半导体行业专题研究:从英伟达看国产GPU发展机遇与挑战.pdf
- 上传者:老王
- 时间:2022/09/17
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半导体行业专题研究:从英伟达看国产GPU发展机遇与挑战。报告缘起:1)市场需求:AI、高性能计算、图形渲染等推动 GPU 等大算力并 行计算芯片需求。近些年来,随着人工智能硬件、软件算法、应用场景丰富度的 增加,算法模型参数不断增加,带动了对数据中心并行计算大算力的需求。 Bloomberg 数据显示,2021 年全球数据中心逻辑芯片市场规模约 436 亿美元, 其中 GPU 市场约 100 亿美元。2)近期市场对国产 GPU 关注度较高。复盘英 伟达发展历史,公司在图形渲染&数据中心领域保持较高的市占率,并实现产业 引领,核心原因在于:借助持续、高频迭代保持产品技术行业领先,并借助 CUDA 等实现软件生态构建,不断提升产品易用性等。3)本篇报告中,我们主要从全 球市场出发,就 GPU 产业本身的产品特性、技术路线、市场空间,以及国内市 场现状、演进路径、竞争格局等进行了系统的分析和讨论,力图针对国内 GPU 市场构建一个完整的产业&投资蓝图。
全球市场:GPU 是并行计算理想载体芯片,数据中心料将是中期需求增长主要 场景。1)GPU 应用场景正由早期的图形渲染,逐步拓展至高性能运算、科学计 算等领域,并已超越 CPU、FPGA、ASIC 等,成为通用并行计算领域的理想载 体芯片。2)图形渲染用 GPU:游戏为主,我们预计中期市场规模有望保持 10%~15%平稳增长。2021 年,英伟达游戏显卡业务营收 105 亿美元,专业视 觉收入(图形工作站)21 亿美元。假设英伟达在此领域中的市占率分别为 80%, 我们预计 2021 年全球图形渲染领域(游戏+专业视觉)市场规模约 158 亿美元。 我们预计 2025、2030 年该领域市场规模将分别达到 278、568 亿美元,增长动 力主要源于产品 ASP 提升、游戏玩家数量增长等。3)数据中心用 GPU:英伟 达主导,我们预计中期蒋保持 25%以上的年均复合增速。依据 Liftr Insights & Top500.Org 数据,我们认为英伟达在数据中心独立 GPU 领域中的市占率约 80-90%,2021 年英伟达数据中心 GPU 营收约 80.3 亿美元,对应全球数据中 心 GPU 芯片市场规模约 100 亿美元。展望未来,我们预计 2025 年、2030 年 全球数据中心 GPU 芯片市场规模分别为 245、828 亿美元,增长动力主要源于 产品 ASP 提升、应用场景不断拓展等。
国内 GPU 市场:中期潜在空间可观,本土厂商开始规模崛起&产品落地。1) 图形渲染领域:IDC 数据显示,2016-2021 年中国 PC 出货量约占全球 17%的 比例。我们假设在图形渲染领域,国内 GPU 出货量占比亦和 PC 表现相对一致, 并保持和全球市场相似的增速,以及应用场景分布等。参考全球 GPU 图形渲染 领域市场规模,我们测算/预测 2021 年、2025 年、2030 年,国内 GPU(图形渲染)的市场规模约为 27、47、97 亿美元。2)数据中心 GPU:主要用于 AI (训练&推理)、高性能计算等,我们测算 2021 年国内数据中心 GPU 市场规 模约为 20 亿美元,对应全球市场比重约为 20%,我们预计 2030 年国内数据中 心 GPU 市场规模有望增长至 250 亿美元,占全球市场 30%左右比重。3)国内 GPU 厂商开始快速崛起,大多数企业目前已发布 1-3 款相关产品,大部分企业 核心团队亦具有英伟达、AMD 工作经历。从对外公布产品核心参数来看,国内 厂商产品平均落后英伟达、AMD 1~2 代左右,但正逐步从“可用”走向“好用”。
本土 GPU 厂商:有望率先在 AI 场景实现落地,并扩展至图形渲染、复杂科学 计算等领域。源于 AI、高性能计算、复杂图形渲染等下游应用场景快速增长, 我们看好国内 GPU 市场需求前景,国产 GPU 厂商未来发展可期。但客观而言, 国内大部分本土 GPU 厂商当前仍处于早期阶段,短期仍需克服产品验证、量产 落地等潜在挑战,结合市场需求、技术难度、产业生态等维度因素综合考量,我 们判断本土厂商有望率先在 AI(训练、推理)领域实现突破,并可逐步向图形 渲染、复杂科学计算等领域扩展。
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