国产智算芯片：需求强劲，性能生态再进阶

计算机2025年08月29日 计算机行业深度研究报告 推荐 （维持） 国产智算芯片：需求强劲，性能生态再进阶 全球智算算力需求持续高景气，国产智算市场空间广阔。1）需求端：美国方面，OpenAI“星际之门”正在着力构建5000亿美元集群、xAI Colossus 20万卡、Meta 1.5 GW Prometheus等海外大集群，叠加阿联酋5GW主权AI园区、欧盟13座AI工厂，不断验证超大规模训练与主权智算投资同步放量。国内方面，大模型Token日消耗量从2024年初千亿级跃升至2025年3月十万亿级，垂类应用快速落地，推理需求呈指数级扩张；2）资本端：弗若斯特沙利文数据显示，2025-2029年中国智算芯片市场CAGR为53.7%，GPU份额由69.9%升至77.3%；根据科智咨询，2023年以来除基础电信运营商外，新增AIDC投资主要由字节跳动驱动；截至2024年底，国内AIDC累计投入超过1875亿元。展望2025年，阿里巴巴、腾讯、华为等头部互联网企业计划同步扩大资本开支，叠加字节跳动新增采购，为行业持续扩张奠定基础。3）政策端：美国实体清单持续扩容，国产替代有望加速；此外，国家正按照“点、链、网、面”体系化推进全国一体化算力网络工作，强调“适度超前建设网络设施、丰富算力应用场景”；东数西算二期、算力券与地方智算中心形成需求侧刚性配额，国产GPU市场空间广阔，根据IDC数据，2024年我国智算芯片出货量占比超30%。 华创证券研究所 证券分析师：吴鸣远邮箱：wumingyuan@hcyjs.com执业编号：S0360523040001 联系人：周楚薇邮箱：zhouchuwei@hcyjs.com 行业基本数据 硬件性能呈多维技术路线，国产算力方案竞争力得验证。1）先进制程领域，全球芯片先进制程竞争日趋激烈，国际巨头持续突破物理极限，而国内在7nm及以下先进制造环节虽仍存在瓶颈，但技术追赶步伐正在加快。中芯国际14nm良率>95%，7 nm量产稳步推进；华为昇腾910C以7 nm+EUV工艺将FP16算力推至448 TFLOPS，并较910B功耗再降15%；2）单卡对标层面，华为昇腾910C采用Chiplet双芯封装，1024芯片集群FP16算力达819.2PFLOPS，可对标NVIDIAH100集群，支撑千亿参数模型训练；寒武纪思元590支持8芯片级联，FP16集群算力2.048PFLOPS；3）架构创新侧，华为CloudMatrix384单机柜集成384颗昇腾910与192颗鲲鹏CPU，FP16峰值300 PFLOPS，跨节 点 延 迟<1 μs， 线 性 扩 展 度95%， 在DeepSeek-R1预 填 充 效 率4.45tokens/s/TFLOPS， 优 于SGLang在NVIDIA H100默 认 配 置 下 的3.18tokens/s/TFLOPS；验证国产超节点已具备规模化商用能力。 %1M6M12M绝对表现16.8%19.3%114.9%相对表现9.2%4.5%78.7% 软件兼容性适配自主标准，国产生态逐步突破CUDA垄断。NVIDIA凭15年CUDA沉淀形成“芯片-集群-云”闭环，全球数百万开发者依赖其CUDA-XAI底座、PyTorch/TensorFlow框架及DGX Cloud服务，2024年3月EULA再禁转译层运行，进一步阻断第三方兼容路径。国内企业通过自主研发与协同创新突破封锁：华为CANN、海光DTK、寒武纪BANG+MagicMind等自研软件栈同步落地；商汤DeepLink跨10余款国产芯片完成千亿参数模型20天不间断训练，效率保持95%，《新一代人工智能基础设施白皮书》评分四项满分；信通院AISHPerf、无问芯穹Infini-AI、阶跃星辰“模芯联盟”，推动国产模型与芯片从适配走向全链路协同。伴随《算力互联互通能力要求》、“一度算力”计量标准及400G ROADM网络落地，全国算力正由“可用”向“可交易、可调度、可度量”升级，商业化拐点已现。 相关研究报告 《计算机行业重大事项点评：国家数据基建提速，应用生态加速成熟》2025-08-28《计算机行业周报（20250818-20250822）：阅兵日程公布，看好2025H2-2026行业景气度》2025-08-24《计算机行业重大事项点评：DeepSeekV3.1：效率与场景迈入双突破时代》2025-08-22 投资建议：建议关注算力产业方向：1）芯片：寒武纪、海光信息、景嘉微、芯原股份、瑞芯微、龙芯中科；2）服务器：中科曙光、浪潮信息、华勤技术、沃尔核材、欧陆通；3）数据中心：万国数据、科华数据、润泽科技、优刻得、宝信软件、金山云、网宿科技、光环新网、世纪互联；4）交换机：锐捷网络、紫光股份、光迅科技、华工科技；5）硬件/端侧：恒玄科技、瑞芯微、移远通信、乐鑫科技、中科创达、云天励飞、智微智能等。 风险提示：大模型应用落地不及预期；技术发展不及预期；市场竞争加剧。 投资主题 报告亮点 需求端多维共振分析：不仅关注全球超大规模集群建设与主权算力布局带来的增量需求，更聚焦AI推理爆发催生的Token消耗增长及垂直行业应用落地对算力芯片的差异化需求，全面呈现市场扩容动力。 国产替代进程量化追踪：通过海关数据、市场份额统计等硬指标，清晰展现美国技术限制背景下，国产AI芯片在出货量占比、企业营收增速等方面的突破，量化分析政策（如算力券补贴、采购配额）对替代进程的推动作用。 硬软协同发展框架构建：将硬件性能提升（先进制程、单卡算力、集群架构）与软件生态突围（自主技术栈、异构调度、标准制定）置于同一分析框架，揭示国产算力产业链从单点突破到全栈贯通的演进路径，为把握产业投资机会提供系统性参考。 投资逻辑 需求驱动确定性高：AI大模型训练与推理需求持续攀升，全球及国内智算中心建设加速，云厂商与运营商资本开支向智算倾斜，2024-2029年国内AI计算加速芯片市场规模CAGR预计达53.7%，GPU作为核心品类将持续领跑增长。 国产替代空间明确：美国出口限制持续升级倒逼供应链自主化，政策层面通过目标设定与落地机制提供保障，华为、寒武纪等企业已在部分场景实现性能对标，市场份额提升路径清晰。 技术突破打开成长天花板：硬件上，国产芯片在单卡性能、集群架构等领域与国际差距快速收敛；软件端，自主生态从兼容适配向制定标准演进，“硬性能+软生态”双重突破将重塑行业竞争格局，具备技术壁垒与生态协同能力的企业有望在国产替代浪潮中占据主导地位。 目录 一、智算需求高企：模型迭代与推理、资本开支和政策多重共振.............................5 （一）全球AI算力基建投入持续爆发，垂类应用验证规模化商业落地...................5（二）国产GPU市场空间广阔，资本开支结构性倾斜智算基座...............................7（三）政策强驱动，AI芯片国产替代提速....................................................................9 二、硬件性能突破：多维技术路线并行.......................................................................13 （一）先进制程：先进制造为产业链瓶颈，国内技术节点加速追赶.......................13（二）单卡性能：单卡性能为攻坚核心，与国际头部差距快速收敛.......................14（三）架构创新：超节点集群范式突破，部分场景优于国际旗舰方案....................16 三、软件生态突围：从兼容适配迁移到自主标准.......................................................18 （一）CUDA生态垄断：构建“芯片-集群-云”全栈闭环........................................18（二）迁移成本降低：自主研发与异构调度并进.......................................................20（三）生态全栈贯通：定义中国算力新规则...............................................................21 四、投资建议及相关标的...............................................................................................24 五、风险提示...................................................................................................................24 图表目录 图表1国际头部企业超大规模集群建设规划.....................................................................5图表2全球AI主权算力基建布局.......................................................................................5图表3全球Token消耗量趋势图.........................................................................................6图表4大模型Token消耗量排名（数据获取日期2025.8.27）.........................................6图表5 AI推理应用案例........................................................................................................6图表6 2020-2029年我国AI计算加速芯片市场规模.........................................................7图表7 2020-2029年我国GPU芯片及其他AI芯片市场份额...........................................7图表8国内云巨头CAPEX投入规模及增长趋势（单位：亿元，%）...........................8图表9三大运营商CAPEX投入规模及增长趋势（单位：亿元，%）...........................9图表10英伟达与超威半导体对比情况...............................................................................9图表11近年美国科技领域部分限制.................................................................................10图表12我国AI芯片相关政策工程（部分）...................................................................11图表13部分省份及城市算力券政策要点.........................................................................11图表14 2024H1我国GPU市场份额.......................