AI系列报告（01）：AGI驱动算力芯片增长，国产芯片加速替代

AI系列报告（01）：AGI驱动算力芯片增长，国产芯片加速替代 挖掘价值投资成长 强于大市（维持） 2025年02月16日 证券分析师：李双亮证书编号：S1160524100007 AGI在ChatGPT出现后按下了加速键，它能像人类般处理多种复杂任务，突破单一任务限制，有望成为知识型工作者的“工业革命”。ScalingLaw作为新一轮范式的基本规则，揭示了模型性能与模型参数量、训练数据量等因素存在幂律关系，直接导致对算力的需求呈指数级上升。尤其是25年各类应用逐步落地，AI推理侧需求规模更为可观，算力增长趋势确立。海外CSP厂商24年前三季度资本开支强度维持高位，主要源自于AI逐步看到商品化和货币化能力，预计算力行业将从投资驱动走向应用驱动的阶段。 GPU芯片在AI训练和推理中具备优势，是目前主流的架构，后续推理占比提升过程中，原厂基于性能、成本、竞争等方面考虑会逐步加大ASIC的采购比例。英伟达凭借软硬件和网络等方面的综合优势，目前占据行业绝对的领先地位，预计后续竞争优势能够维持。但是推理百花齐放的过程中，英伟达和GPU的绝对垄断地位会小幅收缩，部分定制化芯片厂的产品和营收已经表明这一趋势。 《加配北美算力硬件方向、关注CES带来的端侧AI机会》2025.01.07 《新型大模型持续迭代，国内政策大力扶持算力与数据产业》2024.12.31《AI创新推动云&端共振上行，自主可控领域向卡脖子环节攻坚》2024.12.27《豆包视觉模型引爆AI眼镜，存储乘势而上》2024.12.26《5G规模化应用有望迎来加速》2024.11.26 在算力需求加速增长和技术供给逐渐放缓的背景下，先进封装的价值大幅增加，也给中国AI芯片厂提供了追赶的契机。23年至今，美国发布了多次针对AI芯片及其产业链的限制措施，进一步提升了国产化的紧迫性和必要性。预计25年国产芯片单卡性能逐步达到或超越英伟达A800的时候，推理侧的AI国产化率有望得到提升，其中以昇腾、寒武纪为代表的龙头厂商将取得一定市场份额。 【配置建议】 推荐AI需求提升过程中算力芯片及其配套产业链机会，主要包括：芯片国产化、推理芯片、自研ASIC芯片、先进封装等细分方向，建议关注寒武纪、海光信息、华丰科技、生益电子、沪电股份、通富微电、拓荆科技、芯源微、兆易创新等标的。 【风险提示】 AI发展不及预期。产业仍处于发展初期，主要依赖大型科技企业和国家投资，行业发展速度放缓会大幅影响产业链需求和提货速度。 技术进步放缓。产业强依赖于技术进步的速度，放缓后会影响成本下降曲线和新产品商业化能力，进而导致行业整体需求下滑。 中美摩擦加剧。美国多次限制对中国AI相关芯片及其产业链出口，限制中国企业海外代工，摩擦和限制进一步加剧会影响相关行业需求和供给。 正文目录 1.AGI驱动算力增长，Scaling Law走向推理.....................................................51.1.AGI产业加速发展，OpenAI引领技术变革....................................................51.1.1.AGI核心在于泛化能力.................................................................................51.1.2.Transformer架构加速AGI理论发展.........................................................61.1.3.ChatGPT成历史最快消费应用，AGI正式走向现实..................................71.1.4.o1改革大模型研发方向，大模型升级潜力仍存.......................................91.2.Scaling Law引领算力增长，大模型步入推理时代..................................101.2.1.Scaling Law指引算力投资.......................................................................101.2.2.AI应用逐步落地，推理需求逐步占据主流.............................................131.2.3.算力需求测算强相关于参数和数据量......................................................141.3.海外CSP厂商维持高强度投资，主权AI增长潜力大..............................141.3.1. AI推动业务增长，CSP资本开支意愿强烈............................................141.3.2. AI竞争上升至国家层面，主权AI具备增长潜力.................................162.英伟达凭借GPU抢占AI芯片高点，自研AISC潜力大..................................182.1.GPU优势明显，AISC逐步获得市场份额......................................................182.1.1. AI芯片要求高并行计算、大内存带宽和低功耗...................................182.1.2. GPU是AI芯片的主流架构.......................................................................182.1.3.推理时代ASIC增长潜力大......................................................................202.2.英伟达领先优势明显，软硬件构筑竞争壁垒..............................................212.2.1.英伟达AI芯片迭代历史..........................................................................212.2.2.英伟达软硬件护城河高............................................................................232.2.3.英伟达市占率绝对领先，数据中心持续高增........................................242.3.CSP厂商自研AI芯片趋势已起，供应链积极扩产应对需求.....................252.3.1.自研AI芯片性能表现不差......................................................................252.3.2.合作厂商AI营收高增，厂商指引长期AISC占比50%.........................262.3.3. AISC供应链中PCB需求提升，配套厂商积极扩产...............................273.摩尔定律放缓和贸易摩擦加剧，国产芯片替代加速......................................283.1.摩尔定律放缓制约单卡性能，先进封装重要性增加................................283.1.1. COWOS封装提升AI芯片性能...................................................................283.1.2.先进封装国产难度远小于前道，核心设备材料亟待突破......................303.2.贸易摩擦态势加剧，AI芯片国产化已经形成共识...................................313.2.1. 23年芯片法案升级AI芯片限制措施.....................................................313.2.2. 24年芯片法案新增HBM芯片限制措施...................................................323.2.3.国家和地方政策加码扶持国产芯片........................................................333.3.国产芯片性能逐步追赶英伟达，推理时代替代可能性提升......................343.3.1.国产芯片算力性能具备对标A800能力..................................................343.3.2.昇腾：打造全产业解决方案，全面对标英伟达....................................353.3.2.寒武纪：AI芯片先行者，聚焦云端算力，财报拐点将至...................384.投资建议.............................................................................................................405.风险提示.............................................................................................................41 图表目录 图表1：AI发展历程...............................................................................................6图表2：Transformer架构原理图.........................................................................6图表3：Transformer中三大Attention机制....................................................7图表4：5天注册用户突破100万.........................................................................8图表5：ChatGPT原理图........................................................................................8图表6：全球生成式AI计算市场规模预测 ..........................................................9图表7：MedQA上多个模型性能的比较分析........................................................9图表8：帕累托前沿在MedQA基准测试上显示准确性与总API成本的关系..................................................................................................................