算力芯片行业深度研究报告：算力革命叠浪起国产GPU奋楫笃行

证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）121oGPU并行计算能力适用于AI训推需求，大模型发展催化GPU需求。GPU不仅仅负责图形处理，也能执行通用计算任务。其核心由大量简单的计算单元构成，这些单元被组织成强大的计算阵列，能够同时对海量数据执行相同的简单操作，因此相比CPU更擅长处理并行计算任务。当前主流的AI计算加速芯片主要有四种技术架构，相较于ASIC和FPGA，GPU在通用计算性能和开发友好性上更具优势，也比仍处探索阶段的NPU更为成熟，因而成为大模型训练和推理的主力。近年来，人工智能取得突破性进展，多模态大模型不断涌现。大语言模型的进化遵循ScalingLaw法则，其能力提升高度依赖海量算力供给。未来，随着AI大模型向多模态、强推理、数据合成等方向演进，算力将继续作为核心驱动力，推动模型能力不断突破，加速AI应用的广泛落地。o海外巨头持续加码AI投入，英伟达占据全球主导地位。大模型在应用端的表现持续取得显著进步，正逐步深入渗透日常生活和工作场景，活跃用户数量不断攀升，token调用量保持高速增长。据谷歌业绩说明会，2025年其月度Tokens调用量从5月的480万亿大幅上升至7月的980万亿，并于10月爆发式增长至1300万亿，其提升节奏与谷歌Gemini2.5、NonaBanana等产品的更新步调保持一致。从谷歌AI相关业务表现来看，大模型用户正在向付费用户转化，有望实现AI投入的商业闭环。因此，北美科技巨头纷纷加码AI相关投入。此外，自2025年以来，包括英伟达、微软、OpenAI、Oracle在内的北美AI领域巨头已陆续签订投资与战略合作协议，进一步坚定对AI的投资信心。在数据中心GPU市场，英伟达一家独大且保持高速增长。其GPU产品在AI智算性能上持续革新，GB200的训练性能达H100的4倍，推理性能为H100的30倍，并进一步推出专为扩展推理与AI推理任务设计的GB300。此外，CUDA编程工具大幅降低了开发门槛，进一步巩固了英伟达在AI智算领域的竞争壁o美国扩大高端GPU出口限制，国产奋起力争自主可控。2023-2025年，美国多次修订出口规则扩大管制范围。由于GPU是国内人工智能发展的基础，相关政策持续加码支持国产算力行业发展。当前，寒武纪、海光信息、摩尔线程、沐曦股份等国内厂商推出多款AI智算芯片产品，并逐步追赶国际领先标准。从各公司创始团队及核心成员来源来看，寒武纪核心创始成员均来自中科院计算所，海光信息核心高管大部分来自中科曙光，摩尔线程创始成员来自英伟达，沐曦股份创始成员多数来自超威半导体，决定了其技术底蕴及技术基础。从产品路线及收入规模来看，海光信息CPU产品贡献主要营收，信创CPU产品带动整体收入实现较快起量；寒武纪深耕AI智能芯片，收入放量强依赖于互联网客户验证及部署进程，因此收入在25年实现爆发式成长。摩尔线程和沐曦股份均提供通用GPU产品，但由于摩尔线程和沐曦成立时间较短，目前仍处于商业化落地前期，收入规模相对较小。盈利能力方面，由于GPU行业在爬坡早期毛利规模无法覆盖高额研发支出，因此早期通常处于亏损状态。海光信息2021年实现全年转盈，寒武纪于2024Q4实现单季度转盈，摩尔线程和沐曦目前仍未实现盈利，据招股说明书，摩尔线程预计最早于2027年实现合并报表盈利，沐曦股份预计最早2026年实现盈利。o行业投资评级与投资策略：目前AI投入产出已实现闭环，有望进一步致使海外大厂加码AI相关投资。近年美国多次修订出口规则扩大管制范围，GPU是国内人工智能发展的基础，国产算力芯片自主可控迫在眉睫。当前，国内多家GPU厂商陆续推出AI智算芯片产品，并逐步追赶国际领先标准。建议关注：（1）算力芯片设计：寒武纪、海光信息、摩尔线程、沐曦股份等（2）算力芯片代工：中芯国际、华虹公司/华虹半导体等。o风险提示:下游需求不及预期、国产替代进展不及预期、代工供应风险证券分析师：岳阳证券分析师：吴鑫证券分析师：岳阳证券分析师：吴鑫联系人：卢依雯行业基本数据相对指数表现2024-12-23~2025-12-2351%30%8%-13%24/1225/0325/0525/0725/1025/12——电子沪深300相关研究报告《电子行业深度研究报告：3C、消费、高端制造《半导体存储行业深度研究报告：企业级需求高报告提出了大模型发展基于“ScalingLaw”法则，多模态、强推理演进的背后是算力规模的刚性扩张。通过谷歌Tokens调用量的高频数据，展示了AI应用落地与算力消耗已形成可量化、可闭环的商业链路，为“算力即生产资料”提供了依据。其次，报告精准刻画了目前GPU行业的市场格局。以微软、Oracle为代表的云与算力巨头持续与英伟达签订大规模采购与战略合作，这不仅是对其GPU产品路线的直接背书，更反映出在模型持续迭代、算力即资源的竞争环境下，主流技术路径正加速向其聚合，从而强化了GPU在AI基础设施中的核心地最后对国产替代路径进行分析。面对美国出口管制，报告系统梳理了寒武纪、海光信息、摩尔线程、沐曦股份等厂商的布局和进展，并从“技术渊源-产品路线-商业化节奏-盈利爬坡”四个维度进行横向对比。例如指出海光借力信创CPU实现规模盈利，寒武纪依赖大客户验证在特定时点爆发，而摩尔线程与沐曦仍处商业落地前期。大模型的持续演进与AI应用的加速落地，正遵循“ScalingLaw”对算力产生确定且不断增长的刚性需求，这使得以GPU为核心的AI硬件成为支撑产业发展的基础设施，具备长期投资价值。在这一全球性的产业浪潮中，英伟达凭借其顶尖的GPU硬件性能与深厚稳固的CUDA软件生态，构建了难以撼动的市场壁垒，与主要云厂商的战略合作进一步巩固了其“卖铲人”的霸主地位。与此同时，美国持续升级的高端GPU出口管制，从外部加速了国产算力自主可控的紧迫性，为国内GPU芯片厂商创造了明确且广阔的市场窗口。以寒武纪、海光信息、摩尔线程、沐曦股份为代表的国内企业，正依托差异化的技术路径与快速迭代的产品，逐步切入从训练到推理的各类算力场景。建议关注1）算力芯片设计：寒武纪、海光信息、摩尔线程、沐曦股份等（2）算力芯片代工：中芯国际、华虹公司/华虹半导体等。证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号 6（一）GPU擅长并行计算，适用于AI计算加速 6 7（三）ScalingLaw依旧成立，大模型的发展需要GPU提供 9 （一）AI投入产出实现闭环，海外巨头坚定AI投资信心 （二）英伟达占据全球主导地位，硬件与CUDA生态共 19 （三）GPU供应商主攻路线各有差异，沐曦/摩尔线程指引 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号 6 6 6 7 8 8 8 9 21 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号端中负责图像和图形运算的处理器芯片。因其具有出色的数学计算能力，一些学将其用于粒子模拟、电路仿真、计算生物学等诸多目的。后来，这些被用于通用计算目能打通主机端和设备端的CUDA架构之后，所有的GPU都能够转化为GPGPU，为设备进行各种复杂计算提供算力支撑。并非独立工作，而是被组织成强大的计算阵列，能够同时对海量数据执行相同的简单操作，从而实现减少计算机运行多个程序所需的时间。正是成为了驱动现代及未来尖端科技发展的核心引擎。以机器学习(ML)和人工智能(AI)务，训练时间因此从数月缩短至数天。在服务器成本中，GPU占据核心部分。从成本占比看，以英伟达DGXH100为例，放缓的当下，GPU加速计算优势凸显，8GPU+4NVSwitch基板,72.62%证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号构架角度，AI计算加速芯片可分为GPU、FPGVerilog/VHDL等硬件描模型训练模型推理模型推理模型训练模型推理券光刻机和检测设备最为重要，仅有个别厂商能够生产高水平光刻机。以极紫外（EUV）制造设备的供给。“一超多强”的多元化态势。行业领导者英伟达以CUDA生态构筑了极高壁垒，试的过程。设计商设计的高端GPU芯片需证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号智能汽车与工业领域，GPU应用逐步拓展，伴随自动驾驶与物联网发展潜与专业计算领域，高性能计算、工程仿真与影视渲染等场景同样高度依赖力需求激增使GPU市场爆发式增长，据弗若斯特沙利文测算，2024年全球规模达速成长，规模从2020年的384.77亿元增至2024年的1,638.17亿元，其中AI智算GPU0202020212022202320242025E2026■全球GPU市场规模（亿元人民币）——YoY02020202120222023202AI智算产品桌面级产品YoY证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号弗若斯特沙利文预测，中国AI计算加速芯片市场规模将从2024年的1,425.37亿元增至计算加速芯片的细分市场上看，GPU的市场增长速度最快，其市场份额预计将从2024据中心GPU是增长主力，其规模从2020年的82亿元猛增至2024年的687.22亿元，年与此同时，包含边缘与云计算在内的其他AI智算产品也将快速扩张，预计以58.8%的增3694.242413.481544.98951.886639.164449.071544.98951.88581.31130.91309.5687.22175.72340.03581.31130.91309.5687.22175.72340.03145.02194.8460.868299.53135.66202020212022202320242025E人工智能取得突破性进展，多模态大模型涌现。十年前，世界上最好的人工智能系统也无法以人类的水平对图像中的物体进行分类。如今，人工智能已在多项基准测试中实现了超越人类能力的性能水平。据斯坦福大学在《ArtificialIntelligenceInd程工具GitHubCoPilot和图像生成系统品涌现，为文本创建、图像生成、代码生成以及研发流程等工作带来全新的智能体验。证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号资料来源：StanfordUniversity《ArtificialIntelligenceInde能遵循ScalingLaw法则。即在固定的模型架构下，模型的最终性能主要与计算量、模型参数量和训练数据量相关。当保持其中两个因素不变时，提升第三个因素，模型的测得到充分验证；同时，模型在各类下游推理任务上表现出的能力，也展现出类似的缩放证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号题、多模态理解与推理、屏幕理解等方面的能力出现了突破性的进步。NanoBanana2在推理能力、编辑中保留文本、空间理解、编辑一致性等方面也有了明显的提升。大模型合AI在内容生成、信息管理、智能决策、Agent等方面的能力在聊育培训、广告投放等领域得到应用落地，成为个人和企业提升效率的助力。国际方面，证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号的最小文字单位，可被翻译为词元，不仅用于衡量大模型处理的任务量，也是最主流的大的AI研究辅助能力。证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号14001200100080060040020002025年5月2025年6月2025年7月2025年8月2025年9月2025年10月Token美元；到2030年，预计至少有2.2亿人将为ChatGPT付费。Alphabet提升能力凸显。收入的增加将驱动大模型供应商继续优化模型服务，推动大模型投资与发展进入良性循环，进而带来算力需求的持续扩张。0营业收入广告收入搜索部门收入云业务收入利润2024年三季度2025年三季度与计算量、模型参数量和训练数据量三者的大小相关，AI算力成为此轮AI发证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号础设施。CY2025前三季度北美云厂商M80%80060%60040%40020%20002000-20%AmazonMicrosoftGoogleMeta——YoY务板块的技术基础设施。此外还会继续投资于提高我们履约和运输网络的能力，以支持未来的增长，还会投资当日达配送设施和入库网络，以及机器人和自动化技术，以提高配送速将继续向AI领域倾斜，开支主要用于对服务投资示未来数年，Meta还将投入数千亿美元用于人工智施，他仍然认为，从长远来看，大力投入资本支出和证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号务Foundry上使用③联合开发AzureND2025-2026分批次①向OpenAI进行分阶段投资，总额最高达1000亿美练和运行下一代AI模型模型路线图、基础设施软件与英伟达的硬件及软件①签署为期5年、总价值约3000亿美元的云服务采购协议，长期使用Oracle建设的AI数据中心算力。达Anthropic①向微软采购300亿美元证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号作为GPU的核心指标，核心数量越多，GPU在处理图形渲染、科算、AI计算加速等任务时能够处理更多线程，提升运算效增加不仅可以显著提升性能，也能有效分摊工作负载，从具有直接影响。更高的时钟速度意味着在同等时间内能够完成更多显存是GPU临时存储数据的空间，容量的大小在处理大辨率图像或视频时尤为重要。较大的显存容量可减少GPU宽确保了在面对高负载时，数据能被快速送达处理核心，进而维持流畅的运行效率。对需要高吞吐量的应用（如深度学习推理或复杂图形渲染）而言，显存带宽是关键的性能瓶颈之一。计算能力通常以GFLOP/S（每秒十亿次浮点运算）表示，是衡量并行计算性能的主要指标。更高的计算能力意味着立显卡的市场份额达到94%，断崖式领先于AMD及求的兴起，英伟达凭借领先的GPU产品和生态在AI领域进一步称霸市场。证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号可见至2026年底，仅Blackwell和Ru6005004003002000FY24Q4FY25Q1FY25Q2FY25Q3FY25Q4FY26Q1FY26Q2FY26Q325%20%5%0%a60030%50025%40020%30015%20010%1005%00%FY24Q4FY25Q1FY25Q2FY25Q3FY25Q4FY26Q1FY26Q2FY26Q3a数据中心收入QoQ倍，此外还通过液冷式机柜设计使得节能效果是H100的25倍。英伟达GB300采用--------证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号--NVLink：600GB/s；NVLink：900GB/s；NVLink：900GB/s；PCIeGen5：128GB/sNVLink：1.8TB/s；NVLink：1.8TB/s；UnifiedDeviceArchitecture）是一套英伟达提供给开发人员的编程工具。它连接主机端和编写底层硬件控制代码。通过CUDA，开发者可以使用C++等高级编程语提供了丰富的库和工具集，帮助开发者即使不深入底层硬件也能进一步优化程序性能，证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号日特朗普允许英伟达向中国出售H200，但一方面更高阶GB能人工智能服务器、软硬件协同等攻关力度，开展人工智能芯片与大模型适应性测试。适度超前部署新型基础设施建设，提升各地已建基础设施运营管理水平，强化服务器、构筑人才队伍等角度为先进算力产业助力，继承发展了既往算力领域的积极政策。持续利好的政策为国产算力实现自主可控创造良好条件。中国市场供应几乎被完全切断。在市场空缺和国家战略的双重刺激下，国产G参数大模型训练，已实现规模化落地。基于华为昇习领域推理和训练全流程。证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号20础系统软件的研发设计，形成云端、边缘端、IP授权及软件、智能计算集群系统核心业务布局。近年公司云端产品线（包括智能芯片、加速卡及训练整机）持续深化与互联网及大模型头部企业的技术合作，产品在自然语言处理场景实现批量出货。边缘端产品聚智能计算集群系统为AI应用部署提供整体解决方案。扩展单元：TP适用于单个IPU核心，适合低功耗的端侧应市场需求，寒武纪在2024年11月推出MLU370-X4，主打高性价比AI加速方案。相比最大设计功耗150W。这款新品在延续寒武纪技术优势的基础上，以更低功耗和适中性能，为中低端AI推理任务提供了新选择，拓宽了寒武纪产品的应用场景。证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号21和销售应用于服务器、工作站等计算、存储设备中的高端处理器。公司的产品包括海光数据中心、大数据分析、人工智能、边缘计算等众多领域，海光信息提供多种形态的海光处理器芯片，满足互联网、电信、金融、交通、能源、中小企业等行业的广泛应用需电信等各大行业、企业用户进行了广泛适配，适配效果较好，能够支持人工智能、大数能够适配不同API接口和编译器，并支持常见的函数库，在百度、阿里等头部互联网厂L2级高能物理大模型“溪悟”及科研智能体系统“赛博士”实现世界在医疗领域，与卫宁健康等伙伴合作的医疗AI解决方案已在全国30多个项目落地，为测数据时，计算效率较传统CPU提升超百倍，碳星识别等场景性证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号22设施和一站式解决方案。公司已成功推出四代GPU架构，并形成了以大模型智算加速卡MTTS4000、大模型训推一体机MCCXD800X1、专业视觉加速卡MTTX300等产品为代表的多元计算加速产品矩阵，产品线涵盖政务与企业级智能计算、数据中心及消费级终端市场。“平湖”“曲院”“春晓”“苏堤”--“春晓”“春晓”X300“苏堤”江”AI模组-E300证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号23线程基于该芯片支撑面向DeepSeek类前沿大模型预训练的万卡集群智围绕GPU芯片提供配套的软件栈与计算平台。公司产品采用自主研发的GP自主开放的软件生态，以满足“高能效”和“高通用性”的算力需求。公司产品涵盖了计算产品类型产品类型型号产品特征应用场景核心，具有较强的并行计算能力和较高的能效比，适量计算和矩阵计算等计算密集型应用，可广泛应用于练与推理、通用计算、AIforScience等场景公司曦思N100产品系面向传统人工智能场景，内置性能强证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号24产品拥有7个高速MetaXLink互连接口，具备超多卡互连能力，支持千亿参数以上规模生态的高度兼容。从各公司创始团队及核心成员来源来看，寒武纪核心创始成员均来自中科院计算所，海光信息核心高管大部分来自中科曙光，摩尔线程创始成员来自英伟达，沐曦股份创始成员多数来自超威半导体。作为高技术壁垒的GPU行业供应商，公司创始人员的来源往往决定了公司的技术基础并决定了未来发展路线。证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号25裁具有较强的系统兼容性和安全性，已大规模应用于电信、金融等信创领域，由于重点信寒武纪：公司主要产品为应用于云服务器、边缘计算设备、终端设备中人工智能核心芯片，云端智能芯片及板卡是云服务器、数据中心等进行人工智能处理的核心器件，因此除信创领域外，商业场景亦是公司核心应用场景。2025年公司持续深化与大模网等前沿领域头部企业的技术合作，产品持续在运营商、金融、互联网等多个重点行业规模化部署并通过了客户严苛环境的验证。由于公司客户集中度较高（24年前五大收入占比94.63%在通过验证并进行规模化部署后会实现快速放量，公司25年前三季证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号26摩尔线程：公司产品包括AI智算产品以及图形计算当年实现营收23.1亿元；寒武纪于2024Q4实现单季度转盈。2025年Q1-Q3均实证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号2780%60%40%20%0%2022202320242025Q1-3-20%-40%-60%-80%寒武纪海光信息摩尔线程沐曦股份50%0%2022202320242025Q1-3-50%-100%-150%-200%寒武纪海光信息证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号28云边端协同发展，掌握核心技术构筑竞争壁垒。公边缘计算设备、终端设备中人工智能核心芯片的研发、设计和销售，为客户提供丰富的芯片产品与系统软件解决方案。公司在智能芯片领域掌握了智能处理器微架构、智能处理器指令集、SoC芯片设计、处理器芯片功能验证、先进工艺物理设计、芯片封装设计与量产测试、硬件系统设计等七大类核心技术；在基础系统软件技术领域掌握了编程框架适配与优化、智能芯片编程语言、智能芯片编译器、智能芯片数学库、智能芯片虚拟化软件、智能芯片核心驱动、云边端一体化开发环境等七大类核心技术。公司的主要产方面，公司积极研发新一代智能处理器微架构和指令集，着重提升大模型训推能力；在软件方面，公司对基础软件系统平台也不断进行优化和迭代。公司持续推进训练软件平台的研发和改进，以客户需求牵引新增功能和通用性支持，并大力推进大模型业务的支持和优化。同时，公司也不断优化推理软件平台在大模型适配、开源生态建设及易用性产品力为基，应用落地拓展市场。依托于智能芯片产品及其配套软件平台的技术领先优势，寒武纪产品持续在互联网、运营商、金融等多个重点行业应用场景落地，公司产品在软件平台易用性、大规模商业场景部署的稳定性、人工智能应用场景的普适性均通过在金融领域，公司持续加深与银行、保险公司及基金公司的业务探索。除了为传统人工智能应用场景持续提供算力支持外，公司全面开展大模型的适配优化工作，帮助客户实现大模型在实际业务场景中的落地应用。在交通领域，公司成功参与多地车路云一体化检、语音购票等方面与关键客户展开深入合作，推进铁路服务智能化升级。在其他垂直行业，公司的智能芯片产品继续为传统产业智能化转型保驾护航，助力智慧矿山、智慧亿元，同比增长1332.52%，营业利润5.67亿元，与去年同期相比实现扭亏为盈。泛应用于大数据处理、人工智能、商业计算等应用领域。2025年前三季度，公入达94.90亿元，同比增长54.65%；营业利润28.40亿，同比增长31.51%。形处理器设计理念，具有全精度支撑能力，按照代际进行升级迭代，每代际产品细分为证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号29发工具套件DTK、人工智能基础软件栈DAS及应用平台DAP形成的“三驾马车”，可全中，海光DCU具备自主研发的开发工具套件DTK，是目前国内最并支持常见的函数库，在百度、阿里等头部互联网厂商得到认证，和地理信息系统等行业应用提供坚实基础；在科学计算领域，支持MUSA通用计算编程，可广泛应用于计算物理、信号处理、生物医药等科学计算领域。公司坚持全栈式GPU产品开发。公司致力于自主研发全栈高性能GPU芯片及计台，主营业务是研发、设计和销售应用于人工智能训练和推理、通用计算与图形渲染领产品基于自主研发的GPUIP与统一的GPU计算和渲集群性能及稳定性、生态兼容与迁移效率等方面具备较强的核心竞争力，产品综合性能理平台、主流AI框架、主流大模型等上下游生态广泛适配，通过芯片层、框架层、模型层的深度协同优化，为头部大模型分布式推理提供千卡高性能国产算力，助力“国产个智算集群，算力网络覆盖国家人工智能公共算力平台、运营商智算平台和商业化智算证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210号30劲，各类终端需求温和增长或回稳，公司延续高景气运行节奏，产能利用率持续提升至95.8%（环比+3.3pct产线整体供不应求，季度末月产能迈入百万片级别标准晶圆达到102.3万片，正式迈入百