计算机行业深度报告：昇腾万里，鲲鹏展翅，华为算力乘风起

昇腾万里，国产AI算力崛起 AI算力高景气。根据IDC数据，2023年上半年，中国人工智能服务器市场规模达30亿美元，增长55.4%。IDC预计2023年中国人工智能服务器市场规模将达91亿美元，增长82.5%；2027年将达到134亿美元，五年年复合增长率达21.8%。 美国加码对华高端AI芯片限售力度，国产算力成长前景光明。2023年10月17日，美国商务部产业与安全局（BIS）发布对华半导体出口管制最终规则，进一步加严对人工智能相关芯片的对华出口限制，此后英伟达公告A100、A800、H100、H800、L40S等芯片对华出口将受到影响。 昇腾崛起，打造国产AI算力底座。据科大讯飞2023年三季度业绩说明会公告，当前华为昇腾910B能力已经基本做到可对标英伟达A100。华为轮值董事长胡厚崑在昇腾人工智能产业高峰论坛宣布，昇腾AI集群解决方案，已经在全国25个城市的人工智能计算中心及重点实验室得到应用，其中有7个，包括武汉、西安等，成为科技部首批认可的“国家新一代人工智能公共算力开放创新平台”。 鲲鹏展翅，乘信创东风腾飞 信创服务器蓝海市场可期。根据赛迪顾问，2022年，中国服务器市场销售量规模达447.8万台，同比增长12.7%；销售额达到1651.2亿元，同比增长22.7%。 预计到2025年，中国服务器销售量、销售额将分别增长至603.2万台和2412.3亿元。中国服务器市场依然保持较高速增长，有望打开国产厂商成长空间。 鲲鹏920是目前业界领先的ARM-based处理器，鲲鹏920以更低功耗为数据中心提供更强性能。鲲鹏服务器已在运营商、金融等领域信创大单密集落地。2023年7月12日，华为与中国电子均在公众号宣布开展深度合作，打造同时支持鲲鹏和飞腾处理器的“鹏腾”生态。“鹏腾”生态有望充分发挥中国电子和华为的各自优势，强强联合有望进一步扩大市场领先优势。 受益标的 神州数码：神州鲲泰为华为昇腾&鲲鹏产业核心伙伴，鲲鹏及昇腾大单密集落地。 软通动力：携手昇腾AI推出“软通训推一体化平台”，收购同方计算机，有望打造软硬一体化华为生态。 高新发展：拟收购华鲲振宇70%股权，有望助力国产算力龙头腾飞。华鲲振宇获华为唯一“鲲鹏+昇腾”双战略级伙伴认证，2023年与华为合作规模超100亿。 卓易信息：国产固件龙头，收购艾普阳完善IDE和低代码开发工具业务布局，有望打开成长空间。 投资建议 建议重视华为昇腾&鲲鹏产业崛起带来的整机生态伙伴投资机遇，推荐神州数码、软通动力、卓易信息，受益标的包括高新发展（华鲲振宇）、广电运通（广电五舟）、拓维信息（湘江鲲鹏）、烽火通信（长江计算）、常山北明等。 风险提示：AI及信创落地不及预期；市场竞争加剧；公司研发不及预期风险。 1、鲲鹏+昇腾双引擎，信创+AI双驱动 基于“鲲鹏+昇腾”双引擎，华为正式全面启航计算战略。2019年华为全链接大会（HUAWEICONNECT）期间，华为基于“鲲鹏+昇腾”双引擎正式全面启航计算战略，宣布开源服务器操作系统、GaussDBOLTP单机版数据库，开放鲲鹏主板，拥抱多样性计算时代。华为通过硬件开放、软件开源、使能合作伙伴，共同开拓万亿级的计算产业大蓝海。 图1：基于“鲲鹏+昇腾”双引擎，华为正式全面启航计算战略 鲲鹏计算产业是基于鲲鹏处理器的基础软硬件设施、行业应用及服务，涵盖从底层硬件、基础软件到上层行业应用的全产业链条。纵观鲲鹏计算产业生态全景，硬件方面，围绕鲲鹏处理器，涵盖包括昇腾AI芯片、智能网卡芯片、底板管理控制器（BMC）芯片、固态硬盘（SSD）、磁盘阵列卡（RAID卡）、主板等部件以及个人计算机、服务器、存储等整机产品。基础软件方面，涵盖操作系统、虚拟化软件、数据库、中间件、存储软件、大数据平台、数据保护和云服务等基础软件及平台软件。行业应用方面，鲲鹏计算产业生态覆盖政府、金融、电信、能源、大企业等各大行行业应用，提供全面、完整、一体化的信息化解决方案。 华为基于“硬件开放、软件开源、使能伙伴、发展人才”的策略推动鲲鹏计算产业发展。华为作为鲲鹏计算产业的成员，聚焦计算架构创新、处理器和开源基础软件的研发，以及华为云服务，致力于推动鲲鹏生态发展。通过战略性、长周期的研发投入，持续推进全栈计算技术的创新发展。同时，华为利用自己的硬件能力，对外提供鲲鹏主板、SSD、网卡、模组和板卡，优先支持合作伙伴发展服务器和PC等计算产品，基于“硬件开放、软件开源、使能伙伴、发展人才”的策略推动鲲鹏计算产业发展。 图2：华为基于“硬件开放、软件开源、使能伙伴、发展人才”的策略推动鲲鹏计算产业发展 昇腾计算产业是基于昇腾系列处理器和基础软件构建的全栈AI计算基础设施、行业应用及服务，包括昇腾系列处理器、系列硬件、CANN（异构计算架构）、AI计算框架、应用使能、开发工具链、管理运维工具、行业应用及服务等全产业链。 图3：昇腾计算产业是基于昇腾系列处理器和基础软件构建的全栈AI计算基础设施、行业应用及服务 2、昇腾万里，国产AI算力崛起 大模型不断涌现及性能升级，驱动AI算力景气高位向上。根据OpenAI于2020年的数据，训练一次1746亿参数的GPT-3模型需要的算力约为3640PFlop/s-day（假如每秒计算一千万亿次，需要计算3640天）。未来伴随国内外巨头先后加码大模型领域投入，以及各家大模型参数量快速增长、从单模态向多模态升级、生成式人工智能应用用户规模增长等催化，AI算力需求有望持续高景气。 图4：大模型训练算力当量持续提升 生成式人工智能发展显著拉动AI服务器需求增长。IDC预计，全球人工智能服务器市场，将从2022年的195亿美元增长到2026年的347亿美元，五年年复合增长率达17.3%；其中，用于运行生成式人工智能的服务器市场规模在整体人工智能服务器市场的占比将从2023年的11.9%增长至2026年的31.7%。 图5：生成式人工智能发展有望显著拉动AI服务器需求增长 中国的人工智能服务器市场增速领跑全球。根据IDC数据，2023年上半年，中国人工智能服务器市场规模达到30亿美元，同比增长55.4%。同时IDC预计2023年中国人工智能服务器市场规模将达到91亿美元，同比增长82.5%，2027年将达到134亿美元，五年年复合增长率达21.8%。 图6：预计中国的人工智能服务器市场增速领跑全球 中国智能算力规模有望保持快速增长。从算力规模而言，智能算力规模方面，2022年中国智能算力规模达259.9每秒百亿亿次浮点运算（EFLOPS），2023年将达到414.1EFLOPS，预计到2027年将达到1117.4EFLOPS。 图7：中国智能算力规模有望保持快速增长 通用算力规模方面，2022年中国通用算力规模达54.5EFLOPS，预计到2027年通用算力规模将达到117.3EFLOPS。2022-2027年期间，中国智能算力规模年复合增长率达33.9%，同期通用算力规模年复合增长率为16.6%。 图8：中国通用算力规模有望保持快速增长 美国加码对华高端AI芯片限售力度，国产算力成长前景光明。2023年10月17日，美国商务部产业与安全局（BIS）发布对华半导体出口管制最终规则。最终规则在2022年10月7日出台的临时规则基础上，进一步加严对人工智能相关芯片、半导体制造设备的对华出口限制，并将多家中国实体增列入出口管制“实体清单”。此后英伟达公告A100、A800、H100、H800、L40S等芯片对华出口将受到影响。美国加码对华高端AI芯片限售力度，有望为国产算力厂商创造更多发展机遇。 华为发布全栈全场景AI解决方案。在2018年华为全联接大会上，华为首次发布了全栈全场景AI解决方案，包括芯片、芯片使能、训练和推理框架和应用使能全堆栈方案，可在公有云、私有云、各种边缘计算、物联网行业终端以及消费类终端等全场景部署。 图9：华为发布全栈全场景AI解决方案 华为已推出昇腾910和昇腾310两款AI芯片。昇腾（Ascend）系列AI处理器，采用华为自研的面向张量计算的达芬奇架构，通过独创的3DCube设计，为人工智能提供强劲的算力支持。其中，昇腾310在2018年10月10日上市，面向推理场景，8W功耗可以提供16TOPSINT8的算力。昇腾910在2019年8月23日发布，总体技术表现超出预期，可应用于AI训练任务。 根据华为计算公众号公布的实际测试结果，昇腾910算力水平达到设计规格，即半精度（FP16）算力达到256Tera-FLOPS，整数精度（INT8）算力达到512Tera-OPS，此外昇腾910达到规格算力所需功耗仅310W，明显低于设计规格的350W。目前华为进一步升级推出昇腾910B，根据科大讯飞2023年三季度业绩说明会公告，当前华为昇腾910B能力已经基本做到可对标英伟达A100。 图10：华为已推出昇腾910和昇腾310两款AI芯片 基于昇腾AI处理器，华为开发出Atlas系列人工智能产品。其中，Atlas200AI加速模块，可以嵌入到机器人、摄像头、无人机等实现终端智能；Atlas500智能小站是面向边缘部署的智能小站，可实现交通、楼宇、园区等边缘智能场景；在数据中心面向训练和推理场景，华为提供了Atlas300AI加速卡和Atlas800AI服务器； 同时面向广大开发者，华为提供Atlas200DKAI开发者套件，方便开发者快速熟悉Atlas的开发环境。 图11：基于昇腾AI处理器，华为开发出Atlas系列人工智能产品 华为开源全场景AI计算框架MindSpore，推动AI软硬件应用开源生态繁荣发展。2020年3月28日，在华为开发者大会2020上，华为宣布全场景AI计算框架MindSpore在码云正式开源，企业级AI应用开发者套件ModelArtsPro在华为云上线，同时展示了各行业合作伙伴基于华为人工智能计算平台Atlas的云边端全场景开发实践。 华为全场景AI计算框架MindSpore具有开发态友好、运行态高效、部署态灵活等三大特性。开发态友好：通过自动微分、自动并行、自动调优等技术，代码减少20%，效率提升50%。运行态高效：通过图/算子编译加速以及神经网络并行执行，协同昇腾芯片实现2倍性能优势。部署态灵活：通过自适应部署技术，实现从IoT设备到云灵活部署，可大可小（百K级-M级）。 图12：华为全场景AI计算框架MindSpore具有开发态友好、运行态高效、部署态灵活等三大特性 昇思MindSpore位居中国人工智能框架使用率排名前列。根据Omdia《中国人工智能框架市场调研报告》发布的中国人工智能框架使用率排名结果， 虽然TensorFlow和PyTorch的先发优势仍然存在，但是昇思MindSpore已凭借11%的使用率跻身国产框架第一梯队。 在支持超大规模模型训练开发方面，昇思MindSpore原生支持预训练大模型开发，已在中国市场上占据优势地位，并已经孵化出了一系列创新大模型。在中国本土市场上，百度飞桨和昇思MindSpore由于有独特的中国本土语言和数据优势，更能在支持本土预训练大模型方面取得成功。在科研创新领域，昇思MindSpore是最适合做“AIforScience”项目的国产人工智能框架之一，其对“AIforScience”的支持能力甚至超过了PyTorch，并有赶超TensorFlow的趋势。 图13：昇思MindSpore位居中国人工智能框架使用率排名前列 华为推出首个万卡AI集群，引领算力创新。2023年7月6日，在WAIC 2023期间举办的昇腾人工智能产业高峰论坛上，华为宣布昇腾AI集群全面升级，集群规模从最初的4000卡集群扩展至16000卡，是业界首个万卡AI集群，拥有更快的训练速度和30天以上的稳定训练周期。同时，华为携手伙伴联合发布昇腾AI大模型训推一体化解决方案，加速大模型在各行业应用落地，并有23家昇腾AI伙伴推出AI服务器、智能边缘与终端新品，共同为