基金研究：AI产业革命浪潮已至

基金研究 证券研究报告 2024年03月09日 作者 AI产业革命浪潮已至 吴先兴分析师 SAC执业证书编号：S1110516120001 数字经济发展为战略目标，AI产业革命带动算力基础设施需求火热 人工智能浪潮，带动算力基础设施需求火热。我们认为，AIGC有望成为数字内容创新的新引擎，为数字经济发展注入全新动能。而算力基础设施作 wuxianxingtfzqcom 唐海清分析师 SAC执业证书编号：S1110517030002 tanghaiqingtfzqcom 为AIGC算力的底座有望受益于AI产业革命浪潮。通信行业厂商在算力产 业链中，提供ICT基础设施，赋能算力发展。 国内政策频出，推动算力基础设施高质量发展。我国对算力产业的重视程度不断提升，陆续出台多项政策、规划助推产业高质量发展。近期国务院国资委召开“AI赋能产业焕新”中央企业人工智能专题推进会，从顶层设计上再次提出推动AI发展，推动建设智算中心，算力基础设施有望受益保持快速、高质量发展。 AI之“光”，持续迭代升级受益AI发展。受海外AI算力需求驱动，国内光模块龙头厂商23年3月800G需求起量，23年下半年400G订单出货增加；随着交换芯片容量约每2年翻番，FiberMall预计16T光模块需求有望于2025年实现。 交换机服务器迭代升级，需求有望快速增长。交换机受益于AI发展带动的数据量、流量增长，传输速率持续迭代升级，400G800G甚至未来16T以上的端口速率交换机需求有望持续保持快速增长；AI带来了服务器异构计算演变趋势，AI服务器作为算力底座需求火热，有望带动服务器厂商出货量保持快速增长。 向AIDC演进，东数西算推动数据中心格局持续优化。数据中心作为流量和算力的物理承载实体，在全国算力需求有望每年20以上快速增长的大背景下，行业需求长期持续成长。同时在人工智能发展下，推动传统数据中心向智算中心演进。 为推动全国数据中心适度集聚、集约发展，以及东部能源、土地资源紧张而西部地区资源相对充裕，国家启动东数西算工程，规划了8大枢纽、10大数据中心集群，优化集群间网络能力，通过PUE、上架率等指标坚决避免盲目建设，有望持续优化区域间数据中心供求格局。 5G网络是新基建代表，为数字经济筑基。5G网络作为新基建的代表，受益于政策的推动以及运营商持续投资，中国5G建设进展快速，引领5G全球发展，5G网络建设后将带动终端、应用等产业链的成长。 中证5G通信主题指数当前投资价值主要有：估值处于合理水平，安全性较好，截至2024年3月1日，指数市净率为307倍，分位点水平为2262；市盈率为2967倍，分位点水平为3206；指数精准定位5G通信相关行业，兼顾AI产业链，截至2024年3月1日，指数成份股主要集中于电子、 通信、计算机行业，覆盖19个中信三级行业，其中消费电子组件产业占比最大，权重占比达2148；指数盈利能力稳步增长，成份股历史营业收入和净利润均保持稳健增长，根据2024年3月1日wind一致预测净利润数 据，该指数2023年一致预测营业收入2年复合增速为1171，一致预测净利润2年复合增速为2146。 华夏中证5G通信主题ETF（代码：“515050”，场内简称：“5GETF”）成立于2019年9月17日，跟踪中证5G通信主题指数，管理费率为050，托管费率010，无申购赎回费用，由李俊先生担纲基金经理。截至2024年3月1日，华夏中证5G通信主题ETF的基金规模为7367亿元，过去一年日均成交额为822588万元，流动性良好。 风险提示：政策推进不及预期，5G推进不及预期，行业竞争加剧，技术研发风险，国际政治关系影响等。 相关报告 1《金融工程：金融工程海外文献推荐第281期》20240308 2《金融工程：基金研究配置A股核心资产新方式》20240306 3《金融工程：金融工程激励目标组合本周超额基准188》20240303 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明1 内容目录 1数字经济发展为战略目标，AI产业革命带动算力基础设施需求火热4 11算力快速增长，带来基础设施迭代升级需求4 12国内政策频出，推动算力基础设施高质量发展5 13流量之光到AI之“光”，光模块受益6 14服务器交换机演进，AI相关需求拉动增长8 15IDC向AIDC演进，东数西算政策进一步优化行业格局9 165G为通信基础，数字经济的重要支撑11 2中证5G通信主题指数投资价值分析13 21简介13 22市值均衡，流动性良好13 23估值相对合理14 24精准定位5G，兼顾AI产业15 25盈利能力稳步增长15 26业绩有所反弹16 3华夏中证5G通信主题ETF17 31产品简介17 4风险提示18 图表目录 图1：全球算力规模增长4 图2：各模型训练所需算力5 图3：GPT模型发展历程5 图4：算力产业链5 图5：中国算力总规模及算力网络市场规模统计6 图6：20222028年全球光模块市场CAGR将高达127 图7：20242029年中国光模块部署量占比全球20257 图8：东西流量占比数据中心总流量的857 图9：商用交换芯片容量大约每2年翻1倍8 图10：交换机密度每2年翻1倍8 图11：以太网交换机各端口速率市场空间预测8 图12：中国以太网交换芯片各端口速率市场规模8 图13：异构计算成为趋势9 图14：全球AI服务器出货量预估9 图15：“东数西算”8大枢纽节点布局和主要承载业务类型9 图16：“东数西算”10大集群分布9 图17：我国数据中心机架数量及增长率10 图18：新型数据中心优势10 图19：数据中心冷却类型图11 图20：不同国家5G普及带来的运营商收入增量估算12 图21：预计全球5G网络建设将分成三波推进12 图22：5G通信指数成份股的市值分布（20240301）14 图23：5G通信指数成份股过去一年的日均成交额分布（，2023030120240301）14 图24：5G通信指数市净率及分位点（倍，2019042520240301）15 图25：5G通信指数市盈率及分位点（倍，2019042520240301）15 图26：5G通信指数行业分布（，按中信一级，20240301）15 图27：5G通信指数行业分布（，按中信三级，20240301）15 图28：2023E一致预测营业收入2年复合增速对比（20240301）16 图29：2023E一致预测净利润2年复合增速对比（20240301）16 图30：5G通信指数的净值走势（2019010120240301）16 表1：推动算力基础设施相关政策5 表2：指数简介13 表3：5G通信指数历史业绩表现（2019010120240301）16 表4：华夏中证5G通信主题ETF简介17 1数字经济发展为战略目标，AI产业革命带动算力基础设施需求火热 AIGC有望成为数字内容创新的新引擎，为数字经济发展注入全新动能。AIGC不仅能以低边际成本、高效率的方式进行信息挖掘、复刻编辑等基础性机械劳动，还能创新内容生产的流程和范式，提升内容生产的创造力。同时，AIGC能够通过支持数字内容与其他产业的多维互动、融合渗透从而孕育数字经济的新业态新模式，打造经济发展新增长点。 展望未来，我们认为，多模态模型将成为通用人工智能实现的关键，并推动AIGC应用加 速渗透和算力、通信及存储需求的进一步提升。算力基础设施作为AIGC算力的底座有望受益于AI产业革命浪潮。 11算力快速增长，带来基础设施迭代升级需求 算力的快速增长：AI对于算力的挑战之一依然来自于核心数据中心的模型训练，算法模型的复杂度指数级增长使算力不断逼近极限。在2010年之前训练所需的算力增长符合 摩尔定律，大约每20个月翻一番。自2010年代初深度学习问世以来，训练所需的算力快 速增长，大约每6个月翻一番。2015年末，训练算力的需求提高了10到100倍： 图1：全球算力规模增长 资料来源：新智元微信公众号，天风证券研究所 大模型持续发展，训练数据量不断提升。回顾GPT的发展，GPT是一种生成式的预训练模型，由OpenAI团队最早发布于2018年，GPT1只有12个Transformer层，而到了GPT3，则增加到96层。GPT3相比GPT2的进化主要是数据量、参数量的数量级提升。同时，横向对比来看，GPT3模型对比BERT模型、T5模型的参数量有明显提升，包含了1750亿（175B）个参数。 图2：各模型训练所需算力图3：GPT模型发展历程 资料来源：《LanguageModelsareFewShotLearners》TomBBrown等， OpenAI，天风证券研究所 资料来源：数字金融网微信公众号，天风证券研究所 算力基础设施作为算力产业链上游，承担“算力底座”重要角色。算力产业上游为底层硬件基础设施，包括网络设备、软件供应商等。通信行业在算力产业链中，提供ICT基础设施，赋能算力产业链发展。 图4：算力产业链 资料来源：青瑜企管微信公众号，德电咨询，天风证券研究所 12国内政策频出，推动算力基础设施高质量发展 我国对算力产业的重视程度不断提升，陆续出台多项政策、规划助推产业高质量发展。此外，近期我们看到陆续有包括贵州等省份出台算力支持的相关政策。同时，2月19 日，国务院国资委召开“AI赋能产业焕新”中央企业人工智能专题推进会，提出要把发 展人工智能放在全局工作中统筹谋划，深入推进产业焕新，加快布局和发展人工智能产业，并且把主要资源集中投入到最需要、最有优势的领域，加快建设一批智能算力中心。 表1：推动算力基础设施相关政策 时间 有关部门 政策会议 202012 国家发改委、中央网信办、工信 《关于加快构建全国一体化大数据中心协同 部、国家能源局 创新体系的指导意见》 20215 国家发改委、中央网信办、工信 《全国一体化大数据中心协同创新体系算力 部、国家能源局 枢纽实施方案》 20217 工信部 《新型数据中心发展三年行动计划（20212023年）》 20232 中共中央、国务院 《数字中国建设整体布局规划》 202310 工信部、中央网信办、教育部、国家卫健委、中国人民银行、国资委 《算力基础设施高质量发展行动计划》 202312 国家发改委、国家数据局、中央网信办、工信部、国家能源局 《深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》 20242 国务院国资委 “AI赋能产业焕新”中央企业人工智能专题推进会 资料来源：中国政府网，天风证券研究所 我国算力网络市场规模持续快速增加。根据工信部数据，截至2023年6月底，全国 在用数据中心机架总规模超过760万标准机架，算力总规模达到197百亿亿次秒比去年同期增长30；市场规模来看，2022年我国算力产业市场规模约62811亿元，同比增长174。随着人工智能的快速发展，算力需求大幅增长，我们预计未来整体算力产业市场规模有望快速增长。 图5：中国算力总规模及算力网络市场规模统计 700 600 500 400 300 200 100 0 2018 2019 2020 2021 2022 20236 算力规模（EFLOPS）算力网络市场规模（亿元） 资料来源：IDC圈微信公众号，深圳市电子商会，中商产业研究院，天风证券研究所 13流量之光到AI之“光”，光模块受益 20222028年全球光模块市场规模CAGR将实现12，2028年全球规模有望突破200亿美元。根据YoleIntelligence数据，2022年全球光模块市场规模为110亿美元，在大型云服务运营商对800G高数据速率模块的高需求和国家电信对增加光纤网络容量的要求推 动下，预计2028年将增至223亿美元，20222028年化复合增速将达到12。 光模块国内市场需求规模为2030亿美元，占比全球约14。根据LightCounting预 测，20182023年中国光模块部署量占比全球2535