1、科技专题研究2024年01月07日中航证券研究所发布证券研究报告请务必阅读正文后的免责条款部分行业评级:增持AI智算时代已至,算力芯片加速升级分析师:刘牧野证券执业证书号:S0640522040001股市有风险 入市需谨慎相关报告:AI大模型开启新一轮大国竞争,半导体战略地位凸显半导体行业深度:后摩尔时代新星,Chiplet与先进封装风云际会核心观点AI正处史上最长繁荣大周期,生态加速收敛:在进入21世纪以来,在大数据和大算力的支持下,归纳统计方法逐渐占据了人工智能领域的主导地位,深度学习的浪潮席卷人工智能,人工智能迎来史上最长的第三次繁荣期。智算中心的发展基于最新人工智能理论和领先的人工智能
2、计算架构,当前算法模型的发展趋势以AI大模型为代表,算力技术与算法模型是其中的核心关键,算力技术以AI芯片、AI服务器、AI集群为载体。GPU主宰算力芯片,AI信创驱动国产算力发展:得益于硬件支持与软件编程、设计方面的优势,CPU+GPU成为了目前应用最广泛的平台。AI 分布式计算的市场主要由算力芯片(55-75%)、内存(10-20%)和互联设备(10-20%)三部分组成。美国已限制对华销售最先进、使用最广泛的AI训练GPU英伟达 A100以及H100,国产算力芯片距离英伟达最新产品存在较大差距,但对信息颗粒度要求较低的推理运算能实现部分替代。提升算力内存带宽,HBM供不应求:由于ChatG
3、PT的爆火,GPU需求明显,英伟达也加大对三星和SK海力士HBM3的订单。2023年10月,SK海力士表示,已经在2023年出售了明年HBM3和HBM3E的所有产量。据Omdia预测,到2025年,HBM市场的总收入将达到25亿美元。集成算力与存力,先进封装产能紧缺:CoWoS封装技术是目前集成HBM与CPU/GPU处理器的主流方案。台积电主导全球CoWoS封装市场。据IDC预测,全球CoWoS供需缺口约20%,2024年台积电的CoWos封装产能将较2023年提升一倍,2.5D/3D先进封装市场规模在2023-2028年将以22%的CAGR高速增长。AI算力对高效电源提出新需求,背面供电技术
4、蓄势待发:越来越高度化的集成会造成针对加速芯片的电源解决方案越来越复杂,方案需要不同电压、不同路的多路输入,这种情况下电压轨会越来越多。台积电、三星、英特尔等芯片大厂都在积极布局背面供电网络技术,为日益复杂的芯片提供高效供电方案,其中英特尔较为领先。建议关注:GPU:海光信息、寒武纪,和未上市的地平线、黑芝麻、摩尔线程;HBM:香农芯创、雅克科技;先进封装:兴森科技、华海诚科、艾森股份;电源芯片:希荻微。风险提示:AI算法、模型存较高不确定性,AI技术发展不及预期;ChatGPT用户付费意愿弱,客户需求不及预期;针对AI的监管政策收紧一、AI处史上最长繁荣期,算力国产化需求迫切二、AI技术收敛
5、,GPU主宰算力芯片目 录四、HBM解决GPU内存危机,成为存储下一主战场三、“AI信创”驱动,培育国产算力生态五、异构计算时代,先进封装战略地位凸显六、电源技术提升计算能效,背面供电蓄势待发七、风险提示AI正处史上最长繁荣大周期资料来源:华为,中航证券研究所人工智能从1956 年被正式提出以来,经历了数十年的发展历程。人工智能诞生初期,其研究主要分为三个流派,即逻辑演绎、归纳统计和类脑计算。人工智能研究的三大流派各有优劣势。类脑计算流派的目标最为宏远,但在未得到生命科学的支撑之前,难以取得实际应用。归纳演绎流派的思考方式与人类相似,具有较强的可解释性。由于对数据和算力的依赖较少,归纳演绎流派
6、成为人工智能前两次繁荣的主角。随着学界对人工智能困难程度的理解逐渐加深,数理逻辑方法的局限性被不断放大,并最终在第三次繁荣期中,逐渐让位于统计学习的“暴力美学”。在进入21世纪以来,在大数据和大算力的支持下,归纳统计方法逐渐占据了人工智能领域的主导地位,深度学习的浪潮席卷人工智能,人工智能迎来史上最长的第三次繁荣期,至今仍未有结束的趋势。图:人工智能发展史AI生态加速收敛资料来源:华为,中航证券研究所大模型技术逐步收敛,生态走向聚合,模型更收敛、框架更归一。为了开发更高性能的 AI大模型需要更强的算力平台,算力底座技术门槛将提高,未来训练核心拼集群系统能力。图:AI技术逐步收敛,生态走向聚合图