BIOS：信创“山海关”的十大聚焦
来源于：兴业计算机团队
编者按：以BIOS为核心的固件产业，是信创产业链的重要组成部分，可被誉为信创产业的“山海关”。在计算机体系中，BIOS 有着比操作系统更为底层和基础性的作用，是机器点亮后第一个被激活的系统程序，主要负责检测、访问与调试底层硬件资源，并分配给操作系统，以保障整个机器顺利安全运转。
目前，全球 X86 授权 BIOS 厂商共计 4家，它们分别是 AMI、Phoenix、Insyde 和百敖，而百敖（卓易信息旗下）又是境内唯一一家 BIOS 厂商。本文将聚焦BIOS产业生态，围绕10个核心问题，从技术和产品定义、产业市场规模、中观竞争格局、投资机会等多维度进行深入剖析，以期辅助投资决策。
BIOS（Basic Input Output System），即基础输入输出系统，是刻在主板 ROM 芯片上不可篡改的启动程序，BIOS 负责计算系统自检程序（POST，Power On Self Test）和系统自启动程序，因此是计算机系统启动后的第一道程式。由于不可篡改性，故程序存储在 ROM 芯片中，并且在断电后，依然可以维持原有设置。
BIOS 主要功能是控制计算机启动后的基本程式，包括硬盘驱动（如装机过程中优先选择 DVD 或者 USB 启动盘），键盘设置，软盘驱动，内存和相关设备。
表1、BIOS 主要程序及实现功能
2、BMC & IPMI 是什么？
BMC（Baseboard Management Controller）与IPMI（Intelligent Platform Management Interface），即基板管理控制器与智能型平台管理接口，是服务器的基本核心功能子系统，负责服务器的硬件状态管理、操作系统管理、健康状态管理、功耗管理等核心功能。
BMC 是独立于服务器系统之外的小型操作系统，是一个集成在主板上的芯片，也有产品是通过 PCIE 等形式插在主板上，对外表现形式只是一个标准的 RJ45 网口，拥有独立 IP 的固件系统。服务器集群一般使用 BMC 指令进行大规模无人值守操作，包括服务器的远程管理、监控、安装、重启等。
IPMI 是一组交互标准管理规范，由 Intel、HP、Dell 和 NEC 公司于1998年9月16日共同提出，主要用于服务器系统集群自治，监视服务器的物理健康特征，如温度、电压、风扇工作状态、电源状态等。同时，IPMI 还负责记录各种硬件的信息和日志记录，用于提示用户和后续问题的定位。目前，IPMI 已经为超过 200 多家计算机供应商所支持。
IPMI 是独立于主机系统 CPU、BIOS/UEFI 和 OS 之外，可独立运行的板上部件，其核心部件即为 BMC。或者说，BMC 与其他组件如 BIOS/UEFI、CPU 等交互，都是经由 IPMI 来完成。在 IPMI 协助下，用户可以远程对关闭的服务器进行启动、重装、挂载 ISO 镜像等。
图1、IPMI 逻辑图
3、EFI 与 UEFI 是什么？
EFI（Extensible Firmware Interface），是可扩展固件接口，由于传统的 BIOS 是基于 16 位处理器开发的汇编程序，在面对 32/64 处理器时，效率低下的短板即暴露出来，因此， Intel 推出的一种计算系统中 BIOS 新的替代升级方案。
UEFI（Unified Extensible Firmware Interface），统一可扩展固件接口，是 EFI 的规范化版本，也是BIOS的进化版。为便于将UEFI BIOS与传统BIOS区分，传统BIOS又被称为Legacy BIOS 。2005年，Intel 将 EFI 交由 UEFI Forum 来推广与发展，EFI 更名 UEFI。UEFI 负责加电自检（POST）、联系操作系统以及提供连接操作系统与硬件的接口。
现有主流 BIOS 固件公司已基本采用 UEFI。
从主要功能上来说，UEFI BIOS 和 Legacy BIOS 都是为了初始化硬件平台并引导操作系统。两者主要差异在于 Legacy BIOS 无统一标准，而 UEFI BIOS 统一定义了固件和操作系统之间的接口标准。
二者优劣势表现在：
1）UEFI BIOS 主要以 C 语言编写，易于实现跨架构跨平台支持并共享代码模块，而 Legacy BIOS 通过则是汇编语言编写2）UEFI BIOS 完整支持新固件安全功能，从最大程度上降低固件被攻击的风险3）Legacy BIOS 移植性差，重复开发现象严重。整体而言，UEFI BIOS 较 Legacy BIOS 的优势明显
二、BIOS/BMC 产业链，从 CPU 到整机4、BIOS 处于产业链哪个环节？
在整个计算机体系中，CPU 处于核心关键环节。根据指令集不同，又可分为 X86（CISC，复杂指令集）和 非 X86 架构（RISC，精简指令集），前者主要厂商包括 Intel/AMD/海光/兆芯；后者包括鲲鹏（ARM）、飞腾（ARM）、龙芯（MIPS）和申威（Alpha）。
在 BIOS/BMC 产业链中，CPU 处于产业上游，且上游 CPU 厂商系统核心代码授权与 BIOS/BMC 经营密切相关，固件厂商只有在获得 CPU 相关核心参数后，才有资质开发基于其版本的 BIOS/BMC 程序。
当前，全球 X86 计算设备中，PC、服务器等采用的芯片主要是 Intel 的 X86 架构芯片，因此，Intel 授权代码是 BIOS/BMC 工作开展的前提，全球目前只有四家公司与英特尔签订合作协议，用于独立开发商业化用途的 X86 架构 BIOS，它们分别是美国的 AMI、Phoenix、中国台湾 Insyde，以及卓易信息全资子公司南京百敖。
固件业务下游主要是计算设备厂商。下游整机厂商出货量多少直接决定固件 BIOS/BMC 厂商需求量，当前国内市场主流整机厂商包括浪潮、华为、联想、新华三、中科曙光、中国长城等。
图2、BIOS/BMC 产业链一览
5、BIOS 市场空间？
近年来，以PC、服务器和 IoT 设备为代表的设备出货量不断增长，为 BIOS 和 BMC 固件市场规模扩张奠定了良好的基础。根据 Gartner 的数据，2019年，全球 X86 架构的服务器、PC 出货量分别为 1249.7 万、2.61 亿台。
图3、国内 X86 服务器出货量
按照每台X86架构服务器 BIOS/BMC 固件 300元单价测算，服务器固件市场规模可达到 37 亿元；按照每台 X86 架构 PC 的 BIOS 固件 15 元单价测算，PC固件市场规模可达到 39 亿元。BIOS和BMC固件合计的市场规模在76亿元人民币左右。
此外，随着 IOT 设备快速增长，预计 2020 年全球 IOT 设备数量将达到 204 亿台，IOT 设备由于种类多、技术开发难度不同，其 BIOS 价格不同，但整体低于 PC 固件价格，考虑其百亿出货量，预计全球固件整体市场规模超过百亿元。
图4、2014-2019E 国内 PC 出货量
三、BIOS 主要公司一览
目前，全球主流 X86 架构 BIOS 固件产品和技术，长期垄断在美国的 AMI、 Phoenix，中国台湾 Insyde 三家公司手中，其中Phoenix起步最早，AMI当前规模最大，而Insyde为后起之秀。
大陆 X86 架构独立厂商，仅卓易信息旗下全资子公司百敖具备 BIOS、BMC 固件产品研发能力，但整体市场规模、技术实力与上述厂商仍有差距。
6、AMI 业务画像
AMI（American Megatrends Inc.），BIOS 领导者。AMI 公司 1985年成立于美国亚特兰大，创始人为 Pat Sarma 和 Subramonian Shankar。AMI 起初主要生产完整主板，服务定位于高端客户，其第一名客户为 PCs Ltd，即现在的 Dell，是世界上最先推出适用于 Intel 386 处理器主板的公司。
由于主板制造产业逐渐往中国台湾转移，AMI 则将业务聚焦于 OEM、ODM（主要为 BIOS 固件）技术。目前 AMI 在全球拥有近1500名员工，其中 85% 为工程开发相关人员。
AMI 主要产品线有 UEFI BIOS 固件与控制器（EC）、MegaRAC 远程固件管理解决方案、AMI 背板控制器产品系列、诊断实用程序和工程服务。其中，Aptio V 是 AMI 的最新一代 UEFI BIOS 固件，可满足所有平台（X86与非X86）的需求。Aptio 4则从传统 BIOS 演化而来，同样符合 UEFI 规范。在针对 UEFI 的支持服务方面，AMIDiag 目前是市场上唯一可用的硬件诊断解决方案。
图5、AMI BIOS/UEFI 固件产品
资料来源：公司官网，兴业证券经济与金融研究院整理
7、Phoenix 业务画像
Phoenix（Phoenix technologies Ltd.），BIOS 先行者。1979 年 9 月，Phoenix 在美国马萨诸塞州波士顿成立，总部位于加利福尼亚州帕萨迪纳。Phoenix 率先开创了净室设计（也称防火墙技术），通过逆向工程来克隆出了自有BIOS。Phoenix依托自主知识产权进入了发展的黄金期。
1988年，Phoenix 成功 IPO 上市（PTEC），并于 20世纪90年代收购 Quadtel 和 Award 两家实力 BIOS 厂商，逐渐成为当时 BIOS 产业的龙头，产品涵盖了低端到高端的各类市场。
图6、Phoenix 1988-2009 股价表现
资料来源：CRSP，兴业证券经济与金融研究院整理
21世纪初，受 PC 市场衰退的影响，BIOS 固件单价下滑，公司采取了一次性授权 BIOS 的方式，以提高公司短期收入。此外，不成熟的并购和市场探索也导致了 Phoenix 经营状况恶化，公司于2006年出现巨亏。2010 年 8 月，美国投资公司 Marlin Equity Partners 以 1.39 亿美元收购了 Phoenix 流通股，Phoenix 宣布退市，同时也逐渐剥离了非 BIOS 业务群。截至 2009 年，公司约有300名员工。
中国市场方面，2000 年，Phoenix 在南京成立了中国分公司菲尼克斯软件（中国），2009 年，由于经营问题，退出中国市场。
图7、Phoenix 合作伙伴
8、Insyde 业务画像
Insyde（系微），是BIOS 后起之秀。1998年，Insyde 通过收购美国系腾科技（SystemSoft）成立，并于2003年于中国台湾上市（6231.TWO）。不同于 AMI 和 Phoenix，Insyde 在切入 BIOS 领域之时就着眼于 UEFI，其业务高度集中于 BIOS/BMC 技术，覆盖Intel、AMD、微软等 大厂。受益于中国台湾 PC 市场发展和 Intel 对 UEFI BIOS 的强制推广，Insyde 快速跃居至 BIOS 市场的第二把交椅。
2018年，Insyde旗舰产品 Insyde H2O BIOS 实现营收 7.81亿新台币，占总营收比为 92%；BMC 产品 Supervyse 实现营收 0.58亿新台币，占比 7%；其他业务实现营收 0.10亿新台币，占比 1%。截止至2018年12月31日，Insyde共有员工439人，其中384人为研发技术人员，占比87.5%。
图8、Insyde营收与净利润 单位：百万美元，%
9、Easytec（卓易信息）业务画像
卓易信息（688258.SH），BIOS X86 中国大陆地区独此一家。公司成立于 2008 年，其全资子公司百敖是全球第四家获得 Intel X86 架构授权的 BIOS/BMC 厂商，也是中国大陆地区唯一掌握X86架构、为数不多掌握ARM、MIPS架构的 BIOS/BMC 固件开发技术的厂商。
基于此种技术能力，公司可根据需求开发满足国内外各种 PC、服务器芯片需求。其商业模式为：为 CPU 厂商完成技术开发，包括解决个别固件问题或进行完整功能开发，再实现对计算机设备的批量销售。
表2、公司BIOS、BMC的应用案例
10、相关公司与风险提示
BIOS/BMC 固件行业是计算机产业链中一个非常重要的细分行业方向，经过40余年发展，当前全球已经呈现出寡头竞争格局，主流 X86 架构BIOS授权厂商主要有4家，即AMI、Phoenix、Insyde和卓易信息。
卓易信息目前是中国大陆地区唯一一家获Intel 官方授权的厂商，具备稀缺的赛道卡位优势。与此同时，信创产业（含鲲鹏生态）在2020年也将迎来全面发展阶段，卓易信息在非X86架构方面，诸如 基于MIPS/ARM/Alpha 芯片架构，也具备卓越的研发能力，有望充分享受行业红利，并迎来高速发展。
风险提示：BIOS 存在技术迭代过快带来行业格局变化的风险；存在竞争加剧的风险；信创产业存在推进速度不及预期的风险
本信息材料仅为对公开资料的整理信息，不涉及分析师的研究观点及投资建议。
使用本研究报告的风险提示及法律声明
兴业证券股份有限公司经中国证券监督管理委员会批准，已具备证券投资咨询业务资格。
本报告仅供兴业证券股份有限公司（以下简称“本公司”）的客户使用，本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告中的信息、意见等均仅供客户参考，不构成所述证券买卖的出价或征价邀请或要约。该等信息、意见并未考虑到获取本报告人员的具体投资目的、财务状况以及特定需求，在任何时候均不构成对任何人的个人推荐。客户应当对本报告中的信息和意见进行独立评估，并应同时考量各自的投资目的、财务状况和特定需求，必要时就法律、商业、财务、税收等方面咨询专家的意见。对依据或者使用本报告所造成的一切后果，本公司及/或其关联人员均不承担任何法律责任。
本报告所载资料的来源被认为是可靠的，但本公司不保证其准确性或完整性，也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更。本公司并不对使用本报告所包含的材料产生的任何直接或间接损失或与此相关的其他任何损失承担任何责任。
本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌，过往表现不应作为日后的表现依据；在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告；本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时，本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。
除非另行说明，本报告中所引用的关于业绩的数据代表过往表现。过往的业绩表现亦不应作为日后回报的预示。我们不承诺也不保证，任何所预示的回报会得以实现。分析中所做的回报预测可能是基于相应的假设。任何假设的变化可能会显著地影响所预测的回报。
本公司的销售人员、交易人员以及其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。本公司没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。本公司的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。
本报告的版权归本公司所有。本公司对本报告保留一切权利。除非另有书面显示，否则本报告中的所有材料的版权均属本公司。未经本公司事先书面授权，本报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或复制品，或再次分发给任何其他人，或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。未经授权的转载，本公司不承担任何转载责任。
在法律许可的情况下，兴业证券股份有限公司可能会持有本报告中提及公司所发行的证券头寸并进行交易，也可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。因此，投资者应当考虑到兴业证券股份有限公司及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突。投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一信赖依据。
投资评级说明
报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级（另有说明的除外）。评级标准为报告发布日后的12个月内公司股价（或行业指数）相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅，A股市场以上证综指或深圳成指为基准。
行业评级：推荐-相对表现优于同期相关证券市场代表性指数；中性-相对表现与同期相关证券市场代表性指数持平；回避-相对表现弱于同期相关证券市场代表性指数。
股票评级：买入-相对同期相关证券市场代表性指数涨幅大于15%；审慎增持-相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在5%～15%之间；中性-相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在-5%～5%之间；减持-相对同期相关证券市场代表性指数涨幅小于-5%；无评级-由于我们无法获取必要的资料，或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件，或者其他原因，致使我们无法给出明确的投资评级。
免责声明
市场有风险，投资需谨慎。本平台所载内容和意见仅供参考，不构成对任何人的投资建议（专家、嘉宾或其他兴业证券股份有限公司以外的人士的演讲、交流或会议纪要等仅代表其本人或其所在机构之观点），亦不构成任何保证，接收人不应单纯依靠本资料的信息而取代自身的独立判断，应自主做出投资决策并自行承担风险。根据《证券期货投资者适当性管理办法》，本平台内容仅供兴业证券股份有限公司客户中的专业投资者使用，若您并非专业投资者，为保证服务质量、控制投资风险，请勿订阅或转载本平台中的信息，本资料难以设置访问权限，若给您造成不便，还请见谅。在任何情况下，作者及作者所在团队、兴业证券股份有限公司不对任何人因使用本平台中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。
本平台旨在沟通研究信息，交流研究经验，不是兴业证券股份有限公司研究报告的发布平台，所发布观点不代表兴业证券股份有限公司观点。任何完整的研究观点应以兴业证券股份有限公司正式发布的报告为准。本平台所载内容仅反映作者于发出完整报告当日或发布本平台内容当日的判断，可随时更改且不予通告。
本平台所载内容不构成对具体证券在具体价位、具体时点、具体市场表现的判断或投资建议，不能够等同于指导具体投资的操作性意见。
延伸阅读
“安可产业联盟”——一个万亿级的新市场
信息技术应用创新工作委员会简介与安可联盟关系
信创产业成现象级新风口 代码“源头”安全该如何守护
免责声明：
本文系由本公众号编辑转载并已标注来源，转载目的在于传递更多信息，并不代表本公众号赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品内容、版权和其他问题，请在30日内随时与本公众号联络，我们将在第一实践删除内容！
版权声明：
本公众号文章版权归原作者所由，内容皆为作者个人观点，本公众号只提供参考并不构成任何投资或应用建议。本公众号拥有对此声明的最终解释权。