2022年中国GPU(图形显示器)国产化进程及景嘉微、摩尔线程等主要企业对比「图」

一、GPU产业定位及概述

1、GPU产业地位

GPU(Graphic Processing Unit)即图形处理器,属于半导体中集成电路中最复杂,技术水平要求最高的逻辑器件领域,属于大规模IC产品,是国产化水平最低的领域,其核心优势在于解决数据并行计算问题,主要应用于PC显卡(集显和独显)和AI计算等。

GPU位于半导体地位

GPU位于半导体地位

资料来源:华经产业研究院整理

2、分类对比情况

与CPU相比,GPU拥有更多的算数单元,从下游主要应用方式而言,在计算机中CPU和GPU分别作用于计算机的逻辑计算和图形显示,按照可分为带核显的CPU(GPU和CPU集成在同一块电路)和不带核显的CPU+独立显卡。CPU虽然有多核,但总数仍停留在两位数内(目前最高可达56核心),每个核都有足够大的缓存和足够多的数字和逻辑运算单元,并辅助有很多加速分支判断甚至更复杂的逻辑判断的硬件;GPU的核数远超CPU,被称为众核(目前英伟达最高核心数已突破五位数)。每个核拥有的缓存大小相对小,数字逻辑运算单元也少而简单。

CPU和GPU主要区别及示意图CPU和GPU主要区别及示意图

资料来源:中关村在线,华经产业研究院整理

二、全球GPU产业现状

1、GPU出货量

就整体显卡市场变动情况而言,2020年下半年“挖矿”带动全球独显需求爆发式上升,GPU出货量出现持续增长趋势,整体GPU出货量波动情况和比特币价格高度相似,一度在比特币高点的Q2达到近年来季度最高值,Q4比特币价格回升后再度下降,均价高于Q3,出货量也表现为小幅度回升趋势,2022年来看,中国作为全球最大的挖矿市场“禁矿”政策趋严,叠加以太坊合并和比特币价格下降,全球GPU需求持续较大幅度下降。整年来看,2021年全球GPU出货量约为4.53亿块,同比2020年增长超10%。

2020-2022年Q1全球GPU 细分季度出货量变动

2020-2022年Q1全球GPU 细分季度出货量变动

注:仅包括PC领域

资料来源:JPR,华经产业研究院整理

2、竞争格局

英特尔是全球最大的中央处理器(CPU)厂商,而带GPU的CPU成本和技术水平较低,仍占据主要GPU需求故而GPU仍主要由英特尔主导,AMD和英伟达市场主要集中在独立显卡,工艺水平更高的背景下整体出货量虽少,但市场份额持续提高。英特尔GPU出货量占比持续下降,2020年Q4季度受“挖矿”需求大增,成本更低的英特尔GPU需求量大涨,占比一度提升7个百分点左右,随后市场供需形成新平衡,英特尔份额再次持续走低。

2020-2022年Q1全球PC GPU竞争格局走势图

2020-2022年Q1全球PC GPU竞争格局走势图

资料来源:JPR,华经产业研究院整理

从独立GPU格局来看,英伟达占据独立CPU主要市场份额,AMD独立GPU和集成GPU总出货量可与英伟达相较,但但从独立CPU领域来看,英伟达拥有绝对的领导地位,独立GPU应用于独立显卡,整体价值更高,随着高端软件办公用户、游戏和电竞用户需求持续提升,独立GPU需求占比持续提升。

2021-2022年Q1全球独立GPU竞争格局情况

2021-2022年Q1全球独立GPU竞争格局情况

资料来源:JPR,华经产业研究院整理

三、GPU国产化热度

随着中国贸易关系持续恶化,美国对国内半导体产业发展持续限制,导致国内整体半导体国产化热度持续提升,同时受虚拟货币“挖矿”高额效益驱动,我国GPU产业热度持续高涨,市场对于GPU国产化的期望值持续提高,带动我国GPU投融资数量及金额快速扩张,从而加快我国GPU国产化进程。

2020-2021年中国GPU投融资事件数量及规模变动2020-2021年中国GPU投融资事件数量及规模变动

资料来源:IT桔子,华经产业研究院整理

四、国产GPU企业分析

1、景嘉微

景嘉微是我国GPU发展较早的企业,主要产品为图形显控、小型专用化雷达领域的核心模块及系统级产品。其中图形显控模块、图形处理芯片、加固显示器、加固电子盘和加固计算机等应用于军事装备的显控系统;空中防撞雷达核心组件、主动防护雷达系统及弹载雷达微波射频前端核心组件等主要应用于军事装备的雷达系统;芯片领域而言,自主研发GPU 并规模化商用,是国内显示控制市场主要参与者。从经营来看,数据显示,2021年因JM7系列的量产,景嘉微业绩爆发,,2020-2021年企业盈利水较高,GPU芯片营收达到4.47亿元,2022年上半年下游近期度下降,景嘉微GPU芯片营收小幅度下降,毛率水平却有小幅度提升。

2017-2022年景嘉微芯片领域产品营收及毛利率2017-2022年景嘉微芯片领域产品营收及毛利率

资料来源:企业公报,华经产业研究院整理

2017-2021年景嘉微图形线控领域产品营收及毛利率

2017-2021年景嘉微图形线控领域产品营收及毛利率

资料来源:企业公报,华经产业研究院整理

景嘉微产品早期主要用于军工领域,第二代产品JM7200于2018年8月流片成功,制程工艺28nm,核心频率1.2GHz,搭配4GB DDR3 显存,性能与Nvidia的GT640显卡相近,随着推出功耗更低,更小型化的JM7201。2021年9月,JM9系列成功流片,并于2021年11月完成性能测试,2022年5月JM9系列第二款产品成功流片,就当前参数预测性能而言,相较此前比较的GTX1080水平仍有较大差距。

景嘉微已量产GPU产品与英伟达 GT640性能对比

景嘉微已量产GPU产品与英伟达 GT640性能对比

资料来源:公开资料整理

2、摩尔线程

摩尔线程发展时间极短,其创始人兼CEO曾担任英伟达全球副总裁、中国区总经理,尽管发展时间较短,国内GPU热度持续在2020-2021年持续高涨背景下,先后融资多轮,总资金高达数十个亿,对此摩尔线程在2022年3月交出了基于全新统一系统架构“MUSA”第一代多功能GPU芯片苏提的答卷,并同步推出分别应用于PC端和服务器的MTT S60和MTT S2000,其中MTT S60官方介绍可在1080P最高渲染下游玩《英雄联盟》,6月份消息来看,MTT S60已交付台式机厂商。

摩尔线程融资发展历程摩尔线程融资发展历程

资料来源:华经产业研究院整理

3、芯动科技

芯动科技成立于2007年,聚焦计算、存储和连接等三大赛道,提供主流工艺厂(台积电/三星/格芯/中芯国际/联华电子/英特尔/华力)从55纳米到5纳米的IP和芯片定制解决方案。在GPU赛道,芯动科技在2021年11月和2022年8月分别推出“风华1号”和“风华2号”GPU,为国产桌面级CPU增加新成员,整体市场竞争力和量产效果仍存在各种可能性。

芯动科技GPU发展历程

芯动科技GPU发展历程

资料来源:华经产业研究院整理

4、壁仞科技

壁仞科技自2019年成立,经过多轮融资后,于2022年8月份交出其首款GP GPU BR100的答卷,从主要参数来看,算力、能效比等整体相对较高,但国产GPU想要脱离英伟达等已成熟的产业生态仍存在较大差距,对于真正想要市场竞争的芯片企业而言,产品性能固然重要,但整体软硬件生态体验才是用户真正的需求提现,即核心竞争力,壁仞科技的方式是在研发自身生态的同时与国内其他企业共创(加入由百度飞桨发起的硬件生态共创计划)。

壁仞科技融资及GPU发展历程壁仞科技融资及GPU发展历程

资料来源:华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国GPU行业市场调研及未来发展趋势预测报告

虽然从已知基本参数对比来看相差跟英伟达最先进GP GPU产品相差较小,但鉴于壁仞科技首款产品仍存在理论,生态环境差别较大背景下,整体产品的量产水平和市场竞争力仍有待市场检验,同时GP GPU(通用GPU)不同于多功能GPU主打图形渲染,GP GPU主要用于云端数据中心场景的AI计算及通用科学计算。

壁仞BR100和英伟达H100基本参数对比壁仞BR100和英伟达H100基本参数对比

资料来源:华经产业研究院整理

5、登临科技

登临科技成立于2017年11月,主要产品是以芯片为核心的系统解决方案。经历三轮融资,其第一代产品 Goldwasser™️ (通用GPU)已在 2020 年三季度量产,已在安防、交通、医疗、金融、能源电力、智能驾驶、在线教育、互联网等行业实现商业化落地,并顺利实现规模化量产供货。

6、沐曦

沐曦成立于2020年9月,发展仅两年经历五次融资,致力于为异构计算提供高性能GPU产品和解决方案,目前在研产品包括面向人工智能、科学计算、数据中心和云渲染等应用领域,主要面向GP GPU。其7nm工艺的异构GPU产品于2022年1月流片,预计将于2023年初实现规模量产

沐曦近年来投融资历程

沐曦近年来投融资历程

资料来源:华经产业研究院整理

7、整体简析

目前国内GPU企业主要细分多功能GPU和通用GPU企业,主要分布应用PC端和AI计算端,但大多企业仍主要停留在研发及待商用化阶段,部分发布产品就性能而言在国际水平存在一定的竞争力,但整体生态,上游IP依赖仍是国产CPU发展难题,实际商用化和市场竞争力仍存在理论水平,目前实际商用化的仅景嘉微一家,且经营状况相对较好,就投资热度而言,2022年虽然上半年GPU投资热度下降,下半年市场热度有所回升,就趋势而言,国产GPU企业数量持续增长,GPU发布产品数量持续增长,国产GPU程度稳步推进。

华经产业研究院对中国GPU行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析,对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析,最大限度地降低企业投资风险与经营成本,提高企业竞争力;并运用多种数据分析技术,对行业发展趋势进行预测,以便企业能及时抢占市场先机;更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国GPU行业市场深度分析及投资战略规划报告》。

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责任编辑:叶檀_HN368
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