半导体：AI算力芯片是“AI时代的引擎”，河南省着力布局

分析师：邹臣登记编码：S0730523100001zouchen@ccnew.com 021-50581991 证券研究报告-行业深度分析 发布日期：2025年03月20日 报告要点： AI算力芯片是“AI时代的引擎”。ChatGPT热潮引发全球科技企业加速布局AI大模型，谷歌、Meta、百度、阿里巴巴、华为、DeepSeek等随后相继推出大模型产品，并持续迭代升级；北美四大云厂商受益于AI对核心业务的推动，持续加大资本开支，国内三大互联网厂商不断提升资本开支，国内智算中心加速建设，推动算力需求高速成长。人工智能进入算力新时代，全球算力规模高速增长，根据IDC的预测，预计全球算力规模将从2023年的1397 EFLOPS增长至2030年的16 ZFLOPS，预计2023-2030年复合增速达50%。AI服务器是支持生成式AI应用的核心基础设施，AI算力芯片为AI服务器提供算力的底层支撑，是算力的基石。AI算力芯片作为“AI时代的引擎”，有望畅享AI算力需求爆发浪潮，并推动AI技术的快速发展和广泛应用。 资料来源：聚源，中原证券 相关报告 《半导体行业月报：国内RISC-V生态加速发展，存储器价格有望逐步回升》2025-03-10《半导体行业月报：美国半导体出口管制进一步升级，DeepSeek热潮有望推动端侧AI发展》2025-02-10《半导体行业月报：豆包AI生态加速发展，关注国内AI算力产业链》2025-01-10 AI算力芯片以GPU为主流，定制ASIC芯片市场高速成长。AI算力芯片按应用场景可分为云端、边缘端、终端AI算力芯片，本文主要针对于云端AI算力芯片。根据芯片的设计方法及应用，AI算力芯片可分为通用型AI芯片和专用型AI芯片，当前AI算力芯片以GPU为主流。随着AI算力规模的快速增长将催生更大的GPU芯片需求，根据Statista的数据，2023年全球GPU市场规模为436亿美元，预计2029年市场规模将达到2742亿美元，预计2024-2029年复合增速达33.2%。根据TechInsights的数据，2023年英伟达在数据中心GPU出货量中占据98%的市场份额，主导全球GPU市场。GPU生态体系复杂，建设周期长、难度大，GPU生态体系建立极高的行业壁垒。AI ASIC是一种专为人工智能应用设计的定制集成电路，具有高性能、低功耗、定制化、低成本等特点。由于英伟达垄断全球数据中心GPU市场，云厂商为了提升议价能力及供应链多元化，推动数据中心定制ASIC芯片市场高速成长，预计增速快于通用AI算力芯片。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年市场规模将达到429亿美元，预计2023-2028年复合增速达45%。近年来美国不断加大对高端GPU的出口管制，国产AI算力芯片厂商迎来黄金发展期。 联系人：李智电话：0371-65585629地址：郑州郑东新区商务外环路10号18楼地址：上海浦东新区世纪大道1788号T1座22楼 DeepSeek有望推动国产AI算力芯片加速发展。DeepSeek通过技术创新实现大模型训练及推理极高性价比，DeepSeek模型的技术创新主要体现在采用混合专家（MoE）架构、多头潜在注意力机制（MLA）、FP8混合精度训练技术、多Token预测（MTP）及蒸馏技术等。DeepSeek-V3性能对标GPT-4o，DeepSeek-R1性能对标OpenAI o1；根据DeepSeek在2025年1月20日公布的数据，DeepSeek-R1 API调用成本不到OpenAl o1的5%。DeepSeek-R1实现模型推理极高性价比，蒸馏技术使小模型也具有强大的推理能力及低成本，将助力AI应用大规模落地，并有望推动推理需求加速释放。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%，由于推理服务器占比远高于训练服 务器，用于推理的AI算力芯片国产替代空间更为广阔。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，国产AI算力芯片厂商有望加速发展，并持续提升市场份额。 河南省着力布局AI算力芯片，产业链初具雏形。河南省将算力作为支撑数字河南建设的重要底座和驱动数字化转型的新引擎，致力于打造面向中部、辐射全国的算力调度核心枢纽和全国重要的算力高地。河南省的算力产业布局以“一核四极多点”为核心框架，以郑州市（含航空港区）为核心，支持洛阳、鹤壁、商丘、信阳等城市作为区域增长极。河南省依托省内先进计算企业，积极引进芯片等上游企业，吸引集聚服务器操作系统、数据库、中间件开发骨干企业，打造先进计算产业园，构建算力产业生态。龙芯中科在鹤壁建设的芯片封装基地已正式投产，并在郑州设立中原总部基地，中原总部基地将建设研发创新中心、生态适配中心、信创展示中心等；河南投资集团通过基金投资沐曦集成，推动沐曦集成在河南落地；河南省政策大力扶持AI算力芯片产业，通过引进、投资、培育本土企业等方式布局AI算力芯片，产业链初具雏形。 相关企业。河南省AI算力芯片产业相关企业主要有龙芯中科、沐曦等。 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。 内容目录 1. AI算力芯片是“AI时代的引擎”.......................................................................5 1.1.大模型持续迭代，推动全球算力需求高速成长................................................................51.2. AI算力芯片是算力的基石................................................................................................8 2. AI算力芯片以GPU为主流，定制ASIC芯片市场高速成长...........................9 2.1. AI算力芯片可应用于云端、边缘端、终端，当前以GPU为主流....................................92.2.英伟达主导全球GPU市场，GPU生态体系建立极高的行业壁垒.................................122.3.云厂商推动定制ASIC芯片市场高速成长......................................................................182.4.美国不断加大对高端AI算力芯片出口管制，国产厂商迎来黄金发展期........................22 3. DeepSeek有望推动国产AI算力芯片加速发展.............................................24 5.河南省AI算力芯片产业相关企业..................................................................33 5.1.龙芯中科........................................................................................................................335.2.沐曦...............................................................................................................................34 图表目录 图1：全球部分科技企业发布大模型产品情况........................................................................5图2：GPT-4.5与人类测试者的对比评估情况........................................................................5图3：GPT-4o SimpleQA性能对比情况.................................................................................5图4：o3在SWE-benchVerified、Codeforces测试中表现优于o1.......................................6图5：o3在GPQA测试中大幅优于o1...................................................................................6图6：2012-2023年各领域重要的机器学习模型训练算力需求情况.......................................6图7：2020-2024年北美四大云厂商资本开支情况（亿美元）..............................................7图8：2021-2024年国内三大互联网厂商资本开支情况（百万元）.......................................7图9：2019-2030年全球算力规模情况及预测（EFLOPS）..................................................8图10：2019-2026年中国智能算力市场规模预测..................................................................8图11：人工智能系统产业链结构图........................................................................................8图12：AI服务器内部结构图..................................................................................................8图13：2023-2028年全球生成式人工智能和非生成式人工智能服务器市场规模及预测........9图14：2024-2028年中国AI服务器市场规模及预测.............................................................9图15：2018年服务器成本构成情况.......................................................................................9图16：CPU+GPU异构计算系统方案框图.............................................................................9图17：AI处理的重心正在从云端向边缘转移.......................................................................10图18：英伟达A100 GPU内部架构图...................................................................................11图19：谷歌TPU内部架