1分析师Franky LauSFC CE Ref：BRQ 041frankyliu@futuhk.com团队成员Richard Lirichardli@futunn.comEvelyn Yeevelynye@futunn.com2022年04月22日英伟达（NVDA.O）-超级计算平台初步成型，星辰大海再扬帆 2核心观点•GPU市场寡头垄断格局有望长期保持。供给侧看，GPU包含硬件架构、算法、软件生态等多个要素组成，壁垒极高，Intel屡败屡战成绩黯淡，AMD在高端产品上距英伟达仍有一定差距。我们认为英伟达在游戏和数据中心GPU的高市场份额中长期将大概率保持。•英伟达软硬件全栈体系、企业文化构成长期护城河和竞争优势。英伟达最大的护城河来自其CUDA等底层基础框架，积累的软件库、开发者数量已经形成强大生态效应，结合硬件系统在综合成本、性能上显著领先竞争对手。同时，英伟达长期以来展现出极具前瞻性且清晰的战略能力和“光速”文化造就的极强执行力，或是英伟达能在竞争激烈的半导体设计行业成功的关键，也是构成企业长期竞争优势的重要来源。•AI迅猛发展，英伟达有望长期受益。人工智能爆发式增长，英伟达数据中心业务随之快速崛起是英伟达近年股价飙升的最大驱动因素。在互联网数据指数级增长、深度学习模型复杂度持续提升使得所需算力持续增长背景下，各个垂直行业的企业、HPC和公有云对AI计算需求有望长期保持强劲，英伟达的产品结构和优势让其在此轮技术浪潮下长期受益。•英伟达已是计算平台公司，有望不断打开新成长空间。在芯片、服务器等硬件设施之上，CUDA、DOCA 等开发套件构成了英伟达软件业务的底层基础框架，在此之上形成HPC、AI、Omniverse平台，最终在应用工具&框架层面提供企业AI、自动驾驶、云游戏、元宇宙、医疗等众多计算服务，英伟达已从一家GPU公司升级成计算平台公司，远期SaaS收入占比增加将提高营收稳定性以及估值水平，并且在AI浪潮、自动驾驶、元宇宙等技术趋势下捕捉更多增长机会，不断打开新的成长空间。•长期看好英伟达投资价值。按照4月22日英伟达5050亿美元市值以及我们预估的FY 2023Non- GAAP净利133亿美元计算，当前动态Non-GAAP PE约为38倍，考虑到目前全球宏观经济不确定性下游AI计算投资或放缓、游戏显卡换代等因素带来的业绩扰动，以及通胀高企美国利率上升背景，我们认为英伟达或处于估值调整期，考虑到上述长期增长的确定性和空间，我们持续看好英伟达投资价值。 3目录二、公司深度分析一、半导体及GPU行业概览三、投资亮点四、盈利预测及风险提示 4半导体行业长期稳健增长，也呈现出一定周期性•2002~2021全球半导体销售额CAGR约21%，库存周期和创新周期因素叠加影响，板块表现出一定周期性。•HPC（高性能计算）、新能源车、AIoT等新产业驱动半导体开启新一轮超级景气周期。2021全球半导体年销售额超5400亿美元，增速超26%。图：2002-2022全球半导体月销售额（十亿美元）资料来源：SIA，富途证券 5资料来源：TrendForce（Qualcomm仅计算QCT部门营收；NVDIA扣除OEM/IP营收；Broadcom仅计算半导体部门营收），富途证券高通、博通、AMD、英伟达、英特尔、联发科、华为海思等信越化学、SUMCO、住友化学、陶氏化学、Siltronic等ASML、应用材料、北方华创、中微半导体等台积电、联电、格罗方德、中芯国际等日月光、长电等设计材料设备制造封测上游•半导体产业链分为设计、材料、设备、 制造、封测几大环节，英伟达属于最上游的Fabless设计公司。•英伟达2021年营收规模超过博通（AVGO.O） ，位居半导体设计公司第二。下游2021排名2020排名公司名称2021营收2020营收YoY11高通29,33319,40751%23英伟达24,88515,41261%32博通21,02617,74518%44联发科17,61910,92961%55超威16,4349,76368%68联咏4,8362,70979%77美满4,2812,94246%89瑞昱3,7672,63543%96赛灵思3,6773,05320%10-奇景光电1,54788874%-10戴乐格半导体-1,376-前十大业者营收总和127,40586,85947%图：半导体产业链图：全球前十大IC设计公司营收排名（百万美元）英伟达营收位居半导体设计公司第二 6图：头部半导体设计公司近十年营收（亿美元）•2013~2014英伟达营收小于AMD、联发科（2454.TW），2015年英伟达超越AMD，2017年英伟达超越联发科。（博通2016营收大增主要是2015年Avago以370亿美元蛇吞象式并购博通）。•Fabless行业研发费用率较高，整体保持在17%-25%区间。资料来源：Wind，富途证券英伟达在Fabless中营收增长显著，行业研发费用率较高 7逻辑、存储芯片在半导体产品中产值最大集成电路（83%，4608亿美元，YoY+28%）数字电路（56%，3089亿，YoY+31%）逻辑电路（27%，1507亿美元，YoY+27%）大规模ICCPUGPUPLD/FPGA微型处理器MCU/MPUDSP存储电路（29%，1582亿美元，YoY+35%）DRAM/SRAMFLASH/ROM模拟电路（13%，728亿美元，YoY+31%）分立器件（5%，301亿美元，YoY+26%）光电器件（9%，432亿美元，YoY+7%）传感器（3%，188亿美元，YoY+26%）半导体产品图：半导体产品分类（2021年占行业比重、市场规模及同比增速）资料来源：公开资料，富途证券 8GPU：计算机图显核心，擅长大规模并行计算图：CPU与GPU计算能力差距越来越大资料来源：公开资料，公司公告，富途证券•GPU基本概念：图形处理器（graphics processing unit，缩写GPU），又称显示核心、视觉处理器、显示芯片。•GPU与CPU区别：CPU基于低延时设计，计算核心和控制器以及若干级缓存组成，擅长逻辑控制，串行运算。GPU基于大吞吐量设计，拥有更多的计算核心，适合对密集数据进行并行处理，因此GPU被应用于AI训练等需要大规模并发计算场景。•CPU已经逐渐脱离摩尔定律，出现性能提升瓶颈，Nvidia预计GPU的计算能力在10年内将超越CPU 1000倍。图：CPU、GPU架构比较 9GPU市场格局：一超两强•PC GPU市场，英伟达接近70%份额，英特尔（INTC.O）CPU集成低端的GPU，市场份额与AMD（AMD.O）相当。只看独显市场，英伟达市场份额高达70%-80%，AMD占20%-30%。英特尔今年也将推出首批主打笔记本的独显。•服务器GPU英伟达占据70%以上份额。资料来源：Jon Peddie Research ，3DCenter，富途证券图：2002-2020Q1显卡市场份额图：PC GPU近三个季度市场份额接入方式独立GPUNvidia Geforce系列AMD Radeon系列集成GPUIntel UHD 系列AMD APU系列应用端PCNvidia、AMD、Intel手机高通Adreno、ARM Mali、苹果GPU服务器英伟达Tesla、AMD Fire Stream图：GPU分类 10独显价格长期上升，2021年中触顶后有所回调资料来源：Jon Peddie Research ，3DCenter，富途证券•独显平均出货价格长期呈上升趋势，源于定期的产品升级换代以及竞争格局稳定。•2021年中显卡价格达到阶段顶点，RTX 30系列平均价格涨至建议零售价300%之上。随后由于加密货币行情、库存等因素，显卡市场供需改善价格有所回落。图：独立显示卡历年平均出货单价（美元）图：20210117-20220327显卡价格趋势：21年5月高点后回落，但仍高于建议零售价 11目录二、公司深度分析一、半导体及GPU行业概览三、投资亮点四、盈利预测及风险提示 12•英伟达是一家主要做GPU（图形处理器）的半导体设计公司。•公司成立于1993年，由黄仁勋联合Sun公司两位年轻工程师共同创立。•英伟达在AI行业发展初期市场皆不看好的情况下，前瞻性预见了GPU在AI市场的应用。图：Nvidia创始人兼精神领袖——黄仁勋技术迷精力充沛敏锐洞察力擅长演讲性格强势但又礼貌情商高“两弹一勋”工作狂公司介绍：GPU发明者、AI首倡者资料来源：公开资料，富途证券1984 斯坦福硕士1983-1985 AMD芯片工程师1985-1993 LSI Logic芯片设计后转销售，因业绩出色被提拔为部门经理，走上管理岗位1993 与两位合作伙伴共同创立英伟达，任CEO至今 13英伟达简史：四个发展阶段资料来源：公开资料，富途证券英雄崛起诸侯混战王者归来两强争霸1993-1996•英伟达创立时有20家图形芯片企业，到1996年增加到70家，竞争异常激烈。Trident是2D时代领导者，但后来在高端市场被S3击败，中低端集成显卡被Intel挤占。随着3D时代开启，S3显卡3D性能不足，3dfx的3D加速卡乘Windows95的东风一跃而起，市占率一度85%。•Nvidia前两代针对游戏主机的产品并不成功，一度陷入财务困境，被迫裁员并选择只专注于PC专用的2D/3D融合显卡。1997-2000•3dfx犯了致命错误：拒绝微软Direct3D 通用API标准，使用自己的封闭接口，通用性不足，再者未能看到2D、3D融合一张卡的趋势。而英伟达决定放弃部分已有的专利，转而全面支持Direct X，1997年Nvidia推出RIVA 128，3D性能强于3Dfx产品，并且支持2D。戴尔、Gateway等知名整机厂商都开始使用RIVA 128显卡 。•1999 年英伟达在NASDAQ 上市，发行时市值2.3 亿美元左右，同年推出GeForce 256——世界上第一款功能齐全，可从真正意义上替代CPU 渲染图形，首次定义了GPU的概念。•2000年Nvidia将3Dfx收入囊中，随后获得微软XboxGPU订单。2001-2006•2001年先前只在DVD发力的ATi推出比Nvidia更高性能的的Radeon 7500进军PC游戏市场，开始与Nvidia正面交锋，并在随后几年对Nvidia发起猛攻，Nvidia一度出现失误，直到2004年凭借SLI技术才重拾优势。•2006年是重要分水岭，ATi因为财务问题被AMD收购，而Nvidia则提出了CUDA这一重要的创新，让只做3D渲染的GPU实现通用计算功能，GPU 的应用领域从游戏扩展至高性能计算、自动驾驶等多个领域。2007-Now•ATi被AMD收购后，被日渐走下坡路的CPU业务拖累，游戏显卡业务也很难再现辉煌，2014年Nvidia的架构升级，产品足足领先AMD 3个季度之久。与AMD乏善可陈的业务创新相比，Nvidia则不断尝试拓展业务边界尤其是押注AI，从数据中心深度学习到到无人驾驶平台，产品迭代非常迅速。游戏、数据中心双轮驱动，2015-2022股价增长超40倍。 141995年英伟达发布第一款产品，应用在世嘉游戏机1995发明GPU英伟达上市，并发布全球首款GPU，GeForce正式诞生1999及时转变技术路线1997年英伟达放弃部分专利，全面支持微软DirectX1997芯片出货突破1亿片英伟达芯片出货达成1亿片里程碑2002CUDA架构亮相英伟达最重要的CUDA架构发布，芯片出货达成5亿片里程碑2006推出数据中心Tesla系列发布专注于高性能运算的Tesla产品线2007首款产品与游戏机有关关键产品、技术发布时点资料来源：公开资料，富途证券 152010年我国天河一号取得当年世界超算第一名，其搭载了大量英伟达GPU产品2010强化了计算核心英伟达推出深度学习芯片2014影视渲染“拿下”奥斯卡2012年奥斯卡所有提名电影均使用英伟达GPU渲染2012AI全家桶亮相GPU加入了Tensor