国产显卡芯片未来出路在哪儿？投资机会如何？

　　2018年，美国政府禁止中兴通讯向美国企业购买芯片，直接导致中兴通讯停运。
　　2019年 2020年，美国政府持续向台积电施压，要求台积电不得向华为提供芯片，使华为Mate40成为搭载高端麒麟芯片的＂绝版＂机。
　　芯片禁令对＂中国芯＂的影响如此之大，国产芯片该何去何从？ part 1 行业背景
　　1、发展历程
　　随着计算机技术的发展，人们对视觉图像的要求越来越高， CPU（中央处理器） 内集成该类应用的电路算力与性能跟不上发展的需求，因此针对这类应用的芯片—— GPU（图像处理器） 应运而生。
　　1999年，美国英伟达公司做出了第一款GPU，作为计算系统的核心用在计算机上，率先将显卡芯片带入GPU时代。
　　GPU的独立出现带动了游戏、制图、视频等行业的快速增长。在国家经济转型、产业结构升级的时代背景下，我们已经进入了一个算力时代。
　　2、算力时代
　　算力简单理解就是计算机的计算能力。 互联网时代的大数据高速积累，全球数据总量呈几何式增长，算力为大数据的发展提供坚实的基础保障。
　　影视行业
　　2009年上映的电影《阿凡达》，在当年可以说是巅峰之作，美轮美奂。如果没有超级计算机的算力支持，用普通电脑做后期效果渲染需要1万年的时间，而用超级计算机，一年就可以完成计算。
　　人工智能
　　预计到2030年，无人驾驶、智慧医疗等领域的算力需求相当于1600亿颗高通骁龙芯片的算力，可想而知，1600亿颗这样的芯片算力需求有多大。
　　这么大的算力需求要用什么去满足呢？那就是要讲的具有超强计算能力的显卡芯片— GPU 。 part2 行业现状
　　1、市场规模
　　从全球GPU行业市场规模来看，2020年全球GPU行业市场规模为254.1亿美元，预计2027年将达到1853.1亿美元， 年平均增速为32.82%，保持高速增长状态 。
　　2020年，中国的独立GPU市场规模为47.39亿美元，保守假设中国GPU市场规模保持与全球GPU市场规模相同的增速，预计2027年中国大陆GPU市场规模将超过345.57亿美元。
　　2、竞争格局
　　（1）分类
　　首先我们了解下GPU的分类， GPU包括两种：集成GPU和独立GPU 。
　　集成GPU ：是将显示芯片、显存及其相关电路都做在主板上，与主板融为一体。
　　独立GPU ：是将显示芯片、显存及其相关电路单独做在一块电路板上，自成一体，作为一块独立的板卡存在。
　　（2）国外发展情况
　　在全球芯片市场上，美国一直都占据着重要的地位，美国拥有着GPU行业的＂三座大山＂： 英特尔、英伟达、超微半导体 。
　　在集成GPU领域，英特尔是绝对的龙头 。2021年第二季度，英特尔集成GPU占据全球68.3%的市场份额，其余市场由英伟达和AMD瓜分，两者占据的市场份额分别为15.2%、16.5%。
　　不过，在独立GPU领域，英伟达是绝对的龙头。 2021年2季度市占率达到86%，其余13%由AMD占领。英伟达1999年发明了GPU，是目前全球最大的独立GPU供应商。
　　该企业2020年营收166.8亿美元（同比增长52.7%），净利润43.3亿美元（同比增长54.9%），近5年的营收和利润均保持较快增长。
　　尤其需要注意的是，从增长速度来看，其在中国大陆近4年营收复合增长率达到31.4%，同期英伟达整体营收复合增速为24.6%，中国GPU消费市场潜力很大。
　　（3）国内发展情况
　　我国在2014年，才研发出首款高性能GPU，这家公司叫做＂景嘉微＂， 相较于英伟达1999年研发出的第一款GPU，前后相差15年 。
　　由于国内起步晚，大陆市场仍然被国外垄断，但在政策的扶持下，国内很多优秀的企业也涌现了出来。
　　为了实现国产芯片的快速发展，我国还制定了在2025年以前实现国产芯片自给率70%的目标。 part 3 显卡芯片产业链
　　1、上游
　　GPU的上游，是芯片的设计，在这个环节，＂三座大山＂形成垄断，我国正在突围， ＂景嘉微＂是国内唯一一家实现GPU技术自主研发、大规模商用生产的厂商。
　　最近正在研发的JM9系列芯片已经公布，与英伟达所生产的芯片相比，媒体给出的评价是还未达到GTX1080水平。
　　如下图所示，英伟达在2017年生产的GTX1080这款芯片的性能排名第十，在这之后英伟达又设计出了更高配置的芯片。
　　2、中游
　　中游主要包含设备、制造和封装三个环节。 先说设备方面，世界上最先进的光刻机由阿斯麦公司生产，其精度可以达到5nm，目前中国的光刻机精度是90nm，差距如此之大，至少落后15 20年。
　　荷兰的阿斯麦公司一年只生产几十台光刻机，而且其最大的股东是资本国际集团与贝莱德集团，都属于美国公司。国内的中芯国际因被美国列入限制实体清单，没有了设备来源，也没有办法生产制造，目前只有台积电和三星有生产能力。
　　最后是封装环节，我国的长电科技和通富微电已掌握封装的先进技术，目前中国内陆和台湾省加起来占据三分之二的市场，美国占三分之一的市场。但是这个环节毛利很低，盈利也比较有限。
　　3、下游
　　过去20多年里，GPU的主要应用于视频加速、人工智能等涉及的领域非常多，咱们今天挑三个主要的领域来讲： 智能汽车，游戏，智能手机、平板 。
　　NO.1 智能汽车
　　智能汽车集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体，其最高目标就是用电子技术控制汽车进行的 自动驾驶 。
　　当然自动驾驶技术也是分等级的，如上图所示，按照国际分级标准，自动驾驶被分为6个级别，L0代表没有自动驾驶的传统人类驾驶，L1 L5则随自动驾驶的成熟程度进行了分级。
　　虽然目前世界上大部分的汽车，还都处于L1级别，只有少数汽车已经可以处于L2级别，比如特斯拉。
　　但相信在自动驾驶技术的辅助下，无人驾驶也终将真正意义上会实现，在这个过程中， 智能汽车领域会需要大量的数据和算力支持，GPU在其中发挥着巨大的作用 。
　　滴滴在上海等地也开始了无人驾驶的研发应用，后又和英伟达合作，准备向L4级别发力，智能汽车离我们的生活越来越近。
　　为了大力支持智能汽车的发展，我国发布了《＂十三五＂汽车工业发展规划意见》，其中提出 具有驾驶辅助功能的网联汽车的新车渗透率要达到50%及以上 。自动驾驶的市场越大，那么擅长做海量数据处理的GPU的市场也会越来越大。
　　NO.2 游戏
　　在游戏这个虚拟世界里，人们追求的是＂沉浸式＂体验，体验感越真实，越受大众喜欢，这就需要高性能的GPU显卡。
　　（上图是开启（右）与关闭（左）＂光线追踪＂游戏效果对比）
　　前不久，英伟达发布的全新一代的RTX20系显卡为我们带来了一种全新的光线追踪技术，这种技术能够为游戏玩家带来更加逼真的游戏画面，让游戏拥有电影级画质， 目前只有英伟达有相关产品 ，仅应用于GPU图形处理等GPU相关架构领域。
　　玩家如果想要玩这种场景逼真的游戏，就只能购买带有高配置显卡的电脑。据统计，2020年游戏电脑和显示器出货量，同比增长26.8％，达到5500万台，市场前景非常广阔。
　　NO.3 智能手机、平板电脑
　　当前社会上，人们对于手机的需求非常高，2020年的全球智能手机出货量在12亿部以上，是同期平板出货量的8倍以上。
　　手机和平板显示屏相较于电脑更小，相应地，也就要求GPU的配置更精密。手机、平板等电子消费品更新迭代普遍很快，随着5G时代的到来，智能手机、平板电脑对GPU的需求还是很大的。
　　part 4 风险与机遇
　　1、机遇
　　（1）政策支持解决＂卡脖子＂问题
　　受芯片禁令等事件的影响，中国短期内还没有办法找到相应替代品，这就出现了＂卡脖子＂问题。这个问题对国家芯片产业来说如鲠在喉，国家非常重视和支持相关产业的发展。
　　（2）信息安全问题，亟需国产化替代
　　信息安全关系到国家安全，GPU作为信息处理的核心部件，有着实现自主可控的迫切需求。所以在军工、国防领域以及政府机关和事业单位办公方面，国产化替代势在必行。
　　（3）新崛起行业涉及GPU技术应用
　　在国家推动产业升级、实现＂科技强国＂的战略背景下，人工智能、云计算产业以及无人驾驶汽车、智能手机等新兴产业的发展对GPU生产制造和技术升级有着迫切需求，将会有较大的发展机遇。
　　2、风险
　　（1）国际形势面临不确定的风险
　　设备、材料、设计、制造等环节与国外领先龙头差距较大，容易受到美国实体清单的负面影响，存在＂卡脖子＂的风险。
　　（2）国产替代不及预期的风险
　　目前国产GPU仍处于发展早期，很多产品还正在验证和优化之中，存在国产替代不及预期的风险。