英伟达GPU芯片市场需求持续强劲华为芯片为国内半导体企业树立信心
2023-09-11苏华欧阳倩倩
苏华 欧阳倩倩
AI对GPU的强劲需求,使得英伟达二季度业绩格外亮眼,不仅如此,有专家认为,未来一段时间内,市场对其GPU芯片的需求仍然强劲,英伟达增长态势还将持续很长一段时间。与此同时,随着Mate60Pro的发布,华为麒麟芯片也为国产半导体企业树立了信心。
华为之外,国内还有诸多半导体企业为突破美國的芯片封锁,实现芯片国产化替代而不懈努力。数据显示,今年上半年,A股已上市半导体公司中大多数企业均实现盈利,有数家企业收入规模已破百亿,利润突破十亿的企业也有不少。
尽管与英伟达等国外先进半导体企业相比,国内企业仍有很长的路要走,但两者之间的距离正在缩短。
“一个新的计算时代已经开始。全球公司正在从通用型向加速计算和生成型人工智能过渡。”在第二季度财报公布之际,英伟达创始人兼首席执行官黄仁勋这样描述他眼中的人工智能。
而人工智能也不负所望,帮助英伟达实现业绩暴涨。根据其披露的2024财年第二季度财报,英伟达实现营收135.07亿美元,同比增长101%,环比增长88%,创下历史新纪录;净利润为61.88亿美元,同比增长843%,环比增长203%。
对于业绩上涨,英伟达首席财务官科莱特·柯蕾丝(ColetteKress)在财报后的电话会上称:“主要是云服务、大型消费互联网公司对英伟达产品有巨大需求。在大语言模型发展浪潮下,谷歌、微软、甲骨文、亚马逊等大公司都在发展云业务,它们需要更强的计算能力,英伟达可以为它们提供服务。”
英伟达旗下业务主要分四部分,分别是数据中心、游戏、专业可视化、汽车,其中云服务和大型消费互联网公司隶属于数据中心,在二季度财报中,其最赚钱的业务便是数据中心业务,据披露,该业务实现营收103.2亿美元,创下公司历史纪录,同比增长171%,环比增长141%。
英伟达的数据中心业务专注于加速超大规模计算、云服务、企业、公共部门和边缘数据中心的计算密集型工作负载,例如人工智能、数据分析、图形和科学计算等。借助于GPU(图形处理器)和人工智能,英伟达已经成为全球领先的人工智能科技公司。
GPU是主要用于个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上做图像和图形相关运算工作的微处理器。随着去年11月ChatGPT的上线拉响了人工智能竞赛,谷歌、亚马逊、微软云等全球主要云提供商都在采购英伟达的GPU,使得其GPU芯片已经出现供不应求的状况。根据《金融时报》近日报道,英伟达预计其最新的H100GPU今年在全球的销量将达到55万块。
天使投资人、资深人工智能专家郭涛表示,在大模型热潮持续和游戏市场逐步复苏的大背景下,市场对GPU芯片的需求强劲。英伟达作为高端GPU芯片的龙头公司,在人工智能、深度学习、虚拟现实等领域处于领先地位,其二季度业绩表现出强劲的增长态势。随着全球数字化转型的加速,数据中心和AI市场的需求持续增长,预计这一强劲增长态势还将持续很长一段时间。
郭涛还表示,英伟达的领先之处主要体现在计算架构创新、全面的软件库和工具、强大的生态系统等方面。英伟达的GPU采用了独特的计算架构,能够高效地执行深度学习和人工智能任务。英伟达提供了全面的软件库和工具,如cuDNN、NCCL等,这些软件库和工具能够进一步加速深度学习算法的运行,提高计算性能。此外,英伟达还建立了一个强大的生态系统,包括硬件合作伙伴、软件开发者、云服务提供商等,推动了各领域的创新发展。
展望三季度营收,有行业分析师认为,英伟达第二财季业绩的大幅增长,与第一财季的表现一样,表明英伟达数据中心业务的需求持续强劲,而第三财季的指引比市场预期高出29%,而随着数据中心贡献的增加,毛利率可能会继续上升。
英伟达业绩暴涨给半导体行业带来的热潮尚未褪去,华为Mate60Pro的发布再次将外界对于半导体的期待值拉满。特别是麒麟芯片的再度“面世”,极大地振奋了国内半导体企业,让国内半导体企业重燃信心。麒麟芯片被打上“中国芯”的标签,而Mate60Pro也被网友戏称为“争气机”。
早在2009年,华为就开启对麒麟芯片的研究,虽然经历了海思K3V2、麒麟920等的多次迭代,到2019年美国对华为制裁时,其旗下麒麟9905G芯片已经有了领先世界的先兆,该芯片采用了7nm+EUV工艺,彼时7nm芯片刚刚进入量产,苹果、高通都是7nm芯片的主力公司。
经过三年多的打压后,麒麟芯片荣耀归来,其目前的麒麟9000S仍采用7nm工艺,不过从设计到制作已国产化。
华为之外,国内还有不少半导体企业默默奋斗在芯片国产化一线。天眼查数据显示,在信息传输、软件和信息技术服务行业,目前从事半导体业务的存续企业有19267家。根据iFinD数据显示,A股市场就有146家半导体类公司。今年上半年,146家上市公司中,有六成左右的公司都实现盈利,闻泰科技、中芯国际和长电科技的营收均超百亿,净利润超过10亿元的就有6家(见附表)。
数据来源:iFinD
根据iFinD数据显示,今年上半年,闻泰科技在A股市场半导体企业中的营收最高,达到了292.06亿元,同比增加2.49%;实现净利润12.55亿元,同比增加7.2%。其中,其半导体业务实现营收76.39亿元,净利润13.88亿元,业务毛利率为41.3%。
安世半导体是闻泰科技半导体业务承载平台,该公司是全球领先的分立与功率芯片IDM龙头厂商,是全球龙头的汽车半导体公司之一。根据芯谋研究《中国功率分立器件市场年度报告2023》,安世半导体位列全球第5大功率分立器件公司,并稳居国内第一。
中芯国际的营收虽然略低于闻泰科技,但其净利润却比之更高,稳坐A股半导体行业头把交椅。根据招股书,2023年上半年,中芯国際实现营业总收入213.18亿元,实现净利润36.76亿元。
中芯国际是世界领先的集成电路晶圆代工企业之一,也是中国大陆集成电路制造业领导者,拥有领先的工艺制造能力、产能优势、服务配套,向全球客户提供0.35微米到FinFET不同技术节点的晶圆代工与技术服务。根据全球各纯晶圆代工企业最新公布的2022年销售额情况排名,中芯国际位居全球第四位,在中国大陆企业中排名第一。
面对美国的打压封锁,我国芯片企业披荆斩棘,在国产替代的路上奋勇前行,那目前处于一个什么样的阶段呢?
郭涛表示,近几年来,在国家大力扶持国产化替代的大背景下,壁仞科技、海思半导体等众多芯片企业,在一些核心技术方面取得新突破。在技术与产能上与国际头部企业的差距逐渐缩小,能够满足一些中低端应用的需求,如在智能客服、智能家居、工业互联网、智能医疗等领域实现了商业化应用,但在高端应用方面,国产AI芯片企业还需要进一步的技术创新和提升。
目前,英伟达投放于人工智能领域的GPU芯片主要是A100、H100两类,均由台积电代工。ChatGPT就是英伟达旗下A100提供算力支持。微软高管曾透露,为ChatGPT提供算力支持的AI超级计算机,是微软在2019年投资10亿美元建造一台大型顶尖超级计算机,配备了数万个英伟达A100GPU,还配备了60多个数据中心,总共部署了几十万个英伟达GPU辅助。
据了解,相较于前任A100,H100单卡在推理速度上提升3.5倍,在训练速度上提升2.3倍;如果用服务器集群运算的方式,训练速度更是能提高到9倍,原本一个星期的工作量,现在只需要20个小时。也就是说,H100更加先进和成熟。
但受美国打压政策影响,英伟达的上述两类芯片均不能向我国出售,虽然后来推出了面向中国市场的H800和A800型号版芯片,但性能却大打折扣。据媒体报道,H800的芯片间数据传输速度是H100的一半;A800则由A100的600GB/S降至400GB/S。
那么,此次华为麒麟芯片的发布,是否意味着中国版GPU已经可以与A100、H100相提并论?
受光刻机影响,国内的GPU芯片与国际先进水平仍然存在差距。郭涛表示,目前国内的光刻机技术已经取得了一定的进展,90nm已经取得突破,28nm精度的光刻机也得到技术验证,市场占有率在不断提高,但与荷兰阿斯麦(全球最大的光刻机制造商之一)先进的EUV相比还存在一定差距。“国内的GPU芯片在近年取得一定进展,一些国内公司如景嘉微电子和芯动科技已经成功研发出自主产权的GPU芯片,并且已经开始在各自的领域内得到应用。然而,这些GPU芯片在技术和性能上与国际先进水平仍存在一定的差距。”
郭涛认为,麒麟9000S芯片运用了自主设计的CPU和GPU架构,在CPU方面采用了自主设计的架构和先进的制造工艺,具有高性能、低功耗、安全可靠等特点,已经达到了世界领先水平。但在GPU方面,麒麟芯片目前使用的还是ARM的Mali系列GPU(Mali-G78GPU),与英伟达、高通、苹果等公司的GPU相比还有一定的差距。
全球著名半导体观察机构Techinsights副主席哈彻生在接受央视记者采访时表示,华为在开发自己的芯片方面,取得了重要的成就,麒麟9000S是一款非常先进的芯片,它虽然没有最先进的芯片那么先进,但与之相比,差距在2-2.5节点范围内。
北京邮电大学教授、中国信息经济学会常务副理事长吕廷杰表示,2-2.5节点意味着跟先进制程的5G芯片比,还有3-5年的差距。不过这里的3-5年是按照西方国家技术进步速度来判断的,按照中国的速度往往是有超越的。
但也有不少人认为,当下的华为芯片已经达到英伟达芯片的水准。科大讯飞创始人王小川在接受采访时表示,华为的GPU芯片算力已经接近甚至达到了英伟达芯片的水平,而且在某些应用上还能够对标英伟达。
但不论如何,华为麒麟9000S芯片的发布,都是国产芯片向前迈进的一大步,这也意味着国产GPU芯片前景可期。(本文提及个股仅做分析,不做投资建议。)