2024年4月19日发(作者：)

景嘉微VS英伟达VSAMD

GPU产业链深度梳理

今天，我们要研究的一个领域，是全球半导体行业的核心赛道。同时，

在前段时间研究过紫光国微所在的军用特种芯片赛道之后，本次研究

也涉及军工电子领域的另一家龙头：景嘉微。

紫光国微所在的军用特种芯片、FPGA赛道，详见科技版报告库，可

回看查询。

本案，景嘉微所在的GPU赛道（GraphicProcessingUnit），和

CPU一起，并称为数字芯片的两大核心芯片。从游戏、影视特效这

些场景，到搜索引擎、社交网站、电商平台的智能广告投放、商品推

荐场景，再到即将来临的智能驾驶场景，都不可能离开GPU。

可以说，谁掌握了GPU，谁就掌握了人工智能时代。

这条产业链，上中下游为：上游——其上游为晶圆代工厂、封装测

试厂、模组加工厂等，供应商包括台积电（毛利率：48%）、三星电

子（毛利率：46%）、鸿海精密（毛利率：6%）等。

对台积电、工业富联，我们之前都有过研究，详见科技版报告库。

中游——GPU芯片设计厂，GPU芯片，根据应用终端类别，可以分

为手机、个人电脑、服务器、汽车、军事领域。

1）智能手机。受限于内部空间和功耗，智能手机一般采用高度集成的

SoC（SystemonChip）技术组合在一起。将CPU、GPU、基带、

内存等芯片集成在一个芯片里。手机GPU主要供应商有两家高通、苹

果公司，CR2市占率62%，国产厂商有华为海思。

图：智能手机SoC芯片-高通晓龙820处理器

来源：方正证券

2）个人电脑GPU。个人电脑（PC）GPU有两种类型，一种集成在

CPU里（集成GPU），一种作为独显放在主机里（独立GPU）。集

成GPU市场，英特尔市占率70%以上独立CPU市场，英伟达市占

率64%、AMD市占率31%。

3）服务器GPU。主要供应商有两家，英伟达几乎垄断服务器GPU

市场，市占率高达96%，其次是AMD市占率4%。英特尔在2020

年12月首推用于服务器的GPU，暂没找到市占率数据。

4）自动驾驶GPU。由于技术处于早期，市场参与者较多，不过，真

正进入大规模量产车市场的也就三家，分别是英伟达、Mobileye（英

特尔旗下）、特斯拉。

以上四种为民用GPU，还有一种特殊领域GPU，即军事用GPU。

5）军用GPU。军用电子产品对GPU稳定性要求极高，要耐高温、

低温、耐急剧的温度变化，为此，可以牺牲性能。所以，单从算力维

度，军用GPU算力不及民用领域。国内GPU供应商主要从军用场

景突破，比如景嘉微。

单从对GPU算力要求来看，智能驾驶＞服务器＞独显（PC）＞集成

显卡（PC）＞智能手机＞军用GPU。

对应供应商总结如下：

图：产业链结构

来源：塔坚研究

下游——PC/游戏主机厂商、互联网平台，汽车厂商、科研院校等，

代表厂商有华硕（毛利率：15%）、微软（毛利率：65%）、谷歌

（毛利率：56%）。

对英伟达、谷歌，我们在科技版报告库中，有过详细研究，此处不详

述。

图：产业链结构

来源：塔坚研究

以下，我们以景嘉微VS英伟达VSAMD为案例，来做对比。对于这条产

业链，我们需要深入思考以下几个问题：

1）GPU这个行业，未来的市场空间有多大？其渗透率提升究竟靠什么驱

动？几家企业比起来，什么才是核心竞争力？

2）国产GPU，其技术上能否接近Nvidia或者AMD？其造出来后，由谁

来买单？下游消费者到底有什么特征？

（壹）

首先，从收入结构来看，GPU业务占比：英伟达＞AMD＞景嘉

图：2020年Q3收入结构（AMD为2018年）

来源：塔坚研究

其中：

1、景嘉微——83%收入来自图形显控产品，其中包括GPU芯片，以图形

显控模块的形式出售给军用领域。本案，在2014年前，主要向AMD采

购GPU芯片，而后组装成模块销售，2014年开始自主研发GPU芯片，主

要应用于军用飞机。

2、AMD——未单列披露GPU收入占比，根据其2018年的市场份额推算

独显GPU约占收入的28%，CPU占比约为41%，为索尼和微软新主机定制

的芯片占比30%。

3、英伟达——其收入来源于GPU（占比87%），一小部分来自Tegra处

理器芯片（占13%），用于联网汽车、Shield游戏设备、任天堂Switch

和其他设备。

除了以上三家外，CPU龙头英特尔也生产集成GPU，作为其CPU服务器

的组件不单列出售。

国内方面，生产GPU但未上市的厂商还有两家：中船重工709研究所（凌

久电子）、Imagination(中资收购)两家公司。

接下来，我们从2020年三季报数据，分别对比一下三家公司的增长情

况。

图：三季报数据（注：均用本币统计）

来源：塔坚研究

从收入规模、收入增速来看：英伟达＞AMD＞景嘉微。其中：

景嘉微——2020年前三季度营收4.66亿，同比增长20.95%，实现归母

净利润1.47亿元，同比增长19.24%，芯片产品收入为0.27亿元，同

比增长97.70%。JM7200芯片已经达到此前AMDM9与国内CPU适配之

下的性能效果，预计能够顺利运用在政、军及其他部门办公电脑。

AMD——2020年前三季度，AMD营业收入65.19亿美元，同增长41.59%，

净利润同比增长314.62%，业绩增长创下历史记录，主要由于英特尔推

迟了新款7nm芯片的推出，促使PC制造商转向AMD，后者由台积电代工

7nm芯片在2019年已经量产上市。

英伟达——2020年前三季度营收116.72亿美元，同比增长49.39%。英

伟达除了消费级GPU外，还包括自动驾驶、企业级GPU、数据中心等，

对汽车和企业领域的宏观敏感性高于AMD，因此在三季度增速略高于

AMD。

复盘完三季报业绩，我们再复盘一下，近几个季度的收入增长情况。

图：2020年三季报数据（单位：%）

来源：塔坚研究

上图这样的增长差异背后，主要是业务结构存在差异：

英伟达、AMD趋势接近——收入增速波动大，具有明显的半导体周期性。

其增速主要受个人电脑、服务器驱动。其中，服务器的采购受到下游数

据中心资本开支影响，存在一定周期性。

2019年度收入增速开始下滑，主要原因就是半导体周期下行，数据中心

资本开支缩减，加密货币泡沫、大量矿机闲置，导致GPU的库存过剩。

（对服务器、数据中心产业链、存储芯片，以及半导体产业的周期预判，

我们之前在科技版报告库中梳理过，可在科技版报告库中搜索查看）

景嘉微——图形显控产品目前主要为军机进行配套，因此收入主要受军

用装备采购驱动。2019年明显高于2017和2018年同期增速，反映了

十三五后两年军工行业景气度持续提升。

（贰）

看完增长后，我们再来看回报对比：

图：回报数据（单位：%）

来源：塔坚研究

从回报水平看，英伟达＞AMD＞景嘉微。根据杜邦分析：

1）景嘉微净利率极高，而拉低回报的核心因子是：总资产周转率。

2）英伟达VSAMD，回报差异的核心因子是：净利率。

图：杜邦因素拆分（单位：%、次）

来源：塔坚研究

很明显，由于所处赛道不同，导致回报的核心驱动因子也不同，因此，

我们分开来看：

英伟达VSAMD：两家公司研发费用率都在22%左右，但毛利率差异非常

大。英伟达毛利均值61%，AMD毛利均值仅有38%。

从AMD历史来看，利润水平波动极大，亏多盈少。每次扭亏，基本上都

是推出高性能的爆款产品，拉高毛利水平；英伟达始终保持龙头梯队，

毛利率水平逐年上升。

数字芯片特别是GPU、CPU等通用芯片，龙头VS行业老二差异大，是由

于每年承担极高的研发费用，只有成为市场龙头，才能具备定价能力、

形成规模效应。头部玩家几乎吃掉所有利润，而剩下的竞争对手就会面

临亏损的风险。

景嘉微：毛利率平均水平高达74%，但原因并不相同。其主要为中航集

团提供的航空图像显控产品，是建立在特定客户定制化的需求基础之

上，因此毛利率常年维持在70%以上，但看其民用芯片业务，毛利率水

平仅有18%。

图：杜邦因素拆分（单位：%、次）

来源：塔坚研究

因此，仅看芯片部分业务的毛利率的水平，英伟达＞AMD＞景嘉微。

看完了回报后，那么GPU芯片，未来的增长逻辑，到底是什么样的？

（叁）

2019年，全球GPU市场销售额254亿美元，占集成电路总销售额的8%。

按照下游应用不同，划分为服务器GPU、个人电脑GPU、汽车/特殊领域

GPU，分别占比22%、77%、1%。

图：GPU下游领域分类

来源：塔坚研究

智能手机GPU芯片一般放在移动SoC芯片中统计，不单列拿出来计算。

从终端场景来看，电脑、服务器两块，是当前GPU需求的主要驱动。

公式：总需求=个人电脑（PC）*GPU渗透率+服务器*GPU渗透率+自动驾

驶场景*GPU渗透率+特殊应用场景*GPU渗透率。

先看PC领域。

公式：个人电脑GPU需求增速=*PC渗透率增速*GPU渗透率增速

PC渗透率——发达地区的PC渗透率普遍在79%左右，美国PC渗透率在

90%~100%。注意，中、英、美、法、德国渗透率均在下降。中国PC渗

透率虽仅有20%，但PC行业的逻辑发生了一定的改变：智能手机替代了

部分PC需求。从趋势来看，PC渗透率增长的可能性不大。

图：全球PC渗透率

来源：世界银行、中国社会科学院

GPU渗透率——基本每台PC都会安装一个GPU芯片，渗透率基本已经

到顶。不过，目前仅有高端机或游戏主机才会安装独显，普及率（渗透

率）为30%。

由于对提升视觉体验的需求，主要来自于独显中的GPU带动的硬件升级，

因此供应商必须不断提高产品性能，预计未来渗透率将从30%提升至

50%。

综上，根据Gartner预测，独立GPU未来五年复合增速约为3%。集成

GPU可能会部分被替代，复合增速为﹣2%，合计测算可得：个人电脑GPU

未来五年市场规模复合增速为1.5%。

图：PCGPU市场规模

来源：塔坚研究

其次，是服务器GPU。这，是目前GPU行业重要的增长点。

公式：服务器GPU需求=服务器市场规模*GPU渗透率

2019年全球服务器出货量和销售额分别为1175万台和872亿美元，目

前，服务器仍以CPU为主，GPU渗透率仅为2%。配置在服务器中的GPU

主要应用于云端“推理+训练”AI模型，并针对高性能和高数据吞吐量

进行优化。

GPU的渗透率能否提升，就看一件事：CPUVSGPU，谁更适合做云端AI

计算？

从芯片结构来看，CPU纯粹负责计算的单元（ALU）占比较少，而GPU

有数千个计算单元并行。

举个简单的例子，GPU就像同时雇佣了几千个本科生来做大量的简单加

减乘除计算，而CPU则只有一个博士生来做做高等数学题，两者没有谁

比谁更厉害，而是使用场景不同。CPU适用于少量高级运算，而GPU适

合海量一般运算。

AI市场有大量的细分场景，通常需要执行许多低级的、繁杂的数学运算。

很明显，这个领域更适合擅长“题海战术”的GPU。

根据MercuryResearch预测，到2024年，GPU在服务器芯片渗透率从

2%提升至9%，CAGR为27%。渗透率提升的空间巨大。

来源：MercuryResearch，AMD财报，NVIDIA财报，Intel财报，

中金公司研究部

再次，自动驾驶和领域。

无人驾驶汽车行驶中需要不断识别、理解周围的环境，并实时绘制高精

度地图。无论是无人驾驶还是车联网，都离不开智能驾驶的“大

脑”——智能驾驶芯，而GPU在图像训练领域具备天然优势。

当前，以特斯拉为例，单车会配套一个GPU模块（组装Soc），具体价

格不明，这意味着，随着特斯拉等造车新势力市占率的提升，GPU在车

端的渗透率会快速提升。从远期来看，未来世界，每一台新出厂的汽车，

都要配置GPU模块。

不过，由于高等级自动驾驶的落地没有明确的时间表，当前自动驾驶终

端数量还较少，我们简单参考Gartner预测，未来五年内全球自动驾驶

将处于高增长阶段，自动驾驶领域GPU市场从63亿美元增长至333亿

美元，未来五年复合增速为39.47%。

图：市场规模预测（单位：亿美元）

来源：塔坚研究

（肆）

上述，是GPU主流的应用场景，但GPU还有部分特殊应用领域。主要包

括军事、航空、信创等。

1）国防军工领域——早期军用飞机，航电系统主要采用的是美国AMD

的GPUM9芯片（150nm制程），但由于军用GPU涉及安全问题，因此，

国产替代已经基本实现。

注意，这个市场其实并不是很大，据统计，2018年我国共有各类军用飞

机3360架，按平均每架飞机配备3-4套图显系统，每套图形显示设备

价值10万元，其中GPU单价约1000元，其中，军用GPU市场规模约1176

万元（3360*3.5*1000）。

国内军用图形显控供应商景嘉微，其2019年业务收入达3.38亿元（包

括GPU），整体来看军用GPU对其业绩贡献较少。

景嘉微军品业务体量相对GPU市场更大，是因为，其集成了其他图形显

控设备（相当于模组化），扩充了业务规模，据景嘉微招股书，单机显

控设备单价约10万。粗略测算下来，未来十年，军品图形显控设备市

场总规模约为12.28亿元人民币。（具体数据仅为粗略测算，不具备任

何参考价值，以实际情况和官方披露为准。）

图：军工GPU市场规模测算

来源：塔坚研究

2）信创系统——2020年起国内首次集采国产服务器，主要用于对加密

信息处理，以实现IT技术安全可控。

信创系统的存量服务器及个人电脑大约有2000万台，按照5-10年替换

周期，整体市场空间45亿元。

图：信创GPU市场规模测算

来源：塔坚研究

但注意，特殊领域需求，是目前国产GPU的主要突围方向，其核心驱动

力在于——特殊领域的IT国产化。

这个产业，其下游客户主要为信创系统（金融、电信、机关等）8大国

计民生重要行业，客户以机关为主，采购的确定性较强。

因此，这条国产GPU其核心驱动力在于：国产替代，只要有充足的资金

保障，整个信创体系便可以顺利运转。而客户本身对性能的需求是其次

的。

因此，从市场空间的角度来看，信创产业链的市场空间，会远大于军品

业务的12亿，仅看机关设备的替换，10年累计需求量就在32亿左右。

很明显，国内GPU厂商，从驱动力划分，侧重于信创产业链，属于新基

建产业链的一部分，核心增长驱动力是信创采购。这和国际GPU龙头所

属赛道，是有区别的：

图：信创产业链

来源：塔坚研究

综上，四大场景划分完后，全球GPU市场未来五年复合增速为6.9%，我

们将其中的玩家划分，海外一线梯队，主要竞争的是自动驾驶、服务器

这两个赛道；国内厂商，主要竞争的是非民用应用领域的独显。

图：GPU市场规模测算（单位：百万美元）

来源：塔坚研究

研究至此，我们发现，从全球GPU产业链视角来看，GPU这个行业，增

长的主要驱动在于在GPU在服务器、自动驾驶渗透率的提升。那么，渗

透率提升的驱动因子究竟是什么？

（伍）

GPU渗透率提升的一个必要条件，就是下游应用终端、使用场景的出现：

……………………

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