得益于人工智能迅猛發展對算力需求的爆發性增長,全球 AI 芯片龍頭英偉達最近兩年成爲全球最耀眼的明星。
2023 年,英偉達股價飙升了 238.9%,成爲标普 500 指數表現最好的成分股;2024 年,公司還在不斷刷新曆史新高,最新市值已經接近 1.7 億美金,上升到美股第 5 位。
盡管股價勢如破竹,但是英偉達面臨的挑戰仍然不少,其中最主要的挑戰,無疑來自中國。
01
天選之子
目前,英偉達高端芯片在全球最重要的中國市場遭遇諸多限制。爲了應對未來可能不斷的限制,中國人工智能産業鏈的諸多公司,顯然要主動降低對英偉達芯片的依賴度,轉而開始尋找國産替代型産品,國内 AI 芯片企業由此獲得了巨大的發展機遇。
根據《華爾街 * 日報》年初的消息,2023 年華爲從中國主要互聯網公司獲得了至少 5000 個昇騰(Ascend)910B 芯片的訂單,中國兩大科技巨頭阿裏巴巴和騰訊計劃在 2024 年大幅減少英偉達芯片的訂單,訂購量遠低于出口禁令生效前的原計劃。
除了華爲之外,國産 AI 芯片的最大希望,是 2022 年在科創闆上市的海光信息。
海光信息主營業務是高端處理器,主要用于服務器、數據中心等計算、存儲設備中。目前公司有兩條産品線,早期主要是高端通用處理器(CPU),近年開始向協處理器(DCU)發力。
如果說海光 CPU 對标的是 Intel 和 AMD 的 CPU 産品,DCU 挑戰的正是英偉達當下如日中天的 GPU 産品。
海光信息 DCU(Data Center Unit)是一款高性能的 AI 芯片,是目前極少數完全支持訓練和推理的國産 AI 加速卡。其所采用的 GpGpu 架構,是 GPU 的一種技術分支,構成相對簡單,在産品性能、通用性、成本等方面優勢明顯,是加速運算的主流解決方案,已經實現了在大數據處理、人工智能、商業計算等領域的商業化應用。
與目前全球主流人工智能企業都在使用的英偉達 A100 産品相比,海光信息 DCU 的第一代産品海光深算一号生産工藝同爲 7NM 制程,内存頻率和顯存位寬與 A100 基本相當,顯存容量、顯存帶寬和顯存頻率大概相當于 A100 的 50% 左右,差距比較大的是多卡協同的交互速率,大概隻有 A100 的 30% 左右。總體性能來講,海光深算一号應該能達到英偉達 A100 的 50% 以上水平。
2023 年三季度發布的深算二号,性能相對于深算一号提升 100% 以上,據此估計,此款産品至少已達到 A100 的 80%,等到正在研發中的深算三号上市,趕上甚至超越 A100 應該沒有太大問題。
除了性能上正在靠近之外,同樣重要的是技術上的兼容性。
英偉達稱霸 GPU 領域的關鍵因素是 CUDA,這是 2006 年推出的并行計算平台和編程模型,在此之後英偉達将 GPU 從遊戲顯卡領域轉化爲更通用的計算工具,吸引了大量的開發者和世界領先企業的加入,形成了強大的軟件生态。
相比之下,海光 DCU 和英偉達的 CUDA 在生态、編程環境等方面高度相似,與文心一言等大多數國内外主流大模型具有很好的适配性,這意味着英偉達 CUDA 生态用戶遷移到海光 DCU 成本很低,這就爲以後取代英偉達打下了基礎。
02
村裏的希望
高端處理器具有極高的技術門檻,是芯片行業技術綜合性最強、地位最重要的産品。
海光信息的技術最初來源于美國 AMD 的授權,但是在 2019 年之後,海光信息被列入美國《出口管制條例》" 實體清單 ",AMD 不再提供相關技術服務,海光後續産品的叠代和研發全部都由公司自主完成。
自主研發意味着巨大的投入。2019 年 -2021 年,海光信息累計研發投入 35.39 億元,占營業收入比例達到 95.35%,研發人員占比高達 90%,幾乎是傾其所有進行技術攻關,向巨頭叫闆的決心可見一斑。
2022 年,公司研發投入仍然超過 20 億,占營收比例超過 40%,在 A 股年營收超過 50 億的公司中,海光信息的研發強度排名第二位,僅次于百濟神州。
極高的研發人員占比,和高精尖的技術,讓海光信息成爲典型的人才密集型企業:公司員工總數 1500 人,相當于人均創收超過 300 萬,人均市值超過 1 億元,人均薪酬高達 87.99 萬(含社保),如此高的人均效率,在 A 股市場極其少見。
伴随着公司的技術進步和國産替代的時代浪潮,海光信息最近幾年業績呈現出爆發性增長态勢。
2020 年公司的營收隻有 10 億左右,還沒有實現盈利,到了 2022 年上市當年,公司營收已經增長到 50 億以上,淨利潤超過 8 億,公司高端處理器在國産服務器行業的市占率超過 50%,真正算的上是行業的半壁江山。
▲來源:同花順
2023 年業績預告顯示,公司業績仍然保持快速增長:其中營收 56.8 億 -62.6 億元,同比增長 10.82%-22.14%,歸母淨利潤 11.8 億 -13.2 億元,同比增長 46.85%-64.27%。
從業務結構來看,雖然 CPU 仍是公司的主要營收來源,但是 DCU 已經在 2023 年成爲業績高速增長的重要支撐點,預計已經占到總營收的 30% 左右。
可以預期的是,如果英偉達未來仍然隻能向華推出一些性能較低的人工智能芯片,等到海光的深算 3 号發布,性能可能大幅超越英偉達的國内競品,海光的 DCU 業務營收必将大幅增長,營收占比可能會突破 50%。
屆時,中國版的 AI 芯片,或許将成爲市場主流。
03
國家意志
海光信息迅速崛起的背後,充分展現了中國科技自強的國家意志。
股東數據顯示,海光信息前十大股東中,至少有六家是國有法人控股,國資持股比例超過 50%。其中中科院旗下的中科曙光在 2018 年受讓海光信息 1948 億股股權,成爲海光信息第一大股東,目前持股比例爲 27.96%,另外中科院控股有限公司持股 2.65%。
中科院背景加國資控股,海光信息被視爲芯片産業中名副其實的 " 國家隊選手 "。
▲來源:同花順
國家算力産業計劃和國内 AI 産業鏈,也在爲海光的追趕計劃提供助力。
最近幾年來,海光信息深度參與了 " 東數西算 " 先進計算中心和 " 新基建 " 智算中心的建設,結合中科院和中科曙光在算力産業的深度布局和産業資源,公司與大股東之間形成了良好業務協同,成爲支撐中國算力根基的核心力量,在 AI 産業鏈的朋友圈也不斷擴大。
公司的 DCU 産品已得到百度、阿裏等互聯網企業的認證,并推出聯合方案,打造全國産軟硬件一體全棧 AI 基礎設施;此外科大訊飛、商湯和雲從等國内頭部 AI 企業,已有大量模型移植并運行在海光 DCU 平台上。
爲了完善通用計算平台的國産生态,海光信息還發起成立了海光産業生态合作組織,聯合了體制内外的高校、科研院所和行業内上下遊企業,産學研結合的協同攻關,爲突破行業内關鍵共性技術提供助力。
曆史經驗表明,中國科技領域不乏後發追趕甚至彎道超車的成功先例。
從早年的面闆,到如今在光伏、半導體、新能源車和操作系統,中國企業都憑借自己的力量,實現了行業的自主可控。
我們相信,在舉國體制和超強産業鏈的強大支撐下,以海光信息爲代表的中國 AI 芯片,必将會舉起國産算力的大旗,成爲中國科技産業後發趕超和自主可控的又一範例。
英偉達在中國的好日子,不會太久了!