>> 中信證券-計算機(jī)行業(yè)“構(gòu)筑中國科技基石”系列報告25-GPU：研究框架(100頁)-230213
| 上傳日期： |
2023/2/13 |
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| 6570KB |
| 格式： |
pdf 共102頁 |
來源： |
中信證券 |
| 評級： |
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作者： |
楊澤原,丁奇 |
| 行業(yè)名稱： |
計算機(jī) |
| 下載權(quán)限： |
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核心結(jié)論：GPU的核心競爭力在于架構(gòu)等因素決定的性能先進(jìn)性和計算生態(tài)壁壘。國內(nèi)GPU廠商紛紛大力投入研發(fā)快速迭代架構(gòu)，推動產(chǎn)業(yè)開放構(gòu)建自主生態(tài)，加速追趕全球頭部企業(yè)。國產(chǎn)替代需求持續(xù)釋放疊加國際局勢不確定性加劇，AI&數(shù)據(jù)中心、智能汽車、游戲等GPU需求有望高增，國產(chǎn)GPU迎來發(fā)展黃金期，我們看好國產(chǎn)GPU公司的發(fā)展與投資機(jī)遇。
理解GPU的核心：性能先進(jìn)性+生態(tài)計算壁壘
GPU物理性能取決于微架構(gòu)、制程、流處理器數(shù)量、核心頻率等，其中微架構(gòu)是核心點。我們認(rèn)為微架構(gòu)的快速創(chuàng)新迭代是GPU性能領(lǐng)先的前提，其圖形渲染單元和通用計算單元設(shè)計向著“更多、更專、更智能”的方向優(yōu)化迭代。根據(jù)應(yīng)用場景來劃分，數(shù)據(jù)中心要求強(qiáng)算力、高并發(fā)吞吐量；游戲業(yè)務(wù)要求浮點運算能力強(qiáng)、訪存速度快；圖形顯示要求圖顯專業(yè)化、精細(xì)化等。
生態(tài)：GPU生態(tài)構(gòu)筑通用計算極深壁壘，CUDA生態(tài)占據(jù)大部分市場，類CUDA生態(tài)蓬勃發(fā)展。GPU生態(tài)由上層算法庫，中層接口、驅(qū)動、編譯器和底層硬件架構(gòu)三大部分基本構(gòu)成。GPU研發(fā)難度在圖形渲染硬件層面和通用計算軟件生態(tài)層面，在IP、軟件棧方面研發(fā)門檻較高，需要較長的積累，先發(fā)優(yōu)勢明顯。CUDA生態(tài)從2006年推出至今，經(jīng)過不斷發(fā)展完善，幾乎已在行業(yè)生態(tài)內(nèi)處于壟斷地位，目前ROCm等兼容Cuda的類計算生態(tài)蓬勃發(fā)展并處于快速推廣階段。
海外復(fù)盤：NVIDIA與AMD（ATI）的競爭貫穿GPU發(fā)展歷程，架構(gòu)創(chuàng)新升級和新興AI等領(lǐng)域前瞻探索是領(lǐng)跑的關(guān)鍵
NVIDIA長期居于GPU市場領(lǐng)導(dǎo)地位，近年AMD憑借RDNA架構(gòu)在游戲市場強(qiáng)勢崛起。Verified Market Research數(shù)據(jù)顯示，2022年全球獨立GPU市場規(guī)模約448.3億美元，NVIDIA和AMD的市場份額占比約為8:2。根據(jù)JPR數(shù)據(jù)，NVIDIA憑借自身性能領(lǐng)先和CUDA生態(tài)優(yōu)勢性始終占有GPU領(lǐng)域超50%的市場份額，數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)更是全面領(lǐng)先，在游戲顯卡領(lǐng)域，近年AMD憑借RDNA系列架構(gòu)強(qiáng)勢崛起。
NVIDIA先后與AMD等企業(yè)在性能方面競爭博弈，架構(gòu)創(chuàng)新升級和新興領(lǐng)域前瞻探索是領(lǐng)跑GPU行業(yè)的關(guān)鍵。NVIDIA憑借性能領(lǐng)先長期占據(jù)超五成市場份額，AMD（ATI）也曾因架構(gòu)出色、性能驚艷實現(xiàn)反超。同時NVIDIA早在2006年前瞻性布局通用計算、構(gòu)建CUDA生態(tài)，為如今AI&數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的全面領(lǐng)先構(gòu)筑牢固的壁壘。NVIDIA積極布局異構(gòu)芯片、汽車、元宇宙等新市場，尋找新的強(qiáng)有力業(yè)務(wù)增長點。
國內(nèi)GPU市場：各應(yīng)用場景市場廣闊，國內(nèi)廠商大有可為
需求端1—AI：數(shù)據(jù)中心和終端場景不斷落地對計算芯片提出更多更高需求。新一輪AI對算力需求遠(yuǎn)超以往：ChatGPT類語言大模型底層是2017年出現(xiàn)的Transformer架構(gòu)，該架構(gòu)相比傳統(tǒng)的CNN/RNN為基礎(chǔ)的AI模型，參數(shù)量達(dá)到數(shù)千億，對算力消耗巨大，對算力硬件有大量需求。甲子光年預(yù)測，中國AI芯片市場規(guī)模2023年達(dá)到557億元。AI芯片可進(jìn)一步細(xì)分為云端和終端，中國云端芯片市場規(guī)模較大，甲子光年預(yù)計2023年增長至384.6億元，對應(yīng)復(fù)合年增速到52.8%；終端芯片市場規(guī)模甲子光年預(yù)計2023年增長至173億元，對應(yīng)年復(fù)合增長率達(dá)62.2%，伴隨各AI終端落地預(yù)計將保持較快增長速度。
需求端2—汽車：汽車智能化浪潮下域控制器GPU市場前景廣闊。自動駕駛和智能座艙是智能汽車中具有廣闊前景的方向。蓋世汽車數(shù)據(jù)預(yù)計，2025年自動駕駛域控制器出貨量將達(dá)到432萬臺，每臺自動駕駛域控制器配備1-4片高性能計算GPU；智能座艙域控制器出貨量達(dá)到528萬臺，絕大多數(shù)智能座艙域控制器配備1片GPU。自動駕駛技術(shù)不斷提高和座艙進(jìn)一步智能化拉動汽車GPU市場規(guī)?？焖贁U(kuò)張。
需求端3—游戲：游戲玩家人數(shù)持續(xù)增長，游戲GPU市場穩(wěn)中有升。Newzoo Expert數(shù)據(jù)顯示全球游戲玩家人數(shù)在2021年已達(dá)到30.57億人，且預(yù)計2020-2025年全球游戲玩家人數(shù)復(fù)合年增率為4.2%；游戲市場內(nèi)，游戲機(jī)和PC兩大主體出貨量再創(chuàng)新高，游戲機(jī)三大巨頭2021年出貨量高達(dá)4008萬臺；2021年Q4全球PCGPU出貨量（包括集成和獨立顯卡）高達(dá)11000萬片。
投資建議:
產(chǎn)業(yè)邏輯：GPU的核心競爭力在于架構(gòu)先進(jìn)性能和生態(tài)豐富性，國產(chǎn)廠商正持續(xù)大力投入研發(fā)實現(xiàn)GPU架構(gòu)創(chuàng)新升級和快速迭代，力爭趕超國際領(lǐng)先水平；同時構(gòu)建與主流適配良好的生態(tài)環(huán)境，打造自主開放的軟硬件生態(tài)和信息產(chǎn)業(yè)體系。
投資建議：外部不確定因素疊加內(nèi)部加速自主創(chuàng)新背景下，國產(chǎn)GPU廠商有望加速崛起。伴隨政策大力扶持、國際科技貿(mào)易政策影響、國產(chǎn)廠商產(chǎn)品性能提升及生態(tài)逐步完善，國產(chǎn)GPU龍頭正迎來關(guān)鍵發(fā)展機(jī)遇。1）推薦：海光信息（CPU+GPGPU）。建議關(guān)注景嘉微、寒武紀(jì)（電子覆蓋）。2）一級市場（排名不分先后）：關(guān)注壁仞科技、摩爾線程、沐曦、天數(shù)智芯、登臨科技、燧原科技等。
風(fēng)險因素：產(chǎn)業(yè)鏈安全風(fēng)險；市場競爭加劇風(fēng)險；商業(yè)需求不及預(yù)期風(fēng)險；產(chǎn)品研發(fā)不及預(yù)期風(fēng)險；國產(chǎn)替代進(jìn)程不及預(yù)期風(fēng)險；宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境風(fēng)險
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