2024年芯片、操作系统、数据库行业专题研究报告:业绩拐点已至,安全可控进入新发展周期
- 来源:华创证券
- 发布时间:2024/09/13
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芯片、操作系统、数据库行业专题研究报告:业绩拐点已至,安全可控进入新发展周期。产业发展频遭美国掣肘,基础软硬件国产化势在必行。自80年代以来,受“造不如买,买不如租”思想的影响,我国信息产业基础软件和基础硬件发展较为落后,导致海外厂商在诸多领域占领先手优势。然而,自2016年特朗普上台以来美国一步步加大对中国科技企业的制裁,包括建立实体清单等诸多措施。根据叶振宇等人于《发展研究》中发表的期刊,中美科技竞争可能产生以下值得关注的趋势:1)相关机构将面临美方复杂敏感技术产品“断供”的风险,未来获取美国技术将更加困难;2)企业和科研机构将面临无缘参与部...
一、安全可控推手:内忧外患,安全可控提级发展
中国科技产业发展遭美国掣肘,基础软硬件国产化势在必行。自 80 年代以来,受“造不 如买,买不如租”思想的影响,我国信息产业基础软件和基础硬件发展较为落后,导致海 外厂商在诸多领域占领先手优势。然而,自 2016 年特朗普上台以来美国一步步加大对中 国科技企业的制裁,包括建立实体清单等诸多措施。根据叶振宇等人于《发展研究》中 发表的期刊《我国科技创新面临美方的“八面埋伏”与应对之策》,中美科技竞争可能产 生以下值得关注的趋势:1)相关机构将面临美方复杂敏感技术产品“断供”的风险,未来获 取美国技术将更加困难;2)企业和科研机构将面临无缘参与部分行业国际标准合作的风 险,从而错失行业发展机会;3)知名科技公司、高校和科研机构正成为美国点杀式制裁 的重点对象。伴随中美科技博弈的升级,历史理念“造不如买,买不如租”的发展模式不再 延续,转而向安全可控、自主可控领域发展,芯片、数据库、操作系统作为重要基础软件 急需进行国产替代。
复盘回顾:2019-2021 年,安全可控发展如火如荼。2019-2021 年,相关公司业绩快速上 行,顺周期成长。芯片领域,海光信息 2020-2021 年营业收入同比维持 100%以上增速, 操作系统端,麒麟软件营收增速快速增长,2020-2021 年同比增速分别为 361.93%、84.64%, 数据库端,达梦与人大金仓营收均快速增长,总结来看,2019-2021 年安全可控产业链业 绩落地,国产替代快速发展。
2022-2024H1:业绩有所承压,业绩拐点已至。2022-2023 年,受下游预算压力影响,安 全可控产业链业绩有所承压,多个领域出现营收连续负增长,以及亏损扩大的情况。步 入 2024 年,产业链部分公司业绩拐点已现,如龙芯中科,2024H1,CPU 营收同比增长 187.02%。拓维信息自主品牌营收同比增长 88.84%。总计来看,产业链整体营收较去年 增长 33.64%。由此,我们认为安全可控产业链业绩拐点已至,并做出 2024 下半年安全 可控有望继续推进的预判。
边际变化:安全可靠测评更新,产业迎新边际变化。2024 年 5 月 20 日,中国信息安全 测评中心公告,根据《安全可靠测评工作指南(试行)》要求,将安全可靠测评结果予以 公布,自发布之日起有效期三年。测评主要面向计算机终端和服务器中所涉及的 CPU、 操作系统以及数据库等基础软硬件产品,通过对产品及其研发单位的核心技术、安全保 障、持续发展等方面开展评估,评定产品安全性和可持续性。2023 年 12 月 26 日,测评 中心公告第一轮测试结果,涉及 CPU、操作系统以及数据库;2024 年 5 月 20 日,公告 第二轮结果,主要更新 CPU 和操作系统两个领域,其中,CPU 领域增设 II 级安全等级。
政府采购要求涉及多个领域,着重强调安全性。2024 年 1 月,财政部印发多项采购标准, 针对不同领域下发一级、二级指标。其中如数据库领域提出一级指标要求数据库必须兼 容多种 CPU 架构(如 ARM、LoongArch、MIPS、SW64 和 x86),并支持多核处理器, 以提升并发处理能力。其次,二级指标要求系统应具备 CPU 虚拟化支持和动态调节 CPU 运行状态的能力,以优化资源利用效率。同时,系统需支持低功耗模式的自动切换,以 减少能源消耗。安全性方面,表示系统应具备 CPU 内置的安全功能,增强物理级别的安 全防护。最后,系统还需提供多样化的安装方式(如 USB 安装),以提高部署的灵活性 和便捷性。多项要求政策共同确保了系统在兼容性、性能、安全性、能效和用户体验上 的全面优化,各项文件中自主可控受到多次提及,国产化进程有望加速。
二、安全可控抓手一:实体清单压制下,芯片国产化势在必行
芯片架构是设计和构建微处理器或其他集成电路的基础,ISA 则是其中最顶层的设计。 芯片架构定义了芯片的组织结构、功能单元、数据流以及指令集等关键特性。指令集架 构(Instruction Set Architecture, ISA)则是定义了计算机硬件能够执行的所有指令的集合, 它是计算机系统设计中的核心部分,对上层软件和下层硬件都具有重要影响。根据设计 原则的不同,ISA主要分为两大阵营:复杂指令集计算(CISC)和精简指令集计算(RISC), 并由此衍生出 x86、ARM、MIPS、POWER、LoongArch、SPARC 等指令集架构。

X86 是 Intel 于 1978 年推出的 16 位微处理器,目前主要应用于 PC 和服务器市场。Intel 在早期以“86”作为结尾命名处理器,因此其架构被称为“x86”,目前泛指基于 Intel 8086 且 向后兼容的 CPU 指令集架构。x86 属于 CISC 设计,拥有丰富的指令集,支持多种寻址 模式和复杂的操作。目前搭载 x86 架构指令集的处理器主要应用在 PC 和服务器上,Intel 是这两个市场的绝对霸主,AMD 在 PC 端也占有一定的市场份额。同时 Intel 公司严格把 控专利授权,因此 x86 市场基本被 Intel 垄断。当前,x86 依然在高性能计算领域占据重 要地位,随着云计算和数据中心的兴起,x86 架构的服务器处理器在这些领域也得到广泛 应用。
x86 是当前服务器 CPU 主流架构,年复合增速有望维持高位。根据 IDC 数据,2023 年 全年 x86 架构服务器市场份额为 88%,中国 x86 服务器市场出货量为 362 万台,预期 2024 年还将增长 5.7%;2024 年一季度,中国 x86 服务器市场销售额同比增长 23.3%, x86 架构服务器仍处于显著领先的地位。随着下游市场需求回暖以及国家将加快 5G、工业互联网、大数据中心、人工智能等七大领域新型基础设施的建设进度,中国 x86 服务 器市场未来几年需求仍然会旺盛。
ARM 架构基于 RISC(精简指令集计算)设计,在智能手机及 IoT 等边缘设备占据显著 优势。ARM 独特的商业模式是专注处理器内核架构的授权,而不直接设计、制造芯片, 中立的地位使得ARM 通过授权广泛推广了生态系统。基于 ARM 精简指令集架构的 ARM 内核微架构 IP 选择多样、设计精简可靠、在低功耗领域表现优异。目前,ARM 架构在 以移动终端芯片(手机平板等)、机顶盒、视频监控等为代表移动智能领域获得广泛的 成功,基于 Arm 架构的芯片能驱动全球超过 99%智能手机。据 ARM 招股书数据,截至 2023 年 1 月,基于 ARM 架构的芯片已累计出货 2500 亿颗,截止 23 年 Q1 具备超 1500 万开发者。
新进入者 ARM 性能不断提高,配合移动端生态有望打通数边网端。由于目前云端服务 器多采用 X86 架构,边缘侧采用 Arm 架构,因此异构问题越发凸显。随着边缘数据的价 值空前提升,计算边缘化成为不可阻挡的趋势,促使端边云协同将成主流,为 Arm 架构 朝云端生态渗透打开新空间。当前,亚马逊、苹果、华为、阿里皆发布基于 ARM 架构的 服务器芯片,ARM 成为未来计算选项。 服务器市场:ARM 本身推出的 Neoverse 系列,华为鲲鹏 920,亚马逊 Graviton 3。 PC 市场:谷歌 Chromebook,苹果 M1 pro 与 M1 max 以及微软 Surface 家族不断转 向 ARM 架构。 移动手机市场:早期智能手机大战中,ARM 的 RISC 架构电路简单,在手机端发热 和能耗方面有压倒性的优势;采用一次性专利授权方式,授权费与产量脱钩,解放 了手机厂商的生产力,压缩了成本,战胜了 Intel 的 x86。目前 ARM 架构在移动端 占据了绝对多数的市场份额,地位难以撼动。

开放指令集架构 RISC-V 具备后发优势,有望成为 ISA 第三极。RISC-V 是 2010 年 UC Berkeley 大学设计的第五代 RISC 芯片,2015 年伯克利大学成立了非盈利组织——RISCV 基金会,在历经大量的技术研讨会后,RISC-V 慢慢受到大众的关注和认可。RISC-V 的 特点包括:(1)完全开源:RISC-V 采用宽松的 BSD 协议,企业可以完全自由免费使用, 同时也允许企业添加自有指令集,而不必开放共享,实现差异化发展。(2)架构简单: 计算机架构经过多年演进,作为后来者的 RISC-V 架构可以规避很多错误;直观看来, x86 和 ARM 架构的指令多达数千条,而 RISC-V 架构仅需 100 余条指令。(3)模块化 设计:RISC-V 架构不仅短小精悍,其不同的部分还能以模块化的方式组成在一起,从而 试图通过一套统一的架构满足各种不同的应用场景。据 SHD Group 预计,2030 年基于 RISC-V 的 SoC 营收有望高达 920 亿美元,2021-2030 年复合年增长率高达 47%。
美国“实体清单”持续扩大,中国自主可控道路势在必行。2018 年以来,部分中国企业和 高校不断被美国商务部产业与安全局列入“实体清单”,落入该名单的实体均成为 BIS 限 制出口的对象。逆全球化背景下,自主可控受到关注日渐增加,行业信创有望带来新的 市场空间。 深度布局国产芯片,为芯片自主可控提供强大支持。CPU 是 ICT 设备的运算和控制核心, 负责指令读取、译码与执行,对研发技术和生态构建具有很高要求。目前,Intel、AMD 领跑通用 CPU 市场,国内下游厂商面临芯片“卡脖子”问题,国产芯片厂商需要快速进步 和提升。 国内 CPU 主力芯片厂商主要有海光、海思、龙芯、兆芯、飞腾、申威。指令集方面, 海光和兆芯的指令集为 x86,海思、飞腾的指令集为 ARM,龙芯为自研 LoongArch,申 威则为自研 SW64。
海光信息:海光 CPU 兼容国际主流 x86 处理器架构和技术路线,具有优异的系统 架构、高可靠性和高安全性、丰富的软硬件生态。目前,海光三号是公司主要销售 产品,相比上一代产品,海光三号的整体实测性能提升了约 45%; 华为海思:全球领先的 Fabless 半导体与器件设计公司,鲲鹏 920 采用 7nm 制造工 艺,基于 ARM 架构授权; 龙芯中科:国内自主 CPU 引领者,自主生态构建者,具有自主指令系统龙架构 LoongArch,成为与 X86/ARM 并列的顶层开源生态系统; 兆芯:掌握自主通用处理器及其系统平台芯片研发设计的核心技术,全面覆盖其微 架构与实现技术; 飞腾:自主核心芯片提供商,致力于飞腾系列国产高性能、低功耗通用计算微处理 器的设计研发和产业化推广; 申威:具有自主指令系统 SW64,提供申威处理器芯片内核、封装设计、技术支持服 务及销售,小型计算机研发、测试、销售、服务及核心部件生产。
三、安全可控抓手二:操作系统迈入好用易用阶段
(一)海外市场:主要玩家多样,寡头垄断趋势明显
海外市场寡头垄断趋势明显。操作系统大致可以分为桌面操作系统、服务器操作系统、 移动终端操作系统、嵌入式操作系统、物联网操作系统、云操作系统等类别。海外操作 系统的主要玩家包括谷歌、微软、苹果、Red hat,其中微软主要以桌面操作系统为主, 谷歌和苹果伴随智能手机时代兴起,主要在移动操作系统领域发力。
全平台市场中,Windows 逐渐失去龙头地位。在操作系统的发展过程中,微软、谷歌、 苹果等公司逐步奠定了其在操作系统领域的主导地位。PC 时代 Windows 系统一家独大, 一度占据市场 90%以上的份额。2013 年开始,Android 和 iOS 系统份额逐年提升,Android 系统市场份额于 2017 年赶超 Windows,且其后续不断蚕食 Windows 系统份额,保持市 场份额第一。截至 2024 年 9 月,全球操作系统市场中 Android、Windows 和 iOS 的市场 份额占比分别为 45.54%、26.651 和 17.96%。
分平台来看,在桌面操作系统领域,Windows 仍旧占据垄断地位。尽管 Windows 系统在 桌面操作系统领域的份额逐渐下滑,由 2009 年的 94.73%下降至 2024 年 9 月的 73.47%, 但其始终保持龙头地位。同时,Mac OSX 系统在该领域份额小有波动,但整体呈现增长 趋势,截止 2024 年 9 月,Mac OSX 系统市场份额为 15.41%。
移动端操作系统市场起初竞争激烈,目前由 Android 系统统领。2009-2012 年,移动端操 作系统玩家众多,市场格局较为复杂。2009 年,SymbianOS 与 iOS 分别占领 35.49%与 34.01%的市场份额。2011 年 8 月,诺基亚宣布放弃 Symbian 名称,下一代操作系统命名 为 Belle,此后 Symbian 系统市场份额大幅度下滑。同年,Android 拉开快速增长序章, 并在后续的时间内保持市场统领地位。截至 2024 年 9 月,移动端操作系统市场主要呈现 一超一强的市场格局,Android 与 iOS 分别占据 72.22%、27.23%的市场份额。
服务器操作系统领域,Linux 占有绝对优势。根据 FORTUNE BUSINESS INSIGHTS 于 2022 年发布的报告,全球服务器操作系统市场中,Linux 由于开源、低成本、高性能、兼 容性和安全性等优势占据市场巨量份额,约为 63%。剩余的市场中,Windows 借助安全 分层多防御、Azure 云与企业内部工作负载的现代化占据 25.1%份额。UNIX 市场份额约 为 4.72%。

(二)中国市场:海外厂商市占率优势明显,国产操作系统市场份额逐年提升
国产操作系统逐步走向成熟好用阶段。我国从“七五规划”期间开始国产操作系统的规划, 经历启蒙、发展、壮大、攻坚四个阶段。随着中国在操作系统领域研发力度的持续加大, 部分产品已完成自主研发与生产,产品性能大幅提升,进入规模化阶段。目前国产操作 系统正逐步走向成熟好用阶段。
国产操作系统玩家众多。中国操作系统市场除多个海外巨头外,还包括部分国产操作系 统。开源操作系统社区中的代表为 openEuler,OpenCloudOS,OpenAnolis 等,国产主流操作系统多基于 Linux 内核的二次开发,厂商包括麒麟、中科方德、统信、普华、华为 等。
国产操作系统技术路线多样。当前,国产芯片架构主要可以分为 1)兼容 MIPS 指令的龙 芯 CPU,2)兼容 Alpha 指令的申威 CPU,3)兼容 ARM 指令集的鲲鹏和飞腾 CPU,4) 兼容 X86 指令的兆芯和海光 CPU。国产操作系统针对不同的芯片架构更新不同的版本, 已经形成了十多种技术路线。
中国操作系统市场格局与全球相似,大多份额仍被海外龙头占据。当前国内操作系统市 场与全球操作系统市场格局类似,仍旧由 Windows、Android 处于绝对主导地位,截止 2024 年 9 月,两者的市场份额分别为 23.38%、55.53%。分市场来看,在桌面操作系统 中,Windows 近年来其在国内市占率逐步下滑,但仍占据 84.18%市场份额。
移动端操作系统中,HarmonyOS 份额逐渐增长。在移动操作系统中,国内市场份额走势 也与国际市场类似,Android 与 iOS 仍然保持一超一强的市场地位,截至 2023 年第三季 度,两者分别占据 73%与 14%的市场份额。但国产操作系统 HarmonyOS 于 2021 年末起 迅速抢占市场份额,并始终保持增长趋势。截至 2024 年第一季度,HarmonyOS 占据中国 移动端操作系统份额的 17%,正式超过 iOS。
服务器操作系统中,开源社区表现良好。2023 年 12 月 15 日操作系统大会于北京举行, 会上 OpenEuler 委员会主席江大勇介绍,截至目前,openEuler 累计装机量超过 610 万套 同时,根据 IDC 在会上发布的预测显示,2023 年 OpenEuler 系在中国服务器操作系统市 场份额达到36.8%,CentOS/红帽的份额为20.7%,Windows的份额为19.3%,Ubuntu/Debian 的份额为 10.1%,其他 Linux 操作系统为 13.1%。

(三)大国博弈视角下,操作系统受到政策重视
软件发展仍存在问题,操作系统作为软件之一受到政策支持。国家“十四五”软件和信息 技术服务业发展规划提出目前软件和信息技术服务业的诸多问题:1)产业链供应链脆弱, 存在断裂风险;2)产业基础薄弱,关键核心技术存在短板;3)软件与各领域融合应用的 广度和深度不足;4)产业生态国际竞争力亟待提升;5)“重硬轻软”现象严重。而操作系 统作为计算机软件之一,得到国家政策的大力支持。
(四)主流服务器操作系统 CentOS 停服,国产厂商迎接机遇挑战
CentOS 部分版本停服,未来将提供开源版本。2020 年 12 月 8 日,Red Hat 宣布 2021 年 12 月 31 日停止维护 CentOS8,2024 年 6 月 30 日停止维护 CentOS7,包括停止对后续漏 洞的更新修复。同时,Red Hat 宣布不再提供 CentOS Linux 9 及后续版本,提供 CentOS Stream 版本。
CentOS 用户量大,国产服务器操作系统将有望部分替代。由于 CentOS 拥有成熟且庞大 的生态系统,包括社区、开发者、软件包和工具等,是国企大多数用户的首要选择,此次 CentOS 的停服意味着漏洞更新的停止,缺少安全保障的企业业务将无法进行,各企业急 需更换或迁移操作系统,而在该背景中,国产服务器操作系统逐渐成为各行业替换首选, 根据中国信息通信研究院调研数据,有意愿且已进行试点和已制定迁移或更换系统计划 的用户超过半数,占 72%,有意愿但尚未制定计划的用户占 12%,仅有 8%的用户无迁移 意愿,并且近半数调查人表示有意愿在一年内迁移至国产服务器操作系统,国产操作系 统替代空间海量。
(五)操作系统增长空间广阔,国产替代或大有可为
整体来看,操作系统领域国产渗透率逐步提升。过去几年,尽管我国国产操作系统渗透 率水平仍处于较低水平,但保持每年 0.5%左右的渗透率增长。2014 年至 2020 年,国产 操作系统市场规模逐步从 3.46 亿元增长至 26.68亿元,渗透率从 0.63%逐步增长至 3.37%, 逐步进行操作系统领域的国产替代。
分市场来看,操作系统市场有望由 PC、服务器出货量带动而回温。1)PC 端:2020 年 开始,受远程办公、线上教育等需求增长影响,PC 出货量呈现强劲上升态势,2022-2023 年在宏观经济及市场需求受到抑制的背景下,中国 PC 出货量持续下降。根据亿欧智库的 预测,在经济复苏、下沉市场 PC 需求增长、商用及信创 PC 需求提升的拉动下,预计 2024 年和 2025 年中国 PC 市场会逐渐回温,预计于 2025 年台式、笔记本电脑、平板电 脑出货量合计超过 8000 万台。2)服务器端:国产服务器操作系统年总装机量保持良好 涨幅,据沙利文预测,2023 年中国市场服务器操作系统总装机量将达到 447.3 万套,中 国服务器操作系统年总装机量将在 2023–2027 年间保持约 8.6%的复合增长率,至 2027 年总装机量将超过 600 万套。由于 PC、服务器与操作系统为 1:1 配备关系,我们认为 国产操作系统未来市场前景良好,增长空间广阔。
国产操作系统新增市场规模广阔,国产替代或有所作为。得益于 PC 端出货量的回温,服 务器端装机量的不断提升,同时伴随国产渗透率提升的趋势。国产服务器通用操作系统 新增市场规模有望稳步增长,据亿欧智库推测,2024 年国产服务器通用操作系统新增市 场规模有望达到 34.1 亿元,同比增速达 26%。
国产操作系统迅速把握机会,积极奋进担当行业责任。国产操作系统逐步迈入好用易用 阶段,建议关注以下重点公司:
麒麟软件:形成了“操作系统-云计算-信息安全”三位一体的产品体系,即以操作系统 技术为根技术,操作系统产品为基石,信息安全产品和云计算产品为延伸的紧相关 产品结构。其操作系统分为服务器操作系统、桌面操作系统、专用(工控)操作系 统,各具特色。
统信软件:主要提供桌面操作系统及服务器操作系统。统信(UOS)桌面端操作系 统主要分为专业版、教育版、家庭版及社区版,其中专业版主要面向政企客户,为 党政军及各行业领域提供成熟的信息化解决方案。专业版操作系统具备大量优势:1)良好兼容性;2)全平台高度统一;3)软硬件生态丰富;4)系统安全可靠;5) 高度自研。截至 2023 年,统信 UOS 桌面端发货量突破 600 万,桌面端市占率持续 第一,发展势头向好。
华为:openEuler、Harmony 操作系统关联生态不断繁荣:
openEuler 操作系统装机量不断提升,社区生态逐渐完善。2021 年,openEuler 系产品整体装机量超过 102 万套,其中物理机装机量达到 52.7 万套,商业发行 版装机量达到 34.5 万套。产业共建两年后,openEuler 操作系统市场累计装机 量已超过 610 万套,根据 IDC 预测,2023 年 openEuler 在中国服务器操作系统 市场份额达到 36.8%。这意味 openEuler 实现了跨越式发展,并在技术创新、生 态发展、社区合作、商业落地上建立了完善的发展体系,形成了产业正循环。 同时,openEuler 社区生态建设不断完善,参与建设 openEuler 生态的用户不断 提升,截至 2024 年 1 月,openEuler 社区代码仓库突破 10000 条,用户突破 200 万,社区生态逐渐完善。
华为原生 Harmony 操作系统持续推进应用:鸿蒙生态设备数量已超过 9 亿,已 有 254 万 HarmonyOS 开发者投入到鸿蒙世界的开发中来,鸿蒙学堂学习人次 435 万,开发者服务调用次数 827 亿次/月。基于 OpenHarmony 打造的全场景智 能操作系统 HarmonyOS NEXT 在 2024 年 6 月 21 日启动面向开发者和先锋用 户的 beta 升级,带来全场景、鸿蒙原生智能、原生安全等创新体验。鸿蒙原生 应用已进入全面冲刺阶段,5000 多个常用应用已全部启动开发,其中超过 1500 家已完成上架。
四、安全可控抓手三:国产数据库百花齐放
(一)数据库:关键信息技术应用创新基础软件
数据库是信息系统管理中不可或缺的核心软件。数据库是结构化信息或数据的有序集合, 一般以电子形式存储在计算机系统中。作为计算机三大基础软件(操作系统、数据库、 中间件)之一,数据库能够充分发挥硬件算力,赋能上层应用需求,是关键信息技术应 用创新基础软件。 数据库管理系统是按照特定数据结构组织,存储和管理数据的基础软件。数据库管理系 统负责数据库搭建、使用和维护,对数据进行统一控制管理,以保证数据的完整性和安 全性。由外部组件集与内核组件集共同组成: 1)外部组件集:以数据库配套的独立支撑软件为主,例如数据库驱动; 2)内核组件集:一般可以分为管理组件、网络组件、计算组件、存储组件四大模块。

数据库分类标准多样,一般包含六大分类标准。根据分类标准、应用场景不同,不同类 别数据库适用场景有所差异,常见数据库分类方式如下: 按数据结构分类:传统关系型数据库、非关系型数据库(NoSQL 数据库、NewSQL 数据库、多模数据库等);按部署模式分类:云托管数据库、云原生数据库、本地部署、混合部署; 按照商业模式分类:开源数据库、商业数据库; 按架构分类:单机式数据库、分布式数据库; 按业务负载分类:OLTP 事务型数据库、OLAP 分析型数据库、HTAP 混合型数据库; 按存储介质分类:内存数据库、硬盘数据库。
首款企业级数据库产品诞生于上世纪 60 年代,数据库共经历前关系型、关系型和后关系 型三大阶段:
前关系型阶段(1960-1970):该阶段数据库的数据模型主要基于网状模型和层次模 型,1964 年,查尔斯·巴赫曼(Charles W. Bachman)开发了全球第一个数据库管理系 统-网状数据库管理系统(IDS),解决了层次结构无法针对复杂数据关系进行建模的 问题;1968 年,IMS(Information Management System)系统发布,这是最早商品化的层 次 DBMS。该类产品在当时较好地解决了数据集中存储和共享问题,但在数据抽象程 度和独立性上存在明显不足。
关系型阶段(1970-2008):该阶段关系型数据库开始进行大规模应用并进入商业化阶 段。1970 年,埃德加·弗兰克·科德(Edgar Frank Codd)发表《大型共享数据库数据的 关系模型》论文,为关系型数据库技术奠定了理论基础。随后关系型数据库原型 Ingres 诞生,基于其源码开发的 SQL 经过批准、标准化后成为关系型数据库主流语言,在 此基础上,Access、PostgreSQL 和 MySQL 等大型数据库相继发布,带动关系型数据 库不断发展、扩展应用领域。
后关系型阶段(2008-至今):该阶段数据库数据模型不断拓展,分布式架构逐渐成 熟。进入互联网 Web 2.0 和移动互联网时代,关系型数据库并不能很好地支持高并 发读写、海量数据处理、数据结构不统一等场景,NoSQL 非关系型数据库开始蓬勃 发展。
(二)数据库作为关键的基础设施深受政策重视
政策支持信创产业发展,“自主可控”成战略级关键词。国家大力推动信创产业发展,出 台各项支持类政策。如,《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》(2021 年 11 月)、 《国家信息化发展战略纲要》(2016 年 7 月)等,各项整体规划中,“安全可靠”、“自主 可控”成为政策内容关键词。
推动产业自主可控,数据库作为信创产业核心基础受到各领域政策重视。2021 年 3 月, “十四五”规划纲要正式颁布,提出要培育壮大人工智能、大数据、区块链等新兴数字产 业。国家也陆续印发不同领域 “十四五”规划,数据库相关政策覆盖信息技术、金融科技、 交通物流、工业制造、知识产权等领域,共筑“十四五”数据库产业发展新格局。
(三)国产数据库持续发力,市场份额逐年提升
过去几年,全球数据库市场规模保持良好增长。根据 Gartner 测算,自 2017 年起,全球 数据库市场规模保持良好增长趋势。2021 年市场规模接近 800 亿美元,同比增速超过 22%。2022 年由于疫情影响,市场规模增速为 14.4%,达到 910 亿美元。据 reporter linker 测算,全球数据库市场在 2022-2030 年期间复合年增长率为 11.8%。其中,日本和加拿 大将分别以 8.7%和 9.6%的速度增长,德国预计将以约 9.2%的复合年增长率增长。
国产数据库持续发力,助力数据库国产化进程。作为关键基础设施一环,数据库与芯片、 操作系统共同构建起数字经济底座,是我国信息应用创新长期重点支持与发展领域。上 世纪 90 年代末以来,受益于“863”和“核高基”等政策,以华中科大、人民大学、南开大学 以及航天科技集团为代表的高校和央企先后成立了达梦数据、人大金仓、南大通用和神 舟通用等国产数据库厂商,叠加大型互联网企业腾讯、阿里、华为等在数据库领域加紧 投入,使得国产数据库逐步打破了海外厂商垄断局面,快速替换海外数据库厂商市场份 额。2008 年,在面对高额支出下,阿里巴巴率先提出“去 IOE”概念,专注 IT 架构,并通 过使用开源软件以及分布式云数据库代替 IBM 大型机、Oracle 数据库和 EMC 存储设备。 2013 年,阿里基本完成核心系统“去 IOE”工作,历时 8 年,成为中国企业界“去 IOE”先 驱。据 2022 年 Gartner 发布的数据库市场份额报告,阿里云维持 21 年排名,位居全球第 七;华为数据库排名上升,来到第八位,腾讯维持 2021 年排名,稳居第 12 名。同时, 据 2023 年智研咨询发布的报告,国产数据库企业的市场占比已从 2015 年的 10.48%提升 至 2022 年的 21.30%。
国产数据库市场规模有望快速攀升。据 CCSA TC601 测算,2022 年中国数据库市场规模 达 59.7 亿美元(约合 403.6 亿元人民币),预计到 2027 年,中国数据库市场总规模将达 到 1286.8 亿元,市场年复合增长率(CAGR)为 26.1%。目前国产数据库市场份额仍然较 低,未来伴随数据库市场规模逐步扩大,叠加国产替代速度加快,国产数据库存量增量 市场有待进一步开发,市场前景可期。

近年来,国产数据库行业资本关注度较高,投融资环境较好。根据墨天轮 2022、2023 年 发布的报告,2022-2023 年已有 25 家国产数据库厂商和数据库生态企业获得融资,其中 2014 年后成立新兴企业 14 家,占比 56%;有 16 家单笔获得过亿元人民币融资,占比 64%。根据披露金额,2022 年融资额度总计约为 80.92 亿元人民币,2023 年数据库融资 进度尽管有所放缓,但也有部分数据库完成过亿融资,如九章云极 DataCanvas 完成总融 资额 3 亿元人民币的 D1 轮融资。国产数据库的投资方包含高瓴、经纬、红杉等知名投资 方,投融资热度持续升温,产业发展态势逐渐明朗。
数据库厂商中,达梦数据营收规模和盈利能力处于行业领先地位。通过对比数据库行业 内主要厂商达梦数据、太极股份(人大金仓)、航天软件(神舟通用)和星环科技的营收 规模、业绩情况与毛利率水平可以发现,达梦数据在多项指标中占据较为领先的地位。 营收端,2018~2023 年达梦数据营收复合增长率为 29.62%,2023 年实现营收 7.94 亿,相 比之下,同为传统数据库厂商的人大金仓(太极股份旗下)和神通数据库(航天软件旗 下)2023年分别实现营收3.73/1.51亿元,达梦的收入规模在行业内处于较为领先的地位。 净利润端,由于基数较大,达梦数据 2018~2023 年利润复合增长率为 58.54%,增速位于 人大金仓的 82.15%之后。盈利能力方面,达梦数据受益于产品标准化程度较高且经营规 模效应显著,在行业内占据绝对优势,2023 年毛利率高达 95.81%。
安全可控快速发展,国产数据库厂商有望从增量市场和存量替代两方面中受益。我们认 为,国产数据库技术各有优势,下游应用关注领域各异,建议持续关注国产数据库相关 标的:
达梦数据:中国电子二级单位中国软件为公司第一大股东,公司产品达梦数据库坚 持原始创新、独立研发。目前,公司已掌握数据管理与数据分析领域的核心前沿技 术,拥有主要产品全部核心源代码的自主知识产权,是国内数据库行业的领先企业, 在本轮信创国产替代潮流中有望受益。
海量数据:秉承“专注做好数据库”的初心,专注于数据库产品研发、销售和服务。经 过多年自主研发,已经形成“一核两翼”布局,数据库作为其业务核心,先后推出 Vastbase E100、Vastbase G100 和 Vastbase M100 数据库。
太极股份:由国资委控股,旗下人大金仓数据库以数据存储计算为核心,提供稳定 卓越的产品体系,自主研发推出通用型数据库 KingbaseES、分析型数据库 KingbaseAnalyticsDB、分布式数据库 KSOne,面向不同场景提供服务,有望在此轮 国产替代政策下受益。
航天软件:由中国航天科技集团有限公司控股,旗下神通数据库拥有自主知识产权, 可以处理海量企业级数据。由于融入多项数据加密技术,支持异地容灾、故障秒级 切换,神通数据库安全系数高,广泛应用于军工、航天领域。
星环科技:公司打造一系列高性能国产数据库产品,覆盖 10 条数据库赛道,包括关 系型数据库(ArgoDB、KunDB)、图数据库(StellarDB)、文档数据库(DocStore), 时序数据库(Timelyre)等,围绕数据的集成、存储、治理、建模、分析、挖掘和流 通等数据全生命周期提供基础软件及服务。
中亦科技:主营业务专注于 IT 基础架构层。旗下 EVO-DBaaS 亦维数据库自动化运 维平台纳管 Oracle、MySQL、MongoDB、达梦、openGauss、人大金仓等数据库,有 望借助数据库厂商发展势头受益。
英方软件:依托自主研发的动态文件字节级复制、数据库语义级复制和卷层块级复 制三大核心底层复制技术及其他信息化技术,公司构造了“容灾+备份+云灾备+大数 据”四大数据复制产品系列,在企业业务连续性及数据复制管理领域处于领先地位。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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