海外硬科技龙头复盘研究系列（十一）：计算机行业：英伟达成长启示录：保持远见、不断奔跑，用心打好逆风球

行业研究 东兴证券股份有限公司证券研究报告 2024年9月6日 行业报告 计算机 看好/维持 计算机行业：英伟达成长启示录：保持远见、不断奔跑，用心打好逆风球 分析师 刘蒙电话：010-66554034邮箱：liumeng-yjs@dxzq.net.cn 执业证书编号：S1480522090001 分析师 张永嘉电话：010-66554016邮箱：zhangyj-yjs@dxzq.net.cn 执业证书编号：S1480523070001 分析师 刘航电话：021-25102913邮箱：liuhang-yjs@dxzq.net.cn 执业证书编号：S1480522060001 分析师 石伟晶电话：021-25102907邮箱：shi_wj@dxzq.net.cn 执业证书编号：S1480518080001 ——海外硬科技龙头复盘研究系列（十一） 投资摘要： 英伟达的成长之路可以分为五个主要阶段，我们将五个成长阶段划分如下： 第一阶段为1993~1998年，是初创阶段。在这个阶段，英伟达通过紧密协同微软、做好DirectX兼容的方式，在市场站稳脚跟。同时，英伟达加大研发投入，硬件性能一定程度上处于领先地位； 第二阶段为1999~2006年，是加速发展阶段。在这个阶段,英伟达通过上市、并购等方式加速扩张。同时，英伟达调整战略方向，以研发为核心导向，加速研发进度，使其产品在性能上处于领先地位。通过资本增值与技术积累，英伟达实现快速增长； 第三阶段为2006~2015年，是关键积累阶段。在这个阶段,英伟达做出布局GPGPU，搭建CUDA平台的重要决策，为之后在加速计算领域实现突破、利用加密货币和人工智能实现飞速发展奠定关键基础。同时，英伟达继续加大研发投入，在高端显卡市场上处于领头地位； 第四阶段为2015~2021年，是高速上升阶段。在这个阶段,基于DNN深度学习的分析式人工智能，以及基于DNN的计算机视觉，自然语言处理技术带来的第一波AI革命，成就了这波从100亿美元到8000亿美元的高速增长。由于英伟达硬件的领先和CUDA平台的积淀，英伟达成功从这次“矿潮”中获得巨额利润，实现市值万亿的突破。同时，英伟达加速布局数据中心，为乘AI东风打下基础； 第五阶段为2022~2024年，是垄断发展阶段。在这个阶段,人工智能产业的快速发展带来了对加速计算的海量需求。AGI引爆第二波AI革命，带来了对数据中心业务的海量需求。得益于硬件性能和十多年的提前布局，英伟达的专业计算显卡成为AI训练的首选，英伟达成功成为人工智能产业潮的最大受益者之一，最终登上全球市值第一的宝座。 英伟达在成长中曾多次陷入严重困境，但均通过战略调整和技术创新等举措摆脱困境： 困境一：初代产品兼容性存在缺陷，销量远低于预期。英伟达调整技术路线，下一代产品完全兼容DirectX，同时加大营销力度，成功脱困。 困境二：显卡封装缺陷导致大规模故障，英伟达陷入“显卡门”事件。英伟达果断做出反应，一方面调拨资金进行维修、更换，另一方面推出改良型号，以期弥补过失。 困境三：进军移动市场遭遇重大失败。英伟达进行战略调整，退出移动市场。英伟达利用所积累经验，改变产品路线，着重提升处理器性能，适配高性能游戏机和自动驾驶，抓住新机遇。 困境四：供应链危机导致全球芯片短缺，英伟达面临断供风险。英伟达增加库存采购，同时进行产品多元化，在稳定市场信心的同时采取主动举措。 困境五：加密货币市场大幅衰退，GPU需求缩紧。英伟达转移业务重心，重押数据中心与自动驾驶，数据中心成为主要增长点与营收来源。 通过复盘英伟达的发展历程和在逆境中的举措，我们可以从中概括英伟达成功的两个关键因素：即（1）保持远见，对市场具备前瞻性的认识；（2）不断奔跑，坚持研发导向。 因素一：保持远见，对市场具备前瞻性的认识。英伟达的成立缘于创始人对3D游戏市场的前瞻性认识，而英伟达的成功则 P2东兴证券深度报告 计算机行业：英伟达成长启示录：保持远见、不断奔跑，用心打好逆风球 得益于2006年对加速计算领域的提前布局。2019年AI行业周期低谷，英伟达勒紧裤腰带收购Mellanox,为数据中心业务的起飞打下基础。英伟达近年来对智能驾驶、元宇宙的布局是其持续走在市场前沿的体现。 因素二：不断奔跑，坚持研发导向。英伟达一方面缩短研发周期，使得其产品性能领先竞争对手，另一方面重视研发投入，给予研发充足的资金，为其在人工智能等关键领域的技术领先奠定基础。作为科技企业，英伟达始终坚持以研发为导向，性能为王引领市场，掌握市场主动权。 投资建议： AGI产业发展提升全球算力需求，英伟达作为算力芯片龙头，凭借超前布局+构筑软硬件生态壁垒+持续布局新兴领域在算力芯片领域稳居龙头地位，在AI产业爆发期实现利润及估值双提升。AI产业方兴未艾，产业仍处于算力投入期，国内各领域也持续加大算力投入，叠加科技制裁限制向我国出口高性能计算芯片，看好国内算力产业链以及国产算力产业链的发展机遇。风险提示： 全球算力投入不及预期、算力芯片格局发生变化、科技制裁加剧影响全球产业链风险等。 P3 东兴证券深度报告 计算机行业：英伟达成长启示录：保持远见、不断奔跑，用心打好逆风球 目录 1.五阶段复盘英伟达成长之路5 1.1第一阶段（1993~1998年）：3D游戏市场潜力巨大，英伟达依靠“硬产品”与“软兼容”在图像处理芯片领域稳扎稳打10 1.2第二阶段（1999~2006）：上市后推出Gefoce256现象级单品，内生+外延方式不断巩固龙头地位12 1.3第三阶段（2006~2015）：押注加速运算，布局GPGPU，软硬件协调配合14 1.4第四阶段（2015~2022）：第一波基于DNN（深度神经网络）的分析式AI浪潮来临，算力需求快速增长，英伟达成为近万亿巨头16 1.5第五阶段（2023-2024）：人工智能超速发展，数据中心成为刚需，英伟达实现爆发式增长17 2.历史上的英伟达，如何走出困境期？18 2.1困境一：初代产品兼容性存在缺陷，销量远低于预期18 2.2困境二：显卡封装缺陷导致大规模故障，英伟达陷入“显卡门”事件19 2.3困境三：进军移动市场遭遇重大失败20 2.4困境四：供应链危机导致全球芯片短缺，英伟达面临断供风险21 2.5困境五：加密货币市场大幅波动，GPU需求有所萎缩21 3.英伟达成长启示：保持远见与持续奔跑，用心打好逆风球23 4.投资建议24 5.风险提示25 相关报告汇总26 插图目录 图1：英伟达2022-2024财年所有业务年收入构成占比（%）5 图2：NVIDIA数据中心所用芯片5 图3：GeForceRTX40系列显卡6 图4：NVIDIARTXGPU6 图5：DRIVEOrinSoC芯片6 图6：DRIVEHyperion架构6 图7：英伟达2008-2024年股价变化图7 图8：英伟达2008-2024年营收及同比（亿美元，%）7 图9：英伟达2008-2024年净利润及同比（亿美元，%）8 图10：英伟达发展历程9 图11：90年代任天堂3D游戏卡通形象10 图12：索尼、微软、任天堂在游戏市场三足鼎立10 图13：Nvidia第一代芯片NV111 图14：NVIDIA图形处理器RIVA12812 图15：2000年~2006年英伟达收入变化13 图16：英伟达1999-2003收购历程13 图17：ATI被收购后研发投入反超英伟达14 P4东兴证券深度报告 计算机行业：英伟达成长启示录：保持远见、不断奔跑，用心打好逆风球 图18：CUDA示意图14 图19：2007-2014英伟达主要产品梳理15 图20：英伟达全力发展AI领域16 图21：FY2022-FY2025Q1公司营业收入及同比（亿美元，%）17 图22：FY2022-FY2025Q1公司净利润及同比（亿美元，%）17 图23：FY2022-FY2025Q1数据中心营业收入及同比（亿美元，%）18 图24：上世纪90年代显卡市场份额19 图25：因显卡故障导致多重图像、纵横线条的现象19 图26：2007~2009年英伟达营业收入20 图27：2007~2009年英伟达营业利润20 图28：英伟达自动驾驶汽车平台21 图29：英伟达2018-2019财年存货周转天数22 图30：英伟达2019财年股价变化图22 图31：收购mallenox以后数据中心业务营收及占比（亿美元，%）22 2022-2025E全球AI芯片市场规模及同比增速23 2022年中国AI芯片市场份额（按出货量计算）23 表格目录 表1：20世纪90年代主要图形处理芯片厂家10 表2：NV1与Voodoo技术参数对比11 表3：RIVATNT与Voodoo2技术参数对比12 P5 东兴证券深度报告 计算机行业：英伟达成长启示录：保持远见、不断奔跑，用心打好逆风球 1.五阶段复盘英伟达成长之路 英伟达深耕算力芯片，共有四大业务板块：数据中心业务、游戏业务、专业可视化业务、汽车业务。 图1：英伟达2022-2024财年所有业务年收入构成占比（%） 资料来源：同花顺iFinD，东兴证券研究所 数据中心业务：借助基于GPU、DPU和CPU三种新一代架构构建的NVIDIA加速计算平台，重塑AI时代的数据中心。凭借涵盖性能、安全性、网络等领域的前沿技术，这些架构可以应对现代数据中心的各种挑战。英伟达数据中心服务器架构主要有HopperGPU、GraceCPU和BlueFieldDPU。根据半导体分析公司TechInsights的数据显示：2023年，Nvidia数据中心GPU出货量爆增至376万台，市场占比98%。 图2：NVIDIA数据中心所用芯片 资料来源：英伟达官网，东兴证券研究所 P6东兴证券深度报告 计算机行业：英伟达成长启示录：保持远见、不断奔跑，用心打好逆风球 游戏业务：英伟达提供用于PC端游戏的GeForceRTX和GeForceGTX系列显卡。基于AI深度学习的DLSS技术可以创建更多帧并提高图像质量。NVIDIAAdaLovelace架构能够模拟真实世界中的光线特性，借助GeForceRTX40系列显卡和第三代RTCore的强劲性能使游戏体验更加逼真。 图3：GeForceRTX40系列显卡图4：NVIDIARTXGPU 资料来源：英伟达官网，东兴证券研究所资料来源：英伟达官网，东兴证券研究所 专业可视化业务：作为全球出色的专业视觉计算平台，NVIDIARTXGPU一直在推动建筑和工业设计、高级特效以及复杂的科学可视化等方面的创新。数百万创意人员和技术用户均对NVIDIARTXGPU和NVIDIAQuadro专业解决方案信赖有加。借助适用于专业可视化和远程协作的NVIDIAEGX平台，设计师和工程师可以随时随地处理图形密集的工作负载。该解决方案将高端NVIDIAGPU、NVIDIA虚拟GPU软件和NVIDIAOmniverse协作平台相结合，可实现强大的视觉计算功能（包括虚拟工作站上的渲染、工程模拟和交互式图形）和远程协作。 汽车业务：英伟达的DRIVEOrinSoC芯片适用于智能汽车的中央计算平台。它能够为自动驾驶功能、置信度视图、数字仪表盘以及AI座舱提供强力支持。DRIVEHyperion架构将基于DRIVEOrin的AI计算与完整的传感器套件集成在一起，能够加速开发、测试和验证过程。 图5：DRIVEOrinSoC芯片图6：DRIVEHyperion架构 资料来源：英伟达官网，东兴证券研究所资料来源：英伟达官网，东兴证券研究所 AI革命持续深化，英伟达作为卖铲人持续受益。2012年末，深度神经网络——AlexNet在视觉图像识别大赛ImageNet中获得冠军。由于训练AlexNet模型的核心是英伟达的GPU及配套的CUDA平台，英伟达的 P7 东兴证券深度报告 计算机行业：英伟达成长启示录：保持远见、不断奔跑，用心打好逆风球 GPU被广泛认为是训练人工智能的最佳选择，英伟达的