半導體行業深度報告：AI大模型風起云涌，半導體與光模塊長期受益.pdf

半導體行業深度報告：AI大模型風起云涌，半導體與光模塊長期受益。全 球AI大 模 型 高 速 發 展 ， 算 力 需 求 高 增 驅 動AI服 務 器 三 年CAG R約 為29%的 增 長 ， 帶 動 算 力 芯 片 與 光 模 塊 產 業 鏈 受 益 。2023年以來，以ChatGPT、Sora為 代 表的多模態AI大 模 型 橫 空 出 世 ， 標 志 著 人 工 智 能 技 術 已 經 進 入 一 個 新 的 紀 元 。 未 來 ， 通 用 人 工 智 能 （ AGI） 有 望 集 多 模 態 感 知 、 大 數 據 分 析 、 機 器 學 習 、 自 動 化 決 策 于 一 體 ， 重 塑 人 類 工 作 和 生 產 生 活 的 方 式 ， 引 領 人 類 步 入 第 四 次 工 業 革 命 。 算 力 的 高 速 增 長 需 要 更 多 的 AI服 務 器 支 撐 ，20 23年 全 球AI服務器約85.5萬臺， 到2026年 預 計 將 達 到2 36.9萬臺，CAGR為2 9.02 %，從而驅動AI算 力 芯 片 與 配 套 的 光 模 塊 產 業 高 增 長 。

G PU是 常 見 的AI芯 片 種 類 ，AI芯 片 一 般 占 據AI服 務 器 成 本70 %左 右 ， 國 產 算 力 芯 片 在 海 外 壟 斷 格 局 下 有 望 實 現 國 產 替 代 。 AI芯 片 按 照 技 術 架 構 和 應 用 需 求 可 分 為G P U、FPGA、ASIC和 類 腦 芯 片 四 大 類 ，GPU是 多 功 能 的 并 行 處 理 器 ， 由 于 其 通 用 程 度 高 、 軟 件 生 態 豐 富 、 制 造 工 藝 相 對 成 熟 ， 是 目 前 最 為 普 遍 的 AI芯 片 類 型 ， 占 到 中 國AI運算市場的約89%。GPU是AI服 務 器 的 核 心 ， 約 占 近9 0%AI芯 片 市 場 份 額 ， 其 價 值 量 占AI服 務 器 高 達7 0-75 %。20 23Q4英偉達、AMD、 英 特 爾 分 別 占 據 全 球GPU市場份額是80%、19%、1%。中國AI算 力 在 文 心 一 言 、 訊 飛 星 火 、 通 義 千 問 等 大 模 型 支 持 下 ， 長 期 需 求 規 模 較 大 。

HBM一 定 程 度 解 決 了 算 力 增 速 大 于 存 儲 增 速 的 內 存 墻 問 題 ，由 于 其 極 高 帶 寬 、 低 功 耗 、 小 體 積 優 勢 ， 成 為GPU顯 存 的 最 佳 方 案 ， 隨 著AI算 力 芯 片 的 高 增 長 ， HBM飛 快 發 展 ， 國 內 相 關 產 業 鏈 企 業 或 將 受 益 。近 幾 十 年 來 ， 處 理 器 的 性 能 以 每 年 大 約55 %速 度 快 速 提 升 ， 而 內 存 性 能 的 提 升 速 度 則 只 有 每 年1 0%左 右 。 不 均 衡 的 發 展 速 度 造 成 了 當 前 內 存 的 存 取 速 度 嚴 重 滯 后 于 處 理 器 的 計 算 速 度 ， 內 存 瓶 頸 導 致 高 性 能 處 理 器 難 以 發 揮 出 應 有 的 功 效 。 Hig h Ban dwid t h Me m o r y，即高 帶 寬 內 存 ， 是 一 種 新 興 的DRAM 解決方案。HBM具 備極 高 帶 寬 ： 達 到1T/s； 體 積 減 小 ： 比GDDR降 低94%的 尺 寸 ； 低 功 耗 ： 高 度 集 成 后 比GDDR擁 有 更 小 的 電 壓 與 功 耗 。 這 些 顯 著 優 勢 促 使HBM快 速 發 展 ， 目 前 全 球 主 要 被 韓 美 企 業 壟 斷 ， 國 內 廠 商 紛 紛 布 局 ， 適 合 國 產 HBM發 展 的 產 品 即 將 問 世 。