国产算力芯片技术路径与国产替代趋势研究

机构研报 行业研究 / 行业深度专题 申万: 半导体 寒武纪 (688256.SH) 海光信息 (688041.SH) 芯原股份 (688521.SH) 中芯国际 (00981.HK) 中芯国际 (688981.SH) 华虹半导体 (01347.HK) 长电科技 (600584.SH) 通富微电 (002156.SZ)
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📰 研报摘要

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摘要: 本报告深入探讨了AI算力芯片的两种核心路径(GPU与ASIC)及其演进趋势,分析了在出口管制背景下国产算力自主可控的必然性,并重点论述了产业重心从“单卡算力”向“系统集成能力(超节点)”转移的技术逻辑与商业价值。

行业主线:

  1. 技术路径对比:详细对比了GPGPU(通用性强、生态壁垒高)与ASIC(定制化程度高、能效比与成本优势明显)的架构差异,分析了英伟达、谷歌TPU及华为昇腾等产品的迭代历程。
  2. 国产替代趋势:受外部管制推动,国产AI芯片迎来黄金窗口期,预计到2028年本土供应商份额将提升至93%,市场规模将大幅增长。
  3. 超节点(Supernode)演进:超节点通过高速互联和内存统一编址突破“通信墙”,成为实现大规模模型训推、降低单位Token成本并提升ROI的核心计算单元。

关键变化与分歧:

  1. 重心转移:算力竞争由单芯片峰值算力竞争演变为系统级的集群能力竞争,板卡设计与机柜级系统集成(含液冷)的重要性凸显。
  2. 国产性能追赶:华为昇腾、寒武纪、海光信息等领先厂商的产品性能正逐步对标并部分超越英伟达A100,技术路线逐渐向GPGPU的通用灵活性靠拢。

受益方向与风险:

  1. 受益方向:国产AI芯片设计公司(GPU/ASIC)、高端先进封装与代工环节、超节点相关的核心板卡设计及先进液冷散热供应商。
  2. 核心风险:AI算力需求增长不及预期、国产芯片技术突破进度缓慢、中美贸易摩擦进一步加剧。