中美比较系列一：信息科技：脚底风云足下生，踏马流星取次听

自2018年贸易摩擦伊始，全球地缘政治格局正在高速发生转变。随着近两年逆全球化趋势愈演愈烈，全球最大两个经济体的实力对比也受到空前的关注。本文从信息技术的各个维度对比中美主要厂商的实力，整体来看，受限于发展时间，中国在信息科技领域呈现上层建筑较强、底层地基偏弱的形态。 基础硬件方面，大陆芯片无论在设计以及制造方面仍有较大劣势，但在出现时间相对较短的产业如手机芯片设计方面已占据一席之地。交换机和路由器领域，华为、新华三等国内厂商已具备强大的竞争力，在占据大部分国内市场份额的同时已经具备一定的全球影响力。尤其是路由器方面，华为在全球市场上的份额与思科难分伯仲。 基础软件方面，美国厂商占据了操作系统领域的大部分市场份额，在数据库与中间件方面，虽然国内厂商能在国内市场占据一定份额，但在全球市场与美国厂商仍存在较大差距。 终端硬件方面，我国厂商如联想、小米在中低端市场已经具有成熟竞争力，同时保持了较高的营收增速，是我国在信息技术领域与美国竞争的中坚力量。 应用软件方面，国内厂商仍以国内市场为主要发展对象，全球市场仍然被美国厂商占据。虽然营收方面各类国内应用软件厂商较美国厂商同类业务仍有明显差距，但在毛利率及营收增速方面国内厂商已经超过美国厂商。 网络安全方面，我国在市场规模、渗透行业、投入经费上都与美国存在一定差距。 总结来看，目前许多信息科技领域均呈现美国一家独大或者中国两国竞争的格局，中国已经成为美国在信息技术领域最主要的竞争对手。在中美关系日趋复杂化的当下，我国急需在基础软硬件领域取得突破性进展，打破美国在底层技术领域的垄断。 风险提示：国内经济复苏不及预期，稳增长政策落地不及预期，技术发展不及预期，地缘冲突加剧，中美合作推进不及预期等。 1.基础硬件 1.1芯片：初见曙光，差距仍存 根据中国工程院院士、中国科学院计算技术研究所研究员倪光南表示，在芯片设计方面，中国目前实力位居世界第二，拥有全球数量最多的芯片设计公司。但中国在芯片设计工具方面存在短板，例如芯片设计需要依赖电子设计自动化工具（EDA），然而，提供该软件服务的主要是3家美国公司新思科技、铿腾电子和明导国际。然而在芯片制造领域，市场仍被美国、日本等国家的企业主导。 从2022年第一季度中国手机处理器供应商市场份额来看，处于第一梯队的公司分别为联发科、高通和苹果，三家公司市场份额占比达到83%。从营收角度分析，高通持续扩大领先地位，份额高达45%。联发科以25%排名第二，苹果以22%份额位居第三，三者占比合计达到92%。对于x86指令集PC端的CPU芯片，Intel和AMD两家公司占据绝对市场份额。截至2022第二季度，Intel与AMD的市场的份额分别达到63.5与36.4%。 图1：2022Q1全球手机处理器市场份额 图2：2022Q2全球x86电脑处理器市场份额 在芯片制造方面，以晶圆代工厂为例，今年一季度台积电占据了全球市场超过50%的份额，占据绝对优势。大陆工厂的实力同样日益增长，今年一季度中国大陆中芯国际、华虹集团、晶合集成分别位居全球芯片代工市场第五名、第六名、第九名，合计的市场份额为10.2%，相较2021年四季度各公司市场份额都有所上升。 图3：2021Q4全球十大晶圆代工厂市场份额 图4：2022Q1全球十大晶圆代工厂市场份额 1.2交换机：全球市场美企仍具较强统治力 全球以太网交换机市场方面，截至2022年Q2，思科市场份额为42.3%，较2021年下降3个百分点；华为市场份额为10.6%，较2021年上升0.4个百分点；新华三市场份额为6.3%，较2021年上升0.2个百分点。整体而言，在全球以太网交换机市场，中国厂商在市场份额与美国厂商相比仍有一定差距，占有市场份额较低，但可以看到中国厂商的市场份额在逐渐提高，证明中国厂商的产品在国际上同样具有竞争力。 图5：2021全球以太网交换机市场份额 图6：2022Q2全球以太网交换机市场份额 国内交换机市场集中度较高，本土厂商掌握大部分市场份额。据IDC统计数据显示，2019年，我国交换机市场两强地位稳居，其中华为以39%的市份额稳居第一，紫光股份控股子公司新华三以35.5%的市场份额位居国内第二。 图7：2019年中国以太网交换机行业企业竞争格局竞 对比主要公司营收增速，思科在2022年第二季度的以太网交换机收入同比增长10.2%，华为在2022年第二季度的以太网交换机收入增长9.4%，Arista Networks在2022年第二季度的以太网交换机收入猛增55.1%，新华三在2022年第二季度的以太网交换机收入增长4.8%，HPE在第二季度的以太网交换机收入下降5.5%。虽然美国老牌厂商思科整体竞争力有所下滑，但新型厂商如Arista Networks增长迅猛，相较之下，以华为为首的中国公司增长显疲态。 图8：以太网交换机业务营收增速 1.3路由器：华为思科二分天下 在全球服务提供商和企业级路由器市场份额占比中，截至2022年Q2，思科市场份额为33.2%，较2021年下降1.4个百分点；华为市场份额为32.8%，较2021年上升2.3个百分点；新华三市场份额为2.5%，较2020年上升0.3个百分点。整体来看，中国公司在全球服务提供商和企业级路由器市场中的竞争力持续成长，华为与思科的市场份额占比已经十分接近。 图9：2021年全球服务提供商和企业级路由器市场份 图10：2022Q2全球服务提供商和企业级路由器市场 国内市场方面，根据华经产业研究院数据，市场份额主要由国内公司占有，美国公司占比较小。华为和新华三的路由器市场份额占比分别为47.3%和30.8%，思科占比较小仅为3.6%。 图11：2020年中国企业级路由器市场份额占比 根据IDC公布的数据，思科的服务提供商和企业路由器总收入在该季度增长了4.1%，华为的服务提供商和企业路由器总收入同比增长5.3%，新华三在该季度的收入增长5.6%。三者营收整体处于同一水平，目前竞争格局较为均衡。 图12：服务提供商和企业级路由器业务营收增速 2.基础软件 2.1操作系统：美国厂商全面领先 国内操作系统主要基于Linux进行开发，由于其开源性质，技术生态壁垒较低，且缺乏足够的资金支持，因此操作系统应用的开发工具质量相对较低。闭源的Windows系统平台可以得到微软庞大的资金和技术支持，技术生态壁垒较高，操作系统应用的开发工具具有数量和质量优势。 此外，我国操作系统在硬件适配状况、内核理解度、编译器质量方面与国外比存在较大差距。硬件适配方面，由于缺乏统一标准，国产操作系统对国产芯片基本都各自开发了不同的版本，这导致软硬件厂商适配工作量巨大，且增加调试成本。相比之下，Windows系统已完成对主流硬件的适配，国产操作系统适配的硬件数量远远少于Windows系统。内核方面，鉴于内核开发的难度、资金和人力要求、以及国内起步晚的特点，国产操作系统对国外内核普遍依赖度高，缺乏自主知识产权。对内核理解的有限限制了操作系统产品的开发质量。编译器方面，国内对国外编译器的依赖程度较高，缺乏高质量高优化的国产编译器。 Android与Windows在全球操作系统中占据绝对优势，2022年9月全球占比分别达42.96%与29.48%。叠加苹果两款操作系统iOS与OS X，四者占全球操作系统市场份额总计达95.65%。 图13：全球操作系统市场份额（%） 国内市场格局与全球市场基本类似，Android,Windows, iOS与OS X占据了大部分市场份额，但随着近年来国产操作系统的崛起，四者的绝对统治力正在逐步降低。截至2022年9月，Android,Windows, iOS与OS X合计占中国操作系统市场份额的95.92%，与2017年9月的97.99%相比下降2.07个百分点。 图14：中国操作系统市场份额（%） 近年来，国产操作系统在党政、金融、交通、能源、电信等领域应用日益广泛，并在核心业务领域渗透率不断提升。其中中标麒麟、统信UOS为两大具有代表性的国产操作系统。现阶段，以统信、麒麟为核心的国产操作系统体系已经初步建立，党政关键领域的国产操作系统普及基本完成，金融、教育等行业开始试点推广，未来计划再到消费级市场，市场空间广阔。具体而言，党政领域，2020年以来，统信已经成为自研桌面操作系统的首选品牌。在金融领域，桌面操作系统方面，统信优势相对突出；服务器操作系统方面，麒麟相对突出。 图15：国产操作系统市场规模 将Windows与麒麟软件营收情况进行对比，从营收来看，2021年微软依靠Windows取得的营业收入为1625.89亿元，同期参照中国软件2021年财报，麒麟软件的营业收入为11.34亿元，从绝对营收上看仍有较大差距。但从营收增速来看，近三年Windows的营收增速均处于个位数，2021年营收增速为4.18%，而同期麒麟软件的营收则保持快速增长。2019-2021年营收增速分别达到146.10%、76.78%与84.69%。 图16：操作系统主要公司营业状况对比 2.2数据库：中国厂商较难挤入全球市场 国外数据库技术和生态整体优于国内产品。按照差距程度从大到小排列，依次是生态、产品成熟度、功能全面性/可用性、性能。 生态方面，以数据库巨头Oracle为例，在其2019年发布的官方报告中表示大部分收入都来自于其全球25000+合作伙伴，这也是其占领全球市场的重要原因之一。相较而言，根据2020年达梦创新产品发布会公布数据，中国国产数据库公司龙头武汉达梦只有1000余家认证的服务合作伙伴，远远低于Oracle的合作伙伴数量。 性能方面，从学术论文国内外发布量的角度来看，我国在全球数据库领域的学术影响在逐步提升，为未来国产数据库产品技术追赶提供学术支撑。根据中国信通院《2021年数据库发展研究报告》数据，截至2021年，中国论文近三年在数据库三大顶级会议里每年贡献的平均占比一次为22.14%，23.74%和23.81%。 全球数据库方面，微软、AWS、Oracle占据主导地位。其中微软占比最大，达24%； AWS其次，达23.9%；Oracle第三，市场占比20.6%。 图17：2021年全球数据库市场份额 国内方面，根据艾瑞咨询在2021年发布的《2021年中国数据库行业研究报告》，关系型数据库占中国数据库市场份额90%以上。关系型数据库主要分为本地部署与公有云两种模式。 本地部署模式方面，截至2021下半年，美国数据库厂商市场占比仍将近50%，份额最大的Oracle占比达到19.3%。国内厂商份额最大的是华为，占比为12.0%。受利好政策的驱动，本土厂商市场份额都得到迅速扩大，达梦的市场占比由上半年的5.7%迅速提升至下半年的11.0%。 国内云服务商则主导了中国公有云关系型数据库市场。截至2021下半年，阿里云占比最大，达42.5%；其次是腾讯云，市场占比为19.4%。 图18：2021H2中国关系型数据库软件市场份额——本地部署 图19：2021H2中国关系型数据库软件市场份额——公有云 根据中国信通院《数据库发展研究报告（2021年）》，我国数据库市场规模2020年在全球占比约为5.2%，预计到2025年，中国数据库市场在全球占比将在2025年达到12%左右，年复合增长率为23.4%。增长前景广阔。 营收增速方面，近几年美国三大云数据库厂商的营收增速基本保持稳定，但阿里云的营收增速却逐年下降。主要原因一是作为当前上云主力的互联网行业公司在发展上整体处于放缓趋势，这抑制了云业务的发展；另一方面则是当前整体经济大环境相对的不景气也进一步抑制了企业上云需求。 图20：全球四大云厂商营收增长对比情 2.3中间件：老牌美厂优势仍存 国内厂商在中间件技术研发和服务能力与国外厂商相比存在一定差距。国外厂商具有先发优势和更加稳定的产品性能。但以东方通、宝兰德、普兰信息为代表的国产厂商，近些年在技术领域进步明显，与国外差距不断接近。