中金：云计算开启国产CPU和AI芯片的腾飞之路

作者：中金研究 2020-06-12 08:30:48

国产CPU和AI芯片是发展人工智能和云计算等“新基建”的核心技术之一。

本文转自微信公众号“乐平科技视角”，作者：黄乐平、成乔升、韦昕、丁宁、闫慧辰。

投资建议

我们认为，国产CPU和AI芯片是发展人工智能和云计算等“新基建”的核心技术之一。根据我们的测算，2019年全球处理器芯片市场规模达到1,280亿美元，占全球半导体销售额的31%。随着数据中心和云服务的加速推进，我们认为未来五年服务器处理器市场将是主要增长点。不同于桌面处理器市场通用性要求，服务器任务更加专用化，处理器架构选择更多元，为国产CPU及AI芯片公司，以及基于国产芯片的智能计算产业链提供较好的发展机会。

理由

未来五年计算芯片国产化市场空间超过500亿美元。根据中金测算，2019年中国服务器计算芯片市场规模约60亿美金，约占全球市场的24%，未来五年有望保持20% CAGR快速增长，达到146亿美金。目前，我国服务器计算芯片几乎均需从Intel/AMD/NVIDIA等企业进口，是半导体国产化的主要空白点之一。我们预计，未来五年计算芯片国产化市场空间合计超过500亿美元，进口替代空间广阔。

异构计算借力云计算快速发展，计算芯片进口替代空间进一步打开。我们看到，随着人工智能、科学计算等新兴需求的迅猛增长，算力正在从满足多任务的通用芯片，向单一任务的多种专用芯片发展，异构计算成为重要趋势。云计算实现了算力的集中采购、集中管理、动态调配，大幅提高了异构计算的投入产出比（ROI）。近年来，在云计算蓬勃发展的同时，异构计算市场也乘风得到了长足的发展。对芯片设计企业而言，过去进入服务器计算芯片市场只有通过有竞争力的X86 CPU，而现在GPU/FPGA/AI芯片/各类架构CPU等多种计算芯片均在服务器中得到广泛应用，服务器计算芯片市场进入壁垒大幅降低，为创业企业提供了发展机遇。

国产CPU的三条替代路径：X86/ARM/RISC-V。架构是CPU设计最底层的核心技术。目前存在：1）以Intel/AMD产品为代表的X86架构，拥有较为完善的生态，可以无缝运行Windows、Linux等主流操作系统。国内，搭载海光（AMD与曙光的合资公司）芯片的服务器已经规模性进入运营商集采。上海兆芯的PC处理器也得到商用。2）ARM架构芯片成熟，但软件生态有待培育。华为海思和天津飞腾（中国长城控股32%）是目前主要供应商。3）RISC-V是较新的精简指令集，适用于物联网等分散化应用，阿里平头哥基于该架构推出了面向AIoT应用的玄铁IP。建议关注中科曙光（未覆盖）、中国长城（未覆盖）、华为（未上市）、阿里（互联网组覆盖），以及计算产业链上的浪潮、联想等公司。

国产AI芯片的进口替代机会，从云端AI芯片和智能驾驶芯片开始。据中金测算，2019年中国云端AI芯片市场规模约为12亿美元，未来五年有望保持35% CAGR快速增长，到2024年达到54亿美金。虽然NVIDIA通过CUDA构筑的生态链较难撼动，仍处于一家独大的地位，但我们看到燧原、平头哥等中国企业推出了具有竞争力的云端训练和推理AI芯片，并已在腾讯、阿里等云计算中心商用。终端方面，中国本土车企积极拥抱智能驾驶，为地平线、黑芝麻等国产智能驾驶芯片企业的发展提供了机遇。我们看到，地平线的征程二代已在长安最新的SUV实现前装量产，黑芝麻的华山二号（支持L3）已成功流片并给主机厂送样。

风险

处理器国产化替代进程不及预期。

图表1: 全球主要国家GDP与算力情况

资料来源：国际货币基金组织，华为，中金公司研究部