同花顺-圈子

请广大用户注意风险,切勿加入站外群组或添加私人微信,如因此造成的任何损失,由您自己承担。
概念圈|人工智能的动力来源,跟踪算力赛道必备,10大细分领域深度解析
0人浏览 2024-04-08 11:17

前言:算力的概念,早在2020年,十四五规划中刚谈及这一概念,我就和大家分享过,短短几年时间,算力已经成为市场的宠儿,现在言必称算力,各行各业都需要算力,趁着还没开市,系统性梳理下算力赛道的情况,希望对关注这一赛道的朋友有帮助。


本篇目录
1.为什么说算力是第四次工业革命本源?
2.认识算力
3.市场对算力的需求究竟有多渴望?
4.认识算力产业链
5.上游芯片赛道格局分析
6.中游设备赛道格局分析
7.下游服务赛道格局分析
8.相关上市公司

9.独家核心提示


一,为什么说算力是第四次工业革命本源?
工业革命的本质是以新一代生产力工具的大范围应用为核心,以主体能源为基础动力的全局性经济范式转型。历史上共发生过三次工业革命,历史上历次技术革命所涉及的主体能源都会随新一代生产力工具广泛应用而呈现能源需求持续上行的阶段,所以,市场普遍认为,本轮通用型人工智能发展浪潮有望启动第四次工业革命。
第一次技术革命:生产力工具:蒸汽机;主体能源类型:煤炭。
第二次技术革命:生产力工具:内燃机;主体能源类型:石油。
第三次技术革命:生产力工具:计算机;主体能源类型:电力。 
第四次技术革命:生产力工具:通用人工智能;主体能源类型:算力。

Image.png

二,认识算力
目前我们说的Ai三要素就是指:算法、算力和数据,其中算力是 AI 的能源动力,是执行算法所需的硬件资源。它包括 CPU、GPU、 TPU 等处理器。算力的提升直接关系到 AI 模型训练的速度和效率,是实现模型快速迭代和优化的关键。
算力分为训练算力和推理算力:
训练算力:指在训练机器学习模型时所需的计算资源。训练过程涉及将模型与训练数据进行多次迭代,调整模型参数以最小化损失函数(损失函数是衡量模型预测值与实际值之间差异的函数,反映模型性能)。所需训练算力的大小与模型复杂度、数据集大小和迭代次数有关。
推理算力:指执行已经训练好的模型进行预测或推理时所需的计算资源。在推理阶段,模型不再更新参数,而是用来对新数据进行预测。这时,算力的需求与模型大小、批处理大小(Batch Size,是指在深度学习中每次输入的数据集大小)、硬件配置有密切联系。

Image.png

三,市场对算力的需求究竟有多渴望?
1.算力需求跃迁:AI 模型训练所需 FLOPs 增速超过摩尔定律,引发算力需求高增
2016 年起,AI 大模型训练所需 FLOPs 出现断点跳跃。 2017 年,Transformer架构的出现使得模型能够处理更长的序列和更复杂的任务(2017 年之后陆续诞生众多千亿参数模型),但同时也需要更多的计算资源,算法上的创新推动了对更高计算能力的需求。同时,尽管存在如分布式训练和混合精度训练等提高训练效率的技术,但这些技术的应用往往需要更多的硬件资源。为了实现大规模并行处理,需要大量的 GPU 或 TPU 资源,这进一步加剧了对算力的非线性需求,2022 年训练大模型的算力需求达到了 8×1023 FLOPs。
2.算力规模:训练/推理对 AI 芯片提出不同要求,推理端算力需求有望远超训练端
据 IDC,2023 上半年国内训练工作负载的服务器占比达到 49.4%,预计全年的占比将达到 58.7%。随着训练模型的完善与成熟,模型和应用产品逐步进入投产模式,处理推理工作负载的人工智能服务器占比将随之攀升,到 2027 年,国内用于推理的工作负载预计将达到 72.6%。

Image.png

四,认识算力产业链
算力产业包括上游的芯片及元器件,中游的服务器与网络设备,下游的数据中心及云服务三部分构成,在其中的各个板块,均已有国产厂商深度布局。

Image.png

五,上游
1.CPU:中央处理器,Intel 与 AMD 两大领导厂商占据x86 CPU 市场
产业链:CPU 的产业链上游包括支撑集成电路设计和制造的 EDA 辅助设计工具和 IP 服务,半导体制造设备、芯片生产测试流程。目前 CPU 的产业链上游企业多为国外知名厂商,具有垄断优势,国产化程度较低。CPU 的产业链下游包括各类整机厂商、终端设备、网络设备和应用系统等,其中最重要的是服务器、桌面和嵌入式系统等硬件设备厂商。
市场规模:全球微处理器市场规模高达千亿美元,我国约占全球市场规模 40% 根 Yole 数据,2022 年全球 CPU市场规模为 650 亿美元,预计 2028 年增长到 970 亿美元,年复合增长率为 7%。

市场格局:Intel 约占全球MPU 市场半壁江山,Intel 与 AMD 独占 x86 全球市场 据 Counterpoint Analysis,2022 年,Intel 约占全球服务器 CPU市场份额 70.8%,AMD约占全球服务器 CPU 市场份额 19.8%,二者合计约占 90.6%;2021 年,二者合计约占92.5%。据艾瑞咨询,2020 年,欧美及日韩系厂商在全球 MCU(微控制器)市场占据绝对优势,尤其在汽车/车规级与工控领域的中高端产品线。中颖电子、兆易创新等中国厂商多由消费电子切入,正发力转型突破以进入中高端市场。


2.GPU:CUDA大幅降低 GPU 并行计算的编程难度,NV 约占全球市场九成份额
CPU 侧重低延迟计算,GPU 更侧重并行计算,2022 年全球 GPU 市场规模达 422 亿美元,未来十年有望高速增长 据 Verified Market Research,2021 年,全球 GPU市场规模高达 334.7 亿美元。 据 Precedence Research,2022 年,全球 GPU市场规模未来 10 年 CAGR 有望保持 30%以上,2032 年全球 GPU市场规模有望达到 7,731 亿美元。

Image.png

3.ASIC:算力由通用走向定制,2022 年我国ASIC 市场规模达 335 亿元
市场规模:2022 年全球 ASIC 市场规模在千亿体量,我国约占全球市场 33.4% 据 Market Monitor,2022 年,全球 ASIC 市场规模在千亿体量,我国市场规模约在 335亿元,约占全球市场的 33.4%。预计 2028 年全球市场有望达 1,677 亿元,22~28 年CAGR 或达 8.9%。

竞争格局:竞争格局开放,国产替代正当时 ASIC 不同于 CPU、GPU、FPGA,目前全球 ASIC 市场并未形成明显的头部厂商。由于 ASIC 开发周期长,仅有大厂有资金与实力进行研发。同时,ASIC 是全定制芯片,在某些特定场景下运行效率最高,故某些场景下游市场空间足够大时,量产 ASIC 芯片可以实现丰厚的利润。目前市场上主流 ASIC 有 TPU 芯片、NPU 芯片、VPU 芯片以及BPU 芯片,它们分别是由 Google、寒武纪、Intel 以及地平线公司设计生产。在海外,谷歌 TPU 是主导者,国内初创芯片企业(如寒武纪、比特大陆和地平线),互联网巨头(如百度、华为海思和阿里)在细分领域也有所建树,目前已经取得了一定的成果。


4.FPGA:现场可编程芯片,Xilinx 约占全球市场份额 52%
市场规模:全球 FPGA规模或近百亿美元,中国市场约占 37.9% 据 Frost&Sullivan,2023 年全球 FPGA 市场规模有望达 94 亿美元,18~23 年 CAGR 有望达 11.7%;同年,我国 FPGA 市场规模有望达 250 亿元,约占全球市场规模的 37.9%, 18~23 年 CAGR 有望达 16.7%。

争格局:Xilinx 约占全球 FPGA市场份额 52%,安路科技为国产龙头厂商 据中商产业研究院,2022 年,Xilinx 约占全球 FPGA 市场份额 52%,Intel 旗下 Altera约占 35%,Lattice 约占 5%,Microsemi 约占 5%,全球市场仍由国外厂商主导。 据 Frost&Sullivan,2019 年,Xilinx 约占我国 FPGA 市场份额 36.6%,国产 FPGA 龙头安路科技约占 6%,国产替代空间广阔。


六,中游
1.服务器:管理计算资源的大型计算机,全球市场规模超千亿美元
产业链:服务器行业上游为原材料及设备市场,主要包括芯片、硬盘、内存等硬件设备和软件产品。服务器行业下游为应用市场,主要有互联网、电信、金融、政府、能源和交通等领域。
市场规模:2022 年全球服务器市场高达千亿美元,我国约占全球市场四分之一 据 Counterpoint,2022 年全球服务器市场将达到 1,117 亿美元,同比增长 17%。在公共卫生事件后,企业纷纷向混合云转型,混合云模式推动组织采用 AIOps、基础设施自动化和边缘计算等新兴技术,这促使现有基础设施升级,为增长提供了动力。据 IDC, 2022 年我国服务器市场规模约在 273 亿元,同比增长 9.1%,约占全球市场的四分之一。

Image.png

竞争格局:戴尔/浪潮/HPE 全球市场CR3,浪潮/新华三/超聚变引领国内市场  据 IDC,2022 年,中国服务器市场排名前三的厂商依次为浪潮,市场占比 28.1%;新华三,市场占比 17.2%;超聚变,市场占比 10.1%,三者合计占比达到 55%,占据国内服务器市场半壁江山。第二阵营品牌处于贴身缠斗之势。具体来看,宁畅、中兴、戴尔、联想等品牌市场占比均在 5%左右。


2.光模块:实现光电信号互相转换,国产厂商占全球市场份额50%以上
光模块行业产业链上游为光器件、集成电路芯片、印制电路板等元器件供应商。中游是光模块生产企业,近年来,中国光模块企业不断进行并购重组,垂直整合产业链,行业集中度进一步提高,光模块供应商逐渐在全球市场上获得份额,中国的供应商目前在全球以太网光模块市场占主导地位。光模块行业下游主要应用于通信设备制造、数据中心、电信运营商等领域。
市场规模:全球光模块市场规模突破百亿美元,中国市场约占四分之一,目前国内计算和存储能力的需求不断增加,同时在当前 5G 时代的发展背景之下,整体通信行业呈现高景气运行,以光模块等为代表的核心市场正在迅速发展,市场规模迎来不断提升。据华经产业研究院,2021 年我国光模块行业市场规模从 2016 年的 250.9 亿元增长至 415.22 亿元,2022 年市场规模约为 476.82 亿元,预计 2023 年中国光模块市场规模有望达到 554.5 亿元。

Image.png

竞争格局:国产厂商份额不断提升,占据全球光模块市场份额超过50% 国产厂商份额不断提升。中国光模块厂商凭借劳动力成本等的优势,在与海外光模块厂商竞争中不断占据上风。据 Odmia,2015 年,全球前十大光模块厂商仅光迅科技一家中国企业,到 2021 年,光迅科技、中际旭创、海信宽带、昂纳信息进入全球前十,合计占据全球 26%的市场份额。


3.交换机:提供网络连接端口,思科独占全球市场份额40%
产业链:交换机上游主要是电子元器件行业,使用的原材料主要包括:芯片、光器件、电源模块、连接器、线路板、变压器、阻容等,行业基本处于充分竞争状态,企业数量众多,产能充足,价格稳定,供给状况无重大波动,对交换机发展不构成约束和重大影响。交换机下游可应用于数据中心等领域。
市场规模:全球交换机市场规模达400 亿美元,我国约占全球市场规模 17% 据 IDC,2022 年全球交换机行业市场规模达到 437 亿美元,同比增长 17.0%,且预计未来 5 年的增速稳定在 4%左右,预计 2027 年规模将达到 535 亿美元。 据 IDC,近年来,中国交换机市场规模一直保持稳定增长趋势。2022 年中国交换机市场约为 72 亿美元,同比增长 9.4%。预计 2023 年将进一步增长至 78 亿美元。

竞争格局:思科是全球交换机市场绝对龙头,华为、新华三、锐捷合计占国内市场超过八成。 据 IDC,中国交换机市场前三名企业占整体市场超过 80%。其中华为占比最多,达35.8%,排名第一。其次为新华三,占比约为 32.4%,排名第二。星网锐捷排名第三,占比 14.6%。


4.存储设备:国外厂商垄断全球存储市场,三星、海力士、美光合计占比超过 80%
市场规模:全球 NAND 市场规模达 600 亿美元,全球 DRAM 市场规模近千亿美元 据中商产业研究院,2019 年受智能手机终端需求疲软影响,加之国产企业实现量产,整体价格下降,全球 NAND 市场规模出现较大下降,随着 5G 推动智能手机需求回暖加之PC 等需求稳步增长,市场回暖,2021 年全球 NAND 市场规模达 600 亿美元。预计随着物联网、自动驾驶等新兴产业智能化推进,存储芯片需求将出现快速增长。
据 Trend Force,2021 年,全球 DRAM市场规模达到 949 亿美元,同比增长 41.6%。
竞争格局:国外厂商主导全球存储市场,三星据 NAND、DRAM 市场份额首位,国内存储产业的重点公司有:长江存储,在 NAND Flash 市场份额约占全球 1%;长鑫存储,中国 DRAM 龙头企业,计划于今年在科创板上市,估值不低于 1000 亿元;北京君正,其收购的北京矽成在汽车 DRAM 领域市占率 15%居全球第二;兆易创新,产品线 Nor+NAND+DRAM 全覆盖,其中 Nor 全球第三、大陆第一;江波龙,2022 年在eMMC 及 UFS 市场份额位列全球第六;佰维存储,在 eMMC 及 UFS 全球市占率 2.4%,居全球第八、国内厂商第二;澜起科技,在内存接口芯片市场位列全球前二。

Image.png

七,下游
1.数据中心:数据存储和交换的中心,Equinix 是全球 IDC 龙头
数据中心产业链:上游为基础设施主要包括 IT 设备、非 IT 设备、软件及建设工程;中游为数据中心运营服务商;下游为应用行业,主要包括互联网行业、金融业、软件业及制造业等。
市场规模:全球 IDC 市场达800 亿美元,我国 IDC 市场规模在 2,500 亿元左右 ,2022 年 2 月,“东数西算”工程正式拉开了构建全国一体化大数据中心体系的大幕。随着 8 大国家算力枢纽节点建设方案均进入深化实施阶段,全国数据中心机架规模逐步增长。从全球市场来看,全球数据中心产业规模在 2022 年达到 1308 亿美元,2019-2022 年CAGR 约 20%。 受新基建、数字化转型及数字中国远景目标等国家政策促进及企业降本增效需求的驱动,我国数据中心市场规模持续高速增长。2021 年,我国数据中心市场规模达到 1500 亿元,近五年 CAGR 达到 29.96%。随着我国各地区、各行业数字化转型的深入推进,我国数据中心市场规模将保持持续增长态势,预计 2023 年市场规模将达到 2470 亿元。

Image.png

竞争格局:Equinix 是全球IDC 领导企业,国内市场三大运营商合计占比超50%。 据 IDC,2020 年我国数据中心市场格局以运营商数据中心为主,凭借其网络带宽和机房资源优势,三大电信运营商市场份额占比超 50%;万国数据、世纪互联、光环新网等第三方数据中心近年来逐渐兴起,满足核心城市的数据中心需求,弥补供需缺口。


2.云服务
产业链:上游是芯片厂商和基础设备提供商,包括芯片、服务器、路由器、交换机等;中游参与者则是 IDC 制造商和云服务提供商,包括 IaaS、PaaS、SaaS;下游则是对应的最终客户端,包括互联网、金融等行业的政府客户、企业客户以及个人用户等。
市场规模:全球云计算规模达4,000 亿美元,中国市场规模 4,500 亿元 据中国信通院,2021 年全球云计算市场规模达到 3,305 亿美元,同比增长 32.44%。初步统计 2022 年全球云计算市场规模 4053 亿美元,增幅 22.6%。 中国云计算产业正处蓬勃发展阶段。据智研咨询,2021 年中国云计算市场规模达 3,410亿元,增速 53.1%。初步统计 2022 年中国云计算市场规模达到 4552.4 亿元,增长33.5%。

竞争格局:AWS 约占全球云计算市场份额 40%,国内四大云计算厂商占比 79% 据 Gartner,全球云计算市场竞争格局为一超多强,2022 年 AWS 在全球云基础设施服务市场份额为 40%,保持行业第一位置,Azure、阿里云、谷歌云分别占据第二至四位,分别占比 21.5%、7.7%、7.5%。


八,相关上市公司

寒武纪:寒武纪系国内 AI 芯片龙头。公司产品线涵盖云端、边缘端和 IP 授权及软件四大板块,各产线产品持续高端化迭代。云端智能芯片为业务核心,同时延伸发展训练整机与智能计算集群,较前代产品算力提升显著。


海光信息:海光信息系国内稀缺的 CPU+DCU 涉及厂商。公司 CPU 产品性能不仅国内领先并已逐步追上海外主流产品,DCU 产品迭代顺利,对半精度/单精度能力进行针对性加强。


龙芯中科:龙芯中科系国产 CPU 重要厂商。主营业务包括处理器及配套芯片的研制、销售及服务,公司研制的芯片包括龙芯 1 号、龙芯 2 号、龙芯 3 号三大系列处理器芯片及桥片等配套芯片。


景嘉微:景嘉微系国产 GPU 图显龙头。公司立足并成长于军用图形显控和小型化雷达领域,加强在民用高性能 GPU 芯片等消费领域的产品开发及推广,从“0”到“1”打造了三代图形显控产品(JM5 系列、7系列、9 系列);2023 年公司开始布局算力产品。


深桑达:深桑达系中国电子数据创新业务的核心参与企业。公司已形成数据治理工程总体设计、数据金库、数据要素加工交易平台、安全可信数据空间、数据要素蝶变器、数据资产登记服务平台等数据安全与数据要素化工程系列产品。


优刻得:优刻得系国内中立云计算服务领域的领先企业。公司主要通过公有云、私有云、混合云三种模式,为客户提供计算、网络、存储等 IaaS 和 PaaS 产品,此外,还涉及大数据和人工智能产品的开发和服务。


浪潮信息:浪潮信息系算力系统供应商。公司支持多元异构算力,可适配多种架构的 AI 加速芯片。公司致力于积极推进更加多元化的算力系统研发创新,为客户提供持续稳定的产品服务。


神州数码:神州数码系国内 IT 分销龙头。公司主营业务包括 IT 分销及增值服务业务、云计算和数字化转型业务和信创业务,公司 IT 分销及增值服务业务可根据最终销售客户和产品进一步划分为消费电子业务和企业增值业务。


中科曙光:中科曙光系国产算力领军者。公司积极建设“全国一体化算力服务平台”,致力于链接遍布各地各类算力中心,为千行百业提供“先进、绿色、无损算力”和“集算力、数据、应用、运营、运维为一体的服务”。


同方股份:同方股份系国内高科技企业领先者。公司主要从事核技术应用、数字信息、智慧能源等业务,其中,数字信息业务主要包括了计算机产品、知识内容与服务领域、大数据产业等领域。


中国长城:中国长城系中国电子自主计算产业的主力军。公司聚焦计算产业与系统装备两大主业,形成了 8 项业务 10 家骨干企业聚力发展的新格局。公司致力于构建统一的“鹏腾”生态,开创通用算力新格局。


拓维信息:拓维信息系华为云首批盘古大模型生态合作伙伴、“昇腾智造/智行”双领域解决方案合作伙伴。公司自主品牌“兆瀚”创新发布了兆瀚 SA200I A2 智能边缘小站、兆瀚 RA2311-C 推理服务器、兆瀚RA5900-B 训练服务器等 3 款昇腾 AI 产品。


宝信软件:宝信软件系国内 IDC 龙头。公司多年专注于自主研发工业互联网平台宝联登 xIn³ Plat 和 AI 中台、xAI 套件等,并积极推进钢铁 AI 大模型研发,为智能制造发展奠定基石。


万国数据:万国数据系国内第三方 IDC 运营商市场的领头羊。公司核心业务为托管服务,并有托管管理服务和云管理两项增值服务。


奥飞数据:奥飞数据系国内领先的 IDC 服务商。公司对内通过不断的资本投入加快自建数据中心,对外收购完善全国布局,卡位核心城市加速全国机柜部署。


数据港:数据港系新兴高耗能产业数据中心企业。公司在浸没式液冷、光伏发电、余热回收等方面的实践应用进行了一系列积极探索。相关技术有助于降低数据中心全生命周期能耗和碳排放,解决 IDC 选址的困境。


紫光股份:紫光股份系全球新一代云计算基础设施建设和行业智能慧应用服务的领先者。公司致力于构建“云—网—算—存—端”全栈业务布局,进一步提出行业赋能战略“AIforALL”。


高新发展:高新发展是功率半导体行业的新兴公司,2022 年通过并购整合森未科技和芯未半导体,正式进入功率半导体行业。公司主营业务为建筑业和功率半导体业务。功率半导体业务为公司战略转型确立的具备硬核技术的新主业,建筑业是公司目前第一大收入及利润来源,是公司打造强大功率半导体主业的坚实基础。


云赛智联:云赛智联定位于中立第三方高端数据中心运营商,数据中心建设是云赛智联“做优 IDC”战略路径的重要基石。公司主营业务是以云计算和大数据、行业解决方案及智能化产品为核心业务的专业化信息技术服务。


锐捷网络:锐捷网络是领先的 ICT 基础设施及行业解决方案提供商,主营业务为网络设备、网络安全产品及云桌面解决方案的研发、设计和销售。公司一直致力于将技术与应用充分融合,贴近用户进行产品方案创新,助力各行业用户实现数字化转型和价值升级。


工业富联:工业富联是全球领先的通信网络设备、云服务设备、精密工具及工业机器人专业设计制造服务商,为客户提供以工业互联网平台为核心的新形态电子设备产品智能制造服务。


华勤技术:华勤技术是专业从事智能硬件产品的研发设计、生产制造和运营服务的平台型公司,隶属智能硬件ODM行业。


以上是我自己收集的资料,也就是和大家一起分享下。

本人不推荐任何个股,不收会员,没有QQ群,也没有微信群,也从不与任何人发生利益关系,所有信息只为自己学习使用,不作为买卖依据,买者自负,卖者也自负。


更多
· 推荐阅读
0
1
扫码下载股市教练,随时随地查看更多精彩文章
发 布
所有评论(12
  • 12
  • TOP
本文纯属作者个人观点,仅供您参考、交流,不构成投资建议!
请勿相信任何个人或机构的推广信息,否则风险自负