电子行业：数据中心、国产化浪潮和先进封装助力，算力芯片未来可期-20230626-东方证券-39页

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电子行业

行业研究 | 深度报告

⚫ 近日，英伟达宣布 GH200 Grace Hopper 超级芯片投产，全球 AI 服务器算力芯片市

场迎来变革，中国芯片企业在面临挑战的同时，也有望在迎来发展机遇。

⚫ 国产算力芯片市占率低，具备广阔拓展空间。算力芯片目前国产厂商份额极低。

CPU 目前从市场占有率来说，Intel 依靠其强大的 X86 生态体系，在通用 CPU 市场

占据领先地位，市场份额常年保持在 80%左右，AMD 近期追赶势头明显，其他厂商

整体市场份额不超过 1%。2022 年，数据中心领域 Intel 市场占有率为 71%，较 21

年下降 10pcts，AMD 在22 年市占率快速提升 8pcts 至20%，亚马逊、Ampere 等

新兴玩家份额快速提升，给总计份额不足 5%的国产厂商发展带来了借鉴意义。在独

立显卡市场上，NVIDIA、AMD 和英特尔 2022年Q4 全球 GPU 市场占有率分别为

82%、9%和9%。

⚫ 多数参数我国 CPU 具备比肩能力，IPC 性能是最主要差距。目前通过公开信息可以

看出，主频、核心数、内存类型等指标我国 CPU 厂商差异不大，具备一定的比肩能

力，但落实到具体性能决定指标 IPC，仅 Intel 和AMD 会公布 IPC“相比上一代提

升了多少”，其他国产 CPU 从IPC 性能来看大致落后于 Intel、AMD 几年水平。

⚫ 国产厂商的机遇一：数据中心带来新需求。根据工信部信息通信发展司数据，2017

年我国数据中心市场总机架数量 166 万架，2022 年预测达到 670 万架，2017-

2022E 复合增速达 32.2%。目前东数西算工程将通过构建数据中心、云计算、大数

据一体化的新型算力网络体系，于 2022 年2月，在京津冀、长三角、粤港澳大湾区

等8地启动建设国家算力枢纽节点，规划了 10 个国家数据中心集群。各地数据中心

都将集聚大量服务器，如韶关数据中心预计到 2025 年将建成 50 万架标准机架、

500 万台服务器规模，投资超 500 亿元（不含服务器及软件）。

⚫ 国产厂商的机遇二：国产化浪潮。政府及国有企事业单位为国产 CPU 主阵地。据测

算，今年 PC 芯片市场规模在 162-330 亿元之间，2022 年服务器芯片市场规模则已

达130 亿美元。在企业级市场中，也不仅是国有企业，能源、交通、金融、电信、

教育等重要领域或规模较大的民营企业也存在设备国产化需求。消费级市场对产业

生态的要求最高，对性价比较为敏感，迭代周期短，是国产 CPU 长期需突破的目标

市场。

⚫ 国产厂商的机遇三：通过封测技术弯道超车。后摩尔时代的到来，一方面，CPU 制

程进入后摩尔定律时期升级速度趋缓，国产 CPU 性能与国际主流水平逐步缩小，存

在赶超的可能；另一方面，先进封装技术成为兵家竞争新赛道，在封装方面，我国

封测厂商长电科技和通富微电在全球前五中占据两席，通富与 AMD 紧密合作，先进

封装技术正成为集成电路产业发展的新引擎，我国 CPU 企业有望通过封测技术弯道

超车，弥补先进制程能力不足的缺陷。目前国产 CPU 已经可以通过先进封装技术实

现性能提升与应用场景拓展。

⚫ AI 算力、低功耗等对服务器算力芯片提出新的要求，英伟达 GH200 有望加速全球

AI 服务器算力芯片市场变革，中国芯片企业在面临挑战的同时，也有望迎来发展机

遇。我们建议关注海光信息、寒武纪、龙芯中科、国芯科技、芯原股份、北京君

正、通富微电、长电科技、深科技等。

风险提示

与头部厂商技术差距缩小不及预期、信创市场增长不及预期、产业链供应链保障不及预

期、假设条件变化影响测算结果的风险。

投资建议与投资标的

核心观点

国家/地区

中国

行业

电子行业

报告发布日期

2023 年06 月26 日

证券分析师

蒯剑

021-63325888*8514

kuaijian@orientsec.com.cn

执业证书编号：S0860514050005

香港证监会牌照：BPT856

证券分析师

李庭旭

litingxu@orientsec.com.cn

执业证书编号：S0860522090002

联系人

杨宇轩

yangyuxuan@orientsec.com.cn

联系人

韩潇锐

hanxiaorui@orientsec.com.cn

联系人

张释文

zhangshiwen@orientsec.com.cn

联系人

薛宏伟

xuehongwei@orientsec.com.cn

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数据中心、国产化浪潮和先进封装助力，

算力芯片未来可期

看好（维持）

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电子行业深度报告 —— 数据中心、国产化浪潮和先进封装助力，算力芯片未来可期

图表目录

图1：Intel i7 6700K SOC 结构示意图 .......................................................................................... 6

图2：CPU 与GPU 内部构造对比 ................................................................................................ 6

图3：FPGA 并行运算相对 CPU 可提升视觉算法计算效率........................................................... 7

图4：IBM 的TrueNorth 芯片结构、功能、物理形态图 ................................................................ 9

图5：2021 年全球数据中心 CPU 市场份额 ................................................................................ 10

图6：2021-2022 年全球数据中心 CPU 市场份额 ....................................................................... 10

图7：4Q22 全球 GPU 市场占有率 ............................................................................................. 11

图8：4Q22 全球独立 GPU 市场占有率 ...................................................................................... 11

图9：我国数据中心机架规模 ..................................................................................................... 16

图10：CPU 三类市场划分及特点............................................................................................... 17

图11：龙芯中科 3D5000 芯片 .................................................................................................... 18

图12：3D5000 芯片由 2颗3C5000 芯片封装而成 .................................................................... 18

图13：海光信息公司及产品发展沿革 ......................................................................................... 19

图14：全算力的产品布局 .......................................................................................................... 21

图15：车云协同助力数据闭环与 AI 调优.................................................................................... 21

图16：云边端车协同 .................................................................................................................. 21

图17：训练软件平台 .................................................................................................................. 22

图18：推理加速引擎 MagicMind ............................................................................................... 22

图19：龙芯中科股权结构（截至 2023.4.28） ........................................................................... 23

图20：公司龙芯自主指令系统 ................................................................................................... 24

图21：龙架构及其特性 .............................................................................................................. 24

图22：龙芯 3D5000 规格参数 ................................................................................................... 24

图23：龙芯 CPU 系列及其应用 ................................................................................................. 25

图24：华为五大系列芯片全景图 ................................................................................................ 26

图25：IDC 预测 2023 年全球计算产业投资额 ............................................................................ 27

图26：华为鲲鹏计算产业定位与展望 ......................................................................................... 27

图27：华为 5大关键芯片演进策略 ............................................................................................ 27

图28：基于飞腾平台的终端全栈架构 ......................................................................................... 30

图29：兆芯芯片产品应用图谱 ................................................................................................... 33

图30：申威 26010 ..................................................................................................................... 35

图31：申威 CPU 基本特征 ........................................................................................................ 35

图32：“神威·太湖之光”外观 ....................................................................................................... 36

表1：CPU，GPU，FPG 与ASIC 的特性与功能 ......................................................................... 5

电子行业深度报告 —— 数据中心、国产化浪潮和先进封装助力，算力芯片未来可期

表2：独立 GPU 与集成 GPU 比较 ............................................................................................... 6

表3：CPU 的下游应用分类 .......................................................................................................... 7

表4：国内外主流厂商服务器 CPU 性能对比 .............................................................................. 12

表5：不同指令集架构对比分析 .................................................................................................. 12

表6：PC 芯片市场规模测算 ....................................................................................................... 17

表7：2022 年中国服务器芯片市场规模 ..................................................................................... 17

表8：海光系列 CPU 特性及应用 ................................................................................................ 19

表9：海光 DPU 规格特点 .......................................................................................................... 20

表10：寒武纪产品行业解决方案示例 ......................................................................................... 22

表11：鲲鹏 920 处理器产品特性 ............................................................................................... 26

表12：各行业数字化转型需求 ................................................................................................... 28

表13：飞腾公司发展沿革 .......................................................................................................... 28

表14：飞腾 CPU 产品分类及定位 .............................................................................................. 29

表15：飞腾三大产品系列发展路线及应用 ................................................................................. 30

表16：兆芯公司发展沿革 .......................................................................................................... 31

表17：兆芯处理器芯片家族 ....................................................................................................... 32

表18：兆芯行业拓展成果 .......................................................................................................... 34

表19：申威产品特性及应用 ....................................................................................................... 35

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标签： #数据中心 #算力

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