据相关数据预测，全球边缘计算领域的投入将从2025年的2610亿美元攀升至2028年的3800亿美元；同期，中国边缘计算硬件市场规模也会从74亿美元扩张至132亿美元。工业级嵌入式市场潜力巨大，其规模不亚于服务器计算领域，有望成为又一个万亿级市场。

在过去很长一段时间里，工控机（IPC）市场主要由海外芯片企业主导。统计数据显示，x86架构在全球CPU市场占据超过90%的份额，而国内在网运行的工控机数量接近3000万台。不过，这一局面正在发生转变，国产芯片企业正集体向工控机领域进军。

x86主导的传统格局

工控机，即工业控制计算机（IPC，Industrial Personal Computer），也被称为产业电脑或工业电脑，产品类别涵盖嵌入式工控机、工业台式机、机架式工控机、DIN导轨式工控机、嵌入式板卡、工业平板电脑以及特殊应用工控机等。作为工业现场通用的计算设备，工控机主要依赖通用处理器（CPU或SoC），运行Windows或Linux操作系统，承担着HMI人机交互、数据采集、机器视觉、边缘网关等任务，广泛应用于智能制造、轨道交通、电力能源、医疗设备等多个行业。

工控机产业链可划分为三个环节。上游涉及半导体、印刷电路板、芯片组、电源等各类原材料及零部件；中游是工控机的制造环节，主要由整机厂商负责将芯片转化为工业级主板与整机，并完成固件开发、操作系统适配、结构散热设计以及行业认证等工作；下游则是轨道交通、电力、医疗等领域的设备制造商与系统集成商，整机厂的产品通过这一环节最终进入实际应用场景。

在过去较长时期内，产业链上游的通用处理器市场由英特尔主导的x86架构所垄断，中游整机市场则被研华、研祥等厂商以及少量欧美品牌占据。其中，研华科技作为深耕工控领域超过40年的老牌企业，在工业计算机市场份额上位居第一，并凭借其深厚的技术积累和产业布局，积极推动AI与边缘计算的融合，为全球制造、交通、医疗、能源等行业提供解决方案。

长期以来，x86架构凭借其成熟的软硬件生态系统，支撑了全球工控产业数十年的发展，国内也积累了规模庞大的存量工控设备。然而，这一成熟生态也为平台迁移带来了现实障碍：软件生态方面，大量存量设备的组态软件和工业软件基于Windows/x86环境开发，更换平台意味着需要重写和重新验证软件，产线停机成本高昂；认证壁垒方面，轨道交通、电力、医疗等行业实行准入认证，且认证与具体平台绑定，更换芯片需重新进行认证，认证周期往往以年计算；设备生命周期方面，工业设备的服役周期通常在10至20年，用户对硬件平台变更持保守态度。

整机厂商适配国产芯片

近年来，随着市场环境的变化，处于中游的整机厂商正主动拥抱并适配国产芯片。技术层面，国产芯片在性能和生态可用性上已跨越临界点；政策层面，2026年起，电力、轨道交通、金融、能源等关键基础设施行业的采购标准中，“全栈自主可控”已从加分项转变为准入门槛。整机厂商并不参与芯片设计，其核心价值在于将芯片转化为符合工业标准、可落地行业场景的成熟整机产品。以研华为代表的头部整机企业，如今正成为国产化转型的先行者。

早在2022年，研华就完成了基于兆芯平台的工业主板与统信、麒麟操作系统的兼容性互认证。在此之前，研华已与兆芯、飞腾、海光、瑞芯微等国产芯片厂商建立了生态合作，除了在产品技术和应用上进行深度开发外，还切实保障了产品的售后支持。同年，研华与华为签署了昇腾人工智能相关合作协议，正式加入昇腾万里合作伙伴计划。目前，研华的国产化产品已覆盖瑞芯微、飞腾、鲲鹏、兆芯、海光、龙芯等多种主流国产芯片平台，并持续完善软硬件适配工作。通过布局基于国产芯片的产品线，研华快速抓住了国产化浪潮带来的产业增量机遇。其他整机厂商也在同步跟进，研祥已完成对兆芯、飞腾、龙芯等国产处理器的适配，其W15F-KX型号搭载国产兆芯KX 7000处理器，支持银河麒麟、统信UOS等国产操作系统，配合2至4个网口、8个USB及多个COM接口的配置，可满足国产化项目的硬件合规要求。凌华今年发布了首款海光集显国产自主嵌入式计算平台COMEx-6HG4，搭载海光 C86-4G 系列处理器，原生支持x86指令集，用户无需大规模重构现有应用软件，即可平滑迁移至国产硬件平台。汇川技术在其多款工业自动化产品中，已广泛适配国产处理器，其中汇川EV0800搭载了国产高能64位ARM处理器。

在整个国产化链条中，整机厂商扮演着不可替代的桥梁角色：芯片厂商提供芯片，整机厂商则完成工业级主板设计、UEFI固件开发、操作系统适配、行业认证与长期供货承诺等工作。这一产品化环节决定了芯片能否进入轨道交通、电力等高门槛行业。这种场景化的工程设计与可靠性验证，正是整机厂商区别于芯片厂商的价值所在。国产芯片要进入关基行业市场，通过头部整机厂商完成产品化与认证是效率最高的路径。

国产芯片如何进入工控机市场

依托整机厂商的产品化能力，国产芯片正通过三类不同的技术路径向工控机市场渗透。

第一类是服务器与高性能平台的下沉。海光是服务器厂商进入工控市场的标志性案例。2026年9月22日，海光信息在深圳发布了1000系列CPU，这是其首款面向工业控制等物理世界场景的芯片，算力版图从云端正式延伸至端侧。1000系列针对工控场景进行了专门设计：采用C86架构，配备4核8线程，典型TDP低至10W，支持-40℃至105℃工业级宽温，集成图形处理单元并支持4K60双路显示，片内还集成了国密算法硬件加速与安全处理器。依托C86对x86生态的兼容性，海光已完成数千款软硬件适配认证，存量应用可平滑迁移；同时承诺10年长期供应、EOL提前通知与多代兼容升级机制。

飞腾则从服务器S2500、桌面D2000衍生出专门的嵌入式产品线E2000，轨道交通信号设备采用的正是该型号。服务器芯片的功耗与封装形态无法直接满足无风扇工控机的宽温、长供货要求，需要针对嵌入式场景重新设计。2024年，基于飞腾腾珑E2000国产芯片打造的自主可控DCS等主辅机系统，已在华电江苏望亭电厂顺利部署投运。该系统是国内首批在CPU硬件底层内置TCM（可信平台模块）的电力工控系统，从源头构建起信任链，对关键软硬件进行全生命周期安全跟踪，为电网筑起了一道“主动免疫”的安全防线。在天津、重庆、深圳、合肥、贵阳等多个城市的轨道线路中，基于飞腾CPU的自动售检票系统均采用飞腾腾珑E2000 CPU作为硬件核心，搭配麒麟软件的银河麒麟嵌入式操作系统V10以及数城科技工控机产品组合。

华为系产品则通过“鲲鹏CPU处理器+昇腾AI加速器”的产品组合切入工控机市场。在2026年9月的华为全联接大会上，研华展出的“鲲鹏+昇腾”全栈式AI一体机，以基于鲲鹏处理器开发的工业主板IBK70为算力底座，灵活搭载昇腾Atlas 300V/300I/300I Duo推理卡，构建了从边缘推理到中心训练推理的多级算力系统，适配麒麟、统信、OpenEuler操作系统。昇腾NPU还以协处理器形态广泛进入各类工控设备：研华相继推出了基于昇腾310、310P的边缘AI模组、开发套件与整机方案。

第二类是桌面与嵌入式平台的横向迁移。兆芯KX系列本身定位于桌面与嵌入式x86市场，长期应用于中低端工控机。龙芯的2K系列为原生嵌入式处理器产品线（3A/3C系列对应桌面与服务器），采用完全自主的LoongArch指令集（3A/3C系列对应桌面与服务器）。龙芯2K3000集成8个LA364E核心与自研3D GPU，支持AI加速与4K60视频解码，从CPU、桥片到被动元器件可实现100%国产化。其竞争力主要来自自主指令集带来的高安全属性，适用于审计要求严格的行业场景。

第三类是边缘ARM SoC的上行。瑞芯微RK3568、RK3588等芯片原本多用于平板、机顶盒、视觉终端等消费电子产品，凭借低功耗、片内集成NPU、完整的多媒体接口等优势，逐步进入边缘网关、机器视觉、机器人控制器、医疗IVD等工业增量市场，全志芯片的产品路线与之类似。

从高度依赖x86单一生态，到多类国产芯片平台逐步落地适配，这一变化正是国内工控行业发展的缩影。短期来看，存量设备替换需求主要由海光、兆芯这类C86兼容方案承接；新增设备市场，瑞芯微等边缘SoC将占据重要位置；对安全等级要求严苛的场景，则由龙芯、飞腾这类自主指令集产品负责；AI算力更多以协处理器的形态渗透到工控设备中。而整套国产化落地的实现，离不开整机厂商的深度参与。

本文来自微信公众号 “半导体产业纵横”（ID：ICViews），作者：鹏程，36氪经授权发布。