数字芯片占半导体市场规模的69.38%。数字芯片可以进一步细分为承担计算功能的逻辑芯片、承担存储功能的存储芯片。 逻辑芯片，逻辑芯片指包含逻辑关系，以二进制为原理，实现运算与逻辑判断功能的集成电路。常见的逻辑芯片主要是CPU（中央处理器）和GPU（图形处理器）。

一、逻辑芯片

CPU：国产化率极低

CPU，即中央处理器，是电子计算机的主要设备之一。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。其功效主要为处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。在计算机体系结构中，CPU是计算机运算和控制的核心，对计算机的所有硬件资源（如存储器、输入输出单元）进行控制调配、执行通用运算的核心硬件单元。

CPU 产业链巨头大多集中在海外，位居产业链各个环节核心，头部效应较为明显，对全球 CPU 行业影响力较大。近日Counterpoint 也出具了2022年一份数据报告。数据显示，英特尔以70.77%的份额排名第一，紧随其后的AMD市场份额为19.84%，这两大X86芯片，合计占到份额的91%左右。 然后亚马逊云(AWS)，采用ARM架构的芯片，其市场份额为3.16%，再是Arm服务器CPU厂商Ampere Computing，市场份额为1.52%。

其它品牌的CPU，其份额约为4.71%，这4.71%的份额中，包括华为鲲鹏、龙芯、申威、高通、飞腾等等各种国内外的服务器芯片。而机构预测，这4.71%的份额中，中国本土的CPU预计份额可能不足2%，

在设计环节，英特尔和ARM几乎垄断 CPU 市场，国内CPU公司有华为（未上市）、飞腾（未上市）、申威（未上市）、龙芯中科、海光信息、兆芯（未上市）等均在尝试突破CPU行业的垄断局面，但是华为鲲鹏，飞腾等龙头已跻身世界一流水平，仅次于美国。飞腾副总经理王瑞彬表示，相较于国际最先进水平的CPU，目前国产CPU还有4到5年的差距，整个产业侧也在不断努力，希望能够在未来3到5年内将差距缩短至2年。

在设备、材料、EDA/IP等环节国内龙头与国外龙头差距较大，国产化率较低。在制造环节，目前只有台积电和三星有 5nm 制程生产能力，但均需使用美国设备。在封测环节，目前中国台湾、中国大陆、美国三分天下。

GPU：英伟达一家独大

GPU（Graphics Processing Unit）：一般称为图形处理器，GPU最初专用于图形处理制作，后逐渐应用于计算。GPU的工作就是完成3D图形的生成，将图形映射到相应的像素点上，对每个像素进行计算确定最终颜色并完成输出。基于大吞吐量设计，GPU拥有更多的算数模块用于数据处理，适合对密集数据进行并行处理，擅长大规模并发计算，因此GPU也被应用于AI训练等需要大规模并发计算场景。

全球GPU市场呈现寡头竞争格局，GPU市场主要被Nvidia、Intel和AMD三家垄断，英伟达70-80%，AMD15-20%，intel5%，国内不足1%。国内有景嘉微、海光信息、璧韧科技、摩尔线程、芯动科技等公司都有发布相关新品。就目前来看，龙头景嘉微要想超过英伟达，可能性还不大。目前，景嘉微的GPU实力和英伟达其实还是有一定差距。景嘉微目前实力最强劲的GPU是JM9系列，与对标产品英伟达六年前发布的GTX1080性能上还有差距。海光DCU以及壁仞科技首款GPU BR100可以媲美英伟达的A100、H100，目前从这一点来看，性能阶段差距较小但是还未大规模量产，在生产方面国内还处于被卡脖子阶段。

根据中信研报，从高精度浮点计算能力来看，国内GPU产品与国外产品的计算性能差距约5年;在软件和生态层面距离英伟达生态还有近10年的距离。国产GPU还处于起步阶段。受限于工艺制程、EDA等技术封锁，国内厂商目前在自主研发领域的成果与国际一流水平还有着很大的差距。

二、存储芯片

存储芯片，是以半导体电路作为存储媒介的存储器，用于保存二进制数据的记忆设备。存储芯片是半导体产业的重要分支，也是国内薄弱的环节之一，除了在市场占有率5%左右的NAND闪存芯片中拥有少数企业布局之外，其他常见的存储芯片基本都由三星、东芝、美光等老牌存储芯片企业垄断。从细分市场来看，在半导体存储市场中，DRAM和NAND Flash占据主导地位。

DRAM：不可或缺的高成本核心器件

DRAM是动态随机存取存储器，DRAM的特征是读写速度快、延迟低，但掉电后数据会丢失，常用于计算系统的运行内存。在半导体存储领域，存储芯片DRAM是不可或缺的高成本核心器件。DRAM产品缓存空间越大则可同时处理和储存的数据也相应更多。

全球存储市场绝大部分份额由国外厂商占有，呈现寡头垄断格局，行业集中度较高。根据statista数据，截至2022Q3，全球DRAM市场几乎由三星、SK海力士和美光所垄断，CR3 超过95%，三星、海力士和美光分别占比41%、29%和26%。国产厂商中，美国公司 ISSI已被A股上市公司北京君正收购。国内相关公司有兆易创新、北京君正、东芯股份、长鑫存储（未上市）。我国唯一拥有DRAM自主生产能力的公司合肥长鑫由兆易创新控股，兆易创新自研的DRAM由合肥长鑫生产，兆易创新负责代销。

DRAM制程工艺进入20nm以后，制造难度越来越高。全球前三大厂商—三星、SK海力士、美光于2016-2017年进入1Xnm（16nm-19nm）阶段，2018-2019年进入1Ynm（14nm-16nm）阶段，2020年进于1Znm（12nm-14nm）时代。目前，内存芯片进入第四阶段1anm（10nm）的研发。目前，国内的DRAM IDM龙头是长鑫存储， 国内还处于1Xnm（16nm-19nm）阶段，与龙头大厂还是有一定的差距。

龙头公司三星位居韩国，根据韩国进出口银行海外经济研究所（OERI）推算，韩国和中国在存储芯片领域的技术差距为：DRAM 5年。

NAND：大容量数据存储

闪存芯片是最主要的存储芯片，主要为NOR Flash 和NAND Flash 两种。NOR Flash 主要用来存储代码及部分数据，是手机、PC、DVD、TV、USB Key、机顶盒、物联网设备等代码闪存应用领域的首选。NAND Flash 可以实现大容量存储、高写入和擦除速度、相当擦写次数，多应用于大容量数据存储，例如智能手机、平板电脑、U盘、固态硬盘等领域。

全球NAND flash市场由前三大厂商分别为三星、铠侠和海力士，2022Q3 市场份额分别为31.4%、20.6%和13.0%，目前CR3 市场份额达65%，其次还有西部数据、美光，CR5 市场份额接近95%，都是国外公司，目前NAND国产替代化率比较低。国内公司有东芯股份、兆易创新、长江存储（未上市）、普冉股份。

从NAND闪存的技术路线来看，从2D到3D，各大厂商都朝着堆叠层数更高的方向不断发展。目前，业内比较先进且投入量产的NAND闪存为176层闪存，美光、SK海力士、三星也都实现了176层NAND闪存的量产。另外，美光已经隆重宣布了业内首创的232层3D NAND存储解决方案，高调引领NAND闪存闯入200层。

国内在NAND闪存方面掌握最先进技术的是长江存储，128层NAND闪存已经量产，而近期据业内人士透露，长江存储已向少数客户交付了其内部开发的192层3D NAND闪存样品，在2022大规模交付。

龙头公司三星位居韩国，根据韩国进出口银行海外经济研究所（OERI）推算，韩国和中国在存储芯片领域的技术差距为：NAND 2年。