GPU芯片龍頭英偉達市值逼近萬億AI加速發展下游應用細分賽道可關注

梁杏

近期美股GPU芯片龍頭英偉達披露財報，第一財季業績及第二財季展望均超出市場預期，AI發展進入加速階段，帶動美股科技股集體上漲，納斯達克100指數再創年內新高。對應到A股投資，一方面GPU芯片是AI算力之源，國產替代需求較大；另一方面，底層算力基礎設施包括AI服務器、交換機以及光模塊等通信設備有望顯著放量。此外，英偉達近期發布了一項游戲定制AI模型代工服務，游戲、影視等下游行業使用AI的門檻也將大幅降低。

GPU芯片龍頭業績超預期人工智能算力需求迎爆發

近期GPU芯片龍頭英偉達召開一季度業績會，公司一季度營收71.9億美元，環比增長19%，同比下降13%，降幅幾乎為市場預期和四季度降幅的一半。公司AI芯片所在數據中心業務收入達42.8億美元（環比增長18%，同比增長14%），創歷史新高；游戲及可視化業務均實現環比增長。

GPU芯片在并行計算方面具有性能優勢，使用GPU在云端進行模型訓練算法，能夠顯著縮短海量訓練數據的訓練時長，減少能源消耗，從而降低人工智能大模型的應用成本，目前全球人工智能相關處理器解決方案基本以GPU為主。

英偉達超出市場預期的業績表現，反映出人工智能大模型需求急劇增加，導致算力需求爆發，且轉化進度快于市場預期。根據OpenAI發布的報告《AIandCompute》，自2012年以來，AI訓練應用的算力需求每3-4個月就會翻倍，至今AI算力增長超過30萬倍。

根據研究機構VerifiedMarketResearch報告，2021年全球GPU芯片市場規模達到334.7億美元，預計到2030年將達到4，773.7億美元，復合年均增長率高達33.3%。GPU是人工智能領域關鍵的計算資源之一，目前國內AI芯片市場，GPU占據超過90%的份額。

全球來看，獨立GPU市場中英偉達和AMD憑借長期積累的技術優勢和市場地位，合計占據約96%的市場份額。而相比國際巨頭，國內高端GPU在顯存頻率、帶寬等參數上還有一定差距，未來國產替代空間較大。

算力側GPU組成的計算單元需要使用低延遲、高帶寬的網絡聯接各個服務器節點，以滿足服務器/GPU間計算、讀取存儲數據的通信需求。服務器集群的網絡系統包含服務器、網卡、交換機、線纜、光模塊等主要硬件。一般來說，信息傳輸以光信號的形式實現，線纜兩端均需要搭載光模塊。

根據預測，全球光模塊市場規模2021年至2026年年均復合增長率為13.85%。隨著人工智能服務器的迭代升級，對應更高傳輸速率的光模塊出現增量需求，未來占比將大幅提升。

2022年下半年起，國內光模塊頭部廠商陸續進行800G的海外送樣及小批量生產。人工智能大模型發展的背景下，800G光模塊未來有望快速爬坡起量。交換機、線纜、光模塊等通信設備，也有望催化通信板塊行情持續走強。

大模型門檻降低下游應用不容忽視

近期英偉達新品發布較多，將有助于人工智能大模型應用的落地。例如英偉達在Computex2023上發布了最新AI計算架構GraceHopper以及對應服務器解決方案DGXGH200。GraceHopper采用最新的CPU與GPU一體設計方案，互聯帶寬和總算力都有大幅提升，完美適配大規模的AI訓練/推理需求。

此外，英偉達發布世界上第一個AI以太網網絡平臺Spectrum-X，其中的RDMA技術可用于跨服務器顯存共享；2022年亮相的Spectrum-4交換機也正式量產，可以連接分布在兩層網絡的8192個GPU，交換速率達到51.2T。

基礎設施快速升級條件下，下游行業的大模型應用也在落地，彭博社將部署500億參數的BloombergGPT，聚焦金融領域任務；部分藥企正在使用大模型來加速藥物發現。

特別是游戲行業，英偉達官網宣布將提供定制AI模型代工服務——AvatarCloudEngine（ACE）forGames，可開發在云端和PC上運行的AI模型。

此前市場對于AI大模型幫助游戲行業降本增效的預期比較充分，包括美工、開發等環節的部分工作，都可以通過AI來完成。而AI驅動的玩法創新（如智能NPC）有望通過大幅提升用戶體驗，帶來整體性的行業增量，但研發門檻較高，產品落地具有一定難度。

附表部分文中所提相關行業指數基金一覽

數據來源：Wind，截至2023年6月1日

此次英偉達發布面向游戲公司的AI引擎ACE，為開發者提供優化的三款AI基礎模型，輔助NPC的語言、對話及表情生成，包括通過NVIDIANeMo模型為NPC賦予專屬定制語言內容；通過NVIDIARiva實現語音識別-生成回復文本-文本轉語音，實現實時對話；通過NVIDIAOmniverseAudio2Face模型生成實時角色表情。

在演示中，玩家僅通過自然語言、語音即可與游戲角色進行無障礙交流。人工智能大模型有潛力徹底改變玩家與游戲角色互動的方式，并大幅提高游戲的沉浸感。

而其提供“智能NPC”的通用性解決方案，有望推動相應游戲產品加速落地。海外眾多廠商已在運用英偉達ACE構建智能NPC或者虛擬人物。對游戲廠商來說，大模型門檻顯著降低。

傳統流程中開發AI模型需要大量數據和復雜算法設計，耗費時間和資源。而ACEforGames為開發者提供了高度優化的AI開發環境和工具，簡化了AI模型的構建和部署過程，同時集中代工有利于發揮規模效用、協同效用，實現游戲生產進一步降本增效。

目前國內已有手游官宣采用AI技術實現“游戲GPT”，NPC系統由AI驅動，可以與玩家進行更有場景感、真實感的交流。多家公司將AI相關技術應用在場景建模、AI繪圖、音頻生成、劇情生成等環節。

此外，在影視行業，劇本創作、配音等涉及文本及音頻的環節或已受益于AI技術。隨著生成視頻技術成熟，未來分鏡、剪輯、特效、過場動畫等多個環節，均能結合人工智能進行降本、增產。未來行業人力成本優化比例有望在40%-60%，動畫電影及短視頻最直接受益。

從行業基本面看，剔除受影響明顯的2020年與2022年，近幾年五一檔期國內電影綜合票房與量價等指標基本呈現穩步增長態勢。隨著新片供給改善、院線常態化運營，電影行業加速復蘇，具備較好投資機會。

（文中基金僅做舉例，不做買入推薦。）