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全球AI算力芯片行业再回顾:生成式AI开启科技行业超级成长周期
浦银国际·2024-12-02 18:15

报告行业投资评级 - 重申全球AI算力行业“超配”评级,首次覆盖超威半导体(AMD.US)给予“买入”评级,目标价168.7美元;首次覆盖联发科(2454.TT)给予“买入”评级,目标价1468.5新台币;首次覆盖英特尔(INTC.US)给予“卖出”评级,目标价20.4美元 [1][15] 报告的核心观点 - 自2022年底ChatGPT开放,生成式AI带动生产效率提升和投资机遇,全球生成式AI市场2020 - 2023年涨约6倍,2024 - 2030年复合增长率40%,2030年有望近万亿美元,AI算力芯片受益行业高增长 [15] - AI行业处于发展早期快速增长阶段,大模型供应商推动迭代升级拉动算力需求,算力芯片性能提升、成本下降推动普及,AI服务器渗透率加速上扬,带动算力芯片需求 [21][23][25] - 端侧AI对算力芯片需求体现在终端设备出货量提升和反哺云侧算力需求,今明两年支持端侧AI算力的芯片预计高增速,长期人形机器人带来更大需求增量 [27][33] - 当前美股AI算力芯片估值有小量上行空间,全球半导体周期上行、AI大模型初创企业估值提升传导至二级市场,美国降息通道支撑成长型科技企业估值 [37][40] 根据相关目录分别进行总结 全球AI算力芯片行业投资要点 - 2022年11月底OpenAI发布ChatGPT 3.5后,生成式AI爆发,AI算力芯片作为硬件基础最先受益,大模型推动行业发展,CSP增加资本开支,B端需求成长,大模型向端侧渗透打开市场空间 [20] - 行业处于发展早期快速增长阶段,大模型供应商推动迭代升级拉动算力需求,算力芯片性能提升、成本下降推动普及,AI服务器渗透率加速上扬,带动算力芯片需求 [21][23][25] - 端侧AI对算力芯片需求体现在终端设备出货量提升和反哺云侧算力需求,今明两年支持端侧AI算力的芯片预计高增速,长期人形机器人带来更大需求增量 [27][33] - 当前美股AI算力芯片估值有小量上行空间,全球半导体周期上行、AI大模型初创企业估值提升传导至二级市场,美国降息通道支撑成长型科技企业估值 [37][40] 全球AI行业概览:爆发式增长 - 全球AI行业成长空间大,生成式AI采用Transformer架构,大语言模型参数和训练集大小指数增长,视觉语言模型应用广泛,AI发展从“感知识别”走向“理解生成”,大模型数量和参数提升推动算力需求 [47][48] - 从B端看,生成式AI提升效率成为新质生产力基础;从C端看,电子产品嵌入大模型能力,各厂商推出小参数模型适配端侧需求,大模型性能快速迭代,全球生成式AI有望迎万亿美元市场 [48][49][52] - 本轮AI浪潮带动全球IT基建支出加速上行,美国四大互联网厂商资本开支占比高且呈周期性,投向集中在AI算力部署,预期推动AI算力需求上扬 [55][57][59] - AI应用助力服务器市场加速增长,2018 - 2023年全球服务器收入规模复合增长率8%,2024、2025年AI服务器出货量预计分别为167万台和214万台,同比增长41%、28%,对应渗透率12%、15% [63] AI端侧大模型正在快速落地中,带动端云协同需求 - 端侧AI是AI大模型商业化闭环重要应用,打造个性化助手提升用户体验,具备低延时、离线功能、信息保密等优势,苹果等厂商推出端侧AI功能产品,AI手机渗透率预计2024、2025年达18%和29% [66][75] - 端侧AI大模型带动端侧芯片算力需求大幅提升,高通、联发科等厂商芯片AI计算性能升级,高端芯片价格或因性能提升和成本增加而上涨,AI PC芯片算力也在快速提升 [78][79] - 新能源车是端侧重要应用,智能驾驶需求推动端侧AI芯片发展,不同级别的智驾方案对AI算力需求不同,市场上主流智驾SoC芯片按算力可分为小、中、大三类 [85][86] AI算力芯片产能瓶颈逐步解决,供需趋于平衡 - 2022年年底以来,AI大模型厂商加速搭建AI基础设施,投入AI算力芯片,英伟达在AI服务器算力芯片领域占主导,台积电CoWoS封装技术为其GPU提供保障,该技术产能曾制约GPU出货量 [94] - 台积电CoWoS产能预计2024年达3.6万片/月,2025年有望达9万片/月,先进封装产能困境改善,但新一代产品产能仍偏紧 [94][95] 中国AI算力芯片加速国产化 - 美对中半导体限制使英伟达高性能芯片无法进入中国大陆,中国在其AI服务器产业链中占比少,但为国产AI芯片替代带来机遇,2023年中国本土品牌AI芯片出货量占整体市场14%,华为是国产AI加速卡最大玩家 [99] 从GPU、CPU、SoC看AI算力芯片发展趋势 - AI算力芯片是逻辑芯片,由CPU、GPU、FPGA、ASIC芯片组成,AI训练适合用GPU,推理阶段部分企业会选FPGA或ASIC芯片,CPU在AI大模型运行中起调度协同优化作用,GPU是AI算力芯片主力 [107][109] - 2023年全球GPU市场规模超500亿美元,预计2024年达800多亿美元,数据中心GPU市场规模2024年有望达169亿美元,2023 - 2033E期间复合增速28.5%,未来推理需求占比有望提升 [111] - 英伟达发布新一代Blackwell平台GPU,性能提升,今年四季度出货收入有望超指引,未来计划推出新平台产品,保持产品迭代和升级能力 [112][113]