半导体行业深度报告：AI算力芯片——AI时代的引擎

电子设备 2025-04-03 邹臣中原证券郭小欧

大模型持续迭代，推动全球算力需求高速成长：ChatGPT热潮引发全球科技企业加速布局AI大模型，如谷歌、Meta、百度、阿里巴巴、华为、DeepSeek等相继推出大模型产品并持续迭代升级。GPT-4.5带来更自然的交互体验，OpenAI o3进一步提升复杂推理能力。大模型持续迭代推动算力需求高速成长，预计全球算力规模将从2023年的1397 EFLOPS增长至2030年的16 ZFLOPS，复合增速达50%。
AI算力芯片是算力的基石：AI服务器是支撑生成式AI应用的核心基础设施，AI算力芯片为AI服务器提供算力的底层支撑。AI算力芯片具备强大的并行计算能力，占AI服务器成本主要部分。AI算力芯片作为“AI时代的引擎”，有望畅享AI算力需求爆发浪潮。

AI算力芯片应用场景及主流芯片：AI算力芯片按应用场景可分为云端、边缘端、终端AI算力芯片，当前以GPU为主流。GPU与CPU在内部架构上有显著差异，决定了它们各自的优势领域。GPU架构对性能影响至关重要，多GPU互连成为行业发展趋势。
英伟达主导全球GPU市场，GPU生态体系建立极高的行业壁垒：GPU生态体系主要由底层硬件、中间层API接口、算法库、开发工具等，上层应用构成。英伟达CUDA生态几乎占据通用计算GPU领域的全部市场，建立极高的行业壁垒。
云厂商等大厂自研芯片趋势明显，推动定制ASIC芯片市场高速成长：AI ASIC是一种专为人工智能应用设计的定制集成电路，具有高性能、低功耗、定制化、低成本等特点。云厂商等大厂自研芯片趋势明显，推动数据中心定制ASIC芯片市场高速成长，预计增速快于通用AI算力芯片。
美国不断加大对高端AI算力芯片出口管制，国产厂商迎来黄金发展期：美国对高端GPU供应限制不断趋严，国产AI算力芯片厂商迎来黄金发展机遇，但国产厂商在硬件性能上与全球领先水平仍有一定的差距。

DeepSeek技术创新提升AI算力芯片效率：DeepSeek通过技术创新实现大模型训练及推理极高性价比，采用混合专家（MoE）架构、多头潜在注意力机制（MLA）、FP8混合精度训练技术、多Token预测（MTP）及蒸馏技术等。
DeepSeek-V3性能对标GPT-4o，DeepSeek-R1性能对标OpenAI o1：DeepSeek-V3在性能上对标OpenAIGPT-4o模型，DeepSeek-R1性能对标OpenAI o1，并且DeepSeek模型成本优势巨大。
DeepSeek-R1通过模型蒸馏技术推动AI应用加速落地：DeepSeek-R1通过冷启动与多阶段训练显著提升模型的推理能力，模型蒸馏技术使小模型也具有强大的推理能力及低成本。
DeepSeek有望推动推理需求加速释放，国产AI算力芯片或持续提升市场份额：DeepSeek-R1实现模型推理极高性价比，将助力AI应用大规模落地，有望推动推理需求加速释放，用于推理的AI算力芯片国产替代空间更为广阔。
国产算力生态链全面适配DeepSeek，国产AI算力芯片厂商有望加速发展：DeepSeek大模型得到全球众多科技厂商的认可，国内AI算力芯片厂商、CPU厂商、操作系统厂商、AI服务器及一体机厂商、云计算及IDC厂商等国产算力生态链全面适配DeepSeek。