中金公司2020国产CPU和AI芯片研究报告

未来五年计算芯片国产化市场空间超过 500 亿美元。根据中金测算，2019 年中国服务器计算芯片市场规模约 60 亿美金，约占全球市场的 24%，未来五年有望保持 20% CAGR 快速增长，达到 146 亿美金。目前，我国服务器计算芯片几乎均需从 Intel/AMD/NVIDIA 等企业进口，是半导体国产化的主要空白点之一。我们预计，未来五年计算芯片国产化市场空间合计超过 500 亿美元，进口替代空间广阔。

异构计算借力云计算快速发展，计算芯片进口替代空间进一步打开。我们看到，随着人工智能、科学计算等新兴需求的迅猛增长，算力正在从满足多任务的通用芯片，向单一任务的多种专用芯片发展，异构计算成为重要趋势。云计算实现了算力的集中采购、集中管理、动态调配，大幅提高了异构计算的投入产出比(ROI)。近年来，在云计算蓬勃发展的同时，异构计算市场也乘风得到了长足的发展。对芯片设计企业而言，过去进入服务器计算芯片市场只有通过有竞争力的 X86 CPU，而现在 GPU/FPGA/AI 芯片/各类架构 CPU 等多种计算芯片均在服务器中得到广泛应用，服务器计算芯片市场进入壁垒大幅降低，为创业企业提供了发展机遇。

国产 CPU 的三条替代路径:X86/ARM/RISC-V。架构是 CPU 设计最底层的核心技术。目前存在:1)以 Intel/AMD 产品为代表的 X86 架构，拥有较为完善的生态，可以无缝运行 Windows、Linux 等主流操作系统。国内，搭载海光(AMD 与曙光的合资公司)芯片的服务器已经规模性进入运营商集采。上海兆芯的 PC 处理器也得到商用。2)ARM 架构芯片成熟，但软件生态有待培育。华为海思和天津飞腾(中国长城控股 32%)是目前主要供应商。3)RISC-V 是较新的精简指令集，适用于物联网等分散化应用，阿里平头哥基于该架构推出了面向 AIoT 应用的玄铁 IP。建议关注中科曙光(未覆盖)、中国长城(未覆盖)、华为(未上市)、阿里(互联网组覆盖)，以及计算产业链上的浪潮、联想等公司。

国产 AI 芯片的进口替代机会，从云端 AI 芯片和智能驾驶芯片开始。据中金测算， 2019 年中国云端 AI 芯片市场规模约为 12 亿美元，未来五年有望保持 35% CAGR 快速增长，到 2024 年达到 54 亿美金。虽然 NVIDIA 通过 CUDA 构筑的生态链较难撼动，仍处于一家独大的地位，但我们看到燧原、平头哥等中国企业推出了具有竞争力的云端训练和推理 AI 芯片，并已在腾讯、阿里等云计算中心商用。终端方面，中国本土车企积极拥抱智能驾驶，为地平线、黑芝麻等国产智能驾驶芯片企业的发展提供了机遇。我们看到，地平线的征程二代已在长安最新的 SUV 实现前装量产，黑芝麻的华山二号(支持 L3)已成功流片并给主机厂送样。

… …