(报告出品方/作者:华西证券,刘泽晶)
国产芯片之光——华为海思
海思是全球领先的Fabless半导体与器件设计公司。公司前身为华为集成电路设计中心,1991年启动集成电路设计及研发业务,为汇聚 行业人才、发挥产业集成优势,2004年华为将海思注册全资子公司,提供海思芯片对外销售及服务。海思产品覆盖智慧视觉、智慧IoT、 智慧媒体、智慧出行、显示交互、手机终端、数据中心及光收发器等多个领域。
产品服务辐射全球,持续研发专利丰厚。海思在中国、新加坡、韩国、日本、欧洲等地设有12个办事处和研发中心,产品和服务遍布 全球100多个国家和地区。海思有着20余年的技术积累,目前拥有200+自主知识产权的芯片,8,000+专利。
国产芯片发家史,从手机端到AI算力
手机芯片不断革新(2009年-2012年):2009年,华为海思推出了第一款面向公开市场的手机终端处理器K3V1,此后又于2012年推 出K3V2处理器并搭载在定位旗舰的Mate 1、P6等机型上。虽然K3V2功耗高,兼容性差,但为后续型号革新奠定基础;
麒麟芯片横空出世(2013年-2017年): 2013年底,华为海思推出了第一款SoC芯片麒麟910。随着麒麟芯片不断演进,2017年麒麟 系列芯片已经发展到麒麟970,并用在P20等华为旗舰机型上,这是首次在SoC中集成了AI计算平台NPU,开创端侧AI行业先河;
昇腾+鲲鹏打造AI算力生态(2018年-至今):2018年华为海思发布昇腾310,并在2018年发布昇腾910:采用“达芬奇架构”,实现 低功耗到大算力场景的全覆盖。2019年亦发布业界性能最高的ARM架构服务器芯片--鲲鹏920。
鲲鹏CPU:硬件开放、软件开源、使能伙伴、发展人才
鲲鹏包括服务器和PC机芯片: 芯片端——鲲鹏920面向数据中心,主打低功耗强性能。鲲鹏处理器是华为自主研发的基于ARM架构的企业级系列处理器产品,包含 “算、存、传、管、智”五个产品系统体系。规格方面,鲲鹏920可以支持64个内核,主频可达2.6GHz,集成8通道DDR4,集成 100G RoCE以太网卡。与此同时,鲲鹏920支持PCIe4.0及CCIX接口,可提供640Gbps总带宽。根据华为云官微,华为表示鲲鹏920大 部分性能提升来自优化的分支预测算法和增加的OP单元数量,以及改进的内存子系统架构。服务器端——打造TaiShan服务器,实现高效能计算。华为还推出基于鲲鹏920的三款ARM TaiShan200 服务器,新服务器专为高性 能、高效率场景而设计,主要应用于大数据、分布式存储、ARM原生应用等场景。 构建自主生态,打造国产算力。目前,华为正基于“硬件开放、软件开源、使能伙伴、发展人才”的策略推动鲲鹏计算产业的发展。
19年:万亿市场呈待挖掘,华为鲲鹏应运而生
鲲鹏全栈开放,致力打造国产算力生态。鲲鹏计算产业是基于Kunpeng处理器构建的全栈IT基础设施、行业应用及服务,包括PC、服务器、 存储、操作系统、中间件、虚拟化、数据库、云服务、行业应用以及咨询管理服务等。华为聚焦于发展Kunpeng处理器的核心能力,通过 战略性、长周期的研发投入,吸纳全球计算产业的优秀人才和先进技术,构筑Kunpeng处理器的业界领先地位,为产业提供绿色节能、安 全可靠、极致性能的算力底座。 分三阶段构建全行业、全场景鲲鹏计算产业体系。完成鲲鹏计算产业从关键行业试点到全行业、全场景产业链建设目标需分为三个阶段: 第一阶段:通过在政务、电信、金融和互联网等行业选取典型场景进行产业使能、孵化和试点,通过试点建立产业上下游厂家和用户信 心。 第二阶段:面向政务、电信、互联网、广电、金融证券、电力、能源、交通等行业全面打通产业体系,为行业数字化业务创新提供基础。 第三阶段:面向全行业、全场景,打通产业链,构筑基于Kunpeng处理器的产业体系。
20-21年: 持续加码国产软硬件,鲲鹏+昇腾构筑最强生态
昇腾方面——发布最强算力Atlas。基于昇腾910和310 AI处理器,华为推出了全球最快的AI训练集群Atlas 900、AI训练服务器Atlas 800、 智能小站Atlas 500、AI推理与训练卡Atlas 300和AI加速模块Atlas 200,完成了Atlas全系列产品布局,覆盖云、边、端全场景,面向训练 和推理提供强劲算力。基于统一的达芬奇架构和全场景AI计算框架,可实现云边端协同,加速全行业的智能化再造。
鲲鹏方面——持续完善鲲鹏生态。2020年,华为宣布开源数据库openGauss,openGauss为全球首款基于鲲鹏的企业级数据库,可覆盖 企业70%以上的数据库业务场景。同时也是全球首款AI-Native数据库,具备AI-Native自调优能力,调优效果比DBA(数据库管理员)提 升85%。2021年4月,鲲鹏社区正式上线,覆盖鲲鹏全栈产业开发者。
软硬件联手共建生态:开发者社区
沃土计划2.0全面升级,计划五年发展500万开发者。根据华为官网新闻,2015年首届华为开发者大会宣布沃土1.0计划;2019年华为全联 接大会上,发布最新沃土计划2.0,宣布未来5年投入15亿美金,将从产品(基于鲲鹏+昇腾计算处理器)、赋能、联盟、社区(按行业建 设应用生态,按区域建设产业生态)、激励等5大方面升级,计划五年内在全球发展500万开发者。2020年3月华为开发者大会2020 (Cloud)上,华为宣布沃土计划2.0的进一步举措,为开发者打造了1个云上开发平台+1套开发工具+1个开发者社区。
华为开发者社区:一站式知识共享平台。华为推出的“开发者社区”平台,包含众多与开发者直接相关的Offering,提供从了解、学习、 开发、测试、认证、发布到商业化的端到端技术支持。据华为2022年年报,鲲鹏已有4,200多家合作伙伴、190万名开发者、12,000多个 解决方案通过鲲鹏兼容性测试认证。昇腾已发展超120万开发者,社区开源贡献者超过8,700人,与1,000多家ISV联合推出2,000多个行业 AI解决方案。
22年: 行业信创延展元年,华为有望优先受益
信创“专项激励”政策持续落地,向区县下沉 。2022 年 11 月,金华市发布《支持信息技术应用产业发展的若干政策意见》,提出“在充 分竞争的前提下,鼓励在政府采购中积极采购信息技术应用企业所开发的产品”。我国地方性信创专项激励政策陆续出台,目前已有广州、 天津、黄陂、苏州、太原等地发布相关政策,将促进党政和行业信创规划持续落地。
信创招投标持续加速。2022年12月,建设银行发布《国产芯片服务器采购项目》中标公示: 飞腾芯片服务器 7411.07 万元,鲲鹏芯片服务 器 36425.06 万元、海光芯片服务器 15847.07 万元。2022 年 11 月,建设银行发布《国产操作系统软件》中标公示。麒麟软件 9900 万中 标。2022 年以来,运营商,银行等行业招标结果陆续公布,国产化占比持续提升,信创订单加速放量。
23年: 再三强调,大模型背景下算力势必迎来爆发
ChatGPT开启算力军备赛: 我们已经在《ChatGPT: 百度文心一言畅想》中证明数据、平台、算力是打造大模型生态的必备基础,且算力是 训练大模型的底层动力源泉,一个优秀的算力底座在大模型(AI算法)的训练和推理具备效率优势;同时,我们在《ChatGPT打响AI算力 “军备战”》中证明算力是AI技术角逐“入场券”,其中AI服务器、AI芯片等为核心产品;此外,我们还在《ChatGPT , 英伟达DGX引 爆 AI “核聚变”》中证明以英伟达为代表的科技公司正在快速补足全球AI算力需求,为大模型增添必备“燃料”。
大模型参数呈现指数规模,引爆海量算力需求: 根据财联社和OpenAI数据,ChatGPT浪潮下算力缺口巨大,根据OpenAI数据,模型计算 量增长速度远超人工智能硬件算力增长速度,存在万倍差距。运算规模的增长,带动了对AI训练芯片单点算力提升的需求,并对数据传 输速度提出了更高的要求。根据智东西数据,过去五年,大模型发展呈现指数级别,部分大模型已达万亿级别,因此对算力需求也随之 攀升。