半导体行业：AI应用落地+需求回暖半导体产业复苏在即_43页_2mb

半导体行业总结

核心内容

2024年，半导体行业正迎来复苏迹象，主要由AI应用落地与消费电子需求回暖推动。AI大模型训练和推理需求的增长带动了计算集群、网络优化及边缘计算芯片的市场扩张，而消费电子领域的回暖则推动了存储芯片市场的复苏。

主要观点

1. AI大模型训练推动网络优化

• AI大模型训练对算力需求持续上升，从单一计算机向计算集群演进。
• 跨服务器通信效率成为关键，InfiniBand和RoCE方案因其低延迟、高带宽特性而被广泛采用。
• InfiniBand市场预计从2021年的66.6亿美元增长至2029年的983.7亿美元，年均复合增速达40%。
• RoCE方案因成本低、兼容性好，成为主流实现方式之一。

2. AI端侧应用带动边缘/端侧计算芯片需求

• AI推理端进入高速发展期，边缘计算设备的商用落地推动了边缘计算芯片需求。
• AI端侧设备具备低延迟、高隐私性及实时性，广泛应用于智能家居、自动驾驶、可穿戴设备等领域。
• 2024年全球AI智能手机出货量预计占全球智能手机出货量的16%，2028年有望增长至54%。
• AI PC（AIPC）成为新的增长点，预计2024年全球出货量达4800万台，2028年增长至2.05亿台。

3. 消费电子需求回暖带动存储市场复苏

• 智能手机和物联网模组需求回暖，带动NAND Flash、DRAM等存储产品价格上涨。
• NAND Flash市场整体回暖，现货均价及颗粒出货价进入上行周期。
• DDR4/DDR5价格持续上涨，部分产品价格已回升至2023年初水平。

关键信息

AI训练端

• GPT3训练需约1038张GPU卡，ChatGPT-4.0训练需8000张Hopper GPU约3个月。
• 大模型训练需要的GPU卡数估算公式：
  $$
  \text{所需GPU卡数} = \frac{\text{预期训练时长} \times \text{GPU卡的峰值算力} \times \text{GPU卡的利用率}}{8 \times \text{模型参数量} \times \text{训练样本数}}
  $$

AI推理端

• 推理端侧重于实时数据处理与分析，主要依赖边缘计算和终端侧算力。
• 边缘计算相较于云计算具有低延时、高隐私性和低部署成本等优势。

通信技术

• 机器内通信包括QPI/UPI、PCIE、NVLINK、DMA、MPI、HCCS等技术。
• 机器间通信主要采用TCP/IP、RDMA、InfiniBand、iWARP、RoCE等技术。
• RoCE v2方案无需高规格交换机，可与现有以太网交换机兼容，实现端到端RDMA通信。

以太网交换机市场

• 全球以太网交换机市场在2023年收入达442亿美元，同比增长20.1%。
• 200G/400G/800G以太网交换机成为未来趋势，预计2027年400G/800G端口渗透率将超40%。
• 中国以太网交换芯片市场预计在2025年达到171.4亿元，年均复合增速达18%。

存储市场

• NAND Flash、DDR5等产品价格持续上涨，尤其受AI及消费电子需求带动。
• DDR4/DDR5现货均价在2024年呈现震荡上行趋势。
• 2024年1-5月，中国新能源车销量同比增长34.28%，带动存储需求。

投资建议

• 增持：AI大模型训练及推理端需求推动计算集群及边缘计算芯片市场增长，InfiniBand、RoCE、GPU、FPGA、ASIC等半导体硬件中长期受益。
• 关注点：AI端侧应用落地、消费电子需求回暖、存储市场复苏。
• 风险提示：
  • 下游需求不及预期；
  • 企业新产品研发进展不及预期；
  • 政策支持力度不及预期。

市场趋势与预测

市场竞争格局

• 国内以太网交换芯片市场：华为市场份额占比超80%，盛科通信推出支持800G端口的芯片。
• AI公有云市场：2022年市场规模达79.7亿元，预计2026年全球边缘AI芯片市场规模将达688亿美元。
• 边缘计算市场：预计2024年国内市场规模将达1803.7亿元，年均复合增速达70.23%。

数据来源

• Wind、IDC、Canalys、华为、中国信通院、Trendforce、盛科通信、湘财证券研究所等。