半导体行业深度报告：AI算力芯片——AI时代的引擎

第 1 页 / 共 48页 本报告版权属于中原证券股份有限公司 www.ccnew.com 请阅读最后一页各项声明 半导体 分析师：邹臣 登记编码：S0730523100001 zouchen@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) 半导体相对沪深 300 指数表现 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 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 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。  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。  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）-12%-1%10%21%32%44%55%66%2024.042024.082024.112025.03半导体沪深300第 2 页 / 共 48页 半导体 本报告版权属于中原证券股份有限公司 www.ccnew.com 请阅读最后一页各项声明 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。 第 3 页 / 共 48页 半导体 本报告版权属于中原证券股份有限公司 www.ccnew.com 请阅读最后一页各项声明 内容目录 1. AI 算力芯片是“AI 时代的引擎” ................................................................... 6 1.1. 大模型持续迭代，推动全球算力需求高速成长 ............................................................... 6 1.2. 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 .................................. 10 2.2. 英伟达主导全球 GPU 市场，GPU 生态体系建立极高的行业壁垒 ................................