华为鹏鹏+盛腾芯片与其他国内芯片的竞争力

服务器是IT基础设施的重要组成部分，可以提供计算和存储资源，促进数据集中管理，支持网络服务。服务器产业链主要包括上游芯片制造、服务器主板及部件制造、操作系统开发、中游服务器生产、下游分销、系统集成。华为是国内服务器产业链的重要组成部分，参与了从芯片到整机的环节。华为服务器产业链

包括：

1)上游芯片设计：华为提供坤鹏、升腾芯片、坤鹏主板等核心部件的设计。

2)中游整机生产:分为自研和合作伙伴两种模式。a.华为拥有基于坤鹏芯片自主研发的Taishan服务器和基于升腾AI芯片自主研发的Atlas服务器系列。b.华为向整机合作伙伴提供板卡等硬件，由合作伙伴生产自主品牌的服务器。

3)下游应用:合作伙伴向下游销售服务器，主要包括互联网、运营商、金融、政府、交通、能源、教育、医疗等行业。

图4：华为“芯片-服务器”产业链

芯片是服务器的核心部件，GPU占BOM成本的72%。根据不同的计算性能和应用场景，服务器可分为通用服务器和人工智能服务器。服务器的主要部件包括CPU、GPU、主板、DRAM、散热器、电源等。CPU和DRAM是通用服务器价值最高的，分别占BOM成本的18%和38%。GPU价值占AI服务器的最高比例，占BOM成本的72%。芯片是服务器的核心部件。

单台AI服务器配备4~16个GPU。通用服务器通常配备2个CPU，人工智能服务器通常是异构的。除2个CPU外，还需要4~16个GPU(或其他类型的加速卡)。目前，培训服务器的主流形式是8卡，随着培训规模的扩大，正在向16卡发展；推理服务器主要使用4卡。人工智能服务器使用GPU的主要原因是需要处理大量的并行计算任务，传统CPU的单核性能难以支撑。同时，由于人工智能服务器需要处理大量的并行计算，功耗高于通用服务器，因此需要更有效的散热系统来确保机器的稳定性。

从以上梳理可以看出，芯片可以与服务器的大脑进行比较，以确定其计算能力。华为自主研发芯片和主板。因此，其生态链中整机合作伙伴的竞争力在很大程度上取决于华为自主研发芯片的性能。接下来，我们将分析和比较华为鹏鹏+盛腾芯片与其他国内芯片的竞争力。

1.1.1.从芯片性能来看，华为已经是中国的第一梯队

坤鹏CPU包括9166、920系列。2016年，华为推出了坤鹏916，这是业内首款支持多路ARM处理器。2019年1月，华为推出了基于坤鹏920的坤鹏920系列和Taishan服务器。坤鹏920通过优化分支预测算法、增加计算单元数量、改进内存子系统架构等一系列微架构设计，大大提高了处理器的性能。鹏鹏920基于ARM V8架构，最高可集成64个物理核。根据海思官网，处理器采用7nm工艺，主频达2.6Hz。

昆鹏芯片的性能基本持平海外竞争产品。根据海思官网，在典型主频下，昆鹏920在SPECintBenchmark上得分超过930分，超过行业标杆25%。同时，能效比优于行业标杆30%。

有人用坤鹏920和英特尔Xeon E5-2630 V3使用超图GIS基础软件产品进行测试和比较。测试结果表明，intel的最强芯片在单线程上略有优势，但在多线程上明显比坤鹏耗时。

310包括升腾系列、910，其中910单卡性能相当于A100。华为分别在2018、2019年推出升腾310、910系列。两者都是基于达芬奇架构的。其中，310系列FP16算力8TFLOPS主要适用于移动推理场景；910系列FP16算力320TFLOPS更适合云训练。与英伟达A100和H100相比，升腾910的计算能力与英伟达A100基本相同。

与整数和浮点计算能力相比，升腾GPU单卡性能已成为中国第一梯队。FP32称为全精度(4字节)，FP16称为半精度(2字节)。虽然理想情况下应该在FP32中完成训练和推理，但FP32比FP16/BF16慢两倍，所以在实践中经常使用混合精度法，其中FP32的权重被用作准确的“主权重”(master weight)为了提高训练速度，使用FP16/BF16的权重进行前后传播，最后，FP16/BF16梯度更新FP32在梯度更新阶段的主权重。从FP16来看，盛腾910算力为320TFLOPS，已处于国产芯片的前列。

1.1.2.从人工智能框架的角度来看，Mindspore仅次于Tensorflow，已成为国内框架市场份额第一的人工智能世界。数据是燃料，模型是发动机，计算能力是加速器。其中，正是人工智能框架承载了应用程序和下接硬件。

作为训练推理框架，升思Mindspore支持华为全场景AI解决方案。华为AI解决方案（Portfolio）整个场景是指部署环境，包括公共云、私有云、各种边缘计算、物联网行业终端和消费终端；整个堆栈是技术功能的视角，包括Ascend升腾系列IP和芯片，芯片使CANN、全堆栈方案，包括训练和推理框架Mindspore和应用，可以使Modelarts。MindSpore 人工智能框架是人工智能计算框架的全场景，提供灵活的编程方法和丰富的算子库，支持行业主流社区模型套件，与第三方人工智能框架生态兼容，为人工智能模型开发提供高效的编程体验。

尽管英伟达目前在全球范围内的开发商数量远远超过华为，但华为正在逐步塑造中国最大的开发商生态系统。2020年，以盛思MindSpore等为代表的中国AI框架纷纷开源，开始追赶Tensorflow、前辈们的追逐赛，比如PyTorch。在人工智能框架利用率排名中，虽然Tensorflow和Pytorch的先发优势依然存在，但盛思MindSpore以11%的份额进入了第一梯队。早在2015年，TensorFlow就开源了，PyTorch也可以追溯到2017年。目前，盛腾人工智能已经开发了60多万开发者，在100多所大学开设了盛腾人工智能相关课程，开发了500多个行业合作伙伴，共同孵化了600多个解决方案，不断扩大盛腾人工智能生态。

MindSpore在大型训练场景中的利用率已经相当于旧的AI框架。根据omdia的《中国人工智能框架市场调研报告》，“你认为哪个人工智能框架最适合超大规模培训能力？在这个问题上，36%的开发者投票给TensorFlow/JAX，15%的开发者选择PyTorch，升思MindSpore以10%的比例排名第三。“你认为最适合做人工智能 for Science项目的人工智能框架是什么？“在问答下，Tensorflow和新框架JAX得到了45%的开发人员的支持。在这个问题下，圣思MindSpore超过了PyTorch，以37%的支持率排名第二。

在典型的Resnet50网络训练中，盛腾910与Mindspore合作，与现有主流训练单卡与Tensorflow相比，表现出近两倍的性能提升。

2.美国芯片控制升级，升腾服务器的确定性受益

技术生态与产业生态的广泛合作也证明了MindSpore的崛起。在技术生态方面，盛思Mindspore与200多所大学和科研机构开展了创新合作；在产业生态方面，仅2022年就有800多家企业获得了盛思技术认证，涵盖制造、金融、电信运营商等国计民生产业；在开源生态方面，盛思Mindspore在Gitee上 综合排名TOP1的AI开源项目，软件下载增长率第一，总量已超过370万。

2.1.携手13家盛腾整机硬件合作伙伴，打造国产计算能力底座

升腾生态是华为在人工智能领域的全面布局。狭义上，异腾代表华为推出的两款AI处理器——异腾310用于推理异腾910训练。广义上，异腾生态涵盖硬件、软件和服务三部分：硬件，以异腾为核心，提供模块、板卡、服务器等全方位人工智能硬件产品；软件包括异构计算框架、开源人工智能框架Mindspore、构建全栈软件支持的各种开发工具；服务方面，为各行各业提供人工智能应用解决方案和技术服务。

人工智能计算解决方案以升腾GPU为基础，包括“从模块到服务器再到集群”。基于升腾系列人工智能处理器和基础软件构建Atlas人工智能计算解决方案，包括Atlas系列模块、板卡、小站、服务器、集群等丰富的产品形式，创建“端、边、云”全场景人工智能基础设施解决方案，可满足不同场景的大模型计算需求。在集群硬件方面，盛腾人工智能全栈能力支持全国20多个人工智能计算中心的建设。它属于Atlas 800人工智能培训集群是一个支持8K液冷集群的高性能人工智能集群，面向大型培训场景。每台服务器内置8个升腾910 AI处理器可提供2.24 PFLOPS的超计算能力支持深度学习模型的快速开发和训练。

整机硬件合作伙伴13家，按年度升腾交易额分为5级，升腾年交易额最高20亿元以上。

为加快升腾计算的推广，华为建立了良好的生态伙伴体系，为其提供软硬件支持。在硬件方面，华为向生态合作伙伴提供Atlas模块、板卡等部件，合作伙伴在其基础上进行二次开发、加工和生产，然后销售自己品牌的服务器。根据年度交易量、产业贡献度等指标，华为将其整机硬件合作伙伴分为五个等级。其中，最高战略要求年交易额超过20亿元。目前，盛腾有13家硬件合作伙伴，其中华坤振宇和宝德两家是领先的，即年度盛腾交易量要求达到10亿元。

2.2.美国对中国出口人工智能芯片的控制更加严格，迫使中国加快计算能力建设

根据智能研究咨询，2022年中国服务器出货量为434.1万台，整体市场规模从2014年的458.78亿元增加到2022年的188.37亿元，cagr≈19.35%。2022年，全球人工智能服务器市场规模为202亿美元，同比增长30%；中国AI服务器市场规模67亿美元，同比增长24%。在计算能力建设浪潮的推动下，人工智能服务器市场规模有望在未来几年保持快速增长。

美国对中国出口人工智能芯片的严格控制迫使中国加快计算能力的发展。10月17日，拜登政府更新了其对人工智能芯片的出口控制，并进一步扩大了禁止销售的范围。英伟达的A800、H800都受到了影响。摩尔线程、悬崖等公司同时被列入制裁名单。此外，还涉及到应材、泛林、KLA等设备制造商。美国政府最初宣布，新规定将在30天后生效。

但24日，美国商务部宣布取消30天缓冲期。尽管英伟达最近宣布将推动HGXH20、L20PCIe、L2PCIE三款芯片有针对性地供应中国市场，但在限售令下，我国计算能力独立可控的趋势路线明确。

2.3.GPU性能升级突出了服务器冷却的矛盾，预计液冷将加速渗透

冷却问题已成为制约服务器发展的主要障碍。2022年可谓“东数西算”元年。2月，国家发改委等四个部门批准京津冀、长三角、成渝、粤港澳大湾区建设国家综合大数据中心计算能力枢纽节点。此前，四个部门已批准在内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等四个节点建设国家计算能力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群。至此，“东数西算”工程正式全面启动。根据国家发展和改革委员会的数据，截至2022年，中国计算能力总规模已超过140EFLOPS，近五年年均年增长率超过30%，计算能力规模居世界第二位。数据中心是计算能力的主要提供形式。由于服务器体积有限，许多大功率电子元件能否及时将电子元件产生的热量传递到外部，直接关系到服务器运行的稳定性。根据国家发改委的数据，服务器能耗约占45%，供电损耗约10%，散热能耗约占43%。

服务器散热技术从风冷逐渐过渡到液体冷却和智能控制技术。服务器散热技术的发展可分为三个阶段：1)1965-2000年的技术萌芽期：当时，服务器散热主要从PC散热技术中学习，主要是传统的风冷，但也液冷主要是将电子元件浸入无导电冷却液中。由于当时的材料技术，散热器的制造成本很高。2)2001-2009年的技术

技术成熟期：互联网时代对服务器的散热要求越来越高。除了改进传统的风冷技术和液冷技术外，还出现了风扇控制的智能控制技术。随着材料技术的发展，散热器的制造成本也随之下降。3)自2010年以来的快速发展时期：随着云计算和人工智能的发展，越来越多的服务器需要在有限的空间内布局，散热问题已成为数据中心需要解决的首要问题。

液体冷却是指通过液体浸没或流动带走加热元件的热量。简单地说，液冷散热的原理是利用热对流或热传导，通过液体浸没或流动带走热元件的热量。常见的液冷方法有：浸没和液冷回路。由于电子元件在水中容易损坏，浸没的液体是油、氟化物等不易导电的液体，液体冷却回路接触电子元件和封闭的液体回路，通过液体流带走电子元件产生的热量，液体通常使用冷水。

液冷正在取代风冷，成为制冷领域的主力军。人工智能开发带来的高功耗已经突破了风冷能力的上限。1)例如，对于单芯片，风冷芯片级散热功耗上限为800W，GPU已达到700W，接近风冷上限。而高计算力GPU的研发还在继续。2)从数据中心的角度来看，单机柜密度一般只支持8-10kW，机柜功率超过10kW后性价比大幅下降。2025年，AI集群计算机柜密度将达到20-50kW，远远超过风冷上限。

国家对数据中心PUE的控制越来越严格，目前我国大多数数据中心PUE仍高于1.5。PUE是指数据中心总能耗与IT设备能耗之比的能源利用效率。比例越接近1，能源越接近IT负载。根据Uptime的调查，全球数据中心的平均PUE为1.55。

大约85%的中国数据中心PUE仍在1.5~2之间。截至2021年，CDCC中国数据中心平均PUE为1.49。国家出台了一系列政策来控制数据中心的能耗。2022年8月，工业和信息化部等七个部门引发了《信息通信行业绿色低碳发展行动计划(2022-2025年)》

持续提高人工智能服务器的功率密度，加速液冷方案的渗透。随着大模型参数规模的不断扩大，人工智能服务器的功率密度也在显著提高。比如英伟达的DGXA100，单机可达6.5kw，500W级功率远高于普通CPU服务器。根据《冷板液冷服务器可靠性白皮书》，普通自然风冷机房一般承受8-10kW热量，液冷机房单架能力30kW以上，甚至100kW，在散热效率和经济性方面具有优势。再加上“东数西算”对机房效率PUE的要求，枢纽机房PUE门槛更高。考虑到未来增量布局主要集中在枢纽机房，部分地区难以满足风冷方案的需求。因此，在人工智能计算需求下，液冷服务器的渗透将加速。

目前，中兴和其他制造商已经开始关注液冷产品。数据中心的温度控制和液冷设备供应商在未来的综合液冷部署中有着广泛的投资机会。

随着产业链的逐步成熟，液冷方案的性价比也提高到了可行范围。制约液冷渗透率提高的主要因素是成本。但目前，随着技术的发展，产业链的不断成熟，以及产品规模的扩大，液体冷却比风冷更具成本效益。当功率密度为10kW/机架时，风冷和液冷数据中心的投资成本大致相同。提高2倍功率密度(每机架20kW)后，初始投资可降低10%。提高4倍功率密度(每架40kW)时，可节省高达14%的投资成本。

3.相关标的

3.1.四川长虹高科技发展/高科技发展

华坤振宇成立近三年，背靠成都国有资产，是华为“坤鹏+升腾”生态出货量第一。华坤振宇成立于2020年6月，由成都高新技术投资集团、申万宏源长江股权投资基金牵头成立。国有资产控股60%，是中国智算存一体化行业领先企业。基于华为“坤鹏+升腾”处理器，公司全面负责“天宫”自主品牌服务器、存储、PC、从设计到生产、销售、服务，机器视觉等产品。公司致力于在金融、电子、公安、教育、医疗、交通等九大行业提供整体解决方案。企业的愿景是“给世界更多的选择”。根据官网，公司目前在华为坤鹏+盛腾生态服务器出货量中排名第一，年产能100W+台。

公司目前正处于业务扩张期，预计2023年收入将同比增长134%至80亿元。2022年，华坤振宇收入增长三倍。2023年前三季度，公司收入39.49亿元，净利润0.47亿元，均超过2022年年度水平。据微长虹介绍，公司预计2023年收入将超过80亿元。净利率保持在1.1%左右。

通过并购，成都高新区下属唯一的国有上市公司持有华坤振宇70%的股权。10月19日，高科技发展披露《发行股份、支付现金购买资产、筹集配套资金及相关交易计划》，计划购买华坤振宇70%的股权，后者100%的股权估值不超过30亿元。在交易方式上，高科技发展计划通过发行股份和支付现金购买高投电子集团持有的华坤振宇30%股权、共青城华坤持有的华坤振宇25%股权、平潭云辰持有的华坤振宇15%股权。发行价为12.24元/股。直到2021年，建筑业收入占90%以上，高新技术发展是成都高新区下属唯一的国有上市公司。2022年，公司积极转型，跨境收购半导体初创企业，森未科技，芯未半导体，前者也由成都高投控股。2022年，高科技发展收入65.7亿元，约为华坤振宇的两倍。

四川长虹持有华坤振宇5%股份，23H1关联交易额约13亿元。目前，四川长虹旗下的四川申万宏源也持有华坤振宇5%的股份，华坤振宇董事长潘晓勇也是四川长虹董事。除持股外，四川长虹与华坤振宇也有业务往来。根据华坤振宇，公司承担长虹计算产业战略转型升级旗帜，发挥长虹60多年的制造能力。“天宫”生产线位于长虹计算产业双创工业园区。根据四川长虹财务报告，2023年上半年，四川长虹向华坤振宇购买商品/接受劳务13亿元，是2022年的三倍；向华坤振宇销售商品/提供劳务0.2亿元，逐年减少。

3.2.超聚变(未上市)

2022年国内出货量TOP2是华为剥离的中国领先服务器企业。2021年，华为投资7.3亿元成立超聚变，经营范围包括信息安全设备制造等。华为100%控股超聚变成立之初。2021年11月，公司从华为剥离，由河南省财政厅下属的河南超聚能持股，目前持股比例为65%(来源:企业调查)。超聚变主要从事通用和人工智能服务器、计算服务（操作系统、数据库、虚拟化、超集成），下游覆盖运营商、金融、互联网、政府和企业，服务客户超过1000+。Gartner数据显示，2022年，超聚变在中国服务器市场的出货量已跃居TOP2。

图31：超聚变产品系列

3.3.同方股份

公司主要从事核技术应用、数字信息和智能能源。在数字信息业务方面，公司涉及计算机产品、知识内容与服务、大数据产业等领域。该公司的计算机产品业务由全资子公司的同方计算机负责。他们推出了多种通用服务器、人工智能服务器和PC机、台式机、一体机等产品适用于昆鹏/升腾、龙芯、飞腾、兆芯、海光等国产芯片，并成功中标金融业、运营商和互联网行业的服务器采购项目。此外，基于升腾芯片的人工智能服务器也在北京、天津、青岛等地的人工智能超级计算中心项目中落地。

23H1公司数字信息业务收入61.82亿元，同比增长36.36%。为促进战略转型升级，加快产业结构优化调整，整合企业资源，提高资产运营效率，公司决定通过产权交易所公开上市转让同方计算100%股权、同方国际信息和同方(成都)成都智慧51%股权。

3.4.神州数码

该公司是国内IT分销行业的龙头企业，目前的战略重点是云计算和数字化转型。经过20年的积累，公司建立了覆盖各大垂直行业的销售渠道网络，其中包括3万多家渠道提供商。凭借这一强大的渠道网络和卓越的服务能力，公司多年来一直位居中国IT增值经销商榜首。2017年收购上海云角后，公司全面开展云计算和数字化转型业务。2020年，公司成立了位于厦门的神州坤泰生产基地，进一步促进了信创业务的发展。目前，公司的主营业务分为三个方面：IT分销、云计算和数字化转型、自主品牌（信创）。其中，云计算和信创两大战略业务都取得了良好的发展势头。从2018年到2022年，公司的云计算、数字化转型业务和自主品牌收入复合年均增长率（CAGR）分别为71.47%和49.83%。截至2023年前三季度，公司扣除的非净利润达到8.43亿元，同比增长28%。第三季度单季度扣除非净利润4.15亿元，同比增长47%。公司与华为有着长期的合作关系，依托华为鹏鹏系统，自主品牌不断发展壮大。从2011年成为华为数通产品总经销商到2016年与华为宣布从云到端共建领先产品

云生态系统；从2018年提出“大华为”战略，开展相互合作的综合战略合作，到2020年基于坤鹏和盛腾的新合作，在产品、营销、生态等方面取得持续突破。近年来，公司自主品牌中国昆泰积极参与昆鹏+盛腾产业生态的发展，成为昆鹏11家硬件合作伙伴和盛腾硬件优先合作伙伴之一。凭借坤鹏系统在运营商信创领域的强势地位，公司的服务器产品多次成功中标运营商的服务器采购项目。随着信创行业的不断发展，公司有望凭借其在华为生态中的优势地位获得更高的市场份额。

3.5.拓息

公司专注于云计算、大数据、人工智能等领域，提供全方位的解决方案和服务。包括IT咨询、系统集成、数据处理和人工智能。总部位于深圳的科技型企业成立于2008年。公司核心业务涵盖软件云服务、国内智能计算、开源鸿蒙等领域、OpenHarmony、核心技术能力，如大数据、云计算和物联网。拓息是中国领先的软硬一体化解决方案提供商，其主要业务包括软件云服务、硬件和坤鹏，以及基于鸿蒙和欧拉的操作系统。为实现战略目标，公司构建了以华为基础技术为支撑的“1+4”+N系统包括坤鹏、升腾、鸿蒙、华为云等。基于20多年的行业经验和对工业、交通、教育、考试等领域的关注，公司与华为合作开发软硬一体化产品，通过合作和销售与最终客户形成合作关系。今年上半年，拓息收入突破10亿元，从去年同期的9.34亿元增长到10.73亿元，同比增长14.84%。

3.6.英维克

公司是中国领先的精密温控节能解决方案和产品提供商。产品广泛应用于数据中心、计算设备、电化学储能系统、通信网络、电网、电动汽车充电桩、工业自动化设备散热等领域，为地铁、电动客车、重型卡车、冷藏车辆提供相关汽车空调、冷却器等产品和服务，同时积极推广生活健康空气环境管理领域的空气环境机等创新产品。2023年上半年，公司收入12.4亿元，同比增长42.0%，归母净利润0.9亿元，同比增长75.6%。其中，机房温控节能产品和机柜温控节能产品是主要收入来源，分别达到4.6亿元和6.6亿元。

3.7.飞荣达

我国领先的创新型专业电磁屏蔽及导热解决方案服务商。1993年成立于深圳，是国家高新技术企业，主要产品为电磁屏蔽材料及设备、导热材料及设备及其它电子设备。与去年同期相比，公司在2023年前三季度实现了29.12亿元的营业收入增长4.10%。第三季度营业收入11.35亿元，较去年同期增长5.53%，环比增长12.93%。归属于上市公司股东的净利润为0.45亿元，较去年同期增长18.81%。期增长4265.63%。

3.8.强瑞技术

自成立以来，公司一直专注于手机等移动终端电子产品工装和检测设备的研发、设计、生产和销售。公司主要开发中大型设备，如四站气密性检测设备、摄像头OIS检测设备、手机摄像头多功能检测设备、折叠屏手机扭矩及异响检测工具、折叠屏老化检测设备等。该公司的主要客户是华为，向华为销售的产品主要用于其智能手机等移动终端电子产品，部分用于其网络通信产品。2018年至2020年，华为是公司在移动终端电子产品和网络通信产品两个应用领域的最大客户；2018-2020年，公司向华为终端交付的订单份额排名第一。

3.9.高澜股份

该公司是中国领先的液冷解决方案提供商。该公司成立于2001年，总部位于广州，并于2016年2月在深圳证券交易所上市。一开始，公司专注于生产纯水冷却设备和大功率电力电子设备的控制系统。这些产品广泛应用于电力行业的各种电力电子设备，包括特高压、新能源、电气传动和柔性交流。近年来，公司积极实施“三新”战略，即“新产品、新领域、新区域”，重点拓展业务领域，特别是在热管理领域。目前，该公司已成为华为服务器液冷服务提供商。产业链研究