怀化CPU项目实施方案.docx

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1、泓域咨询/怀化CPU项目实施方案报告说明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。根据谨慎财务估算，项目总投资33638.05万元，其中：建设投资25178.36万元，占项目总投资的74.85%；建设期利息597.72万元，占项目总投资的1.78%；流动资金7861.97万元，占项目总投资的23.37

2、%。项目正常运营每年营业收入74900.00万元，综合总成本费用58697.27万元，净利润11857.72万元，财务内部收益率26.24%，财务净现值22230.64万元，全部投资回收期5.55年。本期项目具有较强的财务盈利能力，其财务净现值良好，投资回收期合理。本项目生产所需的原辅材料来源广泛，产品市场需求旺盛，潜力巨大；本项目产品生产技术先进，产品质量、成本具有较强的竞争力，三废排放少，能够达到国家排放标准；本项目场地及周边环境经考察适合本项目建设；项目产品畅销，经济效益好，抗风险能力强，社会效益显著，符合国家的产业政策。本报告基于可信的公开资料，参考行业研究模型，旨在对项目进行合理的逻

3、辑分析研究。本报告仅作为投资参考或作为参考范文模板用途。目录第一章 项目基本情况8一、 项目概述8二、 项目提出的理由10三、 项目总投资及资金构成12四、 资金筹措方案12五、 项目预期经济效益规划目标13六、 项目建设进度规划13七、 环境影响13八、 报告编制依据和原则13九、 研究范围14十、 研究结论14十一、 主要经济指标一览表15主要经济指标一览表15第二章 项目背景及必要性17一、 流片和封测是芯片的实体制造过程17二、 CPU市场当前处于多核集成阶段，核心数量、频率大幅提升18三、 生产过程：从设计，到流片，到封测20四、 坚持创新引领，建设国家创新型城市20五、 项目实施的

4、必要性23第三章 行业、市场分析24一、 CPU是计算机系统的核心24二、 运行原理：从不同指令集出发来理解27三、 全球CPU市场有望保持平稳增长29第四章 建设方案与产品规划33一、 建设规模及主要建设内容33二、 产品规划方案及生产纲领33产品规划方案一览表34第五章 选址方案35一、 项目选址原则35二、 建设区基本情况35三、 强化对外开放支撑体系38四、 全面融入新发展格局38五、 项目选址综合评价39第六章 建筑工程可行性分析40一、 项目工程设计总体要求40二、 建设方案41三、 建筑工程建设指标42建筑工程投资一览表42第七章 运营模式分析44一、 公司经营宗旨44二、 公司

5、的目标、主要职责44三、 各部门职责及权限45四、 财务会计制度48第八章 法人治理结构55一、 股东权利及义务55二、 董事57三、 高级管理人员62四、 监事64第九章 发展规划67一、 公司发展规划67二、 保障措施68第十章 SWOT分析说明71一、 优势分析（S）71二、 劣势分析（W）72三、 机会分析（O）73四、 威胁分析（T）73第十一章 项目节能说明81一、 项目节能概述81二、 能源消费种类和数量分析82能耗分析一览表83三、 项目节能措施83四、 节能综合评价85第十二章 技术方案86一、 企业技术研发分析86二、 项目技术工艺分析89三、 质量管理90四、 设备选型方

6、案91主要设备购置一览表91第十三章 人力资源分析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 原辅材料分析96一、 项目建设期原辅材料供应情况96二、 项目运营期原辅材料供应及质量管理96第十五章 劳动安全生产97一、 编制依据97二、 防范措施100三、 预期效果评价105第十六章 投资计划方案106一、 投资估算的编制说明106二、 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109四、 流动资金110流动资金估算表110五、 项目总投资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1

7、13第十七章 经济收益分析115一、 基本假设及基础参数选取115二、 经济评价财务测算115营业收入、税金及附加和增值税估算表115综合总成本费用估算表117利润及利润分配表119三、 项目盈利能力分析120项目投资现金流量表121四、 财务生存能力分析123五、 偿债能力分析123借款还本付息计划表124六、 经济评价结论125第十八章 风险评估分析126一、 项目风险分析126二、 项目风险对策128第十九章 项目综合评价说明130第二十章 附表131主要经济指标一览表131建设投资估算表132建设期利息估算表133固定资产投资估算表134流动资金估算表135总投资及构成一览表136项目

8、投资计划与资金筹措一览表137营业收入、税金及附加和增值税估算表138综合总成本费用估算表138利润及利润分配表139项目投资现金流量表140借款还本付息计划表142第一章 项目基本情况一、 项目概述（一）项目基本情况1、项目名称：怀化CPU项目2、承办单位名称：xx有限公司3、项目性质：新建4、项目建设地点：xx园区5、项目联系人：莫xx（二）主办单位基本情况公司坚持诚信为本、铸就品牌，优质服务、赢得市场的经营理念，秉承以人为本，始终坚持 “服务为先、品质为本、创新为魄、共赢为道”的经营理念，遵循“以客户需求为中心，坚持高端精品战略，提高最高的服务价值”的服务理念，奉行“唯才是用，唯德重用”

9、的人才理念，致力于为客户量身定制出完美解决方案，满足高端市场高品质的需求。公司依据公司法等法律法规、规范性文件及公司章程的有关规定，制定并由股东大会审议通过了董事会议事规则，董事会议事规则对董事会的职权、召集、提案、出席、议事、表决、决议及会议记录等进行了规范。 公司注重发挥员工民主管理、民主参与、民主监督的作用，建立了工会组织，并通过明确职工代表大会各项职权、组织制度、工作制度，进一步规范厂务公开的内容、程序、形式，企业民主管理水平进一步提升。围绕公司战略和高质量发展，以提高全员思想政治素质、业务素质和履职能力为核心，坚持战略导向、问题导向和需求导向，持续深化教育培训改革，精准实施培训，努力

10、实现员工成长与公司发展的良性互动。公司秉承“以人为本、品质为本”的发展理念，倡导“诚信尊重”的企业情怀；坚持“品质营造未来，细节决定成败”为质量方针；以“真诚服务赢得市场，以优质品质谋求发展”的营销思路；以科学发展观纵观全局，争取实现行业领军、技术领先、产品领跑的发展目标。 （三）项目建设选址及用地规模本期项目选址位于xx园区，占地面积约77.00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。（四）产品规划方案根据项目建设规划，达产年产品规划设计方案为：xxx颗CPU/年。二、 项目提出的理由指令集是CPU中用来计算和控制计算机系统

11、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、减少目标代码的数量，但是指令复杂，指令周期长。程序中各条指令和指

12、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

13、，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MMX技术和SSE技术，提高了广大应用程序的运行性能。代

14、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。到二三五年，基本建成经济强市、科教强市、文化强市、生态强市、开放强市、健康怀化，基本实现社会主义现代化。经济、科技实力大幅跃升，经济总量和城乡居民人均收入再迈上新的大台阶，人均地区生产总值达到中等发达国家水平，基本实现新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化，建成现代化经济体系，形成对外开放新格局，进入国家创新型城市行列。人民平等参与、平等发展权利得到充分保障，基本建成法治怀化、法治政府、法治社会，基本实现治理

15、体系和治理能力现代化。国民素质和社会文明程度达到新高度，文化软实力、影响力显著增强。生态环境根本好转，绿色生产生活方式广泛形成，人与自然和谐共生。中等收入群体显著扩大，基本公共服务实现均等化，城乡区域发展差距和居民生活水平差距显著缩小，平安怀化建设达到更高水平，人民生活更加美好，人的全面发展、全体人民共同富裕取得更为明显的实质性进展。三、 项目总投资及资金构成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33638.05万元，其中：建设投资25178.36万元，占项目总投资的74.85%；建设期利息597.72万元，占项目总投资的1.78%；流动资金7861.9

16、7万元，占项目总投资的23.37%。四、 资金筹措方案（一）项目资本金筹措方案项目总投资33638.05万元，根据资金筹措方案，xx有限公司计划自筹资金（资本金）21439.72万元。（二）申请银行借款方案根据谨慎财务测算，本期工程项目申请银行借款总额12198.33万元。五、 项目预期经济效益规划目标1、项目达产年预期营业收入（SP）：74900.00万元。2、年综合总成本费用（TC）：58697.27万元。3、项目达产年净利润（NP）：11857.72万元。4、财务内部收益率（FIRR）：26.24%。5、全部投资回收期（Pt）：5.55年（含建设期24个月）。6、达产年盈亏平衡点（BEP

17、）：26353.20万元（产值）。六、 项目建设进度规划项目计划从可行性研究报告的编制到工程竣工验收、投产运营共需24个月的时间。七、 环境影响本期项目采用国内领先技术，把可能产生污染的各环节控制在生产工艺过程中，使外排的“三废”量达到最低限度，项目投产后不会给当地环境造成新污染。八、 报告编制依据和原则（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）编制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

18、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。九、 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。十、 研究结论经初步分析评价，项目不仅有显著的经济效益，而且其社会救益、生态效益非常显著，项目的建设对提高农民收入、维护社会稳定，构建和谐社会、促进区域经济快速发展具有十分重要的作用。项目在社会经济、自然条件及投资等方面建设条件较好，项

19、目的实施不但是可行而且是十分必要的。十一、 主要经济指标一览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51333.00约77.00亩1.1总建筑面积91721.501.2基底面积32339.791.3投资强度万元/亩322.032总投资万元33638.052.1建设投资万元25178.362.1.1工程费用万元22405.732.1.2其他费用万元2143.962.1.3预备费万元628.672.2建设期利息万元597.722.3流动资金万元7861.973资金筹措万元33638.053.1自筹资金万元21439.723.2银行贷款万元12198.334营业收入万元74900.00正常

20、运营年份5总成本费用万元58697.276利润总额万元15810.297净利润万元11857.728所得税万元3952.579增值税万元3270.2510税金及附加万元392.4411纳税总额万元7615.2612工业增加值万元25504.4613盈亏平衡点万元26353.20产值14回收期年5.5515内部收益率26.24%所得税后16财务净现值万元22230.64所得税后第二章 项目背景及必要性一、 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、

21、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

22、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

23、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

24、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

25、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IntelPentiumMMX，1999年推出Pentium，首次导入0.25微米技术。多元发展阶段（2000-

26、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

27、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、 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

28、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。四、 坚持创新引领，建设国家创新型城市坚持创新在现代化建设全局中的核心地位，深入实施创新驱动发展战略，推进以科技创新为核心的全面创新，着力推进关键技术攻关和成果转化、创新主体增量提质、创新平台建设、五溪人才行动、创新生态优化“五大计划”，加快科技创新体系建设。（一）加强关键技术攻关和成果转化坚持需求导向和问题导向，实施“新一轮加大全社会研发经费投入行动计划”“重大科技创新与成果转化专项”，发挥院士工作站和国省创新平台的创新引领作用，实施重点领域关键技

29、术研发工程，力争在生物医药、种子种苗、绿色食品、电子信息、桥隧工程装备、新能源、新材料（精细化工）、智能制造等领域取得突破。强化“政产学研金用”一体化，支持创办科技成果转化基地和产业孵化基地，出台科技成果转化激励政策，提高本地转化率，引导更多科技成果实现产业化、资本化、效益化。（二）提升企业创新能力强化企业创新主体地位，发挥企业家在技术创新中的重要作用。鼓励企业加大研发投入，加大财税金融政策支持力度，推动规模以上工业企业研发机构、科技活动全覆盖。实施“高新技术企业、高成长性企业、科技型中小微企业培育计划”“发明专利倍增计划”。引导市外高新技术企业在怀化建立研发基地、实训基地，支持怀化企业在长沙

30、、深圳等城市建立“科创飞地”。加大区域科技协同创新力度，深入推进科研院所、高校、企业科研力量优化配置和资源共享。促进产业链上中下游、大中小企业融通创新，加快科技开放和技术开源，建设潇湘科技要素大市场怀化分中心。 （三）加快创新平台建设实施创新平台建设计划，加大平台要素整合力度，在争取政策、资源和带动产业发展上发挥更大作用。以国家高新区为龙头，以院士工作站、企业研发中心、科研院所、高校等各类创新平台为重要支点，构建层次分明、布局合理、功能齐全的全域科技创新平台体系。突出抓好国家高新区高质量发展，着力推动国家广告产业园、国家农业科技园区、国家火炬特色产业基地、国家文化和科技融合示范基地建设和提质升

31、级。鼓励龙头企业与高校院所建立一批产业研究院，推动市级研究机构、技术平台等向省级和国家级升级。培育建设一批创新型县市区。（四）激发人才创新活力坚持不求所有但求所用，健全完善柔性引才机制，提档升级“五溪人才行动计划”，编制全市中长期人才发展规划。建立关键技术人才需求清单和靶向引才、专家荐才等机制，培育引进一批科技领军人才、产业技术创新人才、青年科技人才和创新团队，壮大高水平工程师和高技能人才队伍。完善高层次人才管理机制，探索建立年薪制度、竞争性人才使用机制、高端创新人才资源信息库和人才供需动态数据库。健全以创新能力、质量、实效、贡献为导向的科技人才评价体系。优化人才发展环境。大力弘扬科学家精神和

32、工匠精神、劳模精神。加强学风建设，做好科普工作，提升公民科学素养和创新意识。（五）健全创新体制机制实施创新生态优化计划，推动重点领域项目、基地、人才、资金一体化配置，营造一流创新环境，推动创新资源进一步集聚。改进科技项目组织管理方式，实行“揭榜挂帅”等制度。调整和优化科研投入结构，健全政府投入为引导、企业投入为主体、社会多渠道投入的机制。发展科技金融，完善金融支持创新体系。深化科研放权赋能改革，赋予高校、科研机构更大自主权。加强知识产权保护。建立市县与科研院所、高校结对合作长效机制。加大科技奖励力度，完善科技奖励制度。五、 项目实施的必要性（一）提升公司核心竞争力项目的投资，引入资金的到位将改

33、善公司的资产负债结构，补充流动资金将提高公司应对短期流动性压力的能力，降低公司财务费用水平，提升公司盈利能力，促进公司的进一步发展。同时资金补充流动资金将为公司未来成为国际领先的产业服务商发展战略提供坚实支持，提高公司核心竞争力。第三章 行业、市场分析一、 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

34、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，

35、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

36、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；

37、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

38、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、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

39、在一定差异。二、 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C

40、ISC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CP

41、U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

42、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：

43、取出指令后，指令译码器按照预定的指令格式，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。三、 全球CPU市场有望保持平稳增长全球微处理器出货

44、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

45、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，2015-2018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202

46、0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。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19