东吴证券：AI系列深度：ChatGPT掀起算力潮，芯片及服务器上游投资价值凸显-数查报告

东吴证券：AI系列深度：ChatGPT掀起算力潮，芯片及服务器上游投资价值凸显
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AI 系列深度：ChatGPT 掀起算力潮，芯片及

服务器上游投资价值凸显

2023 年04 月03 日

证券分析师张良卫

执业证书：S0600516070001

021-60199793

zhanglw@dwzq.com.cn

证券分析师马天翼

执业证书：S0600522090001

maty@dwzq.com.cn

证券分析师唐权喜

执业证书：S0600522070005

tangqx@dwzq.com.cn

证券分析师周高鼎

执业证书：S0600523030003

zhougd@dwzq.com.cn

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增持（维持）

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[Table_Summary]

投资要点

◼ ChatGPT 爆火，其能力已接近人类水平。GPT 升级至四代，模型能力

高速提升。2023 年3月15 日，OpenAI 正式官宣了多模态大模型 GPT-

4，ChatGPT4 将输入内容扩展到 2.5 万字内的文字和图像，较 ChatGPT

能够处理更复杂、更细微的问题。最新版的 GPT-4 在ChatGPT 的GPT-

3.5 基础上主要提升了语言模型方面的能力，并添加了多模态功能，在

不同语言情景和内部对抗性真实性评估的表现都显著优于 GPT-3.5，在

各种专业和学术基准上已经表现出人类水平。

◼ 以搜索引擎和办公软件为支点，下游应用多点开花。OpenAI+传统搜索

引擎=AI 智能搜索引擎。ChatGPT 能生成和理解类人类思维方式与上下

文联系的结果，ChatGPT 都对传统搜索引擎是一种颠覆式进化。Office

方面：OpenAI+办公软件，以 Office 全家桶与微软 Teams premium

ChatGPT 为例。ChatGPT+Office 三大件 Word、Excel、PowerPoint 可完

成从文字创作到可视化全程服务。ChatGPT 可以根据用户的描述需求自

动撰写文档内容，缩短文档的创作时间；根据已形成文档内容智能推荐

文档格式、排版等；并根据用户描述制作个性化 PPT，同时智能生成朗

读语言助力 PPT 演示。

◼ 算力需求带动 AI 服务器需求量上涨。GPT4 作为大型多模态模型支持

图像和文本的输入，背后是大语言模型的演进与参数量、训练数据量的

指数级增长。 GPT4 频频下调提问限制次数传达算力不足信息，大语言

模型的快速迭代催生大量算力需求。满足算力需求依托叠加 AI 服务器

数量与提升服务器算力性能两种途径，从而支撑大语言模型发挥预期功

效。我们率先提出建立推理/训练服务器需求测算模型：1）考虑大语言

模型迭代呈现参数量指数级增长趋势，GPT-4 参数量为万亿，此基础上

我们测算得出 GPT-4 推理发挥预期功效所需服务器数量为 6652 台，百

万亿参数基础上，所需服务器数量将上升至 66 万台；2）根据硅谷披露

GPT-4 训练 Token 数9万亿，我们测算得出 GPT-4 训练所需服务器数

量为 1391 台。未来随着大语言模型不断迭代、GPT 等语言模型渗透率

不断提高，算力时代下服务器呈现基建化趋势。

◼ AI 服务器核心依托高性能芯片，国产芯片自主发展潜力大。AI 芯片中

GPU 凭借并行计算具备强大算力，占据 AI 芯片大部分市场；美企英伟

达独占鳌头，占据 80%GPU 市场。相比英伟达产品，国产芯片性能存在

较大差距，仍处于追赶阶。受美实体清单影响，高端芯片采购受阻，倒

逼国内服务器厂商大力推进国产替代，利好国产芯片自主发展。

◼ 投资建议：我们看好算力芯片及服务器需求剧增下相关零组件的成长空

间。CPU\GPU 等：寒武纪、景嘉微、海光信息；存储：江波龙、聚辰

股份；电源芯片：晶丰明源、杰华特；封测：长电科技、通富微电；PCB

及其他：深南电路、沪电股份、鼎通科技、裕太微、澜起科技、工业富

联

◼ 风险提示：LLM 模型发展不及预期、行业空间测算不及预期、AI 芯片

发展不及预期。

-20%

-17%

-14%

-11%

-8%

-5%

-2%

10%

2022/4/6 2022/8/4 2022/12/2 2023/4/1

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内容目录

1. ChatGPT 快速迭代，OpenAI 模型演进，下游应用百花齐放 ....................................................... 5

1.1. GPT 迭代更新，人工智能掀起科技潮。 ................................................................................. 5

1.2. OpenAI 模型演进，人工智能向应用拓展 ................................................................................ 6

1.3. Open AI 赋能下游应用，AI+降本增效 .................................................................................... 7

2. 云服务器优化配置算力资源，是主要算力供给方式 ...................................................................... 9

3. ChatGPT 引爆算力需求，拉动高端芯片市场扩张 ........................................................................ 11

3.1. 人工智能架构以 AI 芯片为基 ................................................................................................ 11

3.2. GPT 拉动算力提升，带动高算力芯片市场量价齐升 ........................................................... 13

3.3. 构建推理/训练服务器需求计算模型，测算未来空间广阔 ................................................. 15

4. 算力时代凸显芯片价值，国产芯片仍处追赶阶段 ........................................................................ 19

4.1. AI 服务器依赖高性能芯片供给............................................................................................... 19

4.2. 主流芯片限制进口，利好国产化芯片自主发展................................................................... 22

5. 标的梳理及投资建议 ........................................................................................................................ 23

6. 风险提示 ............................................................................................................................................ 26

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图表目录

图1： GPT-4 和GPT-3.5 的考试表现 ................................................................................................... 5

图2： OpenAI 网站 12-2 月访问量 ....................................................................................................... 5

图3： GPT-4 理解图片含义 ................................................................................................................... 6

图4： GPT-4 理解图表中数据的含义并做进一步计算 ....................................................................... 6

图5： AIGC 相关技术场景及成熟度分类 ............................................................................................ 7

图6： Meta AI 的Make-A-Video 根据文字生成视频 .......................................................................... 7

图7： Satya 宣布 ChatGPT 加入 Azure OpenAI ................................................................................... 8

图8： Azure OpenAI 全家桶 .................................................................................................................. 8

图9： ChatGPT+Bing ............................................................................................................................. 8

图10： Teams Premium ChatGPT 智能回顾 ......................................................................................... 9

图11： Teams Premium 生成任务 .......................................................................................................... 9

图12：云计算系统................................................................................................................................. 9

图13：云计算服务模式......................................................................................................................... 9

图14：云计算的 IAAS 与传统服务器资源配置对比 ....................................................................... 10

图15：全球云计算细分市场规模及增速（单位：亿美元）........................................................... 11

图16：云计算下游应用（单位：亿元）........................................................................................... 11

图17：人工智能 IT 技术栈 ................................................................................................................. 11

图18： CPU 架构及优缺点 .................................................................................................................. 12

图19： GPU 架构及优缺点.................................................................................................................. 12

图20： GPU、FPGA 和ASIC 芯片对比 ............................................................................................ 13

图21：训练 Transformers 的算力要求 ............................................................................................... 14

图22：模型算力预测........................................................................................................................... 14

图23： 2020-2027 全球 GPU 市场规模（单位：亿美元） .............................................................. 14

图24： 2019-2025 中国 AI 芯片市场规模（单位：亿元） .............................................................. 14

图25：推理及训练所需服务器计算框架........................................................................................... 15

图26： the decoder 报告 GPT-4 模型参数数据 .................................................................................. 16

图27：硅谷猜测 GPT-4 训练数据 Token 量 ...................................................................................... 16

图28：推理所需服务器测算............................................................................................................... 17

图29：推理每秒处理 Token 测算 ....................................................................................................... 17

图30：训练所需服务器测算............................................................................................................... 18

图31：每秒训练 Token 测算 ............................................................................................................... 18

图32： 2021 年中国 AI 服务器市场份额 ........................................................................................... 19

图33： 2021 年全球 AI 服务器市场份额 ........................................................................................... 19

图34： GPU 并行计算架构适配 AI 模型建构 ................................................................................... 20

图35： 2021 年H1 中国 AI 芯片市场占比 ........................................................................................ 20

图36： 2021-2022Q2 全球独显 GPU 市场各产商份额占比 ............................................................. 21

表1：历代 GPT 表现情况 ..................................................................................................................... 5

表2：英伟达主要 GPU 芯片价格....................................................................................................... 15

表3： ChatGPT 所需推理服务器数量计算 ........................................................................................ 16

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