在半导体这个庞大的产业版图里，逻辑芯片是一个绕不开的核心赛道。按照世界半导体贸易统计组织（WSTS）的划分，半导体主要分为集成电路、分立器件、光电子器件和传感器四大类，其中集成电路独占83%的市场份额。而在集成电路内部，逻辑芯片又以约28%的占比位居前列，与存储芯片并驾齐驱。

逻辑芯片到底是什么？它和我们常说的CPU、GPU有什么关系？国产逻辑芯片目前进展如何？这篇文章就带大家把这个赛道彻底理清楚。

一、逻辑芯片：半导体的"大脑"，专门干运算的活

逻辑芯片，顾名思义，就是包含逻辑关系、以二进制为原理、实现运算与逻辑判断功能的集成电路。简单来说，它的核心任务就是"算"——不管是电脑里的复杂运算，还是手机里的图像渲染，背后都离不开逻辑芯片在撑腰。

常见的逻辑芯片主要有四大类：

· CPU（中央处理器）：通用计算的核心，计算机的"大脑"；

· GPU（图形处理器）：专门处理图像和并行计算，游戏玩家的"刚需"；

· ASIC（专用集成电路）：为特定用途量身定制，比如手机里的麒麟芯片；

· FPGA（现场可编程门阵列）：出厂后还能改功能，灵活性极强。

二、CPU：被英特尔和AMD牢牢把持的阵地

CPU是大家最熟悉的逻辑芯片，由运算单元、控制单元和存储单元组成，是计算机操作与控制的核心。世界上第一颗CPU诞生于1971年，经过半个多世纪的发展，这个行业已经形成了极为稳固的双寡头格局——英特尔和AMD几乎瓜分了全球市场。

国产CPU的处境依然艰难。数据显示，在个人PC领域，国产芯片的市场占有率仅约1%；在服务器领域，也不过2%左右。差距是客观存在的，但国内企业并没有放弃追赶。

龙芯中科是国内CPU领域的代表性企业。2010年由北京市政府与中国科学院出资改建，公司主营处理器及配套芯片的研制，旗下产品包含龙芯1号、2号、3号三大系列，分别对应物联终端、工业控制与服务器三大场景。值得一提的是，龙芯是国内唯一一家推出自主指令集的CPU设计企业，2021年推出了完全自主知识产权的LoongArch指令集。

三、GPU：英伟达一家独大，景嘉微艰难突围

随着数据运算量猛增，CPU渐渐有些力不从心，GPU作为辅助应运而生。

GPU全称图形处理器，专门负责在个人电脑、工作站、游戏机以及手机平板上执行绘图运算。和CPU相比，GPU舍弃了部分控制单元，拥有更多的计算单元，因此特别适合高密度、大规模并发的数据运算，比如3D游戏画面渲染、密码破解等。英伟达的一位架构师曾做过一个形象的比喻：GPU是一台吞吐机，设计的工作量远超运行时间，就像火车没有满载的时候；而CPU是一台延迟机，切换线程代价很大，所以希望一个线程尽可能快地跑完。

当前全球GPU市场由英伟达、英特尔和AMD三家垄断，市场份额接近100%。国内企业中，景嘉微是最有希望实现突围的一家。

景嘉微的产品此前主要面向军用领域，曾参与神舟八号图形显控模块的设计。2018年，公司GPU芯片JM7200成功流片，采用28nm工艺，开始切入民用台式机和笔记本市场。2021年9月，第三代GPU芯片JM9流片成功，进一步拓宽了应用场景，可用于地理信息系统、CAD辅助设计乃至高性能游戏等领域。

四、ASIC：为专门目的而生，华为海思的看家本领

ASIC，全称专用集成电路，最大的特点是"量身定制"。随着智能手机、可穿戴设备等小型智能设备的普及，芯片集成度越来越高，ASIC可以把CPU、GPU、存储器乃至蓝牙、WiFi等数十个模块集成在一块芯片上，实现系统级设计需求，这种做法也被称为SoC（片上系统）。

ASIC的优势在于整机电路优化、元件数量减少、布线缩短、体积和重量减小，系统可靠性也随之提高。智能手机是ASIC最主要的应用场景，大家熟知的华为麒麟芯片就属于ASIC。

华为在ASIC领域的布局非常早。1991年，华为便成立了ASIC设计中心进行相关研究，这个设计中心正是2004年成立的海思半导体的前身。经历制裁之后，华为海思麒麟在2022年初官宣：向"芯"而行，首要目标就是冲破限制，恢复麒麟芯片的正常供应。

五、FPGA：出厂后还能改功能的"万能芯片"

ASIC虽然集成度高，但设计复杂度也大，流片（打样）失败的风险不小。在这种背景下，FPGA应运而生。

FPGA最大的特点就是"现场可编程"。CPU、GPU和ASIC在制造完成后，功能就被固定了，用户没法改；但FPGA在出厂后功能并未固定，使用者可以通过配套软件对芯片进行功能配置，把空白的模块转化为具备特定功能的模块。几分钟就能改变芯片的逻辑功能，在不同业务需求之间灵活调配，还能降低流片失败的风险。

不过，当前中国FPGA市场由赛灵思和英特尔垄断，两者市占率合计约90%。国内FPGA领域的龙头企业是安路科技，2021年11月在科创板上市，当前市占率接近1%。公司产品矩阵覆盖全面，凤凰、猎鹰、精灵三大系列分别对应高端、高性价比和低功耗市场，已经掌握55nm和28nm工艺平台上的电路设计。

六、国产逻辑芯片三强：龙芯、景嘉微、安路科技财务扫描

从2018年到2020年的财务数据来看，三家企业各有特点。

营收规模上，龙芯中科2020年达到10.82亿元，位居三家之首。安路科技和龙芯中科的营收增长势头很猛，2020年同比分别增长122%和130%。但相比之下，景嘉微的盈利能力更为稳健，龙芯中科和安路科技在净利润表现上则稍逊一筹——龙芯中科2020年净利润出现下滑，安路科技尚未实现盈利。

龙芯中科增收不增利的原因在于毛利率持续走低，从2018年的62.65%下降到2020年的48.73%。这并非核心竞争力丧失，而是产品结构变化所致：2018年公司产品以高毛利的工控类龙芯2号芯片为主，但近年来应用于加密卡、智能门锁、打印机等物联终端的龙芯1号芯片增长迅猛，营收从2018年的0.5亿元增至2020年的8亿元，占比提升至70%，而龙芯1号的毛利率相对较低，拉低了整体水平。

更值得关注的，是三家企业对政府补助的依赖。龙芯中科和安路科技均有较大规模的政府补助入账，安路科技2020年计入当期损益的政府补助占总营收的比例约23.84%。这从侧面说明，逻辑芯片自主可控的意义远不止经济效益层面。

研发投入方面，三家企业的增长都极为迅猛，2020年研发支出同比增长均超过50%，龙芯中科更是达到166%。从研发占营收比例看，景嘉微维持在20%左右，龙芯中科因2020年营收快速增长摊薄至19.22%，安路科技最高，2020年仍高达44.67%。高研发投入是逻辑芯片行业的常态，也是国产替代必须付出的代价。

逻辑芯片是半导体产业的制高点，也是国产替代最难啃的骨头之一。从CPU到GPU，从ASIC到FPGA，每一个细分领域都已被国际巨头筑起高墙。但龙芯中科的自主指令集、景嘉微的JM9系列、安路科技的FPGA量产，都在证明一件事：国产逻辑芯片虽然路远，但行则将至。

（本文基于公开行业数据及企业财报整理，仅供行业参考。）

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