半导体行业深度报告：AI算力芯片——AI时代的引擎

分析师：邹臣登记编码：S0730523100001zouchen@ccnew.com 021-50581991 AI算力芯片——AI时代的引擎 ——半导体行业深度报告 证券研究报告-行业深度报告 强于大市(维持) 发布日期：2025年04月03日 投资要点： 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：中原证券研究所，聚源 相关报告 《半导体行业深度分析：AI算力芯片是“AI时代的引擎”，河南省着力布局》2025-03-20《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 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，因成本、差异化竞争、创新性、供应链多元化等原因，云厂商等大厂自研芯片趋势明显，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。 投资建议。云端AI算力芯片建议关注寒武纪-U（688256）、海光信息（688041），定制ASIC芯片建议关注芯原股份（688521）、翱捷科技-U（688220），先进制造建议关注中芯国际（688981），先进封装建议关注长电科技（600584） 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”................................................................... 1.1.大模型持续迭代，推动全球算力需求高速成长...............................................................61.2. AI算力芯片是算力的基石................................................................................................9 2. AI算力芯片以GPU为主流，定制ASIC芯片市场高速成长..........................10 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..................................102.2.英伟达主导全球GPU市场，GPU生态体系建立极高的行业壁垒................................132.3.云厂商等大厂自研芯片趋势明显，推动定制ASIC芯片市场高速成长..........................192.4.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.......................23 3. DeepSeek有望推动国产AI算力芯片加速发展............................................25 4.投资建议.......................................................................................................31 4.1.寒武纪-U.......................................................................................................................324.2.海光信息.......................................................................................................................354.3.芯原股份.......................................................................................................................374.4.翱捷科技-U...................................................................................................................394.5.中芯国际.......................................................................................................................424.6.长电科技.......................................................................................................................44 5.风险提示.......................................................................................................47 图表目录 图1：全球部分科技企业发布大模型产品情况........................................................................6图2：GPT-4.5与人类测试者的对比评估情况........................................................................6图3：GPT-4o SimpleQA性能对比情况.................................................................................6图4：o3在SWE-benchVerified、Codeforces测试中表现优于o1.......................................7图5：o3在GPQA测试中大幅优于o1...................................................................................7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.......................................7图7：2020-2024年北美四大云厂商资本开支情况（亿美元）..............................................8图8：2021-2024年国内三大互联网厂商资本开支情况（百万元）.......................................8图9：2019-2030年全球算力规模情况及预测（EFLOPS）..................................................9图10：2019-2026年中国智能算力市场规模预测..................................................................9图11：人工智能系统产业链结构图........................................................................................9图12：AI服务器内部结构图..................................................................................................9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......10图14：2024-2028年中国AI服务器市场规模及预测...........................................................10图15：2018年服务器成本构成情况........