250829国产算力芯片产业链

首席知识圈儿 · 半导体 · 约84分钟 · 2025-08-29

国产算力芯片的国产化大背景复盘:以寒武纪为"发令枪",梳理 AI 芯片现状与云厂供应链、 国产先进制程产品全景、中芯 N+2 产能瓶颈,以及算力/存力/运力三条主线——尤其是此前未被充分挖掘的"运力"(互联交换芯片)。

课程目录

  1. 选股逻辑:寒武纪大周期
  2. 现状:H20 被拦,云厂供应链全面转向国产
  3. 国产 AI 芯片产品全景
  4. 供给侧瓶颈:先进制程产能与 CoWoS
  5. 三条主线:算力、存力、运力
  6. 运力:什么是交换芯片

一、选股逻辑:寒武纪大周期

寒武纪为主的国产算力近一个月涨幅复盘:需求侧/供给侧/政策侧三轮驱动及后续观点

半导体当前最大看点就是国产算力芯片的国产化。寒武纪去年还亏损、今年却冲到 5000–6000 亿市值,本质是把明后年爆发的空间提前打到今年——市场发现了确定性。这轮行情以寒武纪阿尔法行情为主引爆:需求侧(海外算力业绩爆发、国内厂CAPEX提升)+供给侧(中芯良率修复、先进制程订单饱满)+政策面(排查H20安全隐患、指导不买英伟达)三击共振。

选股三要素:① 行业处于上升阶段、空间巨大且有利润空间;② 行业中格局好/定位稀缺/壁垒高的公司;③ 有政策推动。涨得猛的国产算力票,基本都是"大赛道 + 龙头稀缺标的"。

寒武纪的三个变化:① 下一代产品(690/580S)在阿里、字节等大厂验证,评价是"国内最强的卡";② 中芯解决了供给侧代工,盛合晶微/通富解决封测,需求侧+供给侧形成闭环;③ 政策排查 H20 安全隐患、指导互联网厂商能不买就不买。另有"明年 50 万颗订单"传闻与定增落地。后续观点:AI 芯片是发令枪 → 互联交换芯片接力 AI 浪潮下半场 → 晶圆代工是 AI 竞争基石 → 设备材料封测补涨。

二、现状:H20 被拦,云厂供应链全面转向国产

行业情况:AI正在以前所未有的速度和维度爆发——云厂CAPEX及GPU采购量测算表

生成式AI(ChatGPT/DeepSeek)训练推理需求激增,2026Q1英伟达数据中心业务收入同比增长69%至441亿美元。国内云厂CAPEX显著提升:阿里三年3800亿、腾讯1000亿(+421%)、字节1600亿、三大运营商2898亿。以阿里为例,2026财年资本支出1200亿,其中算力卡400-500亿,若采购H20单价1.2万美金则需50万张。全国年AI算力卡需求近300万张。老黄给中国区空间今年500亿美金、2027年达8000亿人民币——一旦踢出英伟达,国产算力卡供应链将"爆炸"。

行业现状:国产化加速推进——2022.08至2025.07美国制裁与国产替代时间线及云厂采购现状

23 年英伟达推阉割版 H20 专为中国市场,本想压制国产;但今年 4 月特朗普无限期禁售 H20,即使后来解禁,本质已不是美国给不给,而是工信部不让国内采购——H20 是阉割版会压制国产生态,且有后门风险。政企采购基本 70% 用华为昇腾,H20 政企渗透率几乎为零。

空间测算:阿里 2026 财年约 1200 亿支出、其中 400–500 亿买 AI 算力卡;全国全年可能近 300 万张算力卡。老黄给中国区的空间今年约 500 亿美金、27 年达 8000 亿人民币——一旦把英伟达踢出去,国产算力卡供应链会"爆炸"。

三、国产 AI 芯片产品全景

国内走在最前的三家:华为昇腾、寒武纪思元、海光;阿里平头哥、沐曦、摩尔线程、燧原、天数、壁仞等加速追赶。

制裁风波下国产先进制程产品进展:华为910系列/寒武纪思元/海光深算等厂商型号、代工、制程与INT8算力对比

四、供给侧瓶颈:先进制程产能与 CoWoS

国内 AI 芯片最大难题就两个:先进制程晶圆产能 和 CoWoS 封装能力。

国产先进制程产能与扩产规划:中芯N+2 2.5万片/月、华虹1万片目标、代工转移表 探讨一:当下国产AI芯片的难题——中芯N+2先进制程多重曝光、产能瓶颈与工艺节点毛利对比

难点一:中芯国际先进制程。N+2 工艺在无法获取 EUV 限制下,通过三重技术创新实现纳米级精度——采用四次 DUV 曝光叠加自研光学邻近校正(OPC)算法,将 193nm 波长光刻精度逼近物理极限。工艺节点毛利:14nm(中端手机SoC/车规MCU)35-45%;N+2/7nm(昇腾910B/C、寒武纪590等)50-60%;5nm及以下(苹果A17、英伟达H100)65-70%。

探讨一:封测厂的CoWoS生产能力——CoWoS-S/R/L技术对比及HBM与GPU Logic合封架构

难点二:封测厂 CoWoS 生产能力。盛合晶微、通富微电在扩相应 CoWoS 产能,CoWoS-L 是痛点。CoWoS-S(单片硅中介层 TSV+微凸块)用于 AI 训练芯片如 H100;CoWoS-R(有机 RDL 中介层)用于网络芯片/中端 AI 推理;CoWoS-L(混合结构 LSI 硅桥+RDL)用于多芯片集成如 Blackwell GPU。

CoWoS:把 HBM 与 GPU Logic 合封在基板上,interposer 介质层由中芯做,整封测交给盛合晶微、通富、长电、甬矽。这两家最近猛扩 CoWoS 产能——供给侧两大痛点同时好转,是国产 AI 芯片出现向上拐点的信号。

五、三条主线:算力、存力、运力

制程、先进封装和互联是国产GPU发展的关键卡脖子环节:算力/存力/运力三主线2020→2024对比

底座是半导体制造与封装(传统封装→先进封装),算力这块先进封装主要就是 CoWoS。设备材料、封测会是本轮行情的补涨环节(非前置)。

存储模组介绍:固态硬盘SSD/嵌入式存储/内存条/移动存储分类及RDIMM/LRDIMM/UDIMM/SODIMM架构

存储行业是成长与周期并存的行业。存储模组主要分固态硬盘(SSD)、嵌入式存储、内存条(RDIMM/LRDIMM/UDIMM/SODIMM)、移动存储。企业级服务器主要用 SSD 和内存模组。SSD 主要由 NAND Flash 颗粒+主控芯片组成,接口以 SATA/PCIe 为主;内存模组主要包括 DRAM 颗粒、SPD、温度传感器、内存接口芯片、电源管理芯片等。存储模组公司本质是采购存储颗粒做组装,不是特别高端的生意,但产业链爆发时收入会高增。

AIDC对存储模组需求:25年AI服务器增量预测、单台服务器企业级SSD价格、国产企业级SSD市场预测

AIDC 周期下增量预测:方案一阿里 60 万张卡(约 8 万台服务器),加上腾讯/百度/快手等互联网头部厂商总需求约 40 万台,全球约 50 万台。已知:主要服务器需 24 颗 SSD(部分 16/48 颗),主流 SSD 容量 8T,价格 800 美金/颗(海外)。预测 2026 年 AI 对企业级 SSD 模组新增总需求超 70 亿美金(约 500 亿人民币)。25 年企业级 SSD 总需求 80 亿美金(海外)/64 亿美金(国内),国产化率仅 15%——国内厂商(江波龙、德明利、佰维存储、香农芯创等)有望加速切入。

六、运力:什么是交换芯片

单张 GPU 无法完成训练,需多张 GPU、多台服务器组集群;大模型数据量极大,数据传输速度成为制约训练速度的瓶颈。传统方案:GPU 互通用 PCIe,服务器之间用以太网 Ethernet。

什么是交换芯片:8卡服务器实物图与PCIe Switch架构图 什么是交换芯片:Scale Up纵向扩展与Scale Out横向扩展定义、特点、典型场景及三类互联方案

交换芯片(又称以太网交换芯片)是网络交换机中的核心专用集成电路(ASIC),承担数据包的接收、处理、调度和转发,决定网络设备性能。英伟达提出 Scale-Up/Scale-Out/Scale-Across 三种互联技术方案,网络将极其重要,关乎性能的 65%-90%。

PCIe Retimer原理及ALAB架构图:8卡服务器需8-16颗Retimer,单价20美金

PCIe Retimer:PCIe 是高速串行计算机扩展总线标准,Retimer 放置在导线中间,对信号进行重新生成,解决速率提升下的信号衰减和参考时钟时序重整问题。参照 ALAB 官网:上层是传统服务器(2 CPU + 8+1 Retimer),下层是 8 卡 GPU 服务器(前后各需 8 个 Retimer 分别进行 scale up/out)。因此 8 卡服务器需要 8 颗 PCIe Retimer(部分需 16 颗),单价 20 美金。国内主要是澜起科技做 Retimer,净利率高达 50% 以上。

Scale Up场景交换芯片分类:PCIe Switch/专用协议NV Switch;Scale Out:以太网交换芯片/InfiniBand

Scale Up 场景交换芯片:① PCIe Switch 芯片(扩展 CPU/GPU 间 I/O 通道),国际 Astera Labs(AMD UALink/AWS NeuronLink),国产数渡科技(万通发展收购)、众硅微;② 专用协议芯片——NV Switch(英伟达 NVLink 5.0,华为 UB Switch/CloudMatrix 384),华为昇腾 910B 采用 56 级 Solidus 直连降低成本。

Scale Out 场景交换芯片:① 以太网交换芯片(博通 Tomahawk 51.2T 单芯片),国际博通,国产华为/中兴微/盛科通信(51.2T 数据中心芯片);② InfiniBand 芯片(高带宽低延迟,英伟达收购 Mellanox 后主导),应用于高端 HPC 和 AI 训练集群。

PCIe switch交换芯片的市场空间:2024年38亿元→2029年170亿元→2030年超200亿元,CAGR 14.5%

PCIe Switch 市场规模:2024 年 AI 服务器预计出货 42.1 万台,按每台 3 颗 PCIe 交换芯片、单价 3000 元计算,2024 年国内市场约 38 亿元。假设与 AI 服务器市场增速一致,至 2029 年国内市场规模有望达 170 亿元,加上网络侧/边缘侧/通算领域需求,2030 年有望超 200 亿市场空间。澜起 PCIe Retimer 净利率超 50%,推测 PCIe Switch 净利率有望超五成,3-5 年内可形成百亿利润体量市场。

交换芯片核心观点:AI推动PCIe switch量价齐升迈向千亿市场;以太网需求以scale out为主逐步切入scale up

核心观点:① AI 推动 PCIe Switch 量价齐升迈向千亿市场(全球),国内 200-300 亿。超节点方案成趋势,互联交换芯片是最重要组成部分,直接受益弹性方向。主要公司:万通发展(数渡科技,产品对标博通 PEX89104,国内目前唯一)、澜起科技(PCIe Retimer 芯片龙头,出货几十万颗,布局 PCIe Switch)。② 以太网市场需求以 scale out 为主,逐步切入部分 scale up 领域,向 800G 阶段迈进,国产化率加速提升。国内公司逐步追赶博通:中兴微 19.2T 交换机已出货、明年上半年推 51.2T(对标博通两年前产品);盛科通信 25.6T(对标博通 TH4)、明年下半年推 51.2T(对标博通 TH5)。

国产AI芯片标的梳理:三阶段——国产算力→存力→运力自主可控;晶圆代工+封测供给保障;设备材料解决卡脖子

国产 AI 芯片标的梳理(三阶段):

结论:AI 芯片(寒武纪为主)是发令枪,打开板块空间;后续接力看互联交换(运力)、晶圆代工(中芯/华虹),以及设备材料封测的补涨。核心跟踪两大供给侧痛点——先进制程产能、CoWoS 产能的爬坡进度。