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1、行 業 研 究 2024.06.03 1 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 電 子 行 業 專 題 報 告 云邊端 AI 加速賦能,ARM 架構漸成新寵 分析師 鄭震湘 登記編號:S1220523080004 佘凌星 登記編號:S1220523070005 行 業 評 級:推 薦 行 業 信 息 上市公司總家數 509 總股本(億股)5,007.19 銷售收入(億元)13,211.52 利潤總額(億元)678.74 行業平均 PE 158.23 平均股價(元)26.91 行 業 相 對 指 數 表 現 數據來源:wind 方正證券研究所 相 關 研 究 英偉達業績超預
2、期,AI 浪潮滾滾向前2024.05.26 PCB:下游需求持續復蘇,AI 有望帶動 HDI用量大幅增長2024.05.21 先進封裝專題八:CoWoS-L下一代大尺寸高集成封裝方案2024.05.12 電子一季報總結:撥云見日,功不唐捐2024.05.06 海外巨頭加碼布局,海外巨頭加碼布局,ARMARM 崛起勢在必行崛起勢在必行:1 1)A Armrm:2024 財年 Arm Holdings總營收 32.33 億美元,YoY+21%,其中 FY24Q4 營收 9.28 億美元,YoY+47%,主要受益于版稅費更高的 v9 架構滲透率環比提升至 20%,以及數據中心和汽車領域的份額提升;2
3、 2)高通:)高通:2024 年 5 月發布的多款 AI PC 新品均搭載了 ARM 架構的驍龍 X Elite 和驍龍 X Plus 芯片,驍龍開發工具包有望補齊Windows on ARM 軟件端短板;3 3)蘋果:)蘋果:2024 年 5 月發布新一代 ARM 架構產品 M4 芯片,兼具高性能和低功耗,后續有望上機 Macbook;4 4)英偉達:)英偉達:2023 年 5 月發布 ARM 架構產品 GH200 Grace Hopper CPU,目前正與聯發科合作開發基于 ARM 架構的 AI PC 處理器,預計將于 2025 年發布;5 5)微軟:)微軟:加速完善 Windows on
4、 ARM 軟件生態,并于 2024 年 5 月與高通聯合推出 WoA的 AI PC 新品 Surface Pro 和 Surface Laptop,同時自主研發 ARM 架構處理器以更好地適配后續推出的 Windows 12 系統。相比相比 x86x86 架構架構,ARMARM 架構架構在在功耗功耗和和能效比能效比上上表現亮眼表現亮眼。我們看到,與傳統的x86 架構相比,ARM 架構的處理器通常具有更小的芯片面積、更低的制造成本以及更少的能耗,因此廣泛用于智能手機、平板電腦等移動端設備、嵌入式系統以及一些高性能計算領域。與此同時,這種低能耗、低成本的特點不僅高度適配云端服務器和數據中心大規模部
5、署的需求,也可以顯著降低邊緣端設備的功耗,從而實現更長的續航和更高效的能量利用。因此,ARM 的應用領域正在逐步拓寬,在服務器和 PC 領域加速滲透。云端云端:算力算力需求需求帶動帶動 A AI I 服務器服務器持續持續高增高增,ARMARM 架構占比不斷提升架構占比不斷提升。從出貨量來看:2023 年全球 AI 服務器出貨量近 120 萬臺,同比增長約 38%,預計2024 年將達 150 萬臺,同比增長約 27%,2026 年將達 237 萬臺,2023-2026 CAGR 高達 19%。從市場規模來看:2022 年全球 AI 服務器市場規模約為 183億美元,同比增長 17%,預計 20
6、23 年將達 211 億美元,同比增長 15%。聚焦ARM 服務器市場占比,2022 年全球非 x86 服務器市場規模 123 億美元,同比增長 33%,占全球服務器市場規模的 10%,預計 2023 年將達 150 億美元,同比增長 22%,占比 12%,2022-2027 CAGR 高達 12%。預計 2025 年 ARM 架構在數據中心服務器市場的滲透率將達 22%。邊緣邊緣端:端:邊緣邊緣 AIAI 浪潮已至,浪潮已至,ARMARM 賦能賦能終端百花齊放終端百花齊放。2024 年全球 AI PC 出貨量將達到 4800 萬臺,占 PC 整體出貨量的 18%;2025 年出貨量將超過 1
7、 億臺,占據 PC 市場接近 40%的份額;到 2028 年,這一數字將攀升至 2.05 億臺,2024-2028 CAGR 高達 44%。此外,具備 AI 功能的 PC 將享有 10%-15%的溢價,市場規模將跟隨出貨量的提升而快速擴張。預計到 2025 年底,在價格高于 800 美元的 PC 中,超過半數將具備 AI 功能,到 2028 年將進一步提升至 80%以上。我們看到,ARM 架構能夠顯著降低邊緣 AI 設備的功耗,從而實現更長的續航和更高效的能量利用。投資建議:投資建議:6 月科技月即將迎來臺北國際電腦展 COMPUTEX 2024(6.4-6.7)、蘋果全球開發者大會 WWDC
8、 2024(6.11-6.14)等重大事件催化,我們建議投資人密切關注在此催化下的 AI 終端(PC、手機、IoT)產業鏈投資機遇。風險提示:風險提示:產業進展不及預期;下游需求不及預期;中美貿易摩擦加劇。方 正 證 券 研 究 所 證 券 研 究 報 告-31%-24%-17%-10%-3%4%23/6/323/8/15 23/10/27 24/1/824/3/2124/6/2電子滬深300電子 行業專題報告 2 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 s 正文目錄 1 海外巨頭加碼布局,ARM 崛起勢在必行.4 1.1 Arm:營收再創新高,新版 v9 架構引領增長.4
9、 1.2 高通:從移動端 ARM 巨頭到劍指 PC 端.5 1.3 蘋果:自主定制為基,打造軟硬件一體化生態.7 1.4 英偉達:從 GPU 到 CPU,進軍 ARM PC 市場.8 1.5 微軟:從 Wintel 到 WoA,加速完善 ARM 生態.9 2 AI 賦能 ARM 漸成新寵,挑戰 x86 應用主場.11 2.1 云端算力需求增加,ARM 服務器地位日漸提升.12 2.2 邊緣 AI 浪潮已至,軟硬件共同助力架構重塑.14 2.2.1 硬件端:AI PC 新起之秀,ARM 架構獨具優勢.15 2.2.2 軟件端:MacOS 先行一步,Windows on Arm 蓄勢待發.16 3
10、 投資建議.18 4 風險提示.18 fY8XfVaYbUfYfVdX7NbPaQpNqQtRnRkPoOpReRqQqNbRoOvMwMoNqRMYoOmN電子 行業專題報告 3 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 s 圖表目錄 圖表 1:Arm Holdings FYE24Q4 營收.4 圖表 2:Arm Holdings 毛利水平及毛利率.4 圖表 3:Arm Holdings 營業利潤及營業利潤率.4 圖表 4:各版本 ARM 架構的專利使用費收入占比.5 圖表 5:AI 時代 ARM 架構的應用場景.5 圖表 6:驍龍 X Elite 與同級別產品的 AI 性
11、能對比.6 圖表 7:驍龍 X Elite 基準測試結果.6 圖表 8:驍龍 X 系列平臺賦能的 Copilot+設備.7 圖表 9:蘋果 M 系列參數對比.8 圖表 10:蘋果 M4 性能一覽.8 圖表 11:GH200 與 x86 的性能比較(1).9 圖表 12:GH200 與 x86 的性能比較(2).9 圖表 13:英偉達數據中心產品路線圖.9 圖表 14:Windows on ARM 應用生態系統.10 圖表 15:新款 Surface Pro 產品概覽.10 圖表 16:基于 ARM 處理器的 Surface 續航時間.10 圖表 17:CPU 基本原理.11 圖表 18:CPU
12、 指令集架構.11 圖表 19:ARM 與 x86 架構主要區別.12 圖表 20:2019-2024 全球服務器整機出貨量及增速.13 圖表 21:全球 AI 服務器出貨量及增速.13 圖表 22:全球 AI 服務器市場規模及增速.13 圖表 23:全球 x86 與非 x86 服務器市場規模及增速對比.14 圖表 24:云-邊-端視角下的邊緣計算.15 圖表 25:AI PC 出貨量及市場份額.15 圖表 26:AI PC 市場規模與高端機份額.15 圖表 27:驍龍 X Elite 芯片功耗.16 圖表 28:蘋果 M3 芯片功耗曲線.16 圖表 29:主流 AI PC 芯片盤點及應用情況
13、.16 圖表 30:2023 年 PC 操作系統競爭格局.17 圖表 31:Windows on Arm 開發工具路線圖.17 電子 行業專題報告 4 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 s 1 1 海外巨頭海外巨頭加碼布局加碼布局,A ARMRM 崛起勢在必行崛起勢在必行 1.11.1 A Armrm:營收再創新高,營收再創新高,新版新版 v9v9 架構引領增長架構引領增長 營收高速增長營收高速增長。2024 財年 Arm Holdings 總營收 32.33 億美元,同比增長 21%。從單財季來看,Arm Holdings 第四財季總營收 9.28 億美元,高于此前
14、市場一致預期的 8.8 億美元,同比增長 47%,與上季度 14%的同比增幅相比顯著提升。分業務來看:分業務來看:1)專利使用費收入:2024 財年 Arm Holdings 專利使用費收入為18.02 億美元,同比增長 8%;第四財季收入 5.14 億美元,超過市場預期的 5.04億美元,同比增長 37%創下新高,主要受益于 ARM v9 架構的芯片迅速普及以及半導體行業的復蘇。2)許可證收入:2024 財年 Arm Holdings 許可證收入 14.31 億美元,同比增長 43%;第四財季收入 4.14 億美元,同比增長 60%,超過公司預期,主要由于行業巨頭預期 AI 將促進終端市場對
15、 ARM 架構的產品需求增長,追加相關技術投資,與 Arm 簽署多項高價值許可協議所致。圖表1:Arm Holdings FYE24Q4 營收 資料來源:Arm 法說會,方正證券研究所 毛利率毛利率與營業利潤率維持高水平與營業利潤率維持高水平。2024 財年第四財季 Arm Holdings 毛利 9.02億美元,毛利率 97.2%,維持在 95%以上;營業利潤 3.91 億美元,營業利潤率42.1%,維持在 40%以上。圖表2:Arm Holdings 毛利水平及毛利率 圖表3:Arm Holdings 營業利潤及營業利潤率 資料來源:Arm 法說會,方正證券研究所 資料來源:Arm 法說會
16、,方正證券研究所 電子 行業專題報告 5 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 s A ARM RM v v9 9 架構采用率架構采用率增長帶來量價齊升增長帶來量價齊升。根據 Arm Holdings 管理層回應,基于 ARM v9 架構的芯片較上一代 v8 架構的專利使用費更高,且 CPU 用量將增加。2024 財年第四財季,ARM v9 占專利使用費收入的比重由上一財季的 15%提升至 20%,v8占 50%,其余舊版架構占 30%。同時,根據管理層預計,v9 的專利使用費收入占比將每季度提高 5%,在未來 2-3 年內達到 60%-70%,ARM v9 有望在智能手
17、機、服務器和其他消費電子產品以及大多數汽車應用中取代基于 ARM v8 的芯片。圖表4:各版本 ARM 架構的專利使用費收入占比 資料來源:Arm 法說會,方正證券研究所 圖表5:AI 時代 ARM 架構的應用場景 資料來源:Arm 法說會,方正證券研究所 1.21.2 高通高通:從移動端:從移動端 A ARMRM 巨頭到劍指巨頭到劍指 P PC C 端端 高通由高通由移動端到移動端到 P PC C 端布局端布局 A ARMRM 架構產品的主要歷程如下:架構產品的主要歷程如下:1)2021 年,高通推出首款使用 ARM v9 架構的移動端 CPU 芯片驍龍 8 Gen1,同年收購了 Nuvia
18、 公司,開始了基于自研 ARM 架構的 PC 處理器的研發工作;2)2022 年,高通公布了基于 ARM 架構的 PC 端定制 ARM 內核 Oryon,旨在擁有整個堆棧,不再依賴于 Cortex-X1 等 ARM 的公版架構設計,與蘋果的 M 系列競爭;3)2023 年,高通發布了基于 ARM 架構和自研內核 Oryon 的 PC 端 CPU 芯片驍龍 X Elite,具備領先的 AI 性能,并在基準測試表現出色的同時顯著降低了功耗。電子 行業專題報告 6 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 s 圖表6:驍龍 X Elite 與同級別產品的 AI 性能對比 資料來源:
19、熱點科技,高通,方正證券研究所 圖表7:驍龍 X Elite 基準測試結果 資料來源:快科技,方正證券研究所 4)2024 年 5 月,在微軟發布的 Copilot+PC,即引入 Copilot 功能、支持 GPT-4o 的 AI PC 新品 Surface Pro 和 Surface Laptop,以及宏碁、華碩、戴爾、惠普、聯想和三星等全球領先 OEM 廠商同期官宣即將上市的 AI PC 新品中,均搭載了高通 ARM 架構產品驍龍 X Elite 和驍龍 X Plus 芯片。電子 行業專題報告 7 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 s 圖表8:驍龍 X 系列平臺賦
20、能的 Copilot+設備 資料來源:愛集微,高通,方正證券研究所 此外,在今年 5 月召開的 Build 2024 開發者大會上,高通展示了自行開發的驍龍開發工具包,以幫助開發者快速將應用遷移至 ARM 架構。同時,官方展示 ARM架構的驍龍 X Elite 處理器運行游戲的表現尚可。展望未來,我們認為驍龍 X Elite 系列處理器與驍龍開發工具包的產品組合有望補齊目前 Windows on ARM在應用程序,尤其是游戲方面的短板,持續完善產業生態。1.31.3 蘋果蘋果:自主定制為基,打造軟硬件一體化生態自主定制為基,打造軟硬件一體化生態 硬件方面:硬件方面:從 2016 年開始,蘋果逐
21、步在其 Mac 產品線中采用基于 ARM 架構的處理器。2020 年,蘋果發布了首款基于 ARM 架構的 Mac 芯片 M1,正式從 x86 架構全面轉向 ARM 架構,并在此后的 M 系列芯片中不斷提高性能和能效。2024 年 5月,蘋果發布的 M4 芯片采用了第二代 3nm 制程,并配備當前 AI PC 主流的CPU+GPU+NPU 組合,運算速度達 38TOPS,性能是基礎版 M3 的兩倍多、A11 芯片的60 倍。同時,據蘋果平臺架構副總裁 Tim Millet 稱,M4 僅用一半功耗便可提供與 M2 相近的性能,僅用 1/4 的功耗即可實現當前主流輕薄本芯片相同的性能。盡管 M4 芯
22、片首發尚未搭載于 PC 端,但我們認為,該芯片的高性能和低功耗將在未來賦能 Macbook 產品大放異彩,并跟隨 AI PC 大趨勢持續放量。電子 行業專題報告 8 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 s 圖表9:蘋果 M 系列參數對比 圖表10:蘋果 M4 性能一覽 資料來源:中國電子報,蘋果,方正證券研究所 資料來源:中國電子報,蘋果,方正證券研究所 軟件方面軟件方面:蘋果在 M1 發布之初便大力投入 ARM 架構的軟件生態構建,包括:1)優化操作系統,確保大部分基于舊版 MacOS 開發的應用程序能夠在 M1 芯片上正常運行;2)提供兼容性測試工具;3)在集成開發
23、環境 Xcode 提供 ARM 架構的開發組件以及轉譯工具 Rosetta 2,鼓勵開發者創建通用應用程序,即同時上傳同一應用的兩個版本以兼容 x86 和 ARM架構;4)借助 App Store 引入大量 iOS 和 iPadOS 軟件,使其可直接在 Mac 上運行;5)搭載虛擬機 Parallels Desktop,模擬運行 Windows 10 ARM 64 操作系統。1.41.4 英偉達:英偉達:從從 G GPUPU 到到 C CPUPU,進軍進軍 A ARM PCRM PC 市場市場 數據中心領域數據中心領域 GPUGPU 與與 A ARMRM 無縫對接。無縫對接。2019 年的 S
24、C19 大會上,英偉達宣布已將其GPU 平臺擴展到支持 ARM 處理器,堆棧優化完成后將能為包括 x86、POWER 和 ARM在內所有主流 CPU 架構提供加速,其 GPU 產品可在任何 CPU 產品下無縫運行。Grace CPUGrace CPU 系列問世。系列問世。2021 年,英偉達推出了為數據中心設計的第一代基于 ARM v9.0 架構的 Grace CPU。2023 年 5 月,英偉達發布了 GH200 Grace Hopper 超級芯片,在 VectorDB 400GB、DLRM 500GB 和 LLM 65B 下的 AI 性能均顯著優于 x86和 x86+H100。同時,根據數
25、據中心產品路線圖可知,未來英偉達將把 ARM 架構和 x86 架構的產品分開。我們認為,英偉達借助其在 GPU 領域的壟斷地位取得 AI領域的先發優勢,有望推動 ARM 架構 CPU 在服務器、數據中心領域的快速發展。電子 行業專題報告 9 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 s 圖表11:GH200 與 x86 的性能比較(1)圖表12:GH200 與 x86 的性能比較(2)資料來源:英偉達,方正證券研究所 資料來源:英偉達,方正證券研究所 圖表13:英偉達數據中心產品路線圖 資料來源:芯生代,英偉達,方正證券研究所 攜手聯發科布局攜手聯發科布局 ARMARM 架構
26、的架構的 A AI PCI PC CPUCPU。此外,根據聯合早報消息,英偉達目前正與聯發科合作開發一款基于 ARM 架構的 AI PC 處理器,預計在 2025 年發布。該芯片將采用臺積電 3nm 工藝制造,并計劃在 2024 年第三季度完成設計,第四季度進入驗證階段。1.51.5 微軟:微軟:從從 WintelWintel 到到 WoAWoA,加速加速完善完善 ARMARM 生態生態 多點多點打造打造 Windows on ARMWindows on ARM 軟件生態。軟件生態。在蘋果、谷歌對 Windows 系統份額的持續進攻以及 AI PC 的發展趨勢下,微軟也開始加速打造 Windo
27、ws on ARM 軟件生態。在改善原有系統兼容性,重新構建 Windows 11 以更好適配 ARM 芯片和 AI 工作負載的基礎上,微軟新推出的 Win11 ARM to x86 兼容層 Prism 可使轉譯效率提高20%。此外,新發布的搭載 WoA 系統的 Copilot+PC 均原生支持新版本 Opera、Adobe 全套應用程序等多款軟件,計劃從 2024 年 6 月 18 日起陸續上市。根據微軟在 2024 年 5 月召開的 Build 2024 開發者大會上的展示,其多款應用程序已經能夠通過原生方式或模擬技術在 WoA 平臺上順暢運行,主要包括:1.0 x1.0 x1.7x2.4
28、x9.3x12.0 x051015VectorDB 400GBDLRM 500GBx86x86+H100GH2001122284050100150200250300LLM 65Bx86x86+H100GH200電子 行業專題報告 10 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款s1)微軟自有軟件:Edge 瀏覽器、Teams 協作工具、Office 辦公軟件套件及 Xbox游戲應用;2)多媒體娛樂:嗶哩嗶哩、愛奇藝在內的各大視頻播放平臺,以及酷狗音樂、QQ音樂等流行音樂應用;3)瀏覽器:Chrome、Firefox、Opera 等主流瀏覽器;4)社交媒體:騰訊 QQ、抖音國際版
29、、WhatsApp、Facebook 以及 Instagram 等;5)基準測試軟件:Geekbench 5、Cinebench;6)設計軟件:Photoshop、Lightroom、Blender 3D、剪映等;7)安全軟件:BitDefender、McAfee。圖表14:Windows on ARM 應用生態系統 資料來源:beebom,Microsoft,方正證券研究所 大力大力布局布局 ARMARM 架構架構硬件端硬件端。我們看到,微軟與高通聯手推出性能和功耗大幅提升的新款 ARM 架構 AI PC 新品 Surface,搭載驍龍 X Elite 處理器,可實現每秒超過 40 萬億次運
30、算,且續航時間幾乎翻倍,達 16 小時 56 分鐘,甚至超過了 15 英寸 MacBook Air M3。同時,根據 Windows Latest 的報道,微軟目前正在研發 ARM架構處理器,以便及時實現功能優化和新應用生態搭建,從而使即將推出的Windows 12 系統更好地適配 ARM 架構芯片。我們認為,微軟基于自身在 Windows領域的絕對優勢,以及與高通的長期合作,有望在 AI PC 的浪潮下大力推廣 WoA生態,同時借此完善自身在硬件端的布局,穩固已有的市場地位。圖表15:新款 Surface Pro 產品概覽 圖表16:基于 ARM 處理器的 Surface 續航時間 續航條件
31、續航條件 瀏覽網頁瀏覽網頁 視頻播放視頻播放 基于 Intel 的Surface Laptop 5 8 小時 38 分鐘 12 小時 30 分鐘 Surface CoPilot PC 16 小時 56 分鐘 超過 20 小時 MacBook Air M3 15 小時 25 分鐘 17 小時 45 分鐘 資料來源:36 氪,Microsoft,方正證券研究所 資料來源:奇譜科技,方正證券研究所 電子 行業專題報告 11 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 s 2 2 A AI I 賦能賦能 A ARMRM 漸成新寵漸成新寵,挑戰,挑戰 x x8686 應用主場應用主場 中
32、央處理器(中央處理器(Central Processing UnitCentral Processing Unit,CPUCPU)是計算機的核心配件。是計算機的核心配件。CPU 主要由運算器、控制器、寄存器三部分組成,負責處理指令、執行操作、處理數據,是對計算機所有硬件資源進行控制調配、執行通用運算的核心硬件單元。圖表17:CPU 基本原理 資料來源:掘金社區,方正證券研究所 CPUCPU 架構按指令集可分為架構按指令集可分為復雜指令集復雜指令集(CISCCISC)和和精簡指令集精簡指令集(RISCRISC)兩類。兩類。CPU 架構是指 CPU 接受和處理信號以及內部元件組織的方式,是 CPU
33、 廠商給同一系列處理器產品制定的一個規范。CISC 的單條指令均能完成一項復雜的任務,程序占用空間小,早期占據主流地位;RISC 由每條指令完成一個基本動作來實現復雜的功能,指令集相對簡單。隨著眾多特殊指令的加入,復雜指令集變得過于龐大和復雜,增加了 CPU 的設計難度以及硬件設計的時間成本和空間開銷。因此,新的指令集更傾向于采用 RISC 架構。圖表18:CPU 指令集架構 資料來源:芯語智能,架構師技術聯盟,方正證券研究所 電子 行業專題報告 12 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 s x x8686 架構是由架構是由 IntelIntel 公司在公司在 1978
34、1978 年推出年推出的的 CISCCISC 架構。架構。x86 架構以強大的計算能力和廣泛的軟件兼容性著稱,既能夠進行高負載計算和圖形處理,又可以運行廣泛的操作系統和應用程序,是目前個人電腦(PC)、服務器和工作站最常用的 CPU架構。Intel 和 AMD 為目前 X86 架構的主要制造商。ARMARM 架構是架構是具有更具有更低功耗低功耗和更和更高能效比高能效比的的 RISCRISC 架構架構。ARM 架構由 ARM Holdings開發,并將指令集和處理器內核授權給其他半導體公司,取得特定許可的客戶還可基于自身定制化需求對架構內指令加以修改。與 x86 相比,ARM 架構的處理器通常具
35、有較小的芯片面積、較低的制造成本和較少的能耗,因此廣泛應用于智能手機、平板電腦等移動設備,嵌入式系統以及一些高性能計算領域。目前,ARM 架構正在逐步拓展應用范圍,向服務器和 PC 領域滲透。圖表19:ARM 與 x86 架構主要區別 資料來源:芯智訊,金育妍等(2022)ARM 架構云服務器的 CPU 功耗模型研究,方正證券研究所 2.12.1 云端算力需求增加,云端算力需求增加,A ARMRM 服務器服務器地位日漸提升地位日漸提升 全球全球服務器出貨有所恢復,服務器出貨有所恢復,A AI I 服務器需求高增。服務器需求高增。在美系 CSP 的需求拉動下,服務器整機出貨量今年有望恢復增長,根
36、據 TrendForce 數據,2023 年全球服務器整機出貨量約 1338 萬臺,預計 2024 年將達約 1365 萬臺,同比增長約 2%。電子 行業專題報告 13 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款s圖表20:2019-2024 全球服務器整機出貨量及增速 資料來源:TrendForce,方正證券研究所 其中,得益于人工智能技術的快速發展和廣泛應用,云端算力需求大幅增加,AI服務器的出貨量與市場規模均實現持續高增。從出貨量來看:根據 TrendForce 數據,2023 年全球 AI 服務器出貨量近 120萬臺,同比增長約 38%,預計 2024 年將達 150
37、萬臺,同比增長約 27%,2026年將達 237 萬臺,2023-2026 年 CAGR 高達 19%。從市場規模來看:2022 年全球 AI 服務器市場規模約為 183 億美元,同比增長 17%,預計 2023 年將達 211 億美元,同比增長 15%。圖表21:全球 AI 服務器出貨量及增速 圖表22:全球 AI 服務器市場規模及增速 資料來源:TrendForce,中商產業研究院,方正證券研究所 資料來源:IDC,中商產業研究院,方正證券研究所-10%-5%0%5%10%11.512.012.513.013.514.014.5201920202021202220232024E出貨量(百萬
38、臺)yoy(右軸)10%15%20%25%30%35%40%050100150200250202220232024E2025E2026E出貨量(萬臺)yoy10%15%20%25%30%05010015020025020192020202120222023E市場規模(億美元)yoy電子 行業專題報告 14 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款sA ARMRM 服務器市場規模高速增長,占比持續提升。服務器市場規模高速增長,占比持續提升。ARM 架構低能耗、低成本的特點高度適配服務器、數據中心大規模部署的需求,是非 x86 服務器的主要架構。同時,隨著 ARM 架構的不斷迭代
39、升級,其與 x86 在性能上的差距進一步縮小,其可定制化的特點能夠更好地滿足云廠商和芯片廠商的需求。因此,ARM 服務器的市場規模正在高速增長。根據 IDC 數據,2022 年全球非 x86 服務器市場規模 123 億美元,同比增長 33%,占全球服務器市場規模的 10%,預計 2023 年將達 150 億美元,同比增長 22%,占比 12%。2022-2027 年 CAGR 高達 12%。此外,根據 TrendForce預測,預計 2025 年 ARM 架構在數據中心服務器市場的滲透率將達 22%。圖表23:全球 x86 與非 x86 服務器市場規模及增速對比 資料來源:IDC,芯智訊,方正
40、證券研究所 2.22.2 邊緣邊緣 A AI I 浪潮已至,軟硬件共同助力架構重塑浪潮已至,軟硬件共同助力架構重塑 AIAI 處理的重心正在持續向邊緣轉移處理的重心正在持續向邊緣轉移。邊緣計算是指在靠近物或數據源頭的網絡邊緣側,融合網絡、計算、存儲、應用核心能力的開放平臺,就近提供邊緣智能服務,是在面向物聯網、大流量等場景下,為了滿足更廣連接、更低時延、更好控制、更安全的數據隱私、更可靠的數據來源和更即時的處理結果等需求,向終端和用戶側延伸形成的新解決方案。因此,隨著數據不斷從邊緣側產生,AI 處理的重心將進一步向邊緣側轉移,從而推動終端設備智能化進程。0%5%10%15%20%25%30%3
41、5%05001,0001,5002,0002020202120222023E2024E2025E2026E2027Ex86服務器市場規模(億美元)非x86服務器市場規模(億美元)非x86服務器yoy(%)x86服務器yoy(%)電子 行業專題報告 15 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 s 圖表24:云-邊-端視角下的邊緣計算 資料來源:艾瑞咨詢,方正證券研究所 2.2.12.2.1 硬件端:硬件端:A AI PCI PC 新起之秀,新起之秀,A ARMRM 架構獨具優勢架構獨具優勢 AI PCAI PC 出貨量高速增長,傳統出貨量高速增長,傳統 P PC C 有望迎
42、來換機潮。有望迎來換機潮。AI PC 集成了如神經處理單元(NPU)等人工智能專用加速器,將帶來生產力、個性化和能效上的全新突破,從而深刻改變個人電腦市場的格局。根據 Canalys 預測,2024 年全球 AI PC 出貨量將達到 4800 萬臺,占 PC 整體出貨量的 18%;2025 年出貨量將超過 1 億臺,占據PC 市場接近 40%的份額;到 2028 年,這一數字將攀升至 2.05 億臺,2024-2028年 CAGR 高達 44%。同時,具備 AI 功能的 PC 將享有 10%-15%的溢價,市場規模將隨出貨量的提升而快速擴張。預計到 2025 年底,在價格高于 800 美元的
43、PC 中,超過半數將具備 AI 功能;到 2028 年,這一比例將進一步提升至 80%以上。圖表25:AI PC 出貨量及市場份額 圖表26:AI PC 市場規模與高端機份額 資料來源:Canalys,方正證券研究所 資料來源:Canalys,方正證券研究所 低功耗的低功耗的 A ARMRM 架構可大幅延長設備續航能力,在邊緣端更具優勢。架構可大幅延長設備續航能力,在邊緣端更具優勢。相較傳統的x86 架構,ARM 架構能夠顯著降低邊緣 AI 設備的功耗,實現更長的續航和更高效的能量利用。英特爾、高通、AMD、蘋果等芯片處理器廠商已推出針對 AI PC 的CPU,其中,高通基于 ARM 架構的驍
44、龍 X Elite 芯片功耗較 x86 架構減少 70%;蘋果基于 ARM 架構的 M3 芯片可提供長達 22 小時的電池續航時間,與普通的 12 核PC 筆記本電腦芯片相比,提供相同 CPU 性能時只需要 1/4 的功耗。而驍龍 X Elite和 M3 系列在功耗方面優勢明顯的同時,算力與 x86 架構的差距也進一步縮小。電子 行業專題報告 16 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款 s 圖表27:驍龍 X Elite 芯片功耗 圖表28:蘋果 M3 芯片功耗曲線 資料來源:Techpowerup,高通,方正證券研究所 資料來源:智東西,蘋果,方正證券研究所 圖表29:
45、主流 AI PC 芯片盤點及應用情況 資料來源:半導體技術,芯查查,方正證券研究所 2.2.22.2.2 軟件端:軟件端:M MacOSacOS 先行一步,先行一步,Windows on ArmWindows on Arm 蓄勢待發蓄勢待發 MacMacOSOS 與與 ChromeOSChromeOS 蠶食蠶食 WintelWintel 聯盟聯盟市場份額市場份額。自上世紀 80 年代起,微軟和 Intel組成“Wintel”聯盟,微軟 Windows 操作系統與 Intel/AMD 的 CPU 便壟斷了整個PC 市場長達 20 多年,直到蘋果的 MacOS 問世。2020 年,蘋果為推動軟硬件
46、一體化,發布了首款基于 ARM 架構的自研芯片 M1 以及 Mac 產品,對 Wintel 聯盟再度發起挑戰。同時,谷歌的 Chrome OS 操作系統與基于 Arm 架構的芯片配合使用也將與微軟強勢競爭。根據 IDC 數據,2023 年微軟 Windows 操作系統在 PC 市場的市占率為 79%,蘋果的 MacOS 和谷歌的 Chrome OS 共占據 20%的市場份額。電子 行業專題報告 17 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款s圖表30:2023 年 PC 操作系統競爭格局 資料來源:華爾街見聞,IDC,方正證券研究所 支持支持 WoA AI PCWoA AI
47、PC 發展的因素發展的因素正正逐步成熟逐步成熟。在即將到來的 AI PC 時代,高性能、低功耗必然成為最關鍵的賣點,因此微軟也在積極探索向 ARM 架構轉型的路徑。早期 Windows on ARM 進展受阻的主要原因,一方面是當時 ARM 芯片在性能上與 x86芯片存在較大差距,另一方面是缺乏相應的軟件生態。如今 ARM 芯片的性能有了大幅提升,微軟也發布了 Visual Studio 2022 等軟件進一步完善 ARM 的軟件生態,同時隨著 ARM64EC 的支持,許多大型軟件也更容易進行 ARM 架構下的版本移植,基于 x86-64 的軟件插件亦能流暢運行。此外,微軟還與合作伙伴共同開發
48、基于 ARM 架構的自研芯片,為適配未來推出的 Windows 12 進行優化。圖表31:Windows on Arm 開發工具路線圖 資料來源:電子發燒友網,方正證券研究所 79%11%9%1%微軟 Windows蘋果 MacOS谷歌 Chrome OS其他電子 行業專題報告 18 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款s3 3 投資建議投資建議 我們看到,6 月科技月即將迎來臺北國際電腦展 COMPUTEX 2024(6.4-6.7)、蘋果全球開發者大會 WWDC 2024(6.11-6.14)等重大事件催化,我們建議投資人密切關注在此催化下的 AI 終端(PC、手機、
49、IoT)產業鏈投資機遇:1 1)整機及整機及 OEMOEM:聯想集團、華勤技術、億道信息等2 2)零部件:零部件:光大同創、春秋電子、長盈精密、領益智造等3 3)散熱:散熱:中石科技、飛榮達、思泉新材等4 4)電池:)電池:珠海冠宇、欣旺達、奧??萍嫉? 5)芯片:芯片:龍迅股份、芯??萍?、瀾起科技、聚辰股份等6 6)光學:)光學:水晶光電、高偉電子、瑞聲科技、舜宇光學科技、丘鈦科技等7 7)果鏈龍頭:)果鏈龍頭:立訊精密、鵬鼎控股8 8)IoTIoT:歌爾股份、漫步者、安克創新、恒玄科技、晶晨股份等4 4 風險提示風險提示 1 1)產業產業進展不及預期:進展不及預期:目前 ARM 在軟硬件的
50、生態仍需進一步完善,若產業進展不及預期,將對 ARM 架構的處理器滲透帶來不利影響。2 2)下游需求下游需求不及預期:不及預期:手機、PC 等終端已經進入存量市場,若 AI 對產品的賦能并未拉動換機需求,將不利于產業鏈公司的業績增長。3 3)中美貿易摩擦加?。褐忻蕾Q易摩擦加?。喝糁忻蕾Q易摩擦加劇,將不利于 AI 技術的進步和推廣,從而影響終端產品的性能和需求。電子 行業專題報告 19 敬 請 關 注 文 后 特 別 聲 明 與 免 責 條 款s分析師聲明分析師聲明 作者具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格,保證報告所采用的數據和信息均來自公開合規渠道,分析邏輯基于作者的職業理解,本報告
51、清晰準確地反映了作者的研究觀點,力求獨立、客觀和公正,結論不受任何第三方的授意或影響。研究報告對所涉及的證券或發行人的評價是分析師本人通過財務分析預測、數量化方法、或行業比較分析所得出的結論,但使用以上信息和分析方法存在局限性。特此聲明。免責聲明免責聲明 本研究報告由方正證券制作及在中國(香港和澳門特別行政區、臺灣省除外)發布。根據證券期貨投資者適當性管理辦法,本報告內容僅供我公司適當性評級為 C3 及以上等級的投資者使用,本公司不會因接收人收到本報告而視其為本公司的當然客戶。若您并非前述等級的投資者,為保證服務質量、控制風險,請勿訂閱本報告中的信息,本資料難以設置訪問權限,若給您造成不便,敬
52、請諒解。在任何情況下,本報告的內容不構成對任何人的投資建議,也沒有考慮到個別客戶特殊的投資目標、財務狀況或需求,方正證券不對任何人因使用本報告所載任何內容所引致的任何損失負任何責任,投資者需自行承擔風險。本報告版權僅為方正證券所有,本公司對本報告保留一切法律權利。未經本公司事先書面授權,任何機構或個人不得以任何形式復制、轉發或公開傳播本報告的全部或部分內容,不得將報告內容作為訴訟、仲裁、傳媒所引用之證明或依據,不得用于營利或用于未經允許的其它用途。如需引用、刊發或轉載本報告,需注明出處且不得進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。評級評級說明:說明:類別類別 評級評級 說明說明 公司評級 強烈推薦
53、 分析師預測未來12個月內相對同期基準指數有20%以上的漲幅。推薦 分析師預測未來12個月內相對同期基準指數有10%以上的漲幅。中性 分析師預測未來12個月內相對同期基準指數在-10%和10%之間波動。減持 分析師預測未來12個月內相對同期基準指數有10%以上的跌幅。行業評級 推薦 分析師預測未來12個月內行業表現強于同期基準指數。中性 分析師預測未來12個月內行業表現與同期基準指數持平。減持 分析師預測未來12個月內行業表現弱于同期基準指數?;鶞手笖嫡f明 A股市場以滬深300 指數為基準;香港市場以恒生指數為基準,美股市場以標普500指數為基準。方正證券研究所聯系方式:方正證券研究所聯系方式:北京:西城區展覽館路 48 號新聯寫字樓 6 層 上海:靜安區延平路71號延平大廈2樓 深圳:福田區竹子林紫竹七道光大銀行大廈31層 廣州:天河區興盛路12號樓雋峰苑2期3層方正證券 長沙:天心區湘江中路二段36號華遠國際中心37層 E-mail: