新三板TMT行业专题报告云端AI芯片乘风而起从英伟达看国内AI芯片路在何方20190820广证恒生2

证券研究报告新三板TMT专题报告云端AI芯片乘风而起，从英伟达看国内AI芯片路在何方？2019.08.20魏也娜(分析师)电话：[phone]邮箱：[e-mail]执业编号：A1310518090001AI芯片相比通用芯片在执行AI算法时效率更高、成本和功耗更低AI芯片近年来持续火热，新入局者越来越多，根据Gartner的预测，全球AI芯片市场规模将在未来五年内飙升，从2018年的42.7亿美元增长至343亿美元。AI芯片按技术路线可分为GPU、FPGA和ASIC，按功能可分为云端训练芯片、云端推断芯片和终端推断芯片。相比CPU，AI芯片在执行深度学习算法时效率更高、成本和功耗更低，但其通用性相对较差。我们长期看好深度学习专用芯片ASIC的发展，随着人工智能逐渐普及，出货量的提升可以大幅摊薄ASIC前期投入成本，使之成为效率最高、功耗和成本最低、最适合于人工智能的芯片。一级市场上，中国AI芯片融资总金额超过30亿美元。2015年前后涌现出一批AI芯片创业企业，同时有许多算法公司向上游拓展开发AI芯片。人工智能时代开启，多重因素共同推动对云端AI芯片的需求摩尔定律逐渐失效，通用处理器CPU的算力无法持续提升，未来进一步提高算力只能牺牲芯片通用性。我们认为，一款AI芯片成功市场化必须具备两大条件：（1）足够广的应用空间；（2）相比CPU具备足够大的性能提升。算力是人工智能三大驱动力之一，人工智能市场发展不断拉动上游AI芯片的需求。预计中国2020年人工智能市场规模达710亿元，5年复合平均增长率达44.5%。中兴事件及中美贸易战以来，国内对芯片自主可控的紧迫性提高，人工智能作为未来国家发展的战略高地，政策利好云AI芯片的发展。云端AI芯片：英伟达遥遥领先，看好国内具备人才、资本和云巨头或国企背景的AI芯片厂商全球云端AI芯片市场规模快速增长，预计在2020年将接近140亿美元。GPU因其通用性和高性能称霸云端训练市场，在云端训练市场上占比90%，云端推断市场上占比60%。在竞争格局上，英伟达在数据中心GPU市场占比超过80%，是当之无愧的领导者。高性能和良好的软件生态使其成为目前最成熟的AI芯片。行业趋势：AI芯片走向专用化，云巨头跨界造“芯”抢占战略高地。由于GPU并不是为深度学习算法专门设计，在性能和功耗上仍有较大的提升空间。国内外云巨头纷纷研发AI芯片，争取占据人工智能时代的战略高点，其中谷歌的TPU为典型代表。从AI芯片巨头英伟达崛起之路看国内企业破局之道（1）英伟达独具战略眼光，持续十几年挖掘GPU高性能计算潜力，使GPU从游戏显卡转变为计算加速器是其抓住人工智能风口的最大原因；（2）以高附加值。覆盖面广吸引开发者共建CUDA软件生态成为英伟达GPU核心竞争力，同时资助高校、研究所等科研机构利用CUDA从事研究工作；（3）基于同一GPU架构实现多产品范围经济，并利用不同市场取得的收益持续提高架构性能形成良性循环。从英伟达的发展史我们看好具备下列特征的企业：（1）优秀的芯片开发技术和一以贯之的战略执行力；（2）软件开发及生态构建能力；（3）具备客户资源，如具有云巨头或国资背景的企业。优秀企业推荐我们认为深度学习专用芯片ASIC是国内企业的机会，看好具备技术及生态构建能力的优质企业，重点推荐寒武纪、华为海思和比特大陆。新三板企业中重点关注为智能硬件全面提供高品质数模混合IC的艾为电子（833221.OC）。风险提示人工智能发展不及预期；AI芯片发展不及预期。相关报告1、【行业专题报告】边缘AI芯片蓝海启航，关注企业、人才、资本、场景三要素广证恒生做中国新三板研究极客敬请参阅最后一页重要声明证券研究报告第2页共27页新三板TMT专题报告目录目录.............................................................................................................................................................................................2图表目录....................................................................................................................................................................................31.AI芯片：人工智能发展的引擎..............................................................................................................................................41.1云端和终端对AI芯片的需求不同.............................................................................................................................41.2AI芯片百花齐放，目前主要有三种技术路线.......................................................................................................51.3AI芯片玩家众多，一级市场融资火热.....................................................................................................................72.人工智能大厦的根基，云端AI芯片需求大爆发............................................................................................................82.1深度学习网络的兴起和摩尔定律的失效促发了对云AI芯片的需求.............................................................82.2人工智能进一步发展离不开算力做支撑................................................................................................................102.3受益于自主可控，政策利好AI芯片......................................................................................................................113.云端AI芯片：英伟达GPU一家独大，市场期待新的解决方案............................................................................123.1GPU因其通用性和高性能称霸云端训练市场.....................................................................................................123.2竞争格局：英伟达在数据中心GPU市场占有率超过80%.............................................................................133.3行业趋势：AI芯片专用化发展，云巨头跨界造“芯”...................................................................................144.从AI芯片巨头英伟达崛起之路看国内企业破局之道.................................................................................................174.1战略眼光：押注GPU高性能计算潜力，多次革命性架构创新....................................................................194.2高附加值、覆盖面广吸引开发者共建CUDA软件生态...................................................................................214.3基于同一个GPU架构实现多产品范围经济.........................................................................................................224.4从英伟达看中国AI芯片企业路在何方？.............................................................................................................235.优秀企业推荐.............................................................................................................................................................................245.1寒武纪科技：中科院孵化，全球首个AI芯片独角兽......................................................................................245.2华为海思：进军云端AI芯片，具备世界一流的IC设计能力......................................................................245.3比特大陆：区块链矿机龙头转型，商业化能力强.............................................................................................255.4艾为电子（833221.OC）：专注于为智能硬件全面提供高品质数模混合IC..............................................256.风险提示......................................................................................................................................................................................25敬请参阅最后一页重要声明证券研究报告第3页共27页新三板TMT专题报告图表目录图表1.AI芯片分为云端训练芯片、云端推断芯片和终端推断芯片.......................................................4图表2.云端训练注重芯片的绝