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1、泓域咨询/深圳CPU项目可行性研究报告深圳CPU项目可行性研究报告xx有限责任公司目录第一章 背景、必要性分析7一、 流片和封测是芯片的实体制造过程7二、 CPU市场当前处于多核集成阶段,核心数量、频率大幅提升8三、 运行原理:从不同指令集出发来理解10四、 增强粤港澳大湾区核心引擎功能,携手共建世界级城市群13五、 增强城市综合承载力和服务辐射能级17六、 项目实施的必要性20第二章 市场预测22一、 全球CPU市场有望保持平稳增长22二、 CPU是计算机系统的核心24三、 生产过程:从设计,到流片,到封测27第三章 绪论29一、 项目名称及项目单位29二、 项目建设地点29三、 可行性研究
2、范围29四、 编制依据和技术原则29五、 建设背景、规模31六、 项目建设进度32七、 环境影响32八、 建设投资估算32九、 项目主要技术经济指标33主要经济指标一览表33十、 主要结论及建议35第四章 项目选址36一、 项目选址原则36二、 建设区基本情况36三、 为广东打造新发展格局战略支点提供强有力支撑41四、 建设具有全球影响力的科技和产业创新高地44五、 项目选址综合评价47第五章 建设规模与产品方案48一、 建设规模及主要建设内容48二、 产品规划方案及生产纲领48产品规划方案一览表48第六章 发展规划分析50一、 公司发展规划50二、 保障措施51第七章 法人治理54一、 股东
3、权利及义务54二、 董事59三、 高级管理人员65四、 监事68第八章 进度实施计划70一、 项目进度安排70项目实施进度计划一览表70二、 项目实施保障措施71第九章 技术方案分析72一、 企业技术研发分析72二、 项目技术工艺分析74三、 质量管理75四、 设备选型方案76主要设备购置一览表77第十章 项目投资分析78一、 编制说明78二、 建设投资78建筑工程投资一览表79主要设备购置一览表80建设投资估算表81三、 建设期利息82建设期利息估算表82固定资产投资估算表83四、 流动资金84流动资金估算表85五、 项目总投资86总投资及构成一览表86六、 资金筹措与投资计划87项目投资计
4、划与资金筹措一览表87第十一章 经济效益及财务分析89一、 基本假设及基础参数选取89二、 经济评价财务测算89营业收入、税金及附加和增值税估算表89综合总成本费用估算表91利润及利润分配表93三、 项目盈利能力分析94项目投资现金流量表95四、 财务生存能力分析97五、 偿债能力分析97借款还本付息计划表98六、 经济评价结论99第十二章 项目招标方案100一、 项目招标依据100二、 项目招标范围100三、 招标要求101四、 招标组织方式103五、 招标信息发布106第十三章 风险评估107一、 项目风险分析107二、 项目风险对策109第十四章 总结分析111第十五章 附表113建设投
5、资估算表113建设期利息估算表113固定资产投资估算表114流动资金估算表115总投资及构成一览表116项目投资计划与资金筹措一览表117营业收入、税金及附加和增值税估算表118综合总成本费用估算表119固定资产折旧费估算表120无形资产和其他资产摊销估算表121利润及利润分配表121项目投资现金流量表122本期项目是基于公开的产业信息、市场分析、技术方案等信息,并依托行业分析模型而进行的模板化设计,其数据参数符合行业基本情况。本报告仅作为投资参考或作为学习参考模板用途。第一章 背景、必要性分析一、 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
6、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
7、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,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
8、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
9、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。二、 CPU市场当前处于多核集成阶段,核心数量、频率大幅提升全球CPU发展历程基本与Intel和AMD的发展史相吻合,可分为四个阶段。综合Intel公司和AMD公司技术变迁可将CPU分为四个阶段:性能提升阶段、应用扩展阶段、多元发展阶段和多核集成阶段。性能提升阶段(1970-1990年):该时期CPU主要向计算性能提升方向发展,晶体管数量由千级提升至百万级,Intel崛起为世界一流的芯片制造公司。1971年Intel公司推出世界上第一台微处理器4004,这是第一个用
10、于计算器的4位微处理器,随后推出8086和8088微处理器,两者均为16位处理器,是X86架构的鼻祖,1981年Intel的8088芯片首次用于IBMPC机中,开创了全新的微机时代。应用扩展阶段(1990-2000年):该阶段CPU向个人应用及多媒体方向发展,包括音、视频及通信方向,同时晶体管数量由百万级提升至千万级,Intel的主导地位确定,AMD公司开始与Intel公司展开竞争。1992年IntelPentium推出,1995年AMD发布K5处理器为AMD第一款自主设计的CPU,1996年奔腾MMX推出,处理多媒体能力提高了60%左右,1997年AMD推出K6处理器,性能堪比IntelPe
11、ntiumMMX,1999年推出Pentium,首次导入0.25微米技术。多元发展阶段(2000-2010年):该时期出现64位处理器产品,CPU产品开始向多元化发展,包括服务器、桌面、移动端等,同时工艺制程得以提升,Intel公司与AMD公司的竞争日趋激烈,Intel公司逐渐取得优势。2001年Intel至强(Xeon)处理器发布,2003年AMD推出AMD64-64位x86指令集扩展,由于良好的兼容性机生态取代了Intel推出的EPIC指令集,2005年Intel发布双核CPUIntelPentiumD,正式揭开x86处理器多核心时代,2006年Intel推出Core2跨平台架构体系,包括
12、服务器版、桌面版、移动版三大领域。多核集成阶段(2010年-至今):该阶段CPU核心数量、频率得以大幅发展,主频突破3GHz,实现多核/多线程技术,AMD第1代APU(CPU集成GPU单元)开始出现。2010年Intel发布基于全新的32纳米制程的i7、i5、i3处理器产品,2011年ARM开始了64位处理器进程,发布了64位的ARMv8架构,并于同年推出big.LITTLE处理技术,优化芯片SoCs,2018年Inteli9处理器发布,包含8个内核,单核睿频频率高达5.0GHz,2020年AMD发布最新Zen3架构处理器5000系列,在多核性能和单核性能方面表现优异。三、 运行原理:从不同指
13、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
14、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x86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
15、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M
16、MX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:即将一条指令从主存储器中取到指令寄存器的过程。程序计数器中的数值,用来指示当前指令在主存中的位置。当一条指令被取出后,程序计数器中的数值将根据指令字长度自动递增。指令译码阶段:取出指令后,指令译码器按照预定的指令
17、格式,对取回的指令进行拆分和解释,识别区分出不同的指令类别以及各种获取操作数的方法。执行指令阶段:具体实现指令的功能。将CPU的不同部分被连接起来,执行所需的操作。访存取数阶段:根据指令需要访问主存、读取操作数,CPU得到操作数在主存中的地址,并从主存中读取该操作数用于运算。结果写回阶段:把执行指令阶段的运行结果数据“写回”到某种存储形式。结果数据会被写到CPU的内部寄存器中,以便被后续的指令快速地存取;许多指令还会改变程序状态字寄存器中标志位的状态,这些标志位标识着不同的操作结果,可被用来影响程序的动作。四、 增强粤港澳大湾区核心引擎功能,携手共建世界级城市群深化深港澳合作,引领带动“一核一
18、带一区”建设,增强中心城市辐射带动效应,助力粤港澳大湾区加快建设富有活力和国际竞争力的一流湾区和世界级城市群。(一)加强深港澳更紧密务实合作深入实施“湾区通”工程,推进基础设施互联互通,加快东部过境公路、深港西部快轨等重点项目规划建设。推动三地经济运行的规则衔接、机制对接。实行更加便利的通关模式,探索更多“一事三地”“一策三地”“一规三地”创新举措,促进人员、货物、资金、技术、信息等要素高效便捷流动,提升市场一体化水平。强化创新资源协同配合和产业分工协作,推动广深港澳科技创新走廊建设,打造开放互通的区域创新体系,联合培育若干世界级产业集群。创新完善港澳居民来深就业创业服务体系,推动在深工作生活
19、的港澳居民在民生方面享有“市民待遇”。加强深港澳青年创新创业基地建设,促进深港澳青少年广泛交往、全面交流、深度交融,增强对祖国的向心力。深化三地在教育、文化、智库、旅游、社会保障、疫情防控、应急管理、环境治理等领域的合作,打造优质生活圈。加强与港澳政府部门、法定机构、商会协会等交流,构建多层级合作框架机制。(二)加快建设深圳都市圈制定实施深圳都市圈发展规划,以深莞惠大都市区为主中心,以深汕特别合作区、河源都市区、汕尾都市区为副中心,形成中心引领、轴带支撑、圈层联动的发展格局。协同东莞、惠州强化临深片区产业、基础设施、公共服务等优化布局,共同打造具有全球竞争力的电子信息、人工智能等世界级先进制造
20、业产业集群。加密都市圈交通网络建设,规划建设1000公里地铁、1000公里轻轨和城际铁路、1000公里高快速路,促进国家铁路、城际铁路和市域(郊)铁路、城市轨道对接融合,与周边城市构建半小时交通圈。推动生态环境共保共治、民生服务共建共享,创新城际住房合作机制,促进教育、医疗、养老、环保等政策衔接。(三)强化广深“双城联动、比翼双飞”协同打造一批重大科技基础设施,共建具有世界影响力的国际科技创新中心。加快广州深圳国际性综合交通枢纽建设,合力提升粤港澳大湾区门户枢纽功能。研究共建世界新兴产业、先进制造业和现代服务业基地,在科技创新、智能网联汽车、智能装备、生物医药等重点领域加强合作。充分发挥广州、
21、深圳都市圈中心城市辐射带动作用,全面深化在教育、医疗、文化、旅游、人才、就业、生态等领域的合作发展。(四)强化“一核一带一区”主引擎作用做优做强“核”引擎,加强与珠江西岸先进装备制造业联动发展,创新产业园区共建、产业梯度转移、产业链协作机制,促进珠江口东西两岸融合互动。助力提升“带”能级,积极对接沿海经济带,突出陆海统筹、港产联动,推动深圳汕头深度协作,支持汕头建设省域副中心城市,强化与汕潮揭都市圈、湛茂都市圈海洋经济协调发展。支持广东北部生态发展区打造生态经济发展新标杆,全面加强与韶关、梅州、清远、河源、云浮等地生态型产业合作,广泛开展人文旅游交流。(五)积极融入国家区域发展大局深度对接国家
22、重大区域发展战略,在形成国内统一大市场中拓展合作共赢发展空间。深化与京津冀协同发展、长江经济带发展、长三角一体化发展、黄河流域生态保护和高质量发展等重大区域发展战略协同,深度对接雄安新区建设,支持西部大开发、东北全方位振兴和中部崛起,拓展更为广阔发展合作空间。深化泛珠三角区域合作,积极参与珠江西江经济带、广西东盟经济技术开发区、海峡西岸经济带、成渝地区双城经济圈等建设,主动对接浦东开发开放、海南自由贸易港国家战略,与上海、海南等加强改革联动、互学互鉴。继续推进援疆援藏和对口帮扶协作工作,促进巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接。深化研究市区乡村振兴的特殊内涵,改善城中村人居环境。(六)建设全
23、球海洋中心城市坚持陆海统筹,全面提升海洋资源开发保护水平,推动从近海到远海、从浅海到深海、从海洋资源浅层次利用到深度开发和海洋环境综合治理并重转变。大力发展海洋新兴产业,推动智能海洋工程制造业创新中心、南方海洋科学城建设,促进海工装备产业智能化和高端化发展。推动高端航运要素集聚,加快发展航运金融、海事保险、航运法务等高附加值航运服务。大力提升海洋科技创新能力,高标准规划建设海洋大学和国家深海科考中心,布局一批海洋领域基础研究平台、海上试验场、应用研究与成果转化平台等重大项目。创新发展海洋金融,筹建国际海洋开发银行。(七)加快大湾区合作示范平台建设深化前海深港现代服务业合作区改革开放,推动前海深
24、港现代服务业合作区与前海蛇口自贸片区“双扩区”,对标国际高标准经贸规则,实现更高水平的投资贸易便利、跨境资金往来便利和人才等要素供给便利,打造全面深化改革创新试验平台和高水平对外开放门户枢纽。深化“前海模式”,建立健全对接港澳的开放型经济新体制和跨境合作制度体系,探索推进与港澳服务贸易自由化,打造金融业对外开放试验示范窗口和跨境人民币业务创新试验区,加快建设国际化城市新中心。高标准规划建设河套深港科技创新合作区,推进“一区两园”统筹开发,布局港澳高校优势学科重点实验室、国际一流研究中心和国家重大科研平台,推动科研资金跨境使用、科技基础设施跨境协调管理、科研设备便利通关和共享使用等制度创新,打造
25、国际离岸创新中心和综合性国家科学中心开放创新先导区。高水平规划建设盐田沙头角深港国际旅游消费合作区和深港口岸经济带,加快推进口岸改造和新设,推动口岸沿线开发开放,以深港陆路口岸与邻近区域、过境地块为中心,促进科技产业、文旅消费、医疗教育协同发展。五、 增强城市综合承载力和服务辐射能级顺应超大型城市发展规律,统筹空间、规模、产业结构,统筹规划、建设、管理和生产、生活、生态等各个方面,推动存量优化、增量提质、流量增效,推进以人为核心的新型城市化,强化城市承载力、吸引力、竞争力和可持续发展能力。(一)全面优化城市开发格局深入实施“东进、西协、南联、北拓、中优”发展战略,完善“多中心、网络化、组团式、
26、生态型”空间结构,构建“一核多心网络化”的城市空间体系。做大做优做强都市核心区,聚焦金融、科创、时尚等核心功能建设福田中央活力商务区,打造具有创新资源集聚辐射枢纽功能的南山中央智力区,建设罗湖旧城改造可持续发展示范区,打造龙华新兴产业高地和时尚产业新城。提升东部发展能级,打造产城融合的龙岗坪山城市东部中心,加快建设龙岗全球电子信息产业高地、坪山未来产业试验区,打造盐田国际航运枢纽和离岸贸易中心、大鹏世界级滨海生态旅游度假区。优化西部向湾格局,高标准建设宝安中心区和海洋新城。拓展北部发展腹地,建设世界一流的光明科学城和深圳城市北部中心。高水平建设深汕特别合作区,优化完善管理体制机制,加快深汕第二
27、高速、深汕高铁等重大基础设施建设,实施好乡村振兴战略,打造深圳产业体系拓展、城市功能延伸的新兴城区和现代化国际性滨海智慧新城。(二)持续推进国土空间提质增效高标准推动重点片区开发,坚持基础先行、公共配套、共性开发、差异发展,创新开发模式和支持政策,打造深圳湾超级总部基地、环中心公园活力圈、北站商务区等一批国际化城市新客厅。优化城市建设用地结构,优先安排社会民生用地,保持合理产业用地规模,提高居住用地比例。创新土地整备机制,有序推进城市更新,深化历史遗留违法建筑处置。加强城市整体设计,提升城市建设美学水平,营造小尺度、人性化、富有人情味的城市空间肌理,塑造丰富多变的街道景观,加强城市特色风貌塑造
28、,保护提升历史风貌,全面提升城市空间品质。(三)打造国际化门户枢纽推进交通强国试点城市建设,构建现代化的综合交通运输体系。打造国际航空枢纽,谋划建设深圳第二机场,加快深圳机场第三跑道、卫星厅、T4航站楼等基础建设,推动国际航线、航班时刻和国际航权优化配置,加密与国际重要城市航线航班,探索在深圳设立大湾区联合管制中心。巩固提升世界级集装箱枢纽港地位,加快超大型集装箱码头和深水航道建设,巩固欧美航线优势,构建近距离内陆港体系,发展海铁联运和水水中转,完善深圳港集疏运体系。全力推进对外战略通道建设,加快深中通道建设,谋划推动深珠(伶仃洋通道)建设,构建赣深、贵广南广、沿海等铁路走廊,完善“南北终到、
29、东西贯通、互联互通”高铁通道布局。建设高密度网络化的轨道交通枢纽体系,推进轨道快线、普线、中小运量轨道交通融合,加快城市轨道交通网络向周边城市延伸,形成“内湾半小时、湾区一小时”交通网络体系。提高城市交通综合服务水平,以公共交通为导向优化城市交通结构,改善慢行片区步行设施、自行车网络和风雨连廊系统,推进轨道公交慢行三网融合发展。加密大湾区城市水上线路,构建方便快捷的水上客运网络。(四)提高城市管理精细化水平树立全周期管理意识,实现规划建设管理一体化贯通,在细微处下功夫、见成效。强化依法治理,健全完善城市治理法规体系,提升用法治思维和法治方式解决城市治理顽症难题的能力。优化城市管理职责分工,构建
30、权责明晰、服务为先、管理优化、执法规范、安全有序的城市管理体制。推进国际化街区建设,完善国际化语言环境,提高公共服务国际化水平,提升城市国际化品质。完善城市管理标准体系,推进城市净化、绿化、美化、亮化,打造全国最干净城市。六、 项目实施的必要性(一)现有产能已无法满足公司业务发展需求作为行业的领先企业,公司已建立良好的品牌形象和较高的市场知名度,产品销售形势良好,产销率超过 100%。预计未来几年公司的销售规模仍将保持快速增长。随着业务发展,公司现有厂房、设备资源已不能满足不断增长的市场需求。公司通过优化生产流程、强化管理等手段,不断挖掘产能潜力,但仍难以从根本上缓解产能不足问题。通过本次项目
31、的建设,公司将有效克服产能不足对公司发展的制约,为公司把握市场机遇奠定基础。(二)公司产品结构升级的需要随着制造业智能化、自动化产业升级,公司产品的性能也需要不断优化升级。公司只有以技术创新和市场开发为驱动,不断研发新产品,提升产品精密化程度,将产品质量水平提升到同类产品的领先水准,提高生产的灵活性和适应性,契合关键零部件国产化的需求,才能在与国外企业的竞争中获得优势,保持公司在领域的国内领先地位。第二章 市场预测一、 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
32、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
33、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
34、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
35、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
36、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%。二、 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。C
37、PU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
38、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
39、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
40、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
41、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、Ca
42、bleModem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。三、 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。第三章 绪论一、 项目名称及项目单位项目名称:深圳CPU项目项目单位:xx有限责任公司二、 项目
43、建设地点本期项目选址位于xxx(以选址意见书为准),占地面积约80.00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、国家经济和社会发展的长期规划,部门与地区规划,经济建设的指导方针、任务、产业政策、投资政策和技术经济政策以及国家和地方法规等;2、经过批准的项目建议书和在项目建议书批准后签订的意向性协议等;3、当地的拟
44、建厂址的自然、经济、社会等基础资料;4、有关国家、地区和行业的工程技术、经济方面的法令、法规、标准定额资料等;5、由国家颁布的建设项目可行性研究及经济评价的有关规定;6、相关市场调研报告等。(二)技术原则1、所选择的工艺技术应先进、适用、可靠,保证项目投产后,能安全、稳定、长周期、连续运行。2、所选择的设备和材料必须可靠,并注意解决好超限设备的制造和运输问题。3、充分依托现有社会公共设施,以降低投资,加快项目建设进度。4、贯彻主体工程与环境保护、劳动安全和工业卫生、消防同时设计、同时建设、同时投产。5、消防、卫生及安全设施的设置必须贯彻国家关于环境保护、劳动安全的法规和要求,符合行业相关标准。
45、6、所选择的产品方案和技术方案应是优化的方案,以最大程度减少投资,提高项目经济效益和抗风险能力。科学论证项目的技术可靠性、项目的经济性,实事求是地作出研究结论。五、 建设背景、规模(一)项目背景按照应用领域划分,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。(二)建设规模及产品方案该项目总占地面积53333.00(折合约80.00
46、亩),预计场区规划总建筑面积101372.88。其中:生产工程61067.14,仓储工程20236.67,行政办公及生活服务设施10493.03,公共工程9576.04。项目建成后,形成年产xx颗CPU的生产能力。六、 项目建设进度结合该项目建设的实际工作情况,xx有限责任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、 环境影响本项目选址合理,符合相关规划和产业政策,通过采取有效的污染防治措施,污染物可做到达标排放,对周边环境的影响在可承受范围内,因此,在切实落实评价提出的污染控制措施和严格执行“三同
47、时”制度的基础上,从环境影响的角度,本项目的建设是可行的。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42097.82万元,其中:建设投资33914.84万元,占项目总投资的80.56%;建设期利息390.15万元,占项目总投资的0.93%;流动资金7792.83万元,占项目总投资的18.51%。(二)建设投资构成本期项目建设投资33914.84万元,包括工程费用、工程建设其他费用和预备费,其中:工程费用28940.28万元,工程建设其他费用3985.43万元,预备费989.13万元。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90400.00万元,综合总成本费用74350.45万元,纳税总额7674.93万元,净利润11734.75万元,财务内部收益率22.06%,财务净现值11863.79万元,全部投资回收期5.44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53333.00约80.00亩1.1总建筑面积101372.881.2基底面积33066.461.3投资强度万元/亩402.492总投资万元42097.822.1