英偉達，算力之王

姬婧瑛

2022年末，ChatGPT的火熱出圈，帶動了大模型和生成式AI的研發(fā)熱潮，高性能、高算力、低能耗的AI芯片銷量飆升，以英偉達A100、H100為代表的GPU芯片供不應(yīng)求，推動其業(yè)績和市值雙雙創(chuàng)歷史新高，成為2023年躋身萬億美元市值俱樂部的新一代科技寡頭，也是華人創(chuàng)立的市值最高公司。

追溯英偉達的發(fā)展史，軟硬一體化是其商業(yè)模式的關(guān)鍵詞。其以GPU硬件縱向迭代為發(fā)展主軸，從定義顯卡的GeForce256，到紙面算力達到1Exaflops（每秒進行百億億次浮點運算）的GH200芯片，其GPU產(chǎn)品性能緊貼客戶需求不斷升級，并擴展出GPU、CPU、DPU協(xié)同的硬件布局。軟件層面，其則通過開源的運算平臺CUDA，橫向開拓廣闊的應(yīng)用市場，打造了與下游客戶不斷更新的需求相匹配的算力平臺，進而鏈接千行萬業(yè)，成為AI時代智能駕駛、智能云、大模型、生成式AI等科技巨頭背后的“賣鏟人”。

內(nèi)部研發(fā)與外部收購并重，則是其保持技術(shù)領(lǐng)先的要訣。與所有科技巨頭一樣，其一手專注研發(fā)，成立以來累計研發(fā)投入超過370億美元，打造了內(nèi)部技術(shù)迭代與進化的澎湃動能；一手頻頻外部收購，完善技術(shù)鏈條、延伸產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)建了強客戶黏性的算力生態(tài)系統(tǒng)。

有效的策略，推動英偉達在五次科技大風(fēng)口中迎風(fēng)起舞，20年間營收增長近14倍，凈利潤增長58倍。

隨著芯片產(chǎn)業(yè)整體競爭加劇，提出“做AI界的臺積電”新目標的英偉達，仍在加速奔跑。其一邊圍繞AI提升GPU硬件性能，擴大軟件生態(tài)，以快速迭代的新架構(gòu)、新產(chǎn)品，加固其技術(shù)護城河，實現(xiàn)“贏家通吃”；一手加碼投資AI賽道獨角獸企業(yè)，擴張其AI生態(tài)圈，以合作雙贏深度綁定B端客戶，放大平臺優(yōu)勢。

算力為王的時代，芯片是科技巨頭打造算力底座最核心的部件，微軟、谷歌、Meta、華為、百度等已自研AI芯片，并爭相構(gòu)建AI生態(tài)。算力軍備賽中，英偉達的領(lǐng)先優(yōu)勢將會持續(xù)多久呢？

作為2023年市值增長最快的科技公司，英偉達（NVDA.O）備受各方關(guān)注。

2023年10月17日，拜登政府更新了針對AI芯片的出口管制規(guī)定，計劃阻止英偉達等公司向中國出口先進的AI芯片。其A800和H800等芯片均受影響，用于游戲市場的RTX4090系列顯卡在國內(nèi)電商渠道已逐漸下架，存貨單價被炒高至5萬元。

AI時代，占據(jù)算力要沖的英偉達，2023年1至9月股價已翻了兩倍，市值達到10843億美元，替代特斯拉成為美股“萬億美元市值俱樂部”的“老五”，成為華人創(chuàng)立的市值最高公司，同時也是全球市值最高的芯片股。

為其提供芯片制造和封裝服務(wù)的臺積電（TSM.N，2330.TW），以4631億美元市值緊隨其后，市值位居芯片行業(yè)第二。

8月28日，英偉達發(fā)布2024財年第二季（2023年4月30日至7月30日）財報，當季實現(xiàn)營收135.07億美元，同比增長101%，環(huán)比增長88%；凈利潤錄得61.88億美元，同比增長843%，環(huán)比增長203%，創(chuàng)歷史紀錄。

風(fēng)口起舞的英偉達，何以成為新時代的科技寡頭？有志于國產(chǎn)替代的企業(yè)，如何借鑒其成長經(jīng)驗？

業(yè)績、市值均創(chuàng)歷史新高，還有8年10倍成長空間

英偉達的營收主要來自游戲、數(shù)據(jù)中心、專業(yè)可視化、代工及其他、自動駕駛五大市場。其中，游戲和數(shù)據(jù)中心是其營收支柱，二者占總營收的比重已由2014年的50.73%上升至2022年的89.24%，2023年二季度再度升至93.4%。

得益于這兩項業(yè)務(wù)的強勁增長，2013-2022年，英偉達營收和凈利潤分別增長5.5倍、8.9倍（圖1）。其凈資產(chǎn)收益率（ROE）由9.87%上升至19.8%，2023年二季度更升至29.93%，與A股ROE排第15名的山西汾酒（600809）接近。相比高通、AMD等芯片同行上下起伏的ROE，英偉達ROE長期穩(wěn)定在20%左右，使之堪稱性能穩(wěn)定的印鈔機（圖2）。

圖1 ：2013-2022年英偉達營收、凈利潤和凈利率

數(shù)據(jù)來源：公司歷年財報，新財富整理

圖2 ：最近10年英偉達及代表性芯片公司的ROE

數(shù)據(jù)來源：Wind、公司財報，新財富整理

不得不說的是，2023年二季度，英偉達業(yè)績?nèi)绱吮l(fā)式增長，全靠上年同期業(yè)績的“襯托”和大模型業(yè)務(wù)的爆發(fā)。

一方面，其2022年同期的業(yè)績比較基數(shù)低。2021年12月至2022年9月，代表美股半導(dǎo)體行情的費城半導(dǎo)體指數(shù)（SOX.GI）下跌40%，游戲市場萎縮和幣圈挖礦業(yè)務(wù)降溫，導(dǎo)致英偉達游戲業(yè)務(wù)營收驟降44%，專業(yè)可視化業(yè)務(wù)營收下降20%，代工和其他業(yè)務(wù)營收下降11%，其錄得近10年來第二差的季度業(yè)績，僅次于2019年二季度。

另一方面，芯片行業(yè)整體陷入蕭條的背景下，2022年11月末，美國科技公司OpenAI推出的ChatGPT爆火出圈，科技公司紛紛跟風(fēng)推出大模型，帶動作為算力“剛需”的英偉達高性能GPU芯片A100和H100等供不應(yīng)求、價格飆漲，英偉達業(yè)績由此實現(xiàn)連續(xù)3個季度增長。

AI暖風(fēng)勁吹，英偉達股價昂揚向上，2022年10月末至2023年6月13日，由112美元/股飆漲至400美元/股。其也因此首次躋身“萬億美元市值俱樂部”。2023年8月31日，其股價漲至494美元/股高點，市值創(chuàng)歷史新高，達1.2萬億美元，是美股“萬億俱樂部”中2023年股價漲幅最大的“當紅炸子雞”。

近5個財年（2018.1.28-2023.1.29），英偉達累計總股東回報達2.38倍，遠高于標準普爾500指數(shù)、納斯達克100指數(shù)的回報（圖3）。

圖3 ：近5年標準普爾500指數(shù)、納斯達克100指數(shù)和英偉達股價走勢

數(shù)據(jù)來源：英偉達2024財年財報

英偉達市值飆漲背后，是投資機構(gòu)真金白銀的下注。

Wind數(shù)據(jù)顯示，截至2023年6月30日，英偉達機構(gòu)股東數(shù)達3178家，持股市值5956億美元，較2022年12月31日的2338家增長36%，持股市值翻了1.7倍?而這僅是投資機構(gòu)半年的回報率。其大股東貝萊德（BlackRock）和先鋒集團（Vanguard）均持股超過10年，合計持股從2017年末的11.31%增至2022年末的15.55%。大資金持股的時長，與其投資回報正相關(guān)。

值得一提的是，英偉達業(yè)績和股價雙升，是全球計算轉(zhuǎn)型的時代注腳。

算力世界正在從程序慢、成本高的通用計算，向加速計算過渡。正如英偉達創(chuàng)始人兼CEO黃仁勛所說，正在發(fā)生的計算轉(zhuǎn)型是一個轉(zhuǎn)折點，世界各地的數(shù)據(jù)中心正在對此做出反應(yīng)和轉(zhuǎn)變。這一變革中，企業(yè)提高數(shù)據(jù)吞吐量、能源效率和成本效率的最佳方式是投資加速計算和生成式AI（ArtificialIntelligenceGeneratedContent，簡稱“AIGC”）。據(jù)麥肯錫的研究，AIGC每年對全球經(jīng)濟的貢獻將達7.9萬億美元。由此可以預(yù)見，遍及全球的算力轉(zhuǎn)型需求，將為高性能AI芯片帶來廣闊成長空間。

公開數(shù)據(jù)顯示，2020-2022年，全球GPU的市場規(guī)模分別為254.1億美元、334.7億美元、448.3億美元，年復(fù)合增長率為32.8%。按照這一增速保守估算，2030年全球GPU市場規(guī)模將達到4337億美元，8年有近10倍的成長空間。如果疊加2023年爆發(fā)的大模型和AIGC的強勁推動，市場空間將更大。

在二季度財報發(fā)布后的電話會議上，黃仁勛也提到：“目前全世界數(shù)據(jù)中心的價值高達1萬億美元，其中絕大部分使用的是CPU處理器。如果未來4到5年順應(yīng)AIGC大趨勢，大部分數(shù)據(jù)中心改用GPU，這會是多么大的市場？”

英偉達顯然對獵獲這個增長紅利野心勃勃。

為了成為算力王者，向智能駕駛、智能云服務(wù)、大模型、加速計算等領(lǐng)域的掘金者“賣鏟”，英偉達正致力于成為軟硬一體化的AI算力解決方案供應(yīng)商：在硬件端，其建構(gòu)了“GPU+CPU+DPU”的全棧布局；而其開發(fā)的運算平臺CUDA（ComputeUnifiedDeviceArchitecture，一種并行計算架構(gòu)），則被認為是最適合深度學(xué)習(xí)和AI訓(xùn)練的架構(gòu)，開源、可編程性能夠鏈接廣闊的軟件市場，并與通信服務(wù)提供商和數(shù)據(jù)中心建設(shè)者合力規(guī)劃下一代AI世界的基礎(chǔ)設(shè)施。

軟硬件一體化，獨占GPU市場超80%份額

當企業(yè)巨頭用科技魔力重塑我們的生活時，那些性格色彩鮮明的商業(yè)大佬們，也在虛擬世界緊握著流量密碼。

英偉達的創(chuàng)始人兼CEO是被粉絲們稱為“華人之光”的黃仁勛。這位美籍華人在社交平臺擁有不輸明星的熱度和擁躉，其焊在身上的皮衣與英偉達的GPU產(chǎn)品一樣出圈。

1993年，30歲的皮衣刀客與另兩位合伙人克里斯（ChrisMalachowsky）和普雷艾姆（CurtisPriem）創(chuàng)立英偉達。公司名稱“NVIDIA”取自拉丁文，意為嫉妒，公司標識也用了嫉妒的綠眼睛。2023年，步入而立之年的英偉達確實成為了令人嫉妒的公司，連采購其GPU的大客戶特斯拉（TSLA.O）的CEO馬斯克也不無嫉妒地說了一句，“似乎每個人、每條狗都在購買GPU……獲得GPU比獲得毒品還難”

英偉達早期以生產(chǎn)為游戲PC（個人電腦）提供渲染特效的圖形處理器（GPU或顯卡）為主。其以超越同行的性價比獲得了全球游戲廠商的大批訂單，1998年營收首次突破1億美元，達1.58億美元。1999年，其推出全球第一款可編程顯卡GeForce256，當年營收同比增長137%，達到3.75億美元。

1999年1月22日，成立約6年的英偉達在納斯達克掛牌上市，開啟了20多年的高速增長。

2003-2022年，英偉達營業(yè)收入由18.23億美元增至269.74億美元，凈利潤由0.74億美元增至43.68億美元，分別增長了14倍、58倍。

這20年中，英偉達精準踩中了科技發(fā)展的五個大風(fēng)口：2005年的PC普及、2010年移動互聯(lián)網(wǎng)、2016年的深度學(xué)習(xí)、2021年的幣圈“挖礦”以及2022年的AI大模型，其凈利潤均出現(xiàn)了非線性暴增（圖4）。

圖4 ：近20年英偉達凈利潤及同比增幅

數(shù)據(jù)來源：英偉達年度財報、季度財報，新財富整理

我們簡單將其20年的發(fā)展劃分為兩個階段，2013年之前為搭建業(yè)務(wù)架構(gòu)的蓄力階段，2013年至今為伴隨AI迎風(fēng)發(fā)展階段。

搭建一體化業(yè)務(wù)架構(gòu)，英偉達和AMD雙寡頭格局成型

第一階段中，2005年P(guān)C銷量爆發(fā)和2006年CUDA研發(fā)面世，是英偉達搭建業(yè)務(wù)底座的兩個關(guān)鍵節(jié)點，前者奠定其產(chǎn)品搭載規(guī)模，后者為其打開通向軟件市場之門。

2005年，從工業(yè)設(shè)計、工業(yè)造型，到電影、高清廣播、醫(yī)學(xué)成像，數(shù)字革命幾乎席卷所有行業(yè)，全球PC銷量達到2.185億臺，操作系統(tǒng)供應(yīng)商微軟2005財年凈利潤同比大增50%，2006財年營收突破400億美元，并以超過2600億美元的市值成為全球市值TOP10企業(yè)中唯一的科技企業(yè)。而搭乘微軟東風(fēng)的DirectX9.0GPU，在圖形處理器市場獨領(lǐng)風(fēng)騷。

DirectX9.0GPU是英偉達可編程GPU與微軟DirectX9.0高級著色語言的組合產(chǎn)品，能夠高效處理和編輯高清數(shù)字視頻、數(shù)字照片的圖像，使計算機圖形達到電影級視效。

英偉達與微軟的合作最早在2000年3月，英偉達成為微軟第一款家用電視游戲機Xbox的獨家圖形引擎供應(yīng)商。當年6月，英偉達即被《商業(yè)周刊》評為全球第一的半導(dǎo)體公司；11月，其以7000萬美元現(xiàn)金加100萬股股票收購競爭對手“3Dfx”的圖形處理器核心資產(chǎn)，成為圖形處理器行業(yè)規(guī)模第一的公司。

2001-2003財年，英偉達營收由7.35億美元增至19.1億美元，年復(fù)合增長率達61%。突飛猛進的業(yè)績讓英偉達初嘗游戲產(chǎn)品的甜頭，自此，其錨定了以GPU硬件為核心主線的業(yè)務(wù)發(fā)展路徑。

2004年，英偉達GeForce6800和6600GPU量產(chǎn)，推動其DirectX9.0GPU在兼容圖形處理器領(lǐng)域的市場份額從21%上升至67%。2005年，趁熱打鐵的英偉達進一步擴展其架構(gòu)和技術(shù)優(yōu)勢，當年6月發(fā)布的GeForce7800將其市場份額從67%進一步拉升到79%，成為GPU市場的第一大供應(yīng)商。此時，英偉達已將客戶需求融入產(chǎn)品DNA，其GPU隨著微軟操作系統(tǒng)迭代升級而快速升級。

英偉達的創(chuàng)始人兼CEO是被粉絲們稱為“華人之光”的黃仁勛，其焊在身上的皮衣與英偉達的GPU產(chǎn)品一樣出圈。

配合客戶需求而發(fā)展的GeForce系列，成為英偉達最長青的產(chǎn)品系列之一。其2023年推出的最新產(chǎn)品GeForceRTX4090，單價12999元起。

值得一提的，上世紀90年代，硅谷誕生了一批專研圖形處理器的公司，它們大多淹沒在技術(shù)迭代的洪流中，而英偉達能夠穿越周期，成長為全球GPU龍頭，另一個重要的基石是從硬件向更廣闊的軟件市場延伸，最重要的工具是CUDA。CUDA之于英偉達，類似安卓系統(tǒng)之于谷歌。

2003年，斯坦福大學(xué)博士生伊恩·巴克（IanBuck，現(xiàn)任英偉達加速計算總經(jīng)理）進入英偉達實習(xí)，其所在團隊為解決微軟創(chuàng)建的應(yīng)用程序接口DirectX的編程門檻過高問題，推出了編程模型Brook。2006年，伊恩·巴克正式加入英偉達，并基于Brook模型研發(fā)出CUDA，利用GPU中的并行計算引擎來解決復(fù)雜的計算問題，可以加快密集型應(yīng)用程序的計算速度，比單獨使用一個CPU的速度更快。

2007年開始，英偉達將CUDA內(nèi)置入其所有GPU產(chǎn)品中。CUDA以彼時最廣泛使用的C語言為基礎(chǔ)，不同客戶的程序員可以根據(jù)具體需求和處理任務(wù)，對GPU進行相應(yīng)編程，這一應(yīng)用很快在程序員群體中流行，具備了成為通用計算工具的能力。這一能力，磨刀霍霍切分CPU廠商的蛋糕，引來了CPU巨頭的聯(lián)合圍剿。

2006年，從英偉達采購90%GPU的AMD，以54億美元對價收購GPU供應(yīng)商ATI，形成CPU整合GPU的新型解決方案。2007年，英特爾收購物理加速引擎公司Havok，并發(fā)布CPU融合GPU的Larrabee架構(gòu)，欲在其CPU中集成GPU。

CPU大廠絞殺疊加經(jīng)濟危機影響，2008年9月，業(yè)績承壓的英偉達宣布裁員6.5%。同年11月，英偉達發(fā)布的2009財年三季度財報顯示，其營收下降20%，凈利潤下降74%至0.6億美元，回到了2000年的水平。2008年和2009年，成為英偉達上市以來唯二的虧損年度。利空催化下，其股價一年內(nèi)蒸發(fā)了85%。

業(yè)績和市值雙殺，成為黃仁勛創(chuàng)業(yè)生涯中一次刻骨銘心的失敗記憶。

試圖提振業(yè)績的英偉達，抓住了移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)端的“救命稻草”。2010年，英偉達開辟移動市場業(yè)務(wù)，推出費米架構(gòu)（Fermi）和基于該架構(gòu)的新一代QuadroGPU，其3D應(yīng)用性能比上一代Quadro產(chǎn)品快5倍，計算模擬性能比上一代產(chǎn)品快8倍。這助推其專業(yè)解決方案（PSB）業(yè)務(wù)和消費者產(chǎn)品（CPB）業(yè)務(wù)營收分別實現(xiàn)60%、27%的增長。但是，隨著競爭對手大量涌入，英偉達決定放棄移動市場，回歸并聚焦PC端產(chǎn)品。

這次取舍對于英偉達發(fā)展的重要性不言而喻，正如黃仁勛在2023年臺灣大學(xué)畢業(yè)典禮演講中所言，“戰(zhàn)略性撤退、犧牲、決定放棄什么才是成功的核心，并且非常關(guān)鍵”。

值得一提的是，業(yè)績低迷期間，英偉達并未停下技術(shù)升級的腳步，3年投入26億美元進行研發(fā)，以優(yōu)化晶體管層的設(shè)計來解決散熱壓力帶來的產(chǎn)品良率困擾，從而大幅提升產(chǎn)品性能和功耗比。

或許正是英偉達GPU和架構(gòu)的快速迭代形成的壓力，2009年末，英特爾宣布無限期推遲Larrabee架構(gòu)發(fā)行，并于2011年1月再度與英偉達簽訂6年的專利交叉許可協(xié)議。伴隨英特爾的退出，GPU領(lǐng)域英偉達和AMD的雙寡頭競爭格局成型，且持續(xù)至今。

超前設(shè)計的CUDA架構(gòu)，與市場的生化反應(yīng)延遲到了2010年才發(fā)生。這一年，AI先驅(qū)吳恩達使用AI程序識別出一只貓，使用了16000個CPU處理器，但是將CPU換成GPU，只需要12個GPU。2012年的ImageNet大賽（大規(guī)模視覺識別挑戰(zhàn)賽）上，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型AlexNet以超出第二名10%以上的正確率獲得冠軍，其利用英偉達GPU的計算能力解決了復(fù)雜的模型問題。自此，英偉達GPU被認為適用深度學(xué)習(xí)，被AI企業(yè)大量采購。

至此，GPU和CUDA已成為英偉達故事中關(guān)鍵的“1”，此后，其發(fā)展主線聚焦于縱向技術(shù)迭代和橫向應(yīng)用拓展，不斷在后面疊加“0”。

縱向技術(shù)升級，得益于關(guān)鍵技術(shù)的引進。例如，2016年，英偉達引入TensorCore&NVLink高速互聯(lián)技術(shù)，以多個GPU組建為GPU陣列，進而形成超級GPU，為超強算力奠定了硬件基礎(chǔ)；2022年，其引入NVSwitch交換互聯(lián)技術(shù)，大幅降低了GPU通訊的延遲，提升了AI大模型高速并行計算中數(shù)據(jù)同步的效率，為其GPU在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域建立了強大的競爭壁壘。

這些關(guān)鍵性的技術(shù)突破，讓英偉達的芯片可以不斷拓展出大規(guī)模的芯片集群，進而搭建出任意形式的芯片拓撲結(jié)構(gòu)。2022年末，英偉達GPU顯卡中的CUDACore（核心）數(shù)量已較2007年提升超30倍，其GPU搭載于世界上最快的超級計算機。

橫向應(yīng)用擴展方面，英偉達逐漸衍生出“GPU+CPU+DPU”的全棧布局，先后開發(fā)出Kelvin、Rankine、Curie、Tesla、Fermi、Kepler、Maxwell、Volta、Turing、Ampere、Hopper等不斷升級的架構(gòu)，并在這些架構(gòu)基礎(chǔ)上推出十多個產(chǎn)品系列（表1），支持從圖像處理到并行計算再到AI數(shù)據(jù)處理等不同應(yīng)用場景，英偉達的產(chǎn)品已成為GPU芯片專業(yè)性能和兼容性的基準。

表1 ：英偉達主要的產(chǎn)品線及其應(yīng)用場景

數(shù)據(jù)來源：英偉達2018財年和2023財年年報，新財富整理

數(shù)據(jù)中心替代游戲成最大營收支柱，凈資產(chǎn)收益率穩(wěn)定在20%左右

英偉達的營收中，游戲和數(shù)據(jù)中心是核心支柱，二者占營收的比重由2014年的50.73%升至2023年二季度的93.4%（表2）。

表2 ：2014年至2023年上半年，英偉達游戲和數(shù)據(jù)中心營收及占總營收的比重（單位：億美元）

數(shù)據(jù)來源：英偉達年報，新財富整理；備注：2023年上半年為2023年1月31日至7月31日，下文同。

這一變化來自游戲市場和AI產(chǎn)業(yè)對GPU日益膨脹的需求，而市場風(fēng)口的切換，直觀體現(xiàn)在英偉達營收支柱的切換（圖5）。

圖5 ：近10年英偉達不同業(yè)務(wù)營收變化

數(shù)據(jù)來源：英偉達年報和最新季報，新財富整理

2021年前，游戲業(yè)務(wù)是英偉達絕對的營收支柱。2014-2021年，其游戲產(chǎn)品營收由20.58億美元增至124.62億美元，年復(fù)合增長率達30%。

近20年來，全球3A/3D游戲不斷推新，催生了對GPU處理器的巨大需求。全球億萬玩家倒逼高性能3D圖形渲染成為PC制造商重要的差異化賣點，而GPU是PC實現(xiàn)這一差異化的關(guān)鍵部件，因此，PC代工廠商進一步倒逼英偉達的GPU在滿足終端用戶、程序開發(fā)商和設(shè)備制造廠商三方需求中不斷尋求平衡。

從早期的《生化危機》《全面戰(zhàn)爭》《榮譽勛章》到后來的《魔獸世界》《英雄聯(lián)盟》《王者榮耀》等網(wǎng)絡(luò)游戲，均擁有超長的生命周期，它們背后億萬付費玩家在全球培育出動視暴雪（ATVI.O，2022年1月被微軟以687億美元對價收購，2023年10月下旬完成交易）、騰訊、網(wǎng)易等多家市值超5000億元的公司。

2022年，全球游戲市場營收約為1844億美元，網(wǎng)絡(luò)游戲市場營收為1326億美元，占比達72%。其中，中國是網(wǎng)絡(luò)游戲最大市場，貢獻了全球收入的20.1%。2003-2021年，游戲市場規(guī)模急劇擴張，中國游戲市場規(guī)模由13.2億元增長至2965.13億元，18年擴大224倍。

面對如此擴容的市場，主要面對PC端用戶的英偉達開發(fā)出四類產(chǎn)品，包括用于臺式機和筆記本電腦游戲的GeForceRTX和GeForceGTXGPU、用于低功耗設(shè)備上玩PC游戲的GeForceNOW、用于電視上播放高質(zhì)量流媒體的SHIELD，以及適用于游戲主機的片上系統(tǒng)（SOC）和開發(fā)服務(wù)。

不玩網(wǎng)絡(luò)游戲的人很難體會顯卡配置的重要性，但通過間隔一年的兩代產(chǎn)品，可以看出英偉達顯卡的迭代效率。

2022年9月，英偉達發(fā)布了AdaLovelaceGPU架構(gòu)，并推出了基于該架構(gòu)的首批產(chǎn)品，包括GeForceRTX4090、RTX4080和RTX4070。其中，RTX4090內(nèi)置760億個晶體管、16384個CUDA核心和24GB高速鎂光GDDR6X顯存，在4K分辨率的游戲中持續(xù)運行速度超過100FPS，光線追蹤技術(shù)帶來的纖毫畢現(xiàn)得以完美實現(xiàn)。而其于2020年9月發(fā)布的GeForceRTX3090產(chǎn)品，內(nèi)置283億個晶體管、10496個CUDA核心和24GBGDDR6X顯存。

4090較3090性能提升2-4倍，但功耗同樣保持在450W。保持同等能耗的基礎(chǔ)上大幅提升產(chǎn)品性能，對于芯片公司是翻山越嶺的難度。

即便產(chǎn)品性能提升不止，2021年后，英偉達游戲業(yè)務(wù)營收仍掉頭直下。英偉達在其年報中的解釋是，“全球宏觀經(jīng)濟狀況及中國游戲需求下降的影響”。

被英偉達特別強調(diào)的中國大陸市場，多年來一直是其銷售額最高的市場之一，但近年銷售額明顯下降，由2021年的71.11億美元下降至2022年的57.85億美元，占英偉達總營收的比重由2021年的26.42%下降至2023年上半年的20.92%（圖6、7），中國市場的重要性可見一斑。

圖6 ：2011-2022年英偉達分地區(qū)的營收來源

數(shù)據(jù)來源：英偉達年報，新財富整理

圖7： 2021年與2023年上半年英偉達分地區(qū)營收來源對比

數(shù)據(jù)來源：英偉達年報，新財富整理

接替游戲成為英偉達創(chuàng)收支柱的，是數(shù)據(jù)中心。2023年上半年，這一業(yè)務(wù)的營收達到146.07億美元，接近2022年全年150.05億美元的水平，直線拉升了英偉達的業(yè)績。

數(shù)據(jù)中心的營收不是突然暴增。2014-2022年，英偉達數(shù)據(jù)中心的營收年復(fù)合增長率達62%。同期，英特爾的數(shù)據(jù)中心營收由143.87億美元增至191.96億美元，年復(fù)合增長率為3.7%。兩家公司數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)雖然不同，但英偉達增速之快，可見一斑。

數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)是什么？

根據(jù)英偉達財報中的闡述，我們可以將其簡單理解為算力平臺或者算力服務(wù)。

英偉達算力平臺，由英偉達的高能效GPU、數(shù)據(jù)處理單元（DPU）、互連和系統(tǒng)、CUDA編程模型，以及越來越多的軟件庫、軟件開發(fā)工具包（SDK）、應(yīng)用框架和服務(wù)組成，服務(wù)于大多數(shù)加速計算密集型的工作負載，如AI、數(shù)據(jù)分析、圖形和科學(xué)計算、超大規(guī)模云和企業(yè)、公共部門和邊緣數(shù)據(jù)中心等。該平臺既可以作為整體系統(tǒng)打包出售，也可以單獨出售，以應(yīng)對客戶的定制化需求。

英偉達的GPU和相關(guān)軟件的大規(guī)模并行計算架構(gòu)非常適合深度學(xué)習(xí)、機器學(xué)習(xí)和高性能計算，為AI時代的規(guī)?；嬎闾峁﹦恿?。加速計算的能力，令英偉達得以借力三個應(yīng)用風(fēng)口，成就AI時代的高速發(fā)展。

第一個風(fēng)口，2016年深度學(xué)習(xí)接管互聯(lián)網(wǎng)。2015年的英偉達GPU技術(shù)大會上（GTC大會），黃仁勛宣布英偉達全面轉(zhuǎn)型AI。2016年3月，谷歌的機器人阿爾法狗（AlphaGo）擊敗了圍棋世界冠軍、職業(yè)九段棋手李世石，引發(fā)全球關(guān)注深度學(xué)習(xí)。隨后，谷歌、微軟等互聯(lián)網(wǎng)巨頭快速將各自的深度學(xué)習(xí)平臺開源，供全球開發(fā)者無壁壘使用，向企業(yè)提供傳統(tǒng)編碼無法提供的云和AI服務(wù)，大量數(shù)據(jù)反哺深度學(xué)習(xí)，加速了AI的進化。英偉達推出NVIDIATensorRT深度學(xué)習(xí)推理框架和Inception計劃，以支持深度學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)科學(xué)領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)發(fā)展，這帶動其2016年GPU業(yè)務(wù)營收同比增長39%。

RTX 4090顯示芯片內(nèi)置760 億個晶體管、16384 個CUDA核心和24GB高速鎂光GDDR6X顯存，光線追蹤技術(shù)帶來的纖毫畢現(xiàn)得以完美實現(xiàn)。

第二個風(fēng)口，2021年加密貨幣“挖礦”產(chǎn)業(yè)回春。英偉達推出了LiteHashRate（LHR）和GeForceGPU，并增加了CMP（cryptocurrencyminingprocessors，加密貨幣處理器）的供應(yīng)，以滿足“挖礦”大規(guī)模計算的需求。2021年一季度，CMP為英偉達創(chuàng)收1.55億美元，上半年創(chuàng)收4.21億美元，部分對沖了游戲市場下滑對其業(yè)績的負面影響。

第三個風(fēng)口，2022年11月，語言大模型催化AI時代提前到來。這一年11月30日，OpenAI推出ChatGPT，5天內(nèi)注冊用戶數(shù)超過100萬，兩個月后月活用戶超過1億，成為史上增長最快應(yīng)用，全球掀起語言大模型和AIGC研發(fā)潮。中國市場以華為盤古、百度文心、騰訊混元、阿里通義為代表的大模型如雨后春筍般涌現(xiàn)，對高性能芯片的需求井噴。

AI大模型是“大數(shù)據(jù)、大算力、強算法”結(jié)合的產(chǎn)物，其中，大算力堪稱基礎(chǔ)設(shè)施。英偉達基于Hopper和Ampere架構(gòu)推出的A100、H100以及特供中國市場的A800和H800（A100和H100部分性能減配的替代產(chǎn)品）等高性能芯片，是AI大模型的核心部件。

大模型潮起，英偉達“A+H”系列芯片銷量激增。2023年8月10日，多家媒體報道，百度、騰訊、阿里等中國企業(yè)向英偉達采購約10萬顆A800、H800處理器，訂單總額或超50億美元。

AMD的CEO蘇姿豐（LisaSu）曾提出，2023年，全球數(shù)據(jù)中心AI加速器的潛在市場總額將達到300億美元左右，預(yù)計到2027年，這一數(shù)字將超過1500億美元（折合1.095萬億元），年復(fù)合增長率超過50%。這意味著，英偉達數(shù)據(jù)中心未來營收的增長空間巨大。

AI風(fēng)口上，大模型訓(xùn)練的“入門級”算力支撐，至少需要1000顆A100芯片。

除了硬件支持，英偉達也提供大模型服務(wù)，推出語言模型NVIDIANeMo、圖像視頻模型NVIDIAPicasso、藥物研發(fā)模型NVIDIABioNeMo等全棧式服務(wù)，用戶可自定義用例并調(diào)整模型。

值得一提的是，除了中國科技圈興起“百模大戰(zhàn)”，業(yè)務(wù)與AI毫不沾邊的上市公司也在采購高算力芯片處理器，以圖跨界“算力”提振股價。

2023年9月29日，蓮花健康（600186）公告，其全資子公司杭州蓮花科技創(chuàng)新有限公司將以6.93億元的總價，向新華三集團控股子公司新華三信息技術(shù)有限公司采購330臺英偉達H800GPU系列算力服務(wù)器（每臺服務(wù)器含8張GPU）。在此之前的一個月內(nèi)，蓮花健康股價由3.22元/股上漲至5.98元/股，大漲86%，創(chuàng)5年來新高?！八懔Α备拍顚股公司市值的提振效力，可見一斑。

馬太效應(yīng)下，越來越多不同行業(yè)的企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)使用英偉達的GPU和軟件，將其構(gòu)建的產(chǎn)品和服務(wù)實現(xiàn)自動化。例如，專業(yè)設(shè)計師使用其GPU和軟件創(chuàng)建電影中的視覺效果，并設(shè)計從手機到商用飛機的建筑物和產(chǎn)品；交通運輸行業(yè)用其構(gòu)建自動駕駛平臺；醫(yī)療保健行業(yè)用以增強醫(yī)學(xué)成像和加速藥物發(fā)現(xiàn)；金融服務(wù)行業(yè)借此進行欺詐檢測。

英偉達成為二季度全球業(yè)績增長最強勁的科技公司背后，是其在顯卡領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先的市場份額。公開數(shù)據(jù)顯示，英偉達占據(jù)全球數(shù)據(jù)中心AI加速市場82%的份額，而且，以95%的市場占有率壟斷了全球Al訓(xùn)練市場。

近乎“壟斷”的市場地位，簡單總結(jié)源于英偉達三方面的優(yōu)勢。

一是產(chǎn)品和架構(gòu)。基于架構(gòu)的靈活性、多功能性和穩(wěn)定高速性能，英偉達能夠勝任從數(shù)據(jù)處理到訓(xùn)練、推理，推理前對數(shù)據(jù)所進行的預(yù)處理，再到后期的數(shù)據(jù)處理，語言進行標識化以便用于訓(xùn)練等任務(wù)。尤其是大模型和AIGC的工作流程強度大，大量的應(yīng)用程序需要強大的并行處理能力，英偉達的架構(gòu)組合和產(chǎn)品能夠加速中心計算程序，以保證最低的運算和保有成本。

二是規(guī)模和速度。在游戲、智能駕駛、大模型、加速計算、智能云等終端上，英偉達已擁有龐大的安裝量。龐大的規(guī)模和超快速度，決定了英偉達能夠在不同的使用模型和計算環(huán)境中，持續(xù)發(fā)展極其復(fù)雜的軟硬件、網(wǎng)絡(luò)和計算堆棧，在保質(zhì)保量的前提下加快客戶的工程進度。而軟件開發(fā)者能夠通過英偉達的平臺，接觸最大數(shù)量的終端用戶，提升業(yè)務(wù)或獲得投資回報。規(guī)模效應(yīng)下，在行業(yè)未出現(xiàn)大的技術(shù)創(chuàng)新和拐點前提下，強者愈強的馬太效應(yīng)將不斷鞏固英偉達的領(lǐng)先優(yōu)勢。

三是系統(tǒng)和生態(tài)。在AI大模型訓(xùn)練等并行工作負載中，性能強大的芯片處理器重要，軟件生態(tài)更重要。性能強大的GPU讓英偉達成為芯片巨頭，但使英偉達成為全棧計算平臺的，是其龐大的軟件體系。

英偉達除了提供CUDA并行編程模型、CUDA-X應(yīng)用加速庫、應(yīng)用程序編程接口（API）、SDK和工具以及特定領(lǐng)域的應(yīng)用程序框架，還提供NVIDIAGPUCloud注冊表（NGC），這是一個涵蓋科學(xué)計算、深度學(xué)習(xí)和機器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域、易于使用且經(jīng)過優(yōu)化的軟件堆棧的全面目錄。借助NGC，AI開發(fā)人員、研究人員和數(shù)據(jù)科學(xué)家可以開發(fā)AI和HPC（高性能計算）應(yīng)用。

基于英偉達構(gòu)建的軟件系統(tǒng)，其硬件可以在每個大型計算機制造商和大型云服務(wù)器（CSP）的行業(yè)標準服務(wù)器中使用，也可以在英偉達DGXAI超級計算機中使用（DGX是一個專門為深度學(xué)習(xí)和GPU加速應(yīng)用而構(gòu)建的系統(tǒng)）。為了擴大可用客戶群體、降低使用門檻，英偉達圍繞GPU構(gòu)建了多種現(xiàn)成系統(tǒng)，包括面向超大規(guī)模和超級計算數(shù)據(jù)中心的HGX、面向企業(yè)和邊緣計算的EGX、面向高精度邊緣人工智能的IGX以及面向自主機器的Argan。

算力王者背后，是英偉達從產(chǎn)品到平臺再到生態(tài)系統(tǒng)不斷進化，并擴大其領(lǐng)先優(yōu)勢。那么，英偉達這樣的優(yōu)勢能否輕易復(fù)制呢？

370億美元投入研發(fā)，專業(yè)化收購?fù)晟萍夹g(shù)鏈

風(fēng)口即市場需求，連續(xù)踩中科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)口，背后是英偉達滿足爆發(fā)性算力需求的能力。

這一能力，源自其對變化中的早期市場和初創(chuàng)公司的關(guān)注和長期布局。例如，在ChatGPT爆紅出圈之前的2016年，黃仁勛已拜訪創(chuàng)立于2015年12月的OpenAI，并捐贈搭載8顆P100價值百萬的超級計算機DGX-1，成為“為ChatGPT算力助攻的英偉達”。

插播一句，OpenAI采用了與AI先行者谷歌不同的技術(shù)路線，谷歌2017年6月推出具有6500萬個可調(diào)用參數(shù)的Transformer模型，而OpenAI采用GPT（生成式預(yù)訓(xùn)練）模型，并于2018年推出具有1.17億個參數(shù)的GPT-1。二者之間的技術(shù)競賽自此開啟。

我們從其產(chǎn)品迭代的時間密集度上，感受一下OpenAI進化的速度：2019年2月15億參數(shù)的GPT-2、2020年5月1750億參數(shù)的GPT-3、2021年1月120億參數(shù)的DALL-E、2021年6月120億參數(shù)的Codex、2022年3月13億參數(shù)的InstructGPT、2022年11月末20億參數(shù)的ChatGPT相繼推出。

OpenAI每一次進化，都伴隨著谷歌的迭代回應(yīng)。2021年5月，谷歌發(fā)布1370億參數(shù)的AI系統(tǒng)LaMDA對話應(yīng)用語言模型。正是巨頭之間你追我趕的競爭，才推動了全面AI時代的提前到來。

堪稱初創(chuàng)公司算力最強助攻的英偉達，全球超過30000家合作伙伴中，15000家是初創(chuàng)公司，其中包括數(shù)千家AIGC公司。截至2023年1月末，英偉達GPU支持的應(yīng)用程序已超過2800個。英偉達為全球TOP500排行榜上超過70%的超級計算機提供支持，其中包括Green500排行榜上排名前30的系統(tǒng)中的23個。正如三六零（601360）創(chuàng)始人、董事長周鴻祎評價英偉達，“對用戶真正產(chǎn)生價值，才能慢慢生出偉大”。

如前所述，從賣GPU顯卡，到賣平臺服務(wù)，再到構(gòu)建軟硬一體的AI算力生態(tài)系統(tǒng)，推動英偉達演進的核心動能來自研發(fā)與收購。

“Innovationisatourcore”（創(chuàng)新是我們的核心）是英偉達每一年的年報中均會出現(xiàn)的固定表達。研發(fā)是科技公司的第一生產(chǎn)力，截至2023年1月末，英偉達研發(fā)方面的投入累計超過370億美元，擁有19532名研發(fā)人員，占員工總數(shù)的75%。

其中，2013-2022年，其研發(fā)支出的絕對值保持著高速增長，研發(fā)占營收的比重穩(wěn)定維持在20%（圖8）。與同類可比上市公司相比，英偉達研發(fā)投入占營收的比重達23.47%，高于高通和AMD（表3）。

圖8：2013-2022年英偉達研發(fā)支出及占總營收的比重

數(shù)據(jù)來源：公司年報、季報，新財富整理

表3 ：2013-2022年，英偉達和代表性芯片公司的研發(fā)投入及占比

數(shù)據(jù)來源：Wind，新財富整理

除了真金白銀做研發(fā)，從內(nèi)部構(gòu)筑技術(shù)發(fā)展動能，英偉達也以收購從外部完善技術(shù)鏈。

科技行業(yè)是并購重組的主陣地，英偉達30年的發(fā)展歷程中，并購時有發(fā)生。從2000年收購圖形芯片廠商3dfx，到2023年計劃收購移動芯片供應(yīng)商ARM，英偉達借助收購來實現(xiàn)技術(shù)躍升、業(yè)務(wù)拓展，從而實現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)鏈完整。

我們從代表性的案例，來看資產(chǎn)收購對英偉達的意義。

第一，2019年3月至2020年4月，英偉達以70億美元的對價收購以色列芯片制造商邁絡(luò)思科技有限公司（MellanoxTechnologies，簡稱“Mellanox”）。該公司是全球領(lǐng)先的服務(wù)器和存儲端到端連接解決方案的供應(yīng)商，產(chǎn)品包括以太網(wǎng)交換機、InfiniBand智能互連解決方案、服務(wù)器、存儲設(shè)備和超融合基礎(chǔ)設(shè)施，應(yīng)用于高性能計算、云計算、數(shù)據(jù)中心、企業(yè)計算及存儲市場，全球500強超級計算機中超過一半使用其設(shè)備。

借此收購，英偉達硬件產(chǎn)品布局得以從GPU擴展至DPU。英偉達推出了BlueFieldDPU，由數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)軟件DOCA提供支持，通過DOCA，開發(fā)人員可以為BlueFieldDPU構(gòu)建軟件定義、硬件加速的網(wǎng)絡(luò)、安全、存儲和管理等應(yīng)用程序。因此，英偉達可以在整個計算、網(wǎng)絡(luò)和存儲堆棧中進行優(yōu)化，以提供數(shù)據(jù)中心規(guī)模的計算解決方案。目前，BlueFieldDPU應(yīng)用于頂級的安全、存儲和網(wǎng)絡(luò)公司，但滲透率還比較低。

黃仁勛在2022財年第一季度財報發(fā)布時表示：“Mellanox收購?fù)瓿梢荒陙恚隽宋覀兊念A(yù)期，英偉達也轉(zhuǎn)型為一家數(shù)據(jù)中心級計算公司?！?/p>

第二，2022年1月10日，英偉達收購其十多年的合作伙伴BrightComputing。該公司成立于2009年，是全球領(lǐng)先的高性能計算軟件開發(fā)商，其所生產(chǎn)的軟件管理著全球700多個組織使用的高性能計算系統(tǒng)。

借此收購，英偉達強化了其軟件在邊緣計算、數(shù)據(jù)中心和公有云、混合云等領(lǐng)域的運作能力，從而進一步擴大其高性能計算市場。截至2023年1月末，全球25個高性能計算應(yīng)用程序中的23個使用英偉達的產(chǎn)品。

第三，2022年3月，英偉達收購其合作伙伴Excelero。該公司成立于2014年，是一家高性能軟件定義存儲供應(yīng)商，其開發(fā)的NVMesh軟件，可管理和保護NVMe閃存驅(qū)動器的虛擬陣列，作為跨公有云和私有云的塊存儲，其塊存儲在運行DPU的DOCA軟件框架中發(fā)揮重要作用。被收購后，Excelero的技術(shù)被集成到英偉達的軟件堆棧中，并應(yīng)用到AI和高性能計算平臺。

第四，2023年7月，英偉達收購了AI初創(chuàng)公司OmniML。該公司成立于2021年的美國加州，主要產(chǎn)品是一個旨在快速、輕松地大規(guī)模進行AI優(yōu)化的平臺Omnimizer，其軟件可以壓縮機器學(xué)習(xí)模型的大小，以便在更小的設(shè)備上驅(qū)動人工智能，但其引用的示例主要涉及計算機視覺。例如，幫助智能攝像頭或自動駕駛汽車識別周圍的物體，是汽車實現(xiàn)自動駕駛的關(guān)鍵技術(shù)之一。

值得一提的是，OmniML的三位聯(lián)合創(chuàng)始人本科均畢業(yè)于清華大學(xué)，分別是麻省理工學(xué)院電氣工程和計算機科學(xué)教授韓松、Meta前軟件工程師吳迪，以及參與發(fā)明深度壓縮技術(shù)的毛慧子。

除了上述“強鏈補鏈”式收購，英偉達也曾啟動收購移動芯片巨頭，借以重回移動領(lǐng)域。

籌劃收購ARM（ARM.O），是英偉達歷史上最受矚目的收購計劃。

ARM是一家移動端CPU芯片和架構(gòu)供應(yīng)商，全球99%的智能手機和89%的平板電腦使用其芯片架構(gòu)，其成立至2022年末，芯片出貨量超過2500億顆。一直面向PC客戶端的英偉達，如果收購ARM，將實現(xiàn)其在移動端的業(yè)務(wù)突破，覆蓋PC和移動端客戶，成為芯片領(lǐng)域真正的“壟斷者”。

收購的機會由ARM控股股東軟銀釋放。2020年9月14日，因多筆投資價值大縮水而在2019財年出現(xiàn)成立15年來首次虧損（虧損130億美元）的軟銀，為緩解財務(wù)壓力，宣布將ARM以400億美元對價出售給英偉達。但這一交易計劃自帶的“壟斷”屬性，很快遭到ARM公司創(chuàng)始人赫曼·豪瑟（HermannHauser）和英國、歐洲、美國和中國的監(jiān)管機構(gòu)以及高通、微軟、谷歌等公司的反對。2023年2月9日，英偉達正式宣布放棄該項收購，軟銀轉(zhuǎn)而推動ARM獨立上市。2023年9月14日，ARM在納斯達克上市，創(chuàng)下2023年全球最大規(guī)模IPO紀錄。ARM最新市值為515億美元。

長期堅守內(nèi)部研發(fā)和外部收購，造就了如今擁有算力生態(tài)系統(tǒng)的英偉達。那么，需要提問的是，英偉達有哪些“軟肋”限制其未來發(fā)展呢？

輕資產(chǎn)代工生產(chǎn)模式，兩大環(huán)節(jié)“卡脖子”

AI風(fēng)口上，GPU是一個賣方市場。

大模型訓(xùn)練的“入門級”算力支撐，至少需要1000顆A100芯片。GPT-3模型訓(xùn)練采用的超級計算機，則需搭載數(shù)萬顆英偉達A100芯片，而升級后的大模型需要的芯片更多。因此，創(chuàng)建大模型的第一門檻，就是芯片的數(shù)量和芯片價格。

供不應(yīng)求下，2022年12月至2023年6月的半年內(nèi)，英偉達A100價格累計漲幅近70%。英偉達H100的單價在2023年8月末超過了4.5萬美元，專業(yè)機構(gòu)推算，其成本約3000美元，利潤率達1400%。

這樣的暴利產(chǎn)品，當然大賣特賣最好，讓利潤漲到天上去。但是，高端芯片的生產(chǎn)工藝復(fù)雜度和產(chǎn)品良率幾乎成反比，英偉達“生產(chǎn)”不出來市場所需的芯片。站在產(chǎn)業(yè)鏈頂端的科技巨頭，正在遭遇“卡脖子”。

芯片行業(yè)如同所有高端制造業(yè)，有重資產(chǎn)一體化模式，也有輕資產(chǎn)的代工模式，前者的代表如英特爾（僅20%的產(chǎn)品由外部代工），后者代表如英偉達，雖然二者的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同，但隨著高端產(chǎn)品占比提高以及出品規(guī)模增長，2020年開始，英偉達的凈利率超過了英特爾，2023年上半年，差距進一步拉大（圖9）。

圖9 ：2013年至2023年上半年英偉達與英特爾的凈利率對比

數(shù)據(jù)來源：英偉達和英特爾公司年報，新財富整理

作為一家專注芯片設(shè)計和銷售的公司，英偉達生產(chǎn)上依靠臺積電等供應(yīng)商，其芯片產(chǎn)品升級迭代中，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的復(fù)雜度和生產(chǎn)工藝的難度往往呈非線性增長，需要整個供應(yīng)鏈的合力支持，甚至面臨供應(yīng)鏈的重構(gòu)（表4）。

表4 ：2013年、2022年英偉達重要業(yè)務(wù)的主要供應(yīng)商

數(shù)據(jù)來源：英偉達年報，新財富整理

這就導(dǎo)致，在外包生產(chǎn)的輕資產(chǎn)模式中，如果代工廠遭遇生產(chǎn)效率低下或排產(chǎn)限制等問題，產(chǎn)品就會無法按期量產(chǎn)或交付延期。早在2012年，英偉達即出現(xiàn)過產(chǎn)品因代工廠原因而供不應(yīng)求的問題。2012年一季度，由于臺積電28納米開普勒（Kepler）GPU容量限制，英偉達無法滿足客戶對高端臺式機GPU產(chǎn)品的需求，導(dǎo)致當季營收下降4%，凈利潤下降55.3%，一直持續(xù)到2013年一季度才重回正增長軌道。

截至2023年1月，對臺積電營收貢獻排名前10的客戶分別是蘋果、聯(lián)發(fā)科、AMD、高通、博通、英偉達、Marvel、意法半導(dǎo)體、亞德諾、英特爾。2020-2022年，其來自最大單一客戶蘋果的銷售金額由3367.76億元新臺幣增至5296.5億元新臺幣，增長57%，但蘋果占臺積電總營收的比重由25%降至23%。由此可見，臺積電的客戶集中度在下降，單一大客戶很難對其業(yè)績構(gòu)成特別重大影響。

針對客戶對臺積電的產(chǎn)能占有問題，臺積電在2023年財報中明確表示，由于設(shè)計技術(shù)和功能的快速變化，代工客戶一般不會提前很多時間下采購訂單來制造產(chǎn)品，但是一部分客戶與其達成協(xié)議，通過支付臨時費用以獲得臺積電晶圓廠的指定產(chǎn)能。

這意味著，臺積電的排產(chǎn)計劃中，預(yù)留了臨時付費增產(chǎn)的空間。據(jù)悉，臺積電正以超級急件（superhotrun）生產(chǎn)英偉達GPU，但H100和A100的訂單已經(jīng)排到2024年二季度，即現(xiàn)在下訂單，明年年中才能收貨。

一般而言，芯片的性能與晶體管的數(shù)量正相關(guān)，但單位面積的硅片上晶體管排布越多，能耗越大散熱問題越突出，產(chǎn)品良率也越低，因此芯片設(shè)計的關(guān)鍵在于性能與能耗必須達成平衡。

以服務(wù)于超級加速器的芯片H100為例，其是由超過3.5萬個零件和近1萬億個晶體管組成的系統(tǒng)組件，內(nèi)部設(shè)計的復(fù)雜程度，外行難以想象。

拆分芯片結(jié)構(gòu)，H100主要由邏輯芯片、HBM存儲芯片、CoWoS封裝、PCB板等輔助器件組成。目前，封裝和存儲芯片是兩大“卡脖子”環(huán)節(jié)。

我們以H100最通用的版本H100SXM為例，其采用的是臺積電CoWoS的7晶粒封裝，存儲芯片則是6顆16G的HBM3芯片分列兩排、圍繞中間的邏輯芯片。

首先，臺積電CoWoS封裝是一種2.5D封裝工藝，能將計算、內(nèi)存等晶片堆疊到硅中介層或硅轉(zhuǎn)接板，通過硅中介層上的高密度布線，實現(xiàn)晶片互連，再安裝到基板上進行封裝。這提升了芯片的連接速度、降低了功耗，相較直接在芯片上打孔、布線的3D封裝工藝，其成本更低、散熱更優(yōu)，數(shù)據(jù)吞吐帶寬更寬，幾乎是市場上高算力、高存儲芯片的唯一封裝工藝。

目前，英偉達、AMD的4款高性能GPU均采用這一封裝工藝。但臺積電該封裝工藝產(chǎn)能不足，且目前幾無可替代廠商，這限制了英偉達相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)量，預(yù)計2024年，三星或可提供該封裝服務(wù)。

按照集邦咨詢預(yù)測，臺積電正在擴產(chǎn)能，其CoWoS月產(chǎn)能將在2023年底達到1.2萬片，即便是臺積電把CoWoS產(chǎn)能都排給英偉達，英偉達高端芯片產(chǎn)能的天花板也僅是1.2萬片/月。因此，解決了封裝環(huán)節(jié)的限制，高端芯片的出貨量才會增加。

其次，存儲芯片供應(yīng)不足。H100中的6顆HBM3存儲芯片，由韓國SK海力士獨家供應(yīng)。一張H100SXM使用6顆HBM3存儲芯片的成本約1500美元。2023年上半年，三星的HBM3量產(chǎn)出貨加快，存儲芯片在2023年下半年后或不再限制H100出貨量。

一塊H100重達70磅，這幾乎是今年市場上唯一用“體重”計量的芯片產(chǎn)品，其2023年二季度出貨量超過了900噸。從長期來看，H100的供需缺口會隨著AIGC的應(yīng)用爆發(fā)而水漲船高。根據(jù)金融時報的報道，2024年H100的出貨量預(yù)計將高達150萬-200萬張，相比于2023年的50萬張?zhí)嵘?-4倍。有華爾街投行預(yù)測，2024年英偉達“A+H”系列顯卡的出貨量合計將達到300萬-500萬張。

得益于H100等高性能產(chǎn)品的拉動，2023年二季度，英偉達的毛利率達到68.2%，較2022年末的56.9%提高了11.3個百分點，創(chuàng)歷史新高，且高于直接競爭對手英特爾和AMD（圖10）。英偉達的毛利率，在Wind美股半導(dǎo)體設(shè)備與產(chǎn)品分類的104家公司中，排名第10。排名前9的公司中，6家2022年凈利潤錄得虧損，僅博通（AVGO.O）的凈利潤高于英偉達。

圖10 ：2005年到2023年上半年，英偉達與英特爾、AMD的毛利率

數(shù)據(jù)來源：英偉達、英特爾、AMD公司年報，新財富整理

令競爭對手不寒而栗的是，H100和A100產(chǎn)能尚在爬坡階段，英偉達性能更強的新產(chǎn)品又來了，一場看不見硝煙的算力戰(zhàn)爭正在發(fā)生。

黃氏定律挑戰(zhàn)摩爾定律，算力會鎖死嗎？

順周期航程中，站在頭部的巨頭，只會加速。

2023年8月初，在美國計算機協(xié)會計算機圖形圖像特別興趣小組（SpecialInterestGroupforComputerGRAPHICS，簡稱“SIGGRAPH”）組織的2023年年會上，英偉達發(fā)布了基于GraceHopper架構(gòu)、搭載的存儲器為全球首款HBM3e（較HBM3快50%）處理器的新顯卡GH200，可用于處理大語言模型、推薦系統(tǒng)、矢量數(shù)據(jù)庫等全球最復(fù)雜的AIGC工作負載所需。該芯片配備141GB內(nèi)存、72核ARM中央處理器和每秒5TB的帶寬，較H100芯片內(nèi)存增加1.7倍，傳輸頻寬增加1.5倍。

GH200已于2023年5月全面投產(chǎn)，基于GH200GraceHopper平臺的新系統(tǒng)將于2024年第二季度開始交付。

對于使用者來說，投資800萬美元使用GraceHopper，相當于使用8800個價值1億美元的X86GPU，整體成本降低12倍、能耗降低20倍。這也是黃仁勛說的“買的越多越省”的原因。

需要強調(diào)的是，英偉達的新平臺依舊延續(xù)兼容模式，客戶可以通過英偉達NVLink與其他超級芯片連接、協(xié)同工作，進而部署大型AIGC模型。因此，英偉達的一致性技術(shù)使GPU可以訪問CPU內(nèi)存，在雙配置中可提供總計1.2TB的快速內(nèi)存。

這無疑進一步加大了使用者改換GPU和平臺的難度和成本。用戶忠誠度“被動”加固。

那么，英偉達GPU芯片的性能升級會永無止境嗎？

芯片性能提升過程中，晶體管數(shù)量增加的規(guī)律誕生了一個摩爾定律，即集成電路上可容納的元器件數(shù)目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。在客觀存在的物理限制下，整個行業(yè)間隔十多年便會出現(xiàn)困擾聰明大腦的問題，摩爾定律會不會失效、算力會不會鎖死？

2023 年二季度，英偉達的毛利率達到68.2%，高于直接競爭對手英特爾和AMD。

2023年9月29日，英偉達發(fā)布的一篇博客稱，在過去10年中，英偉達GPU的AI處理能力增長了1000倍。由此，“單芯片推理性能”中看到的加速不會逐漸消失，理論上會繼續(xù)出現(xiàn)，這一發(fā)現(xiàn)被業(yè)內(nèi)稱為“黃氏定律”。

短期內(nèi)算力不會鎖死，但AI大模型最強助攻的英偉達，如果其顯卡所有環(huán)節(jié)都實現(xiàn)產(chǎn)能自由，那么，根據(jù)工業(yè)品規(guī)模化生產(chǎn)的萊特定律，產(chǎn)品累積產(chǎn)量翻倍，單位成本將下降固定百分比。

例如，汽車行業(yè)，整車廠產(chǎn)量翻倍，其成本價格就會下降15%。據(jù)相關(guān)機構(gòu)測算，在芯片行業(yè)中，晶圓產(chǎn)量翻倍，成本下降約22%。如果技術(shù)迭代，比如芯片從10納米迭代到7納米技術(shù)，交付處理器的最終成本每年可以下降30%-33%。

正如臺積電2023財年年報所示，當其產(chǎn)能利用率增加時，固定制造成本會分攤到更大的產(chǎn)量上，產(chǎn)量越大，單位成本越低。為了提升芯片制造效率，針對當前的SoC開發(fā)方法，臺積電開發(fā)了多項晶圓加工程序，多個客戶可以共用掩膜（mask芯片制造中的模具），從而降低客戶的原型成本、縮短產(chǎn)品上市周期。

OpenAI正在探索自研AI芯片，并有意收購一家芯片公司，解決被芯片短缺限制進程的障礙。

英偉達與臺積電在長期合作中，學(xué)習(xí)曲線效應(yīng)與技術(shù)難度升級共振，彼此均獲得了不可替代的優(yōu)勢。這也是AI芯片賽道上，英偉達被英特爾、AMD、微軟、谷歌等巨頭追趕多年，卻尚未被超越的根本原因，而臺積電也越來越難被替代。

但是，產(chǎn)能受限的英偉達，必然無法獨吞未來10年AI算力芯片的萬億市場蛋糕，哪些公司將會是英偉達強勁的對手呢？

算力行業(yè)競爭加劇，英偉達要做“AI界的臺積電”

全球GDP增長乏力的背景下，數(shù)字經(jīng)濟保持強勁增長。發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，算力是核心生產(chǎn)力，未來很長一段時間，投資算力將對經(jīng)濟增長產(chǎn)生倍增效應(yīng)?！?022-2023年全球計算力指數(shù)評估報告》顯示，算力指數(shù)平均提高1個百分點，該國的數(shù)字經(jīng)濟和GDP將分別增長3.6‰和1.7‰。

算力已成為經(jīng)濟增長的主要驅(qū)動力之一，且全球主要國家數(shù)字經(jīng)濟占GDP的比重持續(xù)增長。2022-2026年，該比重預(yù)計將從50.2%增長到54%。其中，2022年中國AI算力規(guī)模達到268百億億次/秒，超過通用算力規(guī)模。預(yù)計未來5年中國智能算力規(guī)模的年復(fù)合增長率將達52.3%。

熱門賽道上，從來沒有獨一份的生意，即使是在算力世界“廣積糧高筑墻”的英偉達，也面臨競爭對手的追擊。

競品頻出，AI算力市場風(fēng)起云涌

目前，英偉達主要的競爭對手有兩類：一是以AMD和英特爾為代表的解決方案供應(yīng)商和許可方；二是以谷歌、亞馬遜、微軟為代表的大型云服務(wù)商。

首先，專業(yè)處理器陣營第一梯隊的英特爾和AMD，2023年均已推出對標英偉達H100的產(chǎn)品和對標CUDA的軟件系統(tǒng)。

為應(yīng)對AI時代的算力需求，2023年7月，英特爾推出面向中國市場的第二代Gaudi深度學(xué)習(xí)加速器HabanaGaudi2，用于AI訓(xùn)練，意在爭奪“百模大戰(zhàn)”的中國市場。

目前，英特爾數(shù)據(jù)中心有兩大系列產(chǎn)品，Gaudi系列為人工智能加速領(lǐng)域中的專屬產(chǎn)品，適用于大模型的工作負載，Max系列GPU適用于科學(xué)計算領(lǐng)域。預(yù)計到2025年，英特爾將把兩條產(chǎn)品線融合，推出結(jié)合第二代Gaudi的GPU產(chǎn)品。

2023年9月19日，IntelOn技術(shù)創(chuàng)新大會上，英特爾CEO基辛格（PatGelsinger）披露了5nmAI芯片Gaudi3，該芯片將于2024年推出。同時，基辛格還預(yù)覽了第五代英特爾至強可擴展CPU處理器，其較第四代的AI性能提升2-3倍。阿里巴巴的“阿里云通義千問大模型”，使用的即是英特爾第四代至強處理器。

英特爾還宣布與ARM合作推出AI推理和部署運行工具套件OpenVINO，不僅支持預(yù)訓(xùn)練模型，也支持跨平臺應(yīng)用，以構(gòu)建其軟件生態(tài)。

值得一提的是，早在2021年12月，英特爾已推出了oneAPI，作為其“軟件先行”戰(zhàn)略的重要一步。oneAPI是一個統(tǒng)一簡化的編程模型，旨在簡化跨多架構(gòu)的開發(fā)過程（如CPU、GPU、FPGA、加速器），建立類似英偉達CUDA的軟件橋梁。

2023年9月19日，英特爾的軟件計劃迎來新的跨越，Linux基金會宣布，成立統(tǒng)一加速UXL基金會。這是一個跨行業(yè)組織，致力于提供一個開放的標準加速器編程模型，簡化開發(fā)高性能、跨平臺應(yīng)用程序的過程，其核心是加速演進英特爾oneAPI計劃。

該基金會的參與組織包括ARM、富士通、谷歌云、英特爾、高通、三星、ImaginationTechnologies（2017年被凱橋資本以5.5億英鎊收購）等公司，不包括英偉達。簡單概括，這些芯片公司試圖建立一個更大更開放的生態(tài)系統(tǒng)，角力英偉達的生態(tài)系統(tǒng)。

GPU二號玩家AMD，2023年6月推出InstinctMI300A和InstinctMI300X兩款加速顯卡，用于AI和高性能計算等領(lǐng)域。

前者是全球首個為AI和高性能計算打造的APU加速卡，也是AMD首款采用“CPU+GPU+內(nèi)存”的一體化組合產(chǎn)品，其中包含1460億個晶體管、24個Zen4CPU核心、1個CDNA3圖形引擎和128GBHBM3內(nèi)存。后者則是對標英偉達H100、面向AIGC推出的加速器，內(nèi)含1530億個晶體管，單卡可支持400億參數(shù)的大模型，其顯存容量和帶寬均超越H100，是AMD產(chǎn)品史上最大的芯片產(chǎn)品，預(yù)計將于2023年四季度量產(chǎn)。

除此之外，AMD還推出集合了8個MI300X的InstinctPlatform，對標英偉達CUDA，同樣以軟硬一體化模式提供AI算力解決方案。

其次，向英偉達貢獻萬顆芯片訂單的云商大客戶，也紛紛自研AI芯片。

云服務(wù)是能夠?qū)I三要素（數(shù)據(jù)、計算和模型）融合的最佳模式。微軟AWS、亞馬遜Azure、谷歌云等大型云服務(wù)商，正在自研芯片和AI模型，以降低使用算力與模型服務(wù)的成本。

以最早研發(fā)AI芯片的谷歌為例，早在2016年，其數(shù)據(jù)中心已推出TPU，2023年4月推出AI芯片TPUV4，比英偉達A100處理速度快1.2-1.7倍，功耗卻低1.3-1.9倍。更重要的是，谷歌已將AI芯片團隊調(diào)整至谷歌云團隊中，以提高谷歌云AI芯片的租用服務(wù)能力。

華為也提出全面智能化戰(zhàn)略，打造中國堅實的算力底座，為世界構(gòu)建第二選擇。有消息稱，華為的GPU技術(shù)能力已可以對標英偉達，其昇騰910芯片性能可對標A100。

而微軟則因為投資了OpenAI而躍升為大贏家，從Bing到Office再到Windows，微軟不斷將OpenAI的技術(shù)置入旗下產(chǎn)品，風(fēng)頭壓過了谷歌。2023年二季度，微軟云全球市場份額達26%。2023財年，微軟云收入同比增長22%至1116億美元。持續(xù)增長的微軟云，未來有望超越市場份額30%的亞馬遜云。

作為OpenAI的獨家云供應(yīng)商，微軟Azure支持OpenAI的所有工作負載。同時，微軟也增加了對專業(yè)超級計算機系統(tǒng)的開發(fā)和部署的投資，以加速OpenAI的相關(guān)研究。

微軟已宣布，對其生產(chǎn)力軟件中的AIGC功能收取30美元/月的費用，云計算與大模型的疊加效應(yīng)已經(jīng)為其帶來實實在在的收益。

面對日益高昂的算力費用，微軟也將于2023年11月推出AI芯片“雅典娜（Athena）”，用于其數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，并可用于ChatGPT訓(xùn)練，從而降低微軟內(nèi)部和OpenAI大模型訓(xùn)練和推理的成本，減少對英偉達芯片的依賴。

面對科技巨頭的競爭與追趕，英偉達也在延伸服務(wù)鏈條，降低其產(chǎn)品的使用門檻和可觸達性。

向云服務(wù)延伸，對標臺積電

AI時代，高性能的算力配置價格高昂，大模型訓(xùn)練成本動輒成千上百萬美元，并不是所有公司都擁有入場資格。

自2020年以來，OpenAI在其最大的支持者微軟建造的大型超級計算機上，開發(fā)了AIGC技術(shù)，該計算機使用了1萬顆英偉達的GPU?，F(xiàn)在建造這樣一臺超級計算機，僅GPU成本已近20億元。

Bernstein分析師斯泰西·拉斯貢（StacyRasgon）分析，運行ChatGPT是非常昂貴的，每次查詢大約花費4美分，如果ChatGPT的搜索量增長到谷歌搜索量的1/10，它將需要大約價值481億美元的GPU，每年需要價值約160億美元的芯片來維持運行。隨著英偉達GPU供不應(yīng)求、價格飆漲，OpenAI不少短期計劃被迫推遲。有報道顯示，OpenAI正在探索自研AI芯片，并有意收購一家芯片公司，解決被芯片短缺限制進程的障礙。

成本高昂，但每一個企業(yè)都需要大模型和AI服務(wù)，這是增長潛力巨大的長尾市場。

為此，黃仁勛提出英偉達要做“AI界的臺積電”，通過與大模型廠商、云廠商合作提供高性價比的云服務(wù)解決方案，幫助下游企業(yè)降低大模型訓(xùn)練成本。

向云業(yè)務(wù)延伸的英偉達，推出云服務(wù)相關(guān)模型的動作迅速，一手合作、一手投資。

2022年8月，英偉達發(fā)布原生AI模型OmniverseAvatarCloudEngine（ACE），任何規(guī)模的企業(yè)都能夠通過其云端的模型和服務(wù)即時獲得創(chuàng)建并部署虛擬助手和數(shù)字人所需的大規(guī)模算力。

2023年3月，英偉達推出用于自定義AI基礎(chǔ)模型的AIGC云服務(wù)BioNeMo，能夠加速新蛋白質(zhì)和治療方法的創(chuàng)建以及基因組學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和分子動力學(xué)等領(lǐng)域的研究。

2023年3月，英偉達宣布推出包括NVIDIANeMo、NVIDIAPicasso和NVIDIABioNemo在內(nèi)的一整套云服務(wù)，使企業(yè)能夠構(gòu)建、完善和運行自定義大型語言模型和AIGC模型。

與此同時，英偉達與微軟、谷歌、甲骨文等云計算巨頭合作托管其DGXCloud，合力提升超大規(guī)模云的性能。用戶無需采購和擁有服務(wù)器，可以通過瀏覽器訪問DGXCloud，包括AI超級計算、AI框架、預(yù)訓(xùn)練模型服務(wù)，DGXCloud的收費標準是每個實例36999美元/月起，每個實例包括8個H100或A10080GBGPU，每個GPU節(jié)點內(nèi)存達640GB，且計算資源專用，不與云中另外的租戶共享。

除了與大型云服務(wù)商合作外，英偉達還密集投資了云服務(wù)初創(chuàng)公司。

投資標的之一是“算力黃?！盋oreWeave。成立于2016年的CoreWeave，起初業(yè)務(wù)單一，就是用算力“挖礦”，其向英偉達采購了大量GPU組建礦機中心，并在幣圈低潮期逆周期囤積了大量GPU，一路將自己買成了英偉達的“VIP”，享有英偉達顯卡優(yōu)先配貨權(quán)。

2019年，CoreWeave將礦機中心改造為企業(yè)級數(shù)據(jù)中心，為企業(yè)級GPU加速工作負載提供AI云服務(wù)或者為計算密集型用例構(gòu)建云解決方案算力，比大型公有云快35倍，但價格便宜80%。

2023年，隨著ChatGPT爆火，英偉達顯卡市場緊俏，連馬斯克都在2023年4月成立X.AI公司，加入AI混戰(zhàn)。賣方市場下，誕生了GPU租賃服務(wù)，英偉達GPU成為可抵押融資的“硬通貨”。

2023年8月，CoreWeave抵押其擁有的英偉達H100顯卡，從黑石等機構(gòu)獲得23億美元債務(wù)融資，公司估值達到80億美元。此前2023年4月，CoreWeave完成4.21億美元的B輪融資，投資者包括英偉達，彼時其估值僅20億美元。4個月時間，其估值放大了3倍，足見這個市場的熱度。

2023年6月末，黃仁勛宣布與云計算巨頭Snowflake合作，售賣英偉達的軟件和模型服務(wù)。2023年9月有媒體透露，英偉達正計劃向云服務(wù)商LambdaLabs投資3億美元，LambdaLabs最早業(yè)務(wù)是銷售GPU驅(qū)動的計算機，后轉(zhuǎn)型為GPU云服務(wù)器租賃，目前主要面向企業(yè)出租帶有英偉達芯片的服務(wù)器，從而與亞馬遜、微軟、谷歌等云服務(wù)商展開競爭。

從谷歌、微軟等科技公司的AI布局可以看到，云服務(wù)是AI業(yè)務(wù)落地的重要抓手和橋梁，英偉達在云服務(wù)上的研發(fā)、合作、投資將不會停止。

頻密投資完善產(chǎn)業(yè)鏈，英偉達AI生態(tài)圈擴容

業(yè)績大好的英偉達，正在以投資的方式構(gòu)建以AI為核心的生態(tài)圈。

截至2023年7月31日，英偉達賬面趴著58億美元現(xiàn)金和現(xiàn)金等價物，較2022年末的34億美元增長了71%。足夠的錢，是英偉達對外投資的基礎(chǔ)。

不差錢的英偉達，2023年前9個月參與了至少20家AI初創(chuàng)公司的融資，堪比風(fēng)投機構(gòu)。要知道，全球最大的獨角獸投資者之一的老虎環(huán)球基金（TigerGlobalManagement）同期也僅投資了30家標的。

其中，AIGC是英偉達投資的主要賽道，2023年英偉達投資了8家相關(guān)公司（表5）。這8家公司已在AI領(lǐng)域做出領(lǐng)先產(chǎn)品，其中不乏InflectionAI和Imbue等英偉達的下游客戶。

表5 ：2023年英偉達參與投資的主要AI初創(chuàng)公司情況

數(shù)據(jù)來源：Wind，新財富整理

例如，在2023年6月30日完成13億美元融資的InflectionAI，投資者包括微軟、英偉達和三名個人投資者。融資完成后，其歷史總?cè)谫Y額達15.25億美元，成為融資金額僅次于OpenAI的AIGC初創(chuàng)公司。

該公司由谷歌AI實驗室DeepMind創(chuàng)始人之一的穆斯塔法·蘇萊曼（MustafaSuleyman）于2022年1月離開谷歌后創(chuàng)立，2023年5月即推出首款產(chǎn)品?名為Pi的AI個人助理，6月發(fā)布支持Pi的AI模型Inflection-1，被視為OpenAI勁敵之一。

穆斯塔法·蘇萊曼稱，英偉達和CoreWeave正在為公司部署數(shù)千個H100GPU，投入使用后Inflection的新集群將運行2.2萬個H100GPU，超過Meta公司的1.6萬個GPU集群。

另外，融資到I輪、估值超過430億美元的Databrick，2023年3月發(fā)布ToB端的語言大模型Dolly，4月發(fā)布Dolly2.0，可用于構(gòu)建商業(yè)應(yīng)用程序，有望在B2B生成式AI應(yīng)用爆發(fā)式增長時期占得先機。2023年6月，其以13億美元的對價收購了開源大模型公司MosaicML，該標的也是OpenAI的勁敵之一。強強聯(lián)合后，Databrick在AI領(lǐng)域的實力更強，IPO或?qū)⑻嵘先粘獭?/p>

AIGC之外，醫(yī)藥AI是英偉達聚焦投資的另一核心賽道。據(jù)bioSeedin不完全統(tǒng)計，2023年8月、9月及10月第一周，共有29家AI制藥企業(yè)完成新一輪融資，披露融資總金額超過16億美元，達到2021年醫(yī)藥公司融資巔峰期的1/3，其中6家公司獲得了英偉達的投資（表6）。

表6 ：2023年7月后英偉達投資的主要AI醫(yī)藥公司

數(shù)據(jù)來源：Wind，新財富整理

例如，上市公司Recursion（RXRX.O）獲得英偉達5000萬美元投資后，宣布將利用英偉達的AIGC云服務(wù)來加速AI在生物和化學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)模型開發(fā)，而Recursion也能通過自身龐大的數(shù)據(jù)來不斷訓(xùn)練英偉達的AI模型。IambicTherapeutics宣布將利用英偉達的DGXCloudAI超級計算平臺和BioNeMo云服務(wù)，加速其藥物研發(fā)。

作為熟知AI技術(shù)路線的產(chǎn)業(yè)投資者，英偉達通過投資AI領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)，并推動這些企業(yè)的發(fā)展，一方面有助于其緊跟前沿賽道的產(chǎn)品需求，不斷迭代技術(shù)，保持競爭優(yōu)勢，另一方面，成為AI前沿賽道公司的股東后，這些獨角獸無論繼續(xù)融資還是上市，英偉達都將獲得不菲的投資收益。

Wind數(shù)據(jù)顯示，美股披露相關(guān)數(shù)據(jù)的88家半導(dǎo)體及半導(dǎo)體設(shè)備上市公司中，2023年10月20日的收盤價高于發(fā)行價的占比64%。由此可見，英偉達的投資從開端就大概率會實現(xiàn)雙贏。

除了投資AI下游應(yīng)用型企業(yè)外，英偉達同時向上參與光刻機制造。2023年，英偉達與臺積電、ASML、新思合作發(fā)布了計算光刻庫cuLitho。cuLitho可以通過部署有大量GPU的DGXAI計算系統(tǒng)對計算光刻（在芯片設(shè)計和制造領(lǐng)域的關(guān)鍵步驟，也是最大的計算負載之一）進行加速，使其達到基于CPU計算速度的幾十倍，同時降低計算過程的總能耗，有助于晶圓廠縮短原型周期時間、提高產(chǎn)量、減少碳排放，將長期影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展并累積形成代際差。

以GPU為核心，英偉達向上下游延伸業(yè)務(wù)，打造更龐大的AI生態(tài)圈，它也因此成為AI產(chǎn)業(yè)鏈上更重要的存在。

股價高位回調(diào)12%，英偉達高增長可持續(xù)嗎？

在算力領(lǐng)域全面出擊的英偉達，也不可避免被投資者投了看空票。多位投資人認為，受產(chǎn)能限制，英偉達的股價已提前兌現(xiàn)了未來的業(yè)績增長。

我們先看美股半導(dǎo)體行業(yè)的整體走勢。受益于OpenAI推出的ChatGPT大模型推動，2022年11月末至2023年7月末，費城半導(dǎo)體指數(shù)、標普500指數(shù)、納斯達克100指數(shù)均走出了氣勢如虹的上揚線，費城半導(dǎo)體指數(shù)更終結(jié)了此前9個月下跌40%的萎靡（2021年12月至2022年9月），但仍未回升到2021年12月的歷史高點（圖11）。

圖11 ： 2022年10月至2023年9月費城半導(dǎo)體指數(shù)與標普500指數(shù)、納斯達克100指數(shù)走勢

數(shù)據(jù)來源：Wind

芯片行業(yè)整體仍處在蕭條期。Wind數(shù)據(jù)顯示，截至2023年10月20日，已披露2023年二季度業(yè)績的美股93家半導(dǎo)體企業(yè)中，35家企業(yè)錄得虧損。其中，英特爾虧損12.77億美元，AMD虧損1.12億美元，美光、安霸虧損額均呈現(xiàn)逐季擴大趨勢（表7）。盈利的高通，凈利潤也同比下滑42.9%。

表7 ：近期美股主要芯片企業(yè)凈利潤（單位：億美元）

數(shù)據(jù)來源：Wind，新財富整理

除了虧損問題，存貨飆漲成為困擾美股半導(dǎo)體企業(yè)的另一個問題。2022年末，英特爾的存貨達到132億美元。2023年6月末，高通存貨達69億美元。二者的存貨均創(chuàng)歷史新高。

韓國也不例外，其最大的芯片企業(yè)三星電子存貨連續(xù)3年攀升，至2023年6月末，存貨達3050億元，創(chuàng)歷史新高。2023年二季度，韓國第二大芯片企業(yè)SK海力士因需求疲軟，虧損2.9萬億韓元，同比下跌169%。

同行可比公司普遍承受業(yè)績下行和庫存飆漲的雙重壓力下，英偉達股價也由高點回調(diào)。2023年8月31日至9月29日，其股價下跌12%，總市值蒸發(fā)約1500億美元。同期，費城半導(dǎo)體指數(shù)下跌6.5%，標普500指數(shù)下跌5%。

值得注意的是，這一波回調(diào)，發(fā)生在英偉達發(fā)布最好二季度業(yè)績和250億美元的股票回購計劃之后。

據(jù)報道，2023年10月9日，韓國總統(tǒng)辦公室通報，美國同意三星電子和SK海力士向其位于中國的工廠提供設(shè)備，無需其他許可。這一變化或?qū)⑴まD(zhuǎn)兩家韓國企業(yè)的庫存和虧損問題。這無疑是對蕭條的芯片行業(yè)釋放的空前利好，英偉達股價此后連漲兩天。

但是，受拜登政府更新針對AI芯片的出口管制規(guī)定影響，費城半導(dǎo)體指數(shù)、標普500指數(shù)、納斯達克100指數(shù)一致下跌，英偉達市值4天內(nèi)蒸發(fā)1163億美元，股價下跌10%。

中國仍是芯片巨頭最大的單一市場。尤其是緊隨OpenAI，2023年中國科技公司興起“百模大戰(zhàn)”，更是釋放了對AI芯片的巨大需求。

中國AI頭號玩家百度，2023年初整合昆侖芯、太行DPU、飛槳深度學(xué)習(xí)框架、文心大模型、百度智能云等產(chǎn)品，構(gòu)建AI大底座。AI大底座將千卡并行加速比提升90%以上，訓(xùn)練場景資源利用率提升70%以上，模型開發(fā)迭代效率提升100%以上。目前，其萬卡訓(xùn)練集群的加速比達到95%，有效訓(xùn)練時間占比達到了96%，千帆平臺大模型調(diào)用量正以每周環(huán)比20%的增速攀升。

運營商方面，中國電信將采購I系列/G系列訓(xùn)練型服務(wù)器總計4175臺，InfiniBand交換機總計1182臺。中國移動在上半年業(yè)績會上表示，正在建設(shè)亞洲最大的智算中心。

這些“基礎(chǔ)設(shè)施”的建設(shè)中，算力儲備至關(guān)重要，而大模型訓(xùn)練需要大量的英偉達GPU。百川智能創(chuàng)始人、CEO王小川曾對媒體分析指出，在大模型中，GPU的算力成本大概占40%-70%，而其中網(wǎng)絡(luò)連接成本和GPU顯卡成本的比例大概為3：1。而從大模型訓(xùn)練、推理兩部分看，國產(chǎn)AI芯片在數(shù)據(jù)推理上可以爭取實現(xiàn)國產(chǎn)替代。目前，在模型訓(xùn)練方面，英偉達做得最好。英偉達GPU在AI訓(xùn)練領(lǐng)域的市場份額達到95%，且暫時沒有可替代產(chǎn)品或方案。

更重要的是，國內(nèi)GPU企業(yè)面臨生態(tài)遷移的難題，眾多基于CUDA的代碼和程序，轉(zhuǎn)型新生態(tài)需要大量的時間和重建成本，以及處理兼容性難題。

有私有云公司的CEO在接受媒體采訪時說，他們的公司也想過轉(zhuǎn)去買AMD的顯卡，但要把這些顯卡調(diào)試到正常運轉(zhuǎn)至少需要兩個月的時間。而為了縮短這兩個月，英偉達投入370億美元跑了30年。

因此，英偉達在AI算力的領(lǐng)先優(yōu)勢看起來仍將持續(xù)。而不斷增長的中國AI市場，或?qū)⒃俣瘸蔀槠錁I(yè)績增長的動能。

可怕的是，英偉達還在奮力奔跑。2023年5月，其宣布推出一款新型大內(nèi)存AI超級計算機，由NVIDIAGH200GraceHopper超級芯片和NVIDIANVLinkSwitchSystem驅(qū)動的NVIDIADGX超級計算機，旨在助力開發(fā)面向生成式AI語言應(yīng)用、推薦系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析工作負載的巨型、下一代模型。

TOB端的英偉達，與下游AI科技公司深度捆綁。未來，市場能否出現(xiàn)低成本的AI算力替換方案，或AI技術(shù)路線的顛覆性變革，挑戰(zhàn)其競爭優(yōu)勢，我們拭目以待。