国海计算机·刘熹 | 国产AI算力：万卡集群、多芯混合时代来临——计算机“自主可控”系列报告

据7月17日彭博社，美国拜登政府或进一步限制日本京东电子、荷兰ASML等全球半导体公司向中国提供先进技术。美国政府或将考虑采取最严厉贸易限制措施，扩大实施“外国直接产品规则”（FDPR）。我们认为，在国际形势持续不明朗、AI+战略升级等背景下，我国加大发展AI芯片自主可控或将成为必然选择。

目前，NVIDIA H20是英伟达可在中国销售的符合美国规定的最高性能的产品，预计5-6月已经开始规模化出货。我们认为，在当前我国AI战略加速推进，以及H20可供货窗口期，H20仍将有持续的需求，2024年或呈现H20和国产AI芯片出货量同步高增的景象。

据中商产业研究院，2024年中国AI芯片市场规模有望增长至2302亿元、同比+91%，其中，国产AI芯片市场空间广阔。厂商方面：华为海思、寒武纪、海光信息、燧原科技、摩尔线程、天数智芯等国产AI芯片持续迭代升级，推进万卡集群建设，阿里/百度等互联网厂加大发展自研芯片，优化卡间互联、集群建设、软件栈等能力，未来国产AI芯片有望实现从“能用”到“好用”。

国家发文推动智算中心建设，昇腾等国产芯片份额领先。2023年10月8日，工信部、网信办等六部门联合印发《算力基础设施高质量发展行动计划》，提出2025年，算力规模超300 EFLOPS，智算中心50个，智能算力占比达到 35%。截至2023年的18个国家新一代人工智能创新发展试验区中，已有12个城市披露采用昇腾AI芯片，占比高达2/3。

AI服务器景气度持续提升。根据Gartner数据，2024Q1，大中华地区服务器出货量同比+30.3%；据中商产业研究院，2024年预计中国AI服务器出货量将达到42.1万台，景气度高增。据IDC，2023年，中国加速服务器下游客户中互联网占比近60%，金融、电信等行业增速领先。

我国服务器厂商积极推进多元异构算力，如浪潮信息、紫光股份等；百度、阿里等中国互联网厂商也开始转向“多芯片混合”策略。我们认为，多元异构、多芯混合策略的推动，将有利于缓解AI芯片供应链问题、降低对英伟达AI芯片的依赖，有望进一步驱动国内AI服务器市场增长。

在国际形势持续不明朗、AI+战略持续升级等背景下，我国发展AI芯片自主可控或将是大势所趋，国产AI芯片厂商加速迭代、推进万卡集群建设，或将驱动国产算力市场持续增长，维持对计算机行业“推荐”评级。

1）AI芯片：寒武纪、海光信息、龙芯中科、景嘉微、英伟达、AMD、Intel；2）服务器：中科曙光、工业富联、浪潮信息、华勤技术、紫光股份、中国长城、协创数据、神州数码、烽火通信、拓维信息、软通动力、鸿海、纬创、广达、英业达、纬颖、超微电脑、戴尔、联想；3）服务器液冷：曙光数创、飞荣达、英维克、同方股份、申菱环境、高澜股份、网宿科技、奇鋐科技、双鸿、健策、VERTIV。4）光模块：新易盛、中际旭创、天孚通信、光迅科技、华工科技。5）数据中心：云赛智联、奥飞数据、光环新网、宝信软件、数据港、电科数字、世纪互联。

宏观经济影响下游需求、大模型产业发展不及预期、市场竞争加剧、中美博弈加剧、相关公司业绩不及预期等，各公司并不具备完全可比性，对标的相关资料和数据仅供参考。

国际形势持续不明朗，AI芯片国产化势在必行。美国2022年、2023年2次对中国出口AI芯片进行了限制，分别导致英伟达高端AI芯片不能向中国出口。我们认为，面临国际环境持续不明朗、中美博弈加剧，英伟达高端AI芯片向中国的长期销售仍具备不确定性，中国市场也将不得不考虑国产化AI芯片的路径。

1.2、2024年NVIDIA H20或将与国产算力同步增长

美国对中国半导体制裁加剧，随后英伟达推出H20等改良版AI芯片。2023年10月17日，美国商务部发布针对芯片的出口禁令新规，对原有2022年10月7日规则进行了修改，更加严格地限制了中国购买英伟达 A100\A800\H100\H800\L40S 等高端芯片。根据IT之家，2023年11月9日，英伟达开发出针对中国区的最新改良版AI芯片，包括HGX H20、L20 PCIe和L2 PCIe。H20采用台积电的 CoWoS 封装，理论上等于H100的1/6综合算力性能，而且增加HBM显存和NVLink互联模块以提高算力成本。

H20在实际使用中具备内存、生态等优势。据SemiAnalysis，虽然H20芯片在纸面性能上弱于中国厂商的国产芯片，但凭借HBM内存上的优势，其在实际使用过程中仍有一定优势。此外，英伟达具备生态优势，许多公司一开始就使用英伟达的生态系统和软件来训练自己的人工智能模型，切换基础设施也意味着额外的开支和时间。

互联网厂商系英伟达H20购买主力，2024年H20或与国产AI芯片同步增长。据6月27日《科创板日报》，目前互联网厂商是英伟达H20购买主力，实际出货时间在5、6月份，价格对标华为昇腾910。目前互联网厂商们购买的规模不算大，每个厂商大概为上千片GPU。我们认为，NVIDIA H20是NV目前可在中国销售的符合美国规定的最高性能的产品，预计5-6月已规模化出货，在当前我国AI战略加速推进，以及H20可以供货的窗口期，H20仍将有持续的需求，2024年或呈现H20和国产AI芯片出货量同步高增的景象。

2、国产AI芯片：加速升级迭代，开启万卡集群时代

2.1、国产算力加速迭代，推进AI万卡集群项目

1）华为海思：旗下AI芯片为昇腾系列，其中昇腾910面向训练推理场景，昇腾310面向推理场景，也研发开源AI框架与异构计算框架，并且结合自身通信技术的基础，昇腾芯片使用效率不断提升。

2）寒武纪：目前自研云端芯片，已发布思元290、370产品，2022年9月WAIC大会，寒武纪董事长、总经理陈天石博士透露思元590等在研新品信息，其采用MLUarch05全新架构，提供更大内存容量和更高内存带宽，PCIe接口也较上代实现升级。

3）海光信息：持续迭代深算DCU，目前已推出深算二号产品，兼容通用的“类 CUDA”环境、具备一定生态优势，并与大股东中科曙光合作拓展集群建设能力。

我们认为，随着海外限制持续升级，发展AI芯片等产业自主可控是大势所趋。国产AI芯片目前产品迭代升级，并且各家芯片公司联合服务器、交换机等厂商提升卡间互联、集群建设等能力，软件栈架构也协同优化发展，未来有望实现从“能用”到“好用”，国产化比例加速提升。

国家发文推动智算中心建设。2023年10月8日，工信部、网信办等六部门联合印发《算力基础设施高质量发展行动计划》，提出计算力、运载力、存储力、应用赋能等到2025年量化指标。到 2025 年，计算力方面，算力规模超过 300 EFLOPS，智算中心50个，智能算力占比达到 35%，东西部算力平衡协调发展。

智算中心建设提速，昇腾处理器份额领先。昇腾处理器性能国内领先，成为国内智算中心的主流选择，截至2023年的18个国家新一代人工智能创新发展试验区中，已有12个城市披露采用昇腾AI芯片，占比高达2/3。此外，海光信息、寒武纪、天数智芯、燧原科技、摩尔线程等国产AI芯片公司，也与服务器厂商、地方政府合作建设智算中心，发展自身集群建设能力。

互联网厂商也持续推动自研芯片发展。1）阿里平头哥：是阿里巴巴集团的全资半导体芯片业务主体。平头哥拥有端云一体全栈产品系列，涵盖数据中心芯片、IoT芯片等，实现芯片端到端设计链路全覆盖。2）字节：表示自研专用芯片，未来将服务于抖音、西瓜视频等视频业务，并通过火山引擎视频云开放给企业客户。3）百度昆仑芯：前身为百度智能芯片及架构部，布局AI加速领域，深耕十余年，已发布昆仑芯1代与2代产品。

2.2、AI芯片市场景气高增，国产化空间广阔

中国AI芯片市场规模快速增长。据中商产业研究院，2023年中国AI芯片市场规模预计为1206亿元，2024年有望增长至2302亿元、同比+91%，行业市场规模不断增长，景气度较高。

AI芯片国产化空间广阔。据IDC，2023年，中国加速芯片的市场规模达到近140万张，其中GPU卡占据85%的市场份额；从品牌角度来看，中国本土人工智能芯片品牌的出货量已超过20万张、占比约14%。据IDC，2022年，中国AI加速卡（公开市场）出货量约109万张，其中英伟达市场份额85%，华为约10%，百度约2%，寒武纪和燧原科技均为1%。因此在国内厂商中，华为市场份额较高。

3、AI服务器：积极推进多元异构，将受益于国产AI算力高增

3.1、“多元异构”或将成为服务器和AI用户主流选择

中国的服务器厂商积极推进多元异构算力。根据中国信通院报告，异构算力是指CPU、GPU、FPGA、ASIC等多种算力协同的处理体系，能够满足不同场景中的应用需求，实现计算效力最大化。我国主流的服务器厂商均在积极推进多元异构算力，以满足客户对多样GPU算力的需求。

中国互联网厂商也开始转向“多芯片混合”策略。7月4日Digitimes报道，为解决人工智能（AI）芯片算力问题，中国AI公司正实施“多芯片混合”的策略来提高AI计算能力，并避免供应链安全问题。多芯片混合是将不同芯片组成一个训练集群。例如：百度表示其可组合来自不同供应商的GPU并将其用于AI训练。阿里巴巴自2021年以来一直致力于“一云多芯片”解决方案，且阿里云已开始转向使用基于以太网的高性能网络。

3.2、服务器市场规模：通用服务器复苏，AI服务器景气向上

2024Q1服务器产业持续高景气。据中商产业研究院，我国服务器市场规模由2019年的1315.82亿元增长至2023年的2226.78亿元，复合年均增长率达11%。根据Gartner数据，2024Q1，全球服务器市场销售额407.5亿美元，同比增长59.9%，出货量282.0万台，同比增长5.9%。从地域来看，随着宏观经济的复苏，Q1出货量上，成熟亚太地区、新兴亚太地区、拉丁美洲、大中华地区同比增速分别为12.5%、6.5%、3.9%、30.3%。

中国AI服务器市场规模高速增长。据中商产业研究院，2023年约为35.4万台，2024年预计中国AI服务器出货量将达到42.1万台。

浪潮、新华三、宁畅在国内加速服务器市场份额领先。2023年，从厂商销售额角度看，浪潮、新华三、宁畅位居前三，占据了近70%的市场份额；从服务器出货台数角度看浪潮、坤前、新华三位居前三名，占有超过50%以上的市场份额。据华经产业研究院，2022年我国AI服务器市场（按销售额），浪潮以46.6%份额占据首位，新华三、宁畅分别以11%和9%占据第二、第三名。

加速服务器采购：互联网采购量级大，金融、电信等行业增速领先。据IDC，2023年，从行业的角度看，互联网依然是最大的加速服务器采购行业，占整体加速服务器市场近60%的份额，此外金融、电信、交通和医疗健康等多数行业均有超过一倍以上的增长。

国内互联网厂商服务器需求较高。据7月1日Trendforce，在CSPs动能上，ByteDance因新业务的需求，拉大全年服务器采购；Alibaba与Tencent也因换机周期，纷纷于近期上修服务器整机订单。

3.3、国产AI芯片崛起有望驱动服务器市场增长

算力是我国AI+战略的重要支撑，国产AI芯片崛起将加速服务器市场增长。面对发展人工智能的迫切需求以及英伟达供应链的不确定性，国内市场积极寻找算力的“第二选择”。随着国产AI芯片性能迭代、互联能力与集群建设能力增强，被互联网、运营商、政企客户等广泛接受，我国昇腾、海光、寒武纪等国产算力需求有望激增。目前，中国移动、中国电信均已规划针对国产算力的万卡算力集群，且在不断加大在国产AI算力的投入。我们认为，随着国产AI芯片的出货量增长，相关服务器厂商有望持续受益。

4、投资策略及相关个股

在国际形势持续不明朗、AI+战略持续升级等背景下，我国发展AI芯片自主可控或将是大势所趋，国产AI芯片厂商加速迭代、推进万卡集群建设，或将驱动国产算力市场持续增长，维持对计算机行业“推荐”评级。

相关公司：

1）AI芯片：寒武纪、海光信息、龙芯中科、景嘉微、英伟达、AMD、Intel。

2）服务器：中科曙光、工业富联、浪潮信息、紫光股份、华勤技术、中国长城、协创数据、神州数码、烽火通信、拓维信息、软通动力、鸿海、纬创、广达、英业达、纬颖、超微电脑、戴尔、联想。

3）服务器液冷：曙光数创、飞荣达、英维克、同方股份、申菱环境、高澜股份、网宿科技、奇鋐科技、双鸿、健策、VERTIV。

4）光模块：新易盛、中际旭创、天孚通信、光迅科技、华工科技。

5）数据中心：云赛智联、奥飞数据、光环新网、宝信软件、数据港、电科数字、世纪互联。

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