高层定调支持,叠加ChatGPT爆火,盘点背后相关芯片产业链
今日,半导体板块走强,中微公司(688012.SH)、北方华创(002371)(002371.SZ)、长川科技(300604)(300604.SZ)、通富微电(002156)(002156.SZ)、盈方微(000670)(000670.SZ)、富满微(300671)(300671.SZ)、思特威(688213.SH)、中颖电子(300327)(308327.SZ)等纷纷走高。
1、高层定调支持,或出台新一轮重大产业扶持政策
3月2日,国务院副总理刘鹤在北京调研集成电路企业发展并主持召开座谈会。刘鹤强调,发展集成电路产业必须发挥新型举国体制优势,用好政府和市场两方面力量。相关表述引发市场热议,有分析人士认为这或许意味着将有新一轮重大产业扶持政策的出炉。
刘鹤强调,发展集成电路产业必须发挥新型举国体制优势,用好政府和市场两方面力量。政府要制定符合国情和新形势的集成电路产业政策,设定务实的发展目标和发展思路,帮助企业协调和解决困难,在市场失灵的领域发挥好组织作用,引导长期投资,对国内人才给予一视同仁的优惠政策,对外籍专家给予真正的国民待遇,帮助企业加快引进和培养人才。
2、ChatGPT的火爆促进半导体行业需求回暖
近期市场消息显示,台积电5nm需求突然大增,第二季度产能利用率或将满载。半导体供应链业内人士透露,台积电急单来自英伟达、AMD与苹果的AI、数据中心平台,ChatGPT的爆火让客户拉货动能上升。
官方表示,ChatGPT的“Chat”指聊天,就是它的展现形式;“GPT”则代表Generative Pre-trained Transformer(生成型预训练变换模型),即支撑它运行的预训练模型。
总体而言,ChatGPT是一种基于大规模语言模型的超智能对话AI产品,无论是讨论当下互联网这种最新的内容创作方式AIGC(AI Generated ContentAI生产内容),还是爆火的ChatGPT,其本质都是在探讨其背后的AI产业链。
1)AI芯片:GPU、FPGA、ASIC将受益
人工智能三大要素分别是数据、算法、算力。基于OpenAI的第三代大模型GPT-3升级而来的ChatGPT,其而算力的最终来源也就是芯片,ChatGPT的爆火代表着AI芯片技术的新一轮突破。公开资料显示,AI算力芯片泛指加速AI类应用,主要分为GPU、FPGA、ASIC。
GPU
由于CPU的算力很有限,且处理并行操作比较吃力,因此一般将CPU搭配加速芯片使用。在AI时代的云端训练芯片中,GPU占据较大的份额,被视为AI时代的算力核心。在GPU市场格局上,英伟达、AMD、英特尔三家的营收几乎垄断整个GPU行业。
虽然头部企业在此番占据先发优势,但市场上还有很多企业在迎头赶上,如谷歌的张量处理器TPU、百度的昆仑系列、华为海思的昇腾系列、阿里巴巴平头哥的含光800等。
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FPGA
FPGA(Field Programmable Gate Array)又称现场可编程门阵列,是指一种通过软件手段更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元,完成既定设计功能的数字集成电路。
FPGA芯片在实时性(数据信号处理速度快)、灵活性等方面优势明显,还可以编程、并行计算,在深度学习领域占据不可替代地位。相比于CPU/GPU/ASIC,FPGA具有更高的速度和极低的计算能耗,常被用作专用芯片的小批量替代品。在AI模型构建时,FPGA要实现深度学习功能,需要与CPU结合,共同应用于深度学习模型,同样可以实现庞大的算力需求。
从市场格局看,全球FPGA芯片市场中,赛灵思和英特尔两家企业占据了市场大部分的份额,由于FPGA芯片拥有较高的技术和资金壁垒,我国企业在该领域上差距较大。近年来,我国领先企业也在FPGA芯片芯片上实现了部分技术突破。如去年8月,京微齐力发布首颗国产22nm的FPGA芯片并成功量产。
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ASIC
ASIC(Application Specific Integrated Circuit),即专用集成电路,其计算能力和计算效率可根据用户特定需求进行定制,广泛应用于人工智能设备、虚拟货币挖矿设备、耗材打印设备、军事国防设备等智慧终端。
ASIC芯片可根据终端功能不同分为TPU芯片、DPU芯片和NPU芯片等。其中,TPU(Tensor Processing Unit)为张量处理器,专用于机器学习。DPU(Data Processing Unit),可为数据中心等计算场景提供引擎。NPU(Neural-network Processing Unit)是神经网络处理器,在电路层模拟人类神经元和突触,并用深度学习指令集直接处理大规模电子神经元和突触数据。
目前,国外谷歌、英特尔、英伟达等科技巨头相继发布了TPU、DPU等ASIC芯片,国内大厂也开始瞄准这一市场迅速发力,比如寒武纪就推出了一系列ASIC加速芯片,华为也设计了昇腾310和昇腾910系列ASIC芯片。
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2)HBM/Chiplet有望受益
总体来看,在AIGC(AI Generated Content,AI生产内容)推动下,AI产业化由软件向硬件切换,半导体+AI生态逐渐清晰,AI芯片产品将实现大规模落地。硬件端核心包括AI芯片/GPU/CPU/FPGA/AISoC等,而在AI芯片中,算力及信息传输速率成为关键技术,芯片性能及成本的平衡也带动周边生态,包括HBM/Chiplet等产业链受益。
新型存储HBM
公开资料显示,AI对话程序在执行计算期间需要大容量、高速的存储支持,业界预计AI芯片发展也将会进一步扩大高性能存储芯片需求。三星电子就表示,为GPU和人工智能加速器提供数据的高性能高带宽内存(HBM)的需求将会扩大。从长远来看,随着AI聊天机器人服务的扩展,对用于CPU的128GB 或更大容量的高性能 HBM 和高容量服务器 DRAM 的需求预计会增加。
近日,韩媒报道2023年开年后三星、SK海力士两家存储大厂HBM订单快速增加,价格也水涨船高,市场人士透露近期HBM3规格DRAM价格上涨5倍。
Chiplet
Chiplet技术也不可忽视,其是布局先进制程、加速算力升级的关键技术。Chiplet异构技术不仅可以突破先进制程的封锁,并且可以大幅提升大型芯片的良率、降低设计的复杂程度和设计成本、降低芯片制造成本。
目前,Chiplet已广泛应用于服务器芯片。AMD是Chiplet服务器芯片的引领者,其基于Chiplet的第一代AMDEPYC处理器中,装载8个“Zen”CPU核,2个DDR4内存通道和32个PCIe通道。2022年AMD正式发布第四代EPYC处理器,拥有高达96颗5nm的Zen4核心,并使用新一代的Chiplet工艺,结合5nm和6nm工艺来降低成本。
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