国防军工行业深度报告：GPU行业前景广阔，国产替代势在必行.pdf

证券研究报告行业研究 国防军工 国防军工 行业深度报告 1 / 16 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Main GPU 行业前景广阔，国产替代势在必行 增持 （ 维持 ） 投资要点 GPU 行业前景广阔，国产替代 势在必行 GPU 是计算机设备中承担图像处理和输出显示的任务的芯片， 1999年由英伟达率先推出。 2017 年全球 GPU 市场约 751 亿美元，目前 INTEL占据整体市场约 70%份额，而在独立 GPU 领域，呈现 NVIDIA 和 AMD双寡头的格局，其中 NVIDIA 占据优势地位， 2019Q1 市占率 77.3%。随着人工智能的兴起，拥有强大的浮点运算能力和计算速度的 GPU 将迎来新的发展机遇，根据 SBWire 的数据，预计 2022 年市场规模将达 837 亿美元。 2013 年“棱镜门”事件之后，国家高度重视信息安全，我国信息系统的 国产替代 势在必行。在当前 贸易摩擦背景下，我们认为 IT 系统的国产替代 将加速。 IT 系统从底层到应用层包括芯片、服务器 +PC、存储、操作系统、办公软件等，国产化水平整体偏低，市场替代空间千亿级别。 GPU方面， AMD 和英伟达 2018 年对中国大陆出货分别为 25 亿美元和 28 亿美元，说明国内 GPU 国产替代市场至少有 53 亿美元。 建议关注国产 GPU 龙头景嘉微 公司业务包括 图形显控、小型专用化雷达、芯片和其他四大领域 ， 图形显控是公司现有核心业务，第一代自主知识产权图形处理芯片 JM5400已经实现应用，新款图形处理芯片 JM7200 已完成流片、封装阶段的工作， 并完成与国内主要的 CPU 和操作系统厂商的适配，正在开展进一步适配与市场推广工作。公司与国内军用飞机显控领域最重要的系统级供应商中国航空无线电电子研究所签订战略合作框架协议，成为其图形显控模块的唯一战略合作伙伴，目前在国内 GPU 领域处于龙头地位。 我们认为，公司未来业绩增长点，一方面在于随着我国先进军机、舰船等新型装备的持续列装，图形显控产品也将持续放量，另一方面随着国产替代加速推进，公司作为国内 GPU 龙头企业，将迎来更大市场空间，同时小型化专用雷达和消费类芯片也将持续为公司贡献业 绩。 风险提示： IT 系统国产替代推进不及预期的风险。军工装备研制生产进度具有不确定性。 Table_PicQuote 行业走势 Table_Report 相关研究 1、国防军工行业 2020 年度策略 基于业务模式重构研究框架：上游寻找稳健龙头，下游看重公司治理 2019-11-21 2、国产替代与自主可控加速，看好产业链上游电子元器件和材料龙头公司 2019-11-03 3、国防军工：国产替代与自主可控加速，看好产业链上游电子元器件和材料龙头公司2019-10-13 Table_Author 2019 年 11 月 28 日 证券分析师 陈显帆 执业证号： S0600515090001 021-60199769 chenxfdwzq 证券分析师 郝彪 执业证号： S0600516030001 021-60199781 haobdwzq 证券分析师 周佳莹 执业证号： S0600518090001 021-60199793 zhoujydwzq -20%0%20%40%60%2018-11 2019-03 2019-07 2019-11国防军工 沪深 300 2 / 16 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 内容目录 1. GPU 行业前景广阔，国产替代势在必行 . 4 1.1. 全球 GPU 市场超 700 亿美元，国际巨头寡头垄断 . 4 1.2. GPU 国产替代空间超 50 亿美元 . 7 2. 建议关注国产 GPU 龙头 景嘉微 . 9 3. 风险提示 . 15 3 / 16 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 图表目录 图 1： CPU 分类和主要厂商 . 4 图 2：全球 CPU 市场格局 . 4 图 3：独立 CPU 市场占有率情况 . 5 图 4： CPU 与 GPU 的微结构对比 . 5 图 5： 2016 年全球数据中心 AI 应用统计 . 6 图 6：信息系统产业梳理 . 7 图 7：公司图形显控领域相关产品在军用飞机上的应用 . 10 图 8：我国国防支出及增速数据 . 13 表 1：安全可靠工作委员会理事单位和会员单位 . 7 表 2：中美贸易战重大事件 . 8 表 3： IT 系统各细分领域国产替代空间测算 . 9 表 4：图形显控产品介绍 . 10 表 5： JM5400 与进口芯片参数对比 . 11 表 6：公司显控模块可选硬件和 软件配置 . 12 表 7：小型专用化雷达产品介绍 . 13 表 8：消费类芯片产品介绍 . 14 4 / 16 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 1. GPU 行业前景广阔，国产替代势在必行 1.1. 全球 GPU 市场超 700 亿美元，国际巨头寡头垄断 GPU（ graphics processing unit，图形处理器）又被称为显示芯片，多用于个人电脑、游戏主机以及移动设备（智能手机、平板电脑、 VR 设备） ，是显卡的核心，承担图像处理和输出显示的任务，辅助 CPU 工作以提高整体运行速度。英伟达公司 1999 年发布GeForce256 图形处理芯片时首先提出 GPU 的概念，随后大量复杂的应用需求促使整个产业蓬勃发展至今。 GPU 有两种分类方式：第一是按照接入类型，可以分为集成 GPU 和独立 GPU，集成 GPU 将图形核心以单独芯片的方式集成在主板上或 CPU 芯片上，能够提供简单的图形处理能力，而独立 GPU 拥有单独的图形核心和独立的显存，能够满足复杂庞大的图形处理需求，并提供高效的视频编码应用。第二是根据应用端的不同，可以分为 PC 端GPU、服务器 GPU 和移动 GPU。 图 1： CPU 分类和主要厂商 数据来源： 中国产业信息网，中国报告网， 东吴证券研究所 根据 调研机构 SBWire 的数据， 2017 年全球 GPU 市场约 751 亿美元，预计 2022 年将达 837 亿美元。全球 GPU 市场上，目前 INTEL 占据约 70%市场份额，而在独立 GPU领域，市场呈现 NVIDIA 和 AMD 双寡头的格局，其中 NVIDIA 占据优势地位， 2019Q1市占率 77.3%。 图 2： 全球 CPU 市场格局 5 / 16 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 数据来源： 中国产业信息网，中国报告网， 东吴证券研究所 图 3： 独立 CPU 市场占有率情况 数据来源： JPR，凤凰网，中国产业信息网， 东吴证券研究所 人工智能的兴起为 GPU 带来了新的发展机遇，人工智能需要强大的运算力做支撑，一般的 CPU 功能模块很多，大部分晶体管主要用于构建控制电路和高速缓冲存储器，只有少部分的晶体管可以组成各类专用电路 ， 单从运算性能和效率上来说并不是计算芯片的最佳选择 ， 在未来高性能计算中将更多与其他专用芯片搭配使用。 而 GPU 拥有强大的浮点运算能力和计算速度， 其大规模并行计算能力用于人工智能神经网络之间的连接非常适合。深度学习算法通常需要海量计算来处理数据（图像、语音、文本等）和提取数据对象特征并进行反复训练，传统的 CPU 集群需要数周才能计算出拥有 1 亿节点的神经网络级联，而一个 GPU 集群在一天内就可以完成，速度优势明显。 图 4： CPU 与 GPU 的微结构对比 6 / 16 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 数据来源： 中国报告网， 东吴证券研究所 根据 Intel 内部报告统计， 2016 年服务器市场中有 7%被用于人工智能产业，其中60%用于普通机器学习 ， 40%用于深度学习，普通机器学习中 97%使用传统 CPU 架构 ，1%使用 CPU+GPU 架构，深度学习中 91%使用传统 CPU 架构 7%采用 CPU+GPU 架构。目前 NVIDIA、 AMD 研发 GPU 型 AI 芯片走在前列，已有发布产品，比如 NVIDIA 的Tesla 系列， AMD 的 Vega 系列。 图 5： 2016 年全球数据中心 AI 应用统计 数据来源： 中国报告网， 东吴证券研究所 目前国内 GPU 的技术和产业化水平与国外差距很大，市场主要由 NVIDIA、 AMD等国外龙头厂商占据，国内的研发和应用主要集中在军工领域，供应商有景嘉微、 长沙韶光 、中船重工集团 709 所和 716 所等，未来国产替代空间大。 7 / 16 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 1.2. GPU 国产替代空间超 50 亿美元 2013 年“棱镜门”事件之后，国家高度重视信息安全，我国信息系统的国产替代提上日程，预计未来我国党政军、金融、交通、能源等领域的信息系统产品将逐步实现国产替代进口。整个信息系统包括 IT 基础设施（芯片、服务器等）、基础软件（操作系统、数据库等）、应用软件等多个环节，并且软硬件之间需要兼容适配形成生态，因此完全实现国产替代是长期工程，需要产业 链各环节实现协同，融合发展。 图 6： 信息系统 产业梳理 数据来源： 前瞻产业研究院， 东吴证券研究所 2016 年 3 月， 从事安全可靠软硬件关键技术研究、应用和服务的 24 家单位发起建立安全可靠技术和产业联盟 ，旨在 发挥联盟在产业组织、行业自律和政府支撑方面的作用，为安全可靠应用推广工作提供技术、标准、人才等方面的支撑服务。 2019 年 1 月，安全可靠技术和产业联盟 变更为 安全可靠工作委员会 ，截至 2019 年 3 月，会员单位达到 203 家，其中包括系统集成厂商、芯片厂商、操作系统厂商、互联网公司等 信息系统产业链各环节的参与主体。 表 1： 安全可靠工作委员会 理事单位和会员单位 理事单位 集成厂商 中国软件、太极股份、航天信息、浪潮软件集团、东华软件、神舟航天软件、东软集团、神州信息、同方股份、华宇软件 第三方机构 国家工业信息安全发展研究中心、中国电子技术标准化研究院、工业和信息化部电子第五研究所、中国电子信息产业发展研究院 互联网厂商 阿里云、金山软件、华为技术 高校 北京航空航天大学、北京理工大学 8 / 16 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 会员单位 芯片厂商 天津飞腾、盛科网络、龙芯中科等 集成厂商 太极信息、长城软件、万达信息等 整机厂商 中国长城、航天 706 所、浪潮信息等 操作系统厂商 中标软件、天津麒麟、深之度等 数据库厂商 瑞中数据、武汉达梦、神舟通用等 中间件厂商 东方通、金蝶天燕中间件、山东中创软件等 流版签厂商 无锡永中、安证通、数科网维等 外设固件厂商 奔图电子、中矗集团、立思辰等 安全厂商 卫士通、中孚信息、深信服等 网络厂商 紫光集团、星网锐捷、迈普通信等 互联网厂商 三六零、恒生电子、腾讯云计算等 存储厂商 同有科技、鸿秦科技、紫晶信息等 应用软件厂商 超图软件、华电园、慧点科技等 第三方机构 中国信通院、中国国信信息总公司、工信部信息中心等 数据来源： 安全可靠工作委员会 官网， 东吴证券研究所 在当前贸易摩擦背景下，我们认为信息系统的国产替代将加速。 2019 年 5 月 15 日美国商务部将华为及 70 家关联企业列入美方“实体清单”，禁止美国企业在未经美国政府批准的情况下向华为出售相关技术和产品。从中兴事件开始，贸易摩擦充分反映了我国在核心元器件产业受制于人的状况， 国产替代 势在必行。 表 2：中美贸易战重大事件 时间 事件 内容 2019 年 5 月 22 日 ARM 终止华为合作 ARM 暂停与华为及其子公司的 “所有在履行的合同，授权许可证和任何在商谈中的合同 2019 年 5 月 15 日 美国商务部工业与安全局 (BIS)宣布将华为列入所谓 “实体清单 ” 禁止美国企业在未经美国政府批准的情况下向华为出售相关技术和产品 2019 年 5 月 13 日 BIS 将 16 个实体纳入 “实体清单 ” 包括在中国大陆和中国香港设有分支机构的 4 个公司 2018 年 8 月 1 日 将 8 家中国实体纳入 “实体清单 ” 其中的 5 家研究所及其 36 家附属机构被纳入，这是 BIS首次引入附属机构； 2018 年 4 月 美国制裁中兴事 美国商务部发布公告称，美国政府在未来 7 年内禁止中9 / 16 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 件 兴通讯向美国企业购买敏感产品。 数据来源：中央政府采购网 ， 东吴证券研究所 IT 系统从底层到应用层包括芯片、服务器 +PC、存储、操作系统、办公软件、数据库、中间件、应用软件等，国产化水平整体偏低，市场替代空间千亿级别。 GPU 方面，AMD 和英伟达 2018 年对中国大陆出货分别为 25 亿美元和 28 亿美元，说明国内 GPU国产替代市场至少有 53 亿美元。 表 3： IT 系统各细分领域国产替代空间测算 领域 市场规模 国产化率(主要厂商 ) 替代空间 国内主要产品及相关公司 CPU(2013 年 ) 450 亿元 1% 446 亿元 飞腾（中国长城）、龙芯（中科 院） 服务器 (2017 年 ) 120 亿美元 70% 36 亿美元 中国长城、中科曙光、浪潮信息、同方股份、华东电脑、联想、华为 操作系统 (2016 年 ) 959 亿元 2% 940 亿元 中标软件（中国软件）、银河麒 麟（中国软件） 存储 (2016 年 ) 25 亿美元 58% 11 亿美元 浪潮信息、中科曙光、华胜天成、 同有科技 办公软件（ 2018 年） 85.34 亿元 42.75% 48.86 金山办公（ WPS）、中标软件、永中软件 数据库 (2016 年 ) 101 亿元 3.60% 97 亿元 南大通用、武汉达梦（中国软件）、人大金仓（太极股份）、山东瀚高 中间件 (2016 年 ) 55 亿元 20% 44 亿元 东方通、金蝶 泛 ERP(2016 年 ) 618 亿元 70% 185 亿元 用友网络、金蝶国际、浪潮软件 GPU（ 2018 年） 53 亿美元 景嘉微 数据来源： Wind 资讯， IDC，计世资讯，产业信息网 ， 东吴证券研究所 2. 建议关注国产 GPU 龙头景嘉微 公司业务包括 图形显控、小型专用化雷达、芯片和其他四大领域 ， 图形显控是公司现有核心业务 ，也是传统优势业务，小型专用化雷达和芯片是公司未来大力发展的业务方向。 10 / 16 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Yemei 行业深度报告 图形显控系统是现代武器装备中多种信息融合和人机交互的核心系统 ，是公司目前的核心业务， 2018 年和 2019H1 收入占比分别为 73%和 86%。 公司在图形显控领域具备自主技术优势，在我国军用飞机航电显控系统由使用 DSP 与 FPGA 图形加速器向使用GPU 图形处理器升级之际，公司率先推出了应用独立 GPU、高度集成化的 FPGA 和支持 OpenGL 标准的图形显控模块。 图 7： 公司图形显控领域相关产品在军用飞机上的应用 数据来源： 公司公告， 东吴证券研究所 公司在图形显控领域拥有图形显控模块、图形处理芯片、加固显示器、加固存储和加固计算机等五类产品，其中图形显控模块是公司最为核心的产品。 2007 年，公司成功研发 VxWorks 嵌入式操作系统下 的驱动程序，将其嵌入 ATI 公司的 M9 芯片， 随后又顺利解决了 VxWorks 系统下的 3D 图形处理难题，突破了 VxWorks 系统下汉字显示瓶颈，具备了从底层上驾驭图形显控产品的能力，摆脱了一直以来对外商的依赖 ； 2015 年底，公司 第一代自主知识产权图形处理芯片 JM5400 通过鉴定审查并取得研发成功 。 表 4：图形显控产品介绍 产品名称 图片 介绍 GPU 芯片JM5400 JM5400 是景嘉微电子推出的国内首款具有完全自主知识产权的高性能图形处理芯片，采用全新的架构设计，于 2014 年 5 月流片成功。可广泛应用于有高可靠性要求的图形生成及显示等领域，满足机载、舰载、车载环境下图形系统的功能与性能要求，全面替代 M9、 M54、M72、 M96、 IMX6 等国外芯片。