深度报告：算力帝国的挑战者

产品矩阵齐全，“CPU+GPU+FPGA+DPU”全面出击，迎接AI浪潮。AMD在下游的重要竞争优势之一在于产品实力强劲且布局最为全面，公司产品包含CPU、GPU、FPGA等，业务涵盖数据中心、嵌入式系统、游戏等多个方面。2022及以前，公司主要收入来自消费者业务中的CPU和GPU，2022年起公司战略重心全面转向数据中心和人工智能， 先后收购赛灵思和Pensando，建立“CPU+GPU+FPGA+DPU”的完整数据中心产品矩阵。伴随AI浪潮，4Q23起全球数据中心市场开始显著回暖，2024年全球云商资本开支亦有望快速增长。 据Bloomberg，2024年四大北美云商资本开支合计预计将达到1823亿美元，同比+23.7%。AMD前瞻布局数据中心，4Q23公司数据中心营收23亿美元，同比+38%，公司预计该板块业务在2024年亦有望实现快速增长。 行业东风已至，MI300系列重磅出击。AMD第三代的InstinctMI300系列基于CDNA3架构打造，相较上一代有明显的性能提升。MI300X系列在8~32位算力、内存、存储带宽、整体功耗以及单位算力价格相较英伟达H100均更具优势。生态方面，ROCm在框架支持以及算子库丰富程度上相较英伟达CUDA生态还有较大差距，但ROCm对英伟达CUDA生态的兼容能力大幅扩展了MI300系列芯片的适用性，同时其生态的开源开放性也有望容纳更多的开发者，加速其生态能力对英伟达的追赶。当前算力成本快速提升，各大云厂商在纷纷推出自研加速卡的同时，也对AMD等竞争者的入局保持开放态度，AMDMI300推出后，微软、Meta就在首批客户之列。2024年Open AI将推出百万亿参数量级的GPT5，有望推动大模型厂商新一轮算力“军备竞赛”，提振公司加速卡下游需求。 PC市场回暖，叠加份额提升，CPU和GPU业务充分受益。全球PC市场的回暖源自PC自身换机周期以及AIPC的渗透率提升。据IDC预计，2024年中国PC出货量同比增长3.8%，重回增长节奏。公司抓住行业机遇，CPU方面，2024年推出Ryzen 8000系列PC处理器，8040系列主频最高可达5.1GHz，将成为公司2024年提升市场份额的重要产品；GPU方面，推出RX7600系列显卡，图形内存达到16GB，将更好支持AI及大语言模型应用。公司预计2024年，公司客户端业务将会有更好的表现。 投资建议：AMD的产品布局广泛，在CPU和GPU领域都处于追赶者的地位，行业机会和公司布局决定了公司份额提升的节奏。当下公司在加速卡领域机遇凸显：1）2024年以来大模型的能力提升呈现加速迹象，将进一步带动训练侧算力需求；2）当前客户端需求高增，加速卡的格局从过去的英伟达一家独大，逐步转变为百花齐放；3）AMD在加速卡领域软硬件实力强劲，产品矩阵完善。 因此公司在算力侧有望快速拓展市场。另一方面，伴随PC市场回暖，以及云厂商资本开支提升，公司主业有望持续增长，建议积极关注。 风险提示：产品研发进度不及预期的风险，AI发展进程不及预期导致需求转弱的风险，宏观经济及下游需求恢复不及预期的风险。 重点公司盈利预测、估值与评级 1从端到云，AMD拥抱AI浪潮 1.1复盘发展历程，AI+强化后发优势 AMD成立于1969年，是全球先进的微处理器厂商，产品包含CPU、GPU、FPGA等，业务涵盖数据中心、嵌入式系统、游戏等多个方面。其发展历程主要可分为以下几个阶段： 1）（1969-1990）成立初期，产品多为其他厂商的第二供应商：1969年，杰里·桑德斯等员工从仙童半导体离职，创立了AMD。在成立初期，AMD的销售主要来自军工等大企业，当时这些企业对第二供应商有着严格要求，并且对产品质量要求较高，AMD凭借高产品质量获得了这些客户的认可，成为这些客户的第二供应商，典型代表是在1982年，由于IBM希望引入除了Intel以外的第二家CPU供货商，AMD和Intel签署专利交叉授权协议，获得了Intel的X86架构技术授权。 2）（1991-2005）自研x86处理器，正式和英特尔展开竞争：1987年，由于市场需求下滑等原因，Intel决定停止对AMD的授权，双方开始长达8年的专利诉讼，到1995年AMD获得了X86架构专利诉讼的胜利。尽管AMD获得了诉讼的胜利，但这8年时间对AMD拖累严重，Intel获得了市场上绝大多数市场份额，AMD决定不再满足于第二供应商的地位。1991年，AMD首次展示Am386处理器，不再作为英特尔的第二来源供应商，正式与英特尔在x86处理器方面展开竞争。 3）（2006-2013）引入GPU业务，遭遇发展瓶颈：2006年，AMD收购ATI，获得同时生产高性能GPU和CPU的能力。此后英特尔不断推出新品，在CPU性能上占据优势，AMD在竞争对手的冲击下暂时落后。2012年，AMD开始了Zen微架构的研发。 4）（2014-2021）推出Zen架构，重获竞争优势：2014年，苏姿丰博士担任AMD的总裁及CEO。2016年，苏姿丰博士对外展示了Zen架构微处理器。2017年，AMD发布基于Zen架构的Ryzen处理器，弥补了与英特尔的性能差距。2019年,在与台积电合作时推出了 7nm 先进制程的CPU及GPU。 5）（2022至今）提出“AI优先”，快速抢占市场：近年来，AMD在数据中心业务上不断发力，于2022年进行重大战略调整，提出“AI优先”的发展战略；同年 ，AMD先后收购FPGA厂商赛灵思及DPU新锐Pensando， 形成“CPU+GPU+FPGA+DPU”的数据中心芯片布局。2023年，AMD对标英伟达发布了采用CDNA3架构的MI300系列两款产品的相关细节，争夺市场份额。 图1：AMD发展历程 1.2四大业务板块，数据中心开启发力 AMD共有数据中心、客户端、游戏及嵌入式四大业务板块。 1）数据中心业务：利用CPU、GPU、FPGA、DPU、SoC等芯片产品为客户提供先进的数据中心解决方案。近年来随着AI行业的快速发展，数据中心业务成为公司重点布局方向。2022年公司通过收购赛灵思及Pensando完善数据中心芯片布局，23Q1推出高性能的MI300 GPU加速器，对英伟达形成强有力的竞争。 2）客户端业务：为笔记本电脑、台式电脑、商业工作站等提供CPU和APU产品。 AMD在1000年推出Athlon处理器，进入高端处理器市场，并在2023年推出首个与X86兼容的64位处理器，助力公司市场份额提升。2005-2017年AMD受限于CPU架构，产品与Intel的差距逐渐拉大，而2017年公司推出的第一款Zen架构处理器帮助公司夺回客户端市场份额。 3）游戏业务：产品包括台式机和笔记本电脑GPU，游戏机及半定制Soc。2022年AMD发布Radeon RX 7900系列显卡，是全球首款采用先进的AMD chiplet设计的游戏显卡。 4）嵌入式业务：面向较为广泛的市场，产品包括自适应的SoC及FPGA，嵌入式CPU和GPU等。AMD的嵌入式业务收入主要来自对赛灵思的收购，2022年一季度AMD对赛灵思完成收购，该板块业务的下游市场主要涵盖航空航天、工业、汽车、消费电子、通信和数据中心等。 图2：AMD四大业务板块 分业务看，游戏业务营收占比较高，数据中心及嵌入式业务营收不断提升。 2023年公司数据中心业务营收占比28.64%，客户端业务营收占比20.51%，游戏业务营收占比27.39%，嵌入式业务营收占比23.46%，数据中心业务首超游戏业务成为占比最高的业务板块，客户端营收占比持续下滑。2021-2023年公司数据中心业务营收占比从22.48%提升到28.64%，上升6.16pct；嵌入式业务营收占比从1.50%提升到23.46%，上升21.96pct，数据中心及嵌入式业务重要性不断提升。 图3：2021-2023公司各业务营业收入（亿美元） 图4：2021-2023公司各业务营业利润率（%） 1.3景气度影响短期业绩，产品组合构筑长期竞争力 近年来，数据中心及嵌入式业务成为公司业绩增长的主要驱动力，但由于下游需求波动，公司短期业绩承压。2022和2023年下游市场的需求放缓对公司业绩产生了不利影响。2023年公司实现营收226.8亿美元，同比下降3.90%，实现净利润8.54亿美元，同比下降35.3%。公司业绩下降主要原因为2022和2023年全球PC和数据中心市场需求放缓。展望2024年，全球PC市场有望复苏，且AIPC将带动新一轮的PC换机周期，服务器市场也有望伴随云厂商资本开支的提升回暖。另一方面，当前数据中心在公司业务占比中持续提升，且加速卡持续发力，后续业绩有望实现较快增长。 图5：2017-2023公司总营收及同比（亿美元，%） 图6：2017-2023公司净利润及同比（亿美元，%） 受益于产品结构优化，近年来公司毛利率不断改善。近年来公司不断推出高端处理器产品，带动毛利率持续上升，并于2022年赶超竞争对手英特尔，但仍落后于英伟达。2022年公司毛利率为45.74%，相较2021年下降2.51pcts，主要原因为游戏业务及客户端业务表现不佳；2023公司毛利率为46.14%，同比提升0.4pcts，主要原因是嵌入式及数据中心业务发展带动。 图7：2017-2023年AMD与可比公司毛利率（%） 2CPU：Zen架构优势凸显，助力AMD崛起 2.1Zen架构王者归来 2.1.1AMD凭借架构的持续迭代，打入高端CPU市场 Zen架构带领AMD进入高端CPU市场，正式与Intel开启竞争。AMD在2017年以前的CPU架构为推土机（Bulldozer）架构系列，该架构在2011年首次发布，并在2012年、2013年以及2015年分别推出了名为打桩机（Piledriver）、压路机（Streamroller）和挖掘机（Excavator）的更新版架构。在推土机架构时代，AMD的CPU和英伟达产品性能相去甚远，采用“价格战”的方式维持市占率，但在2017年Zen架构推出以前，AMD在客户端CPU市场份额仍在逐年下降。 Zen架构的推出，使得AMD的CPU性能大幅提升，正式与Intel同台竞技。Zen架构的研发始于2015年，2017年发布首款基于Zen1架构的锐龙一代处理器，采用格罗方德 14nm 工艺和更加主流的SMT多线程，CCX内有四个x86核心，每个核心都有独立的L1和L2缓存，单个模块共享8MB L3缓存，性能相较上一代产品提升40%。此后AMD稳扎稳打，连续推出后续更新版架构，每一代的产品IPC性能均提升很多。 表1：AMD CPU架构发展历程 Zen架构相较于上一代推土机架构的提升主要包括性能、吞吐能力、能效三个方面。性能方面，AMD通过增强分支预测，微指令缓存等方式，增强了指令调度窗口、指令分发宽度和执行资源能力，使得CPU的单线程性能大幅提升。吞吐能力方面，Zen架构采用高带宽、低延迟的缓存系统，单个核心缓存带宽最大提升5倍；使用AMD Hyper Transport总线技术用于内部核心互联，提升了互联速度。能效方面，Zen架构将制程从此前的 28nm 升级到 14nm ，大大降低功耗，并提升了CPU频率。 图8：AMD Zen1架构内核 Zen架构不断更新迭代，Chiplet成为设计的重要组成部分。Zen2架构开始，AMD采用Chiplet设计，使用小芯片作为CPU的处理器，每个小芯片都包含多个基于“Zen”的核心，其核心数从2-128不等，为消费者带来前所未有的可扩展性和灵活性。以Zen4架构的锐龙7000系列处理器为例，CPU内部含有两个CCD和一个IOD，最多可以支持16核心，其中CCD为Compute Die，用于计算； IOD为Input/Output Die，用于数据的输入和输出，CCD和IOD之间通过Infinity Fabric技术实现芯间的高速互联。通过不同的CCD和IOD