有望受益于AMD在AI领域发力

证券分析师：联系人：联系人：联系人： 叶子詹浏洋李书颖连欣然 0755-81982153 010-88005307 0755-81982362 010-88005482 yezi3@guosen.com.cn zhanliuyang@guosen.com.cn lishuying@guosen.com.cn lianxinran@guosen.com.cn 执证编码：S0980522100003 事项： 北京时间12月7日，AMD公布InstinctMI300A和MI300X高性能数据中心AI芯片具体参数，其高性能计算芯片和I/O芯片通过混合键合3D堆叠，并与其余小芯片(如8层堆栈的HBM3)使用2.5D封装连接，实现创新的“3.5D”异构集成，在执行各类人工智能、高性能计算任务时，性能有望超越英伟达。 国信电子观点：后摩尔时代，芯片制造面临物理极限与经济效益边际提升双重挑战，先进封装在提高芯片集成度、电气连接以及性能优化的过程中扮演了更重要角色。AMDInstinctMI300系列芯片采用SoIC和CoWoS-S技术实现创新性的“3.5D”封装，实现产品性能对英伟达在售H100系列芯片的超越，印证先进封装在先进芯片制造领域的重要性。通富微电是AMD最大的封装测试供应商，持续推进 5nm 、 4nm 、 3nm 、Chiplet、2.5D/3D等技术研发和产能扩充，不断强化与客户的深度合作，有望在本轮AI创新周期中持续受益。我们维持此前盈利预测，预计2023-2025年公司营收为230.06、269.71、310.71亿元，归母净利润为2.41、8.52、12.69亿元，当前股价对应2023、2024年146.9、41.5倍PE和2.54、2.50倍PB，维持“买入”评级。 评论： AMD发布MI300技术细节，预测全球AI加速芯片市场将达4000亿美元 北京时间12月7日凌晨，AMD在AdvancingAI大会上正式公布了InstinctMI300系列加速芯片的详细规格与性能，以及众多的应用部署案例，将人工智能、高性能计算提升到了新的层次。AMD早期的计算加速器底层技术都来自和游戏显卡相同的RDNA架构，之后诞生了专门针对计算的CDNA架构。第三代的Instinct MI300系列基于CDNA3架构，分为数据中心APU（MI300A）、专用GPU（MI300X）两条路线，重点提升了统一内存、AI性能、节点网络等方面的表现，再加上“3.5D”先进封装、更高能效，以满足生成式AI的强劲需求。AMD预计2023年全球数据中心AI加速芯片市场规模将达到450亿美元，至2027年达4000亿美元，CAGR为超过70%，较AMD之前预计的300亿美元和1500亿美元大幅上调。 图1：AMDInstinct加速芯片发展历程 图2：全球数据中心AI芯片市场规模 结合SoIC和CoWoS推出“3.5D”封装，助力MI300性能超越H100， AMD采用台积电SoIC和CoWoS-S技术实现“3.5D”封装，大幅提升MI300性能和功耗表现。MI300系列加速芯片主要由台积电N5制程制造负责计算的CCD（CPU die）、XCD（加速计算die）、台积电N6制程制造负责输入输出和通信连接的IOD(I/Odie)和HBM颗粒等十多颗芯片异构集成制造。由台积电N7制程制造的高速缓存3DV-Cache使用混合键合（Hybridbonding）方式3D堆叠在CCD上；XCD和CCD使用混合键合在3D堆叠在IOD上；IOD与HBM键合在硅中阶层(Siliconinterposer)上实现2.5D封装，最终形成AMD“3.5D”封装。“3.5D”封装通过3D混合键合实现芯片集成度、功耗表现、互联效率提升，同时可以增加HBM集成数量，从系统层面全面提升芯片性能和功耗表现。 图3：MI300“3.5D”先进封装示意图 图4：“3.5D”封装提升动力 InstinctMI300X基于最新一代CDNA3计算架构的纯GPU架构。MI300X集成了八个XCD，每一个XCD拥有38个CU计算单元，总计304个单元。每两个XCD为一组混合键合在一个IOD上，四个IOD提供了多达七条的第四代InfinityFabric连接通道，总带宽最高896GB/s，还有多达256MBInfinityCache无限缓存。 八颗12HiHBM3通过CoWoS封装集成在XCD和IOD外围，总容量达192GB，提供约5.3TB/s的超高带宽，MI300X总计晶体管数量多达1530亿个。HPC方面，MI300X FP64双精度浮点矩阵、矢量性能分别高达163.4TFlops、81.7TFlops，FP32单精度浮点性能则都是163.4TFlops，分别是H100的2.4倍。AI方面，MI300XTF32浮点性能为653.7TFlops，FP16半精度浮点、BF16浮点性能可达1307.4TFlops，FP8浮点、INT8整数性能可达2614.9TFlops，皆为H100的1.3倍。 图5：MI300X AI加速芯片 图6：MI300A AI加速芯片 MI300A是全球首款面向AI、HPC的APU加速器，同时将Zen3 CPU、CDNA3 GPU整合在了一颗芯片之内，使用InfinityFabric高速总线互联，从而大大简化了整体结构和编程应用。与MI300X类似，MI300A由四个IOD、八颗HBM3内存通过“3.5D”封装集成，晶体管总量达到1460亿个。和MI300X区别主要为MI300A使用8颗8HiHBM3，单颗容量由24GB降至16GB，总容量由192GB降至128GB。MI300A可实现CPU和GPU之间统一内存、共享缓存、动态功耗均衡和简化编程，较需要通过PCB外部连接CPU和GPU的NvidiaGrace Hopper，MI300A在架构上有革命性的提升。性能方面，MI300AFP64矩阵/矢量、FP32矢量表现都是H100的1.8倍，TF32、FP16、BF16、FP8、INT8则大体相当。 图7：MI300XGPU与英伟达H100性能对比 图8：MI300AAPU与英伟达H100性能对比 后摩尔时代先进封装重要性凸显，通富微电和AMD深度合作有望率先受益 “后摩尔时代”，大算力芯片的发展受制造成本和“存储墙”、“面积墙”、“功耗墙”和“功能墙”制约。 2015年以后，集成电路制程的发展进入了瓶颈， 7nm 、 5nm 、 3nm 制程的量产进度均落后于预期。随着台积电宣布 2nm 制程工艺实现突破，集成电路制程工艺已接近物理尺寸的极限，集成电路行业进入了“后摩尔时代”。从成本端来看，ICInsights统计， 28nm 制程节点的芯片开发成本为5130万美元， 16nm 节点的开发成本为1亿美元， 7nm 节点的开发成本需要2.97亿美元， 5nm 节点开发成本上升至5.4亿美元。从技术端来讲，大算力芯片面临“存储墙”、“面积墙”、“功耗墙”和“功能墙”制约。 图9：当前先进芯片发展遇到“存储墙”“面积墙”“功耗墙”和“功能墙” 芯粒异构集将成为后摩尔时代集成电路发展的关键路径和突破口。芯粒(Chiplet)是指预先制造好、具有特定功能、可组合集成的晶片（Die），应用系统级封装技术(SiP)，通过有效的片间互联和封装架构，将不同功能、不同工艺节点的制造的芯片封装到一起，即成为一颗异构集成(Heterogeneous Integration)的芯片。通过芯片异构集成，将传感、存储、计算、通信等不同功能的元器件集成在一起，成为解决只靠先进制程迭代难以突破的平衡计算性能、功耗、成本的难点。 图10：Chiplet异构集成示意图 先进封装和异构集成市场进入快速发展期。根据SemiconductorEngineering预测，全球半导体封装市场规模将由2020年650.4亿美元增长至2027年1186亿美元，复合增长率为6.6%。受益于数据中心、新能源汽车、5G、人工智能产业的发展，先进封装复合增长率超过传统封装，有望于2027年市场规模超过传统封装，达到616亿美元。Chiplet异构集成的关键技术市场规模进入快速增长期，根据Yole预计，至2027年，全球超高密度扇出、HBM、硅中介层、EMIB/Co-EMIB等为代表的高性能封装方案市场规模将由2021年的27.4亿美元增长至78.7亿美元，复合增长率为19%。 图11：全球半导体封装市场规模预测 图12：高性能封装领域市场规模预测 通富微电是一家国内领先、世界先进的集成电路封装测试服务提供商，专注于为全球客户提供从设计仿真到封装测试的一站式解决方案。根据2023年中报，公司与AMD形成了“合资+合作”的强强联合模式，建立了紧密的战略合作伙伴关系，公司是AMD最大的封装测试供应商，占其订单总数的80%以上。从技术层面，公司持续推进 5nm 、 4nm 、 3nm 新品研发，凭借FCBGA、Chiplet等先进封装技术优势，不断强化与客户的深度合作，满足客户AI算力等方面的需求；从产能方面，通富通科、南通通富三期工程、通富超威苏州、通富超威槟城新工厂等一批公司重大项目建设稳步推进，施工面积合计约27.3万平米，积极为未来扩大生产做好充足准备。随着大客户资源整合渐入佳境，公司有望在本轮AI创新周期中持续受益。 投资建议：全面布局先进封装的封测龙头，维持“买入”评级。 我们维持此前盈利预测，预计2023-2025年公司营收为230.06、269.71、310.71亿元，归母净利润为2.41、8.52、12.69亿元，当前股价对应2023、2024年146.9、41.5倍PE和2.54、2.50倍PB，维持“买入”评级。 风险提示：需求不及预期；新品研发导入不及预期；国际关系风险等。 1、相关研究报告： 《通富微电（002156.SZ）-第三季度利润转正，长期受益于AI创新》——2023-11-16 《通富微电（002156.SZ）-第二季度营收环比增长13.5%，扩产应对大客户AI芯片需求》——2023-07-17《通富微电（002156.SZ）-上半年营收增长35%，Chiplet产品大规模量产》——2022-08-28 财务预测与估值 资产负债表（百万元） 利润表（百万元） 现金流量表（百万元）