[中原证券]半导体行业深度报告:AI算力芯片——AI时代的引擎

:memo: 作者: | :date: 发布时间:Sun, 06 Apr 2025 00:00:00 GMT

:exploding_head: AI 算力芯片:AI 时代的引擎 :rocket:

摘要: 本研报深入分析了 AI 算力芯片在人工智能时代的关键作用。随着 ChatGPT 等 AI 大模型的快速发展,全球算力需求呈现爆发式增长。AI 算力芯片作为 AI 服务器的基石,将受益于这波 AI 浪潮。报告重点关注 GPU 和 ASIC 芯片市场,并分析了 DeepSeek 等技术创新对国产 AI 算力芯片发展的推动作用。

正文

1. AI 算力芯片是“AI 时代的引擎” :automobile: :dashing_away:

ChatGPT 的爆火引发了全球科技企业对 AI 大模型的加速布局,各大云厂商也持续加大资本开支,推动算力需求高速增长。

  • 根据 IDC 的预测,全球算力规模将从 2023 年的 1397 EFLOPS 增长至 2030 年的 16 ZFLOPS2023-2030 年复合增速高达 50%
  • AI 算力芯片是 AI 服务器提供算力支撑的基石,是名副其实的 “AI 时代的引擎”

2. AI 算力芯片:GPU 为主流,定制 ASIC 芯片高速成长 :chart_increasing:

AI 算力芯片按照应用场景可以分为云端、边缘端和终端 AI 算力芯片。本报告主要聚焦于云端 AI 算力芯片。按照芯片设计及应用,可分为通用型 AI 芯片(如 GPU)和专用型 AI 芯片(如 ASIC)。

  • 当前 AI 算力芯片以 GPU 为主流。
  • 根据 Statista 的数据,2023 年全球 GPU 市场规模为 436 亿美元,预计 2029 年将达到 2742 亿美元,2024-2029 年复合增速为 33.2%
  • 英伟达在数据中心 GPU 市场占据主导地位,2023 年市场份额高达 98%
  • 由于成本、差异化竞争、创新性、供应链多元化等原因,云厂商自研 ASIC 芯片的趋势愈发明显,推动数据中心定制 ASIC 芯片市场高速成长。
  • 根据 Marvell 的数据,2023 年数据中心定制 ASIC 芯片市场规模约为 66 亿美元,预计 2028 年将达到 429 亿美元,2023-2028 年复合增速高达 45%
  • 美国不断加大对高端 GPU 的出口管制,也为国产 AI 算力芯片厂商带来了黄金发展期。

3. DeepSeek 有望推动国产 AI 算力芯片加速发展 :rocket:

DeepSeek 通过技术创新实现了大模型训练及推理的极高性价比。DeepSeek 模型的技术创新主要体现在 MoE 架构、MLA、FP8 混合精度训练技术、MTP 及蒸馏技术等。

  • DeepSeek-V3 性能对标 GPT-4o,DeepSeek-R1 性能对标 OpenAI o1。
  • DeepSeek-R1 的 API 调用成本不到 OpenAI o1 的 5%(2025 年 1 月 20 日数据)。
  • 推理服务器占比远高于训练服务器,因此用于推理的 AI 算力芯片国产替代空间更为广阔。IDC 预计 2028 年中国 AI 服务器用于推理工作负载占比将达到 73%
  • 国产算力生态链已全面适配 DeepSeek,DeepSeek 通过技术创新提升 AI 算力芯片的效率,进而加快国产 AI 算力芯片自主可控的进程。

结论

建议关注以下相关标的:

  • 云端 AI 算力芯片:寒武纪-U(688256)、海光信息(688041)
  • 定制 ASIC 芯片:芯原股份(688521)、翱捷科技-U(688220)
  • 先进制造:中芯国际(688981)
  • 先进封装:长电科技(600584)

风险提示:

  • 国际地缘政治冲突加剧风险
  • 下游需求不及预期风险
  • 市场竞争加剧风险
  • 新产品研发进展不及预期风险
  • 国产替代进展不及预期风险

:light_bulb: 延伸阅读
研报PDF原文链接