借助灵活性、计算速度、软件生态等层面的综合优势，GPU 正在成为通用并行计算领域最理想的载体芯片。
借助灵活性、计算速度、软件生态等层面的综合优势，GPU 正在成为通用并行计算领域最理想的载体芯片。英伟达发展历程表明，作为通用计算芯片，产品技术、软件生态等构成 GPU 厂商的核心竞争壁垒。我们预计到 2025、2030年，全球 GPU 市场规模将分别增长至 278（图形渲染）/245（数据中心）亿美元、568/828 亿美元，国内市场则有望增长至 47（图形渲染）/74（数据中心）亿美元、97/248 亿美元。当前国内本土 GPU 厂商正在快速崛起，大部分核心团队具有英伟达、AMD 工作经历，且企业目前已平均发布 1-3 款相关产品，产品核心参数约落后英伟达、AMD 1~2 代左右，正逐步从“可用”走向“好用”。
尽管目前国内大部分本土 GPU 厂商仍处于早期阶段，短期仍需克服产品验证、量产落地等潜在挑战，但长期发展机遇值得关注。基于对下游应用场景的分析，我们判断本土厂商有望率先在 AI（训练、推理）领域实现突破，并可逐步向图形渲染、复杂科学计算等领域扩展。我们看好本土 GPU 厂商的长期投资机会，建议关注二级市场的头部企业，以及一级市场的摩尔线程、沐曦集成电路、瀚博半导体等。
▍报告缘起：1）市场需求：AI、高性能计算、图形渲染等推动 GPU 等大算力并行计算芯片需求。近些年来，随着人工智能硬件、软件算法、应用场景丰富度的增加，算法模型参数不断增加，带动了对数据中心并行计算大算力的需求。Bloomberg 数据显示，2021 年全球数据中心逻辑芯片市场规模约 436 亿美元，其中 GPU 市场约 100 亿美元。2）近期市场对国产 GPU 关注度较高。复盘英伟达发展历史，公司在图形渲染&数据中心领域保持较高的市占率，并实现产业引领，核心原因在于：借助持续、高频迭代保持产品技术行业领先，并借助 CUDA等实现软件生态构建，不断提升产品易用性等。3）本篇报告中，我们主要从全球市场出发，就 GPU 产业本身的产品特性、技术路线、市场空间，以及国内市场现状、演进路径、竞争格局等进行了系统的分析和讨论，力图针对国内 GPU市场构建一个完整的产业&投资蓝图。
▍全球市场：GPU 是并行计算理想载体芯片，数据中心料将是中期需求增长主要场景。1）GPU 应用场景正由早期的图形渲染，逐步拓展至高性能运算、科学计算等领域，并已超越 CPU、FPGA、ASIC 等，成为通用并行计算领域的理想载体芯片。2）图形渲染用 GPU：游戏为主，我们预计中期市场规模有望保持10%~15%平稳增长。2021 年，英伟达游戏显卡业务营收 105 亿美元，专业视觉收入（图形工作站）21 亿美元。假设英伟达在此领域中的市占率分别为 80%，我们预计 2021 年全球图形渲染领域（游戏+专业视觉）市场规模约 158 亿美元。我们预计 2025、2030 年该领域市场规模将分别达到 278、568 亿美元，增长动力主要源于产品 ASP 提升、游戏玩家数量增长等。3）数据中心用 GPU：英伟达主导，我们预计中期蒋保持 25%以上的年均复合增速。依据 Liftr Insights &Top500.Org 数据，我们认为英伟达在数据中心独立 GPU 领域中的市占率约80-90%，2021 年英伟达数据中心 GPU 营收约 80.3 亿美元，对应全球数据中心 GPU 芯片市场规模约 100 亿美元。展望未来，我们预计 2025 年、2030 年全球数据中心 GPU 芯片市场规模分别为 245、828 亿美元，增长动力主要源于产品 ASP 提升、应用场景不断拓展等。
▍国内 GPU 市场：中期潜在空间可观，本土厂商开始规模崛起&产品落地。1）图形渲染领域：IDC 数据显示，2016-2021 年中国 PC 出货量约占全球 17%的比例。我们假设在图形渲染领域，国内 GPU 出货量占比亦和 PC 表现相对一致，并保持和全球市场相似的增速，以及应用场景分布等。参考全球 GPU 图形渲染领域市场规模，我们测算/预测 2021 年、2025 年、2030 年，国内 GPU（图形渲染）的市场规模约为 27、47、97 亿美元。2）数据中心 GPU：主要用于 AI（训练&推理）、高性能计算等，我们测算 2021 年国内数据中心 GPU 市场规模约为 20 亿美元，对应全球市场比重约为 20%，我们预计 2030 年国内数据中心 GPU 市场规模有望增长至 250 亿美元，占全球市场 30%左右比重。3）国内GPU 厂商开始快速崛起，大多数企业目前已发布 1-3 款相关产品，大部分企业核心团队亦具有英伟达、AMD 工作经历。从对外公布产品核心参数来看，国内厂商产品平均落后英伟达、AMD 1~2 代左右，但正逐步从“可用”走向“好用”。
▍本土 GPU 厂商：有望率先在 AI 场景实现落地，并扩展至图形渲染、复杂科学计算等领域。源于 AI、高性能计算、复杂图形渲染等下游应用场景快速增长，我们看好国内 GPU 市场需求前景，国产 GPU 厂商未来发展可期。但客观而言，国内大部分本土 GPU 厂商当前仍处于早期阶段，短期仍需克服产品验证、量产落地等潜在挑战，结合市场需求、技术难度、产业生态等维度因素综合考量，我们判断本土厂商有望率先在 AI（训练、推理）领域实现突破，并可逐步向图形渲染、复杂科学计算等领域扩展。
