控制器（MCU）：MCU也就是俗称单片机，是专门用作嵌入式应用而设计的单芯片型计算机，是将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上从而形成的芯片级计算机，是随着大规模集成电路的出现而产生的。数字信号处理器（DSP）：DSP是由大规模或超大规模集成电路芯片组成的用来完成数字信号处理任务的处理器。DSP不只局限于音视频层面，也应用于通信与信息系统、自动控制、雷达、军事、航空航天、医疗等领域。DSP是为适应高速实时信号处理任务的需要而发展的，解决了微处理器器件较多、逻辑设计
34、和程序设计复杂、价格较贵等问题，实现了对信号的采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别。专用处理器（ASP）：ASP是一张针对于特定领域设计的处理器，比如用于HDTV、ADSL、CableModem等的专用处理器。按照下游应用场景进行划分，CPU可以应用在服务器、工作站、个人计算机（台式机、笔记本电脑）、移动终端和嵌入式设备等不同设备上。根据应用领域不同，其架构、功能、性能、可靠性、能效比等技术指标也存在一定差异。二、 全球CPU市场有望保持平稳增长全球微处理器出货量与市场规模稳定增长。微处理器为微机的中央处理器，2019年受宏观经济市场影响供应链流程暂缓，微处理器市场规模略有下滑，之后其出货
35、量与市场规模稳步增长。据ICinsights数据，2021年全球微处理器出货量达24.9亿台、市场规模达1029亿美元，预计到2022年全球微处理器出货量达26亿台、市场规模增长回落至7%左右。伴随下游应用拓展，全球微处理器平均单台售价呈持续增长趋势。2021年微处理器平均单价达到41.33美元/台，同比增速3.31%，预计至2022年平均销售价格达42.46美元/台，下游应用场景需求增多刺激微处理器价格呈上升趋势。下游市场来看，全球桌面PC出货量回升。对细分市场进行研究，CPU的重要应用领域包括桌面和服务器，每台桌面通常只有一颗CPU，而每台服务器的CPU数量不定。在桌面领域，2015-20
36、18年全球出货量呈现整体下降趋势，但平均仍保持在2.6亿台/年左右。2019-2020年全球桌面出货量回升，2020年达到3.03亿台，同比增长13.48%，预计2021年全球桌面出货量达到3.49亿台。服务器市场规模2027年将达143.7亿美元，带动服务器CPU需求上升。2015-2020年全球服务器出货量呈现波动上升态势，CAGR为4.67%，2020年全球服务器出货量达1220万台，同比增长3.92%。根据QYResearch预测，下游服务器市场规模于2020年达到90.8亿美元，预计未来将以6.58%复合增长率在2027年达到143.7亿美元，服务器市场增长将带动服务器CPU市场规模
37、增长。产业驱动力：制造工艺、设计方法、微架构迭代升级。芯片制程的进步能够推动CPU的发展，一方面体现在可以让芯片的集成度大大增加。芯片容纳的晶体管数量越多，性能就越高，对于CPU而言即是运算核心的增强和缓存单元的增大。CPU的高速缓存要求运行在数GHz的高频率上，只能使用SRAM类型的存储逻辑，而SRAM的每一个比特位需要占用6个晶体管，存储密度很低，1MB容量的二级缓存需要占用5000万个晶体管，在这种情况下如果因为晶体管的数量越多CPU的尺寸就越大，对制造成本、散热和运行速度的提升都非常不利，因此制程的进步可以使得芯片的集成度提高，助力CPU的性能提升。另一方面，芯片制程的进步能够带来运算
38、性能和电气性能的双方面改进。芯片制程的进步可以带来功耗的明显降低，而低功耗同时意味着芯片的工作效率可以继续向上提升一个等级。另一方面，低功耗可以使得运行过程更加节能，对散热设计的压力更小，安静、低噪的运行得以保障。芯片制程由微米级进步至纳米级，仍在不断缩小。1971年Intel4004发布，这是人类历史上第一枚微型电脑处理器，在3mn*4nm的尺寸中拥有2300个晶体管，采用了5层设计，10um的制程，每秒运算9万次，代表了当时最先进的半导体器件制造水平。至1980年进入800nm的亚微米级别，再到2000年制程工艺步入50nm的纳米级，迄今台积电3nm制程芯片将在下半年量产。制程工艺的缩小带
39、来性能的切实提升和功耗的降低。以晶圆代工龙头企业台积电为例，1987年成立时其芯片制程为3um，随后逐步提升，至1990年达到1um，2004年开始采用90nm的制程工艺，2015年台积电实现16nmFinFET（FF）量产，2018年台积电开始量产7nm芯片，从16nm转到7nm实现了3.3倍的栅极密度、约40%的性能提升、功耗降低大于65%。2022年台积电公布2nm制程的部分技术指标，相较于其3nm低成本版的工艺，性能将提升10%-15%、功耗将降低25%-30%。第四章 项目建设背景及必要性分析一、 生产过程：从设计，到流片，到封测CPU的生产过程大致包括设计、流程、封测三大环节。设计
40、是决定芯片功能、性能最为关键的环节。CPU设计大致可以分为架构设计、电路设计、微码系统设计、安全模块设计、仿真模拟、产品设计、流片工艺设计、基板及封测工艺开发、硅后验证等环节。二、 流片和封测是芯片的实体制造过程CPU生产过程即在极高纯度的单晶硅片上，根据设计图纸即生产过程中表现形态为掩膜，进行雕刻，形成极其精细、复杂的电路。具体过程主要包括硅提纯、切割晶圆、影印、刻蚀、重复、分层、封装、多次测试等。1）硅提纯：生产CPU现阶段主要的材料是Si，这是一种非金属元素，从化学角度来看其位于元素周期表中金属元素与非金属元素的交界处，具备半导体性质，适合于制造各种微小的晶体管，是目前最适宜于制造现代大
41、规模集成电路的材料之一。在硅提纯的过程中，原材料硅先被熔化并放入石英熔炉中，以便硅晶体围绕晶种生长。2）切割晶圆：硅锭制作出来后被切割成片状，称为晶圆。用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片，并将其划分为多个细小的区域，每个区域都将成为一个CPU的内核（Die）。一般而言，晶圆切得越薄，相同量的硅材料能够制造的CPU成品越多。3）影印：在经过热处理得到的硅氧化物层上面敷涂一种光阻物质，紫外线通过印制着CPU复杂电路结构图样的模板照射硅基片，被紫外线照射的地方光阻物质溶解。为了避免不需要曝光的区域也受到光的干扰，必须制作遮罩将这些区域进行遮蔽。4）蚀刻：这是CPU生产过程中的重要操作，
42、也是CPU工业中的重头技术。蚀刻使用的是波长很短的紫外光并配合很大的镜头，短波长的光将透过这些石英遮罩的孔照在光敏抗蚀膜上使之曝光。接下来停止光照并移除遮罩，使用特定的化学溶液清洗掉被曝光的光敏抗蚀膜，以及在下面紧贴着抗蚀膜的一层硅。之后曝光的硅将被原子轰击，使得曝光的硅基片局部掺杂，从而改变这些区域的导电状态，以制造出N井或P井，结合制作的基片CPU的门电路完成。5）重复、分层：为加工新的一层电路，再次生长硅氧化物，沉积一层多晶硅，涂敷光阻物质，重复影印、刻蚀过程，得到含多晶硅和硅氧化物的沟槽结构。重复多遍，形成3D结构，每几层中间都要填上金属作为导体，层数决定于设计时CPU的布局，以及通过
43、的电流大小。6）封装：将一块块的晶圆封入一个陶瓷或塑料的封壳中，以便装在电路板上。封装结构各有不同，好的封装往往能带来芯片电气性能和稳定性的提升，并能间接地为主频的提升提供可靠基础。7）测试：这是CPU出厂前必要的过程，将测试晶圆的电气性能，检查是否出现了差错。之后晶圆上每个CPU核心都将被分开检测。由于SRAM结构复杂、密度高，所以缓存是CPU中容易出问题的部分，对缓存的测试也是CPU测试的重要部分。三、 运行原理：从不同指令集出发来理解指令集是CPU中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合。CPU在设计时就定下了一系列与其他硬件电路相配合的指令系统，不同指令集使得CPU发挥不同的性能，是
44、CPU性能体现的重要标志。包含了基本数据类型、指令集、寄存器、寻址模式、存储体系、中断、异常处理以及外部I/O，一系列的opcode即操作码（机器语言），以及由特定处理器执行的基本命令。按照采用的指令集，CPU可以分为复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）两大类。CISC指令集：即复杂指令集，在早期为了扩展计算机功能，需要将更多更复杂的指令加入指令系统，以提高计算机的处理能力，因此CISC强调增强指令的能力、减少目标代码的数量，但是指令复杂，指令周期长。程序中各条指令和指令中的各个操作都是按顺序串行执行的。优点在于控制简单，缺点是对于计算机各个部分的利用率不高，执行速度较慢，主要以x8
45、6架构为代表。RISC指令集：即精简指令集，随着半导体技术的发展，80年代开始逐渐通过硬件的方式，而非通过扩充指令来实现复杂功能，指令规模逐渐缩小，指令进一步简化，RISC开始应用。其强调尽量减少指令集、指令单周期执行，但是目标代码会更大。与传统的CISC型相对而言，RISC型的指令格式统一且指令种类较少，显著提高了处理速度，主要为ARM、MIPS、RISC-V等架构。扩展指令集能够提升CPU的某一方面的性能。扩展指令集重新定义了新的数据和指令，从而能够极大提高该方面数据处理能力，但需要有软件支持，常见扩展指令集有MMX、SSE、SSE2、SSE4。MMX：MMX发布于1997年，共有57条指
46、令。MMX指令与FPU使用同样的8个通用寄存器，可以一次处理8个字节的数据，理论上能提升8倍运算速度。代表处理器有：PentiumMMX。SSE：SSE是Intel在PentiumIII处理器中率先推出。共有70条指令，包含50条提高3D图形运算效率、12条MMX整数运算增强、8条内存中连续数据块传输优化。代表处理器有：PentiumIII。SSE2：SSE2是由Intel在SSE指令集基础上发展而成。新增了144条指令扩展MMX技术和SSE技术，提高了广大应用程序的运行性能。代表处理器有：Pentium4。SSE4：SSE4是Conroe架构引入的新指令集。包括16条指令，提供完整的128位宽SSE执行单元，并改良了插入、提取、寻找、离散、跨步负载及存储等动作。在不同的指令集下根据冯诺依曼体系结构，CPU的运作可以统一划分为5个阶段。即为取指令阶段、指令译码阶段、执行指令阶段、访存取数和结果写回。取指令：即将一条