以CPU业务为基，横向拓展AI芯片业务，国产AI芯片迎历史机遇期

证券研究报告|2023年12月28日 核心观点公司研究·深度报告 公司为国产高端处理器领导者，以CPU业务为基，横向拓展AI芯片业务。公司成立于2014年，主要从事高端处理器、加速器等计算芯片产品和系统的研究、开发，是少数几家具备高端处理器研发能力的企业之一。22年公司高端处理器业务营收占比为98.84%，技术服务业务营收占比为1.16%；其中，高端处理器业务包括通用处理器（CPU）产品和协处理器（DCU，即AI芯片）产品，根据招股书披露数据，21年CPU产品营收占比为90%，DCU产品营收占比为10%，随着DCU产品逐步放量，营收占比持续提升。 CPU市场空间广阔，公司产品性能国内领先。1）市场空间广阔：CPU为通用服务器核心器件，根据IDC数据，22年全球CPU市场规模为250亿美金，22年中国x86服务器市场规模为270亿美金，假设CPU价值量占服务器总价值量28%，对应国内529亿人民币市场空间。2）公司产品优势：a）x86架构具有稀缺性：现有服务器CPU多为x86架构，国内生产x86架构CPU厂商仅有海光信息、兆芯等少数几家，具有稀缺性。2）性能领先，具有价格优势：从国内维度来看，公司CPU产品各项指标国内领先；从全球维度来看，公司产品在同海外CPU产品相近性能下，价格优势突出。 AI芯片市场快速增长，国产AI算力芯片迎历史机遇期。1）市场快速增长：根据Gartner数据，22年全球AI芯片市场规模为442.2亿美金，预计27年达到1194亿美金，对应22-27年CAGR为22.0%；根据头豹产业研究院数据，22年中国AI芯片市场954亿人民币，预计25年达到1979亿人民币，对应 22-25年CAGR为27.5%。2）国产AI芯片迎历史机遇期：美国升级对华出口AI芯片管制规定，目前市场上主流AI芯片（A100、H100、A800、H800、L40S）均在限制范围之内，无法对华出口，国产AI芯片迎来机遇。3）产品优势：a）好生态+高精度：公司产品为GPGPU架构，全面兼容ROCm和CUDA生态，迁移成本低，适配性好；同时，产品支持FP64，可用于高精度计算领域。b）性能出色，有比较优势：同海外巨头相比，公司产品性能出色，性价比高。 盈利预测与估值：国内领先AI芯片公司，维持“买入”评级。公司产品快速迭代，性能持续提升；同时，国产AI芯片迎来机遇，市场份额有望持续扩大。受23年CPU业务下游需求疲软影响，下调23/24/25年归母净利润为10.95/16.13/22.26亿元（23/24年前值13.60、20.06亿元）。通过多角度估值，预计合理估值92.88-96.75元（31%-36%溢价），维持“买入”评级。 风险提示：新产品的研发及市场推广的风险、产品价格下行及毛利率下降的风险、原材料涨价及产能受限的风险；技术被赶超或替代的风险等。 盈利预测和财务指标 2021 2022 2023E 2024E 2025E 营业收入(百万元) 2,310 5,125 6,071 8,995 11,578 (+/-%) 126.1% 121.8% 18.5% 48.2% 28.7% 归母净利润(百万元) 327 804 1095 1613 2226 (+/-%) 935.6% 145.6% 36.3% 47.3% 38.0% 每股收益（元） 0.16 0.35 0.47 0.69 0.96 EBITMargin -0.3% 7.4% 21.9% 23.1% 25.5% 净资产收益率（ROE） 6.1% 4.7% 6.0% 8.2% 10.2% 市盈率（PE） 439.4 205.4 150.7 102.3 74.1 EV/EBITDA 375.7 160.3 109.4 73.1 52.6 市净率（PB） 26.59 9.68 9.11 8.39 7.56 资料来源：Wind、国信证券经济研究所预测注：摊薄每股收益按最新总股本计算 计算机·计算机设备 证券分析师：熊莉联系人：艾宪 021-617610670755-22941051 xiongli1@guosen.com.cnaixian@guosen.com.cnS0980519030002 基础数据 投资评级买入(维持) 合理估值92.88-96.75元 收盘价70.48元 总市值/流通市值163819/62062百万元 52周最高价/最低价102.00/40.08元 近3个月日均成交额1982.07百万元 市场走势 资料来源：Wind、国信证券经济研究所整理 相关研究报告 《海光信息（688041.SH）-2022年三季报点评：前三季度利润增速424%，高端处理器国产替代需求强劲》——2022-10-30 《海光信息（688041.SH）-国产微处理器产业的领军者》——2022-09-06 海光信息（688041.SH） 以CPU业务为基，横向拓展AI芯片业务，国产AI芯片迎历史机遇期 买入 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容 内容目录 一、海光信息：CPU为基，横向拓展DCU6 1.1公司概况：国产高端处理器领导者6 1.2主营业务：以CPU为基，横向拓展DCU产品9 1.3财务分析：业绩持续高增，毛利率不断提升13 二、CPU芯片业务：全球千亿市场，产品有比较优势15 2.1需求端：通用服务器核心器件，全球千亿级市场15 2.2供给端：海外厂商垄断，国产机会来临18 2.3优势一：x86架构为全球主流架构，稀缺性卡位20 2.4优势二：相近性能下，产品具有价格优势22 三、DCU芯片业务：大模型拉动需求增长，迎发展历史机遇期24 3.1需求端：大模型拉动需求增长，国内千亿级别市场24 3.2供给端：海外巨头垄断全球市场，国产机会来临26 3.3优势一：GPGPU架构，好生态+高精度29 3.4优势二：产品性能出色，性价比优势突出31 3.5历史机遇期：美国收缩对华AI芯片出口32 四、盈利预测与估值34 4.1盈利预测34 4.2估值与投资建议37 五、风险提示42 附表：财务预测与估值44 图表目录 图1：海光信息产品发展历史6 图2：海光信息股权架构（截至23年Q3）7 图3：海光信息、海光集成、海光微电子业务分工8 图4：公司研发人员稳步增长9 图5：公司高学历人员占比持续提升9 图6：海光信息以CPU产品为基，横向拓展DCU产品9 图7：19-21年公司营收下游行业构成（单位：亿元）10 图8：电信、金融、互联网客户收入占比快速提升10 图9：19-21年CPU收入快速增长，21年DCU开始贡献收入10 图10：CPU业务毛利率持续提升10 图11：高端处理器（7000系列）收入快速增长11 图12：高端处理器（7000系列）收入占比最高11 图13：新一代产品（海光二号）快速替代海光一号12 图14：新一代产品（海光二号）毛利率显著提升12 图15：公司Fabless模式为主，负责处理器的研发、设计和销售13 图16：23年前三季度营收39.43亿元，18-22年CAGR为221%13 图17：23年前三季度归母净利润9.02亿元，21年由负转正13 图18：受益于规模效应，公司利润率持续提升14 图19：期间费用率稳步下降，重视研发投入14 图20：CPU内部结构15 图21：CPU处理流程15 图22：联想ThinkSystemSR570服务器结构图15 图23：典型x86服务器E5高配版成本结构15 图24：22年全球服务器市场1232亿美金，22-27年CAGR9%16 图25：22年全球服务器出货量1500万台，22-27年CAGR5%16 图26：预计23年中国服务器出货449万台16 图27：22年中国服务器市场288亿美金，22-27年CAGR10%16 图28：22年全球CPU市场规模为250亿美金17 图29：22年全球CPU出货量为0.367亿颗17 图30：22年中国x86服务器市场规模达270亿美金17 图31：22年中国x86服务器出货量达377万台17 图32：x86服务器下游主要客户在互联网、电信、金融、服务、政府领域18 图33：全球服务器CPU市场（23Q2出货量）18 图34：中国服务器CPU市场（23Q1出货量）18 图35：22年全球x86服务器占比达87.5%22 图36：国内x86服务器出货量占比达92.4%（23Q1出货量）22 图37：公司产品具有性价比优势23 图38：训练数据大幅提升后，模型能力“涌现”24 图39：模型参数大幅提升后，模型能力“涌现”24 图40：全球智能算力快速增长25 图41：中国智能算力快速增长25 图42：英伟达H100架构25 图43：英伟达H100流多处理器（SM）架构25 图44：22年全球AI芯片市场442.2亿美金26 图45：22年中国AI芯片市场954亿人民币26 图46：全球各类型AI芯片占比（2023年H1）27 图47：中国各类型AI芯片占比（2023年H1）27 图48：中国AI芯片出货量占比（2023年H1）28 图49：海光软硬件一体生态30 图50：人工智能常用的数据类型31 图51：公司DCU具有性价比优势32 图52：海光信息PE-Band40 表1：公司高级管理人员情况8 表2：海光二号高、中、低端产品参数11 表3：深算一号产品参数12 表4：全球服务器CPU性能参数对比19 表5：CPU相关政策梳理20 表6：指令集划分CPU类型21 表7：大多数厂商选择x86或ARM架构21 表8：公司为国产x86架构CPU，市场空间广阔22 表9：AI芯片可分为GPU、FPGA、Asic（NPU、ASSP）26 表10：全球AI芯片性能参数对比27 表11：政策推动智算中心建设，利好国产AI算力发展29 表12：GPGPU架构优势明显30 表13：同时期AI芯片产品对比31 表14：芯片性能指标限制政策32 表15：市场上主流AI芯片（A100、H100、A800、H800、L40S）均在限制范围之内32 表16：将国内13家GPU企业列入实体名单33 表17：海光信息盈利预测35 表18：未来3年盈利预测表（单位：百万元）36 表19：情景分析（乐观、中性、悲观）37 表20：公司盈利预测假设条件（%）37 表21：资本成本假设37 表22：海光信息EVA估值表38 表23：绝对估值相对折现率和永续增长率的敏感性分析（元）38 表24：海光信息可比公司业务对比39 表25：同类公司估值比较40 一、海光信息：CPU为基，横向拓展DCU 1.1公司概况：国产高端处理器领导者 公司为国产高端处理器领导者，产品主要为CPU和DCU。公司成立于2014年，主要从事高端处理器、加速器等计算芯片产品和系统的研究、开发，是少数几家具备高端处理器研发能力的企业之一。公司产品以海光通用处理器（CPU）和海光协处理器（DCU）为主，产品覆盖企业计算、云计算数据中心、大数据分析、人工智能、边缘计算等众多领域，满足互联网、电信、金融、交通、能源、中小企业等行业的广泛需求。目前，CPU和DCU产品均已实现量产，产品快速迭代，为中国提供核心计算引擎。 探索期（2014-2017年）：研发+资金双轮驱动。1）研发：公司于2016年和2017年分别启动海光一号、海光二号产品研发，定位国产高端处理器；2）资金：2016年获成都高投4亿元投资，产品研发顺利推进。 追赶期（2018-2023年）：CPU和DCU产品实现量产，逐步缩小与国际先进水平的差距。1）CPU产品：2018年海光一号实现量产，随后产品快速迭代，22年海光三号已经实现商业化，海光四号在研，产品迭代顺利；2）DCU产品：2018年启动深算一号产品的研发，2021年深算一号实现量产，2023年深算二号实现商业化，在AI计算领域，逐步缩小与海外领先厂商的差距。 竞争期（24年后）：产品快速迭代，市场份额逐步提升。公司24年有望发布新一代CPU产品（海