ChatGPT市场关注度已经从应用层、模型层向日渐不足的算力层蔓延。
　　2022年11月30日，由包括埃隆-马斯克和山姆-奥特曼等人创立的OpenAI公司正式对外发布聊天机器人软件ChatGPT，并迅速在全球范围获得大量用户青睐。ChatGPT 1月月活跃用户达到1亿，是史上月活用户增长最快的消费者应用，而近日ChatGPT因用户量激增而频繁宕机，更加体现了ChatGPT对算力层的高度依赖。从二级市场投资角度，我们认为市场关注度已经从应用层、模型层向日渐不足的算力层逐渐蔓延，算力层主要包括核心逻辑训练芯片GPU、CPU、FPGA等，以及配套PCB、连接器等部件。
　　算力保障人工智能技术飞速发展，GPU支撑强大算力落地。
　　ChatGPT应用场景下的GPU通常指GPGPU，去掉GPU为了图形处理而设计的加速硬件单元，保留了GPU的SIMT架构和通用计算单元。所以对于ChatGPT场景下的AI训练、矩阵运算等通用计算类型的任务仍然保留了GPU的优势，即高效搬运，运算，重复性的有海量数据的任务。国内公司海光信息的DCU产品归属的GPGPU范畴，可广泛用于包括ChatGPT所处的人工智能及大数据等领域。
　　PCB&连接器满足算力数量需求，广泛应用数据中心领域。
　　ChatGPT大模型的特点带来了陡增的算力需求，仅GPT3模型就需要上千片A100芯片超一个月的训练时间，其中包括1750亿个参数、45TB数据量。服务器、交换机等作为算力的载体和传输硬件，将极大提升PCB和连接器等部件的用量。以传统核心算力板卡供应商胜宏科技为例，公司支持主要供应英伟达A100+H100的板卡，单价较高。连接器公司鼎通科技的通信数据中心业务占比高达60%，公司I/O连接器、CAGE和背板连接器产品直接供应安费诺、莫仕、泰科等头部公司，最终应用于数据中心与服务器领域。
　　相关公司
　　GPU：海光信息、景嘉微、好利科技
　　CPU：龙芯中科
　　FPGA：安路科技、复旦微电、紫光国微
　　AI芯片：澜起科技、寒武纪
　　SOC：瑞芯微、富瀚微
　　PCB：沪电股份、深南电路、胜宏科技、生益科技、华正新材
　　连接器：鼎通科技
　　IP:芯原股份
　　风险提示
　　AI技术落地不及预期、国际关系风险等。

研究报告全文：TableStockNameRptTypeAI硬件行业行业研究点评报告国造空间为基人工智能为要AI硬件投资专题TableRank行业评级增持首次主要观点报告日期2023-02-10TableSummaryChatGPT市场关注度已经从应用层模型层向日渐不足的算力层蔓延2022年11月30日由包括埃隆-马斯克和山姆-奥特曼等人创立的行业指数TableChart与沪深300走势比较OpenAI公司正式对外发布聊天机器人软件ChatGPT并迅速在全球范围获得大量用户青睐ChatGPT1月月活跃用户达到1亿是史上月活用户增长最快的消费者应用而近日ChatGPT因用户量激增而频繁宕机更加体现了ChatGPT对算力层的高度依赖从二级市场投资角度我们认为市场关注度已经从应用层模型层向日渐不足的算力层逐渐蔓延算力层主要包括核心逻辑训练芯片GPUCPUFPGA等以及配套PCB连接器等部件算力保障人工智能技术飞速发展GPU支撑强大算力落地分析师TableAuthor胡杨ChatGPT应用场景下的GPU通常指GPGPU去掉GPU为了图形处执业证书号S0010521090001理而设计的加速硬件单元保留了GPU的SIMT架构和通用计算单元邮箱huyhazqcom所以对于ChatGPT场景下的AI训练矩阵运算等通用计算类型的任务仍然保留了GPU的优势即高效搬运运算重复性的有海量数据的任务国内公司海光信息的DCU产品归属的GPGPU范畴可广泛用于包括ChatGPT所处的人工智能及大数据等领域PCB连接器满足算力数量需求广泛应用数据中心领域ChatGPT大模型的特点带来了陡增的算力需求仅GPT3模型就需要上千片A100芯片超一个月的训练时间其中包括1750亿个参数45TB数据量服务器交换机等作为算力的载体和传输硬件将极大提升PCB和连接器等部件的用量以传统核心算力板卡供应商胜宏科技为TableCompanyReport相关报告例公司支持主要供应英伟达A100H100的板卡单价较高连接器公司鼎通科技的通信数据中心业务占比高达60公司IO连接器CAGE和背板连接器产品直接供应安费诺莫仕泰科等头部公司最终应用于数据中心与服务器领域敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告TableCompanyRptType1相关公司GPU海光信息景嘉微好利科技CPU龙芯中科FPGA安路科技复旦微电紫光国微AI芯片澜起科技寒武纪SOC瑞芯微富瀚微PCB沪电股份深南电路胜宏科技生益科技华正新材连接器鼎通科技IP芯原股份风险提示AI技术落地不及预期国际关系风险等敬请参阅末页重要声明及评级说明212证券研究报告TableCompanyRptType1正文目录1从应用层到算力层逻辑训练芯片是AI技术的算力基础52产业链各环节受益人工智能发展新产业带来新需求与新机遇721各类AI芯片可支撑强大算力落地722PCB连接器满足算力数量需求9风险提示11敬请参阅末页重要声明及评级说明312证券研究报告TableCompanyRptType1图表目录图表1OPENAIGPT产品代际差异5图表2人工智能训练任务中的算力每35月翻一倍6图表3全球GPU行业市场规模7图表4中国GPU行业市场规模7图表5全球FPGA芯片市场规模9图表6中国FPGA芯片市场规模9图表7全球服务器出货量10图表8中国X86服务器出货量10敬请参阅末页重要声明及评级说明412证券研究报告TableCompanyRptType11从应用层到算力层逻辑训练芯片是AI技术的算力基础2022年11月30日由包括埃隆-马斯克和山姆-奥特曼等人创立的OpenAI公司正式对外发布聊天机器人软件ChatGPT并迅速在全球范围获得大量用户青睐ChatGPT1月月活跃用户达到1亿是史上月活用户增长最快的消费者应用而近日ChatGPT因用户量激增而频繁宕机更加体现了ChatGPT对算力层的高度依赖从二级市场投资角度我们认为市场关注度已经从应用层模型层向日渐不足的算力层逐渐蔓延算力层主要包括核心逻辑训练芯片GPUCPUFPGA等以及配套PCB连接器等部件早在2018年OpenAI就推出GPT-1自然语言处理模型可以实现问答撰写文章代码等功能从初代GPT发展到2020年的GPT-3再到基于GPT-35的ChatGPT其模型的参数量和预训练数据量在以指数形式上升具体来看OpenAI2018年发布的GPT-1的参数量约为117亿而到了2020年的GPT-3参数量达到了1750亿预训练数据量语料库也由5GB提升到了45TB数据增量相当庞大图表1OpenAIGPT产品代际差异模型推出时间参数量语料库GPT-12018年6月117亿5GBGPT-22019年2月15亿40GGPT-32020年5月1750亿45TBChatGPT2022年11月--资料来源OpenAI华安证券研究所随着参数量和语料库指数级的扩容ChatGPT类人工智能需要更充足的算力支敬请参阅末页重要声明及评级说明512证券研究报告TableCompanyRptType1持其处理数据同时需要投入更多高性能的算力芯片来处理千亿级别参数量英伟达的研究表示GPT-3模型需要使用512颗V100显卡训练7个月时间或者使用1024颗A100芯片训练长达一个月的时间2012年以来人工智能训练任务中的算力增长所需算力每35月翻一倍已经超越芯片产业长期存在摩尔定律晶体管数量每18月翻一倍图表2人工智能训练任务中的算力每35月翻一倍资料来源OpenAI华安证券研究所现阶段国内无法采购英伟达A100H100等高端GPU产品但算力性能上的差异可以通过提升算力芯片数量来弥补因此对于算力芯片产品的需求也将更高国内主流互联网厂商也有类ChatGPT产品正在开发比如悟道和百度的文心等AI模型随着国产GPUCPUFPGA产品性能的提升人工智能的算力需求将为国产芯片厂商打开广阔的市场空间同时以ChatGPT为代表的AI技术浪潮的到来对产业链相关芯片模组材料等环节均带来了海量的新需求敬请参阅末页重要声明及评级说明612证券研究报告TableCompanyRptType12产业链各环节受益人工智能发展新产业带来新需求与新机遇21各类AI芯片可支撑强大算力落地GPUChatGPT应用场景下的GPU通常指GPGPU去掉GPU为了图形处理而设计的加速硬件单元保留了GPU的SIMT架构和通用计算单元所以对于ChatGPT场景下的AI训练矩阵运算等通用计算类型的任务仍然保留了GPU的优势即高效搬运运算重复性的有海量数据的任务海光信息的DCU产品8000深算系列产品归属的GPGPU范畴可广泛用于包括ChatGPT所处的人工智能及大数据等领域DCU系列深算一号已于2021年实现商业化应用深算二号处于研发阶段深算一号和NVIDIA公司高端GPU产品型号A100及AMD公司高端GPU产品型号MI100在典型应用场景下其指标达到国际上同类型高端产品的水平好利科技控股GPU芯片公司合肥曲速已于22年Q3实现并表曲速科技自研GPU芯片可以用于数据中心服务器网络安全检测自动驾驶等领域去年9月已签订芯片合同1700万元图表3全球GPU行业市场规模图表4中国GPU行业市场规模市场规模亿美元CAGR3282市场规模亿美元同比增长200018531400329534557180035032901600139503002602140032851050325012001959328010007908200147532758005954150111060044838363375100629327040025414739326520050003260资料来源华经产业研究院华安证券研究所资料来源华经产业研究院华安证券研究所敬请参阅末页重要声明及评级说明712证券研究报告TableCompanyRptType1AI芯片AI的许多数据处理涉及矩阵乘法和加法由于专门为AI进行优化在低精度数据运算性能方面不输顶级GPGPU同时功耗更低为大量并行工作的GPU提供了一种廉价的方法澜起科技第一代AI芯片工程样片已经在22年底如期完成流片后续将进一步测试验证给客户进行送样我们认为近两年来各类AI专用的训练推理硬件已经开始规模部署同时考虑到未来ChatGPT用户激增的情况下相应场景的功耗和成本等方面将更具优势AIASIC也可以通过SoCIP的形式来实现瑞芯微作为国内SOC龙头厂商其RK3588产品在汽车安防等未来的人工智能下游应用端具备广泛的应用场景富瀚微以视频为中心的提供高性能视频编解码及AISoC芯片图像信号处理器ISP芯片及完整的产品解决方案FPGAFPGA具备快速低功耗灵活和高效的优点硬件可编程的特性使得FPGA在AI训练中既能提供充足的算力又具有灵活性可以重新编程以适应不同任务的需要国内FPGA厂商中紫光国微于2022年推出了2x纳米的低功耗FPGA系列产品新一代1x纳米更高性能FPGA系列产品也在顺利推进中进一步完善了产品种类复旦微电具备65nm制程千万门级和28nm制程亿门级产品目前以28nm制程的FPGA产品为主安路科技的FPGA芯片产品形成了由PHOENIX高性能产品系列EAGLE高效率产品系列ELF低功耗产品系列组成的产品矩阵敬请参阅末页重要声明及评级说明812证券研究报告TableCompanyRptType1图表5全球FPGA芯片市场规模图表6中国FPGA芯片市场规模市场规模亿美元同比增长市场规模亿元同比增长3322140125820003503500290110911800120300249930009361600100250250079414002088806861200200176820005686081000150348253912966043480015011561500873406001006561000400202005050000000000资料来源华经产业研究院华安证券研究所资料来源华经产业研究院华安证券研究所IPChatGPT与Chiplet相结合算力与性能需求提升的背景下小芯片技术是行业发展趋势之一复用IP先进封装的形式大幅了减少了功耗和成本同时提升了设计的灵活性和芯片性能现阶段CPUSOC等采用chiplet模式重构已经成为行业的主流趋势比如国内华为早前推出过基于chiplet技术的7nm鲲鹏920处理器AMD也推出了chiplet形式的GPU图形处理器Navi31芯原股份在chiplet技术中的IP环节有着广泛的积累和探索现已储备了的六类处理器IP1400多个数模混合IP和射频IP22PCB连接器满足算力数量需求ChatGPT大模型的特点也带来了陡增的算力需求仅GPT3模型就需要上千片A100芯片超一个月的训练时间其中包括1750亿个参数45TB数据量服务器交换机等作为算力的载体和传输硬件将极大提升PCB和连接器等部件的用量敬请参阅末页重要声明及评级说明912证券研究报告TableCompanyRptType1图表7全球服务器出货量图表8中国x86服务器出货量出货量千台同比增长市场规模亿美元同比增长238362400022173200600300020684525219421483825002000018185500445162551709115040841505037512000160004003304343910031811500120003001000505008000200000004000100-500--500-1000资料来源DIGITIMESResearch华安证券研究所资料来源华经产业研究院华安证券研究所以传统核心算力板卡供应商胜宏科技为例公司支持主要供应英伟达A100H100的板卡单价可达3000沪电股份和深南电路的交换机服务器下游占比达到3040将深度受益于上游硬件需求扩容生益科技和华正新材下游服务器板占比10左右高速服务器板将受益于算力需求提升及Whitley向Eagle平台切换材料等级从M2-4提升至M4-6层数从12层提升至14-16层连接器连接器公司鼎通科技的通信数据中心业务占比高达60公司IO连接器CAGE和背板连接器产品直接供应安费诺莫仕泰科等头部公司最终应用于数据中心与服务器领域其中背板连接器覆盖2856112G传输速率IO模块已适应400800G端口容量23年公司有望通过提升新品类逻辑加速在莫仕泰科等客户的份额提升铂科新材生产的高端金属软磁粉末制成的新品芯片电感主要应用于CPUGPU电源模组敬请参阅末页重要声明及评级说明1012证券研究报告TableCompanyRptType1风险提示AI技术落地不及预期国际关系风险等敬请参阅末页重要声明及评级说明1112证券研究报告TableCompanyRptType1重要声明TableReputation分析师声明本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格以勤勉的执业态度专业审慎的研究方法使用合法合规的信息独立客观地出具本报告本报告所采用的数据和信息均来自市场公开信息本人对这些信息的准确性或完整性不做任何保证也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更报告中的信息和意见仅供参考本人过去不曾与现在不与未来也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收任何形式的补偿分析结论不受任何第三方的授意或影响特此声明免责声明华安证券股份有限公司经中国证券监督管理委员会批准已具备证券投资咨询业务资格本报告由华安证券股份有限公司在中华人民共和国不包括香港澳门台湾提供本报告中的信息均来源于合规渠道华安证券研究所力求准确可靠但对这些信息的准确性及完整性均不做任何保证在任何情况下本报告中的信息或表述的意见均不构成对任何人的投资建议在任何情况下本公司本公司员工或者关联机构不承诺投资者一定获利不与投资者分享投资收益也不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任投资者务必注意其据此做出的任何投资决策与本公司本公司员工或者关联机构无关华安证券及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券并进行交易还可能为这些公司提供投资银行服务或其他服务本报告仅向特定客户传送未经华安证券研究所书面授权本研究报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝复印件或复制品或再次分发给任何其他人或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用如欲引用或转载本文内容务必联络华安证券研究所并获得许可并需注明出处为华安证券研究所且不得对本文进行有悖原意的引用和删改如未经本公司授权私自转载或者转发本报告所引起的一切后果及法律责任由私自转载或转发者承担本公司并保留追究其法律责任的权利投资评级说明TableRankIntroduction以本报告发布之日起6个月内证券或行业指数相对于同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准A股以沪深300指数为基准新三板市场以三板成指针对协议转让标的或三板做市指数针对做市转让标的为基准香港市场以恒生指数为基准美国市场以纳斯达克指数或标普500指数为基准定义如下行业评级体系增持未来6个月的投资收益率领先市场基准指数5以上中性未来6个月的投资收益率与市场基准指数的变动幅度相差-5至5减持未来6个月的投资收益率落后市场基准指数5以上公司评级体系买入未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数15以上增持未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数5至15中性未来6-12个月的投资收益率与市场基准指数的变动幅度相差-5至5减持未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数5至卖出未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数15以上无评级因无法获取必要的资料或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件或者其他原因致使无法给出明确的投资评级敬请参阅末页重要声明及评级说明1212证券研究报告