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英偉達公司研究報告:全球人工智能行業領軍企業,AI推動業績增長

作者:認是

(報告出品方/作者:長城證券,侯賓)

1. 人工智能時代的行業巨頭

英偉達成立于 1993 年,以設計和制造計算機處理器起家,經過三十多年的發展成為了 人工智能計算領域的上司者。作為第一家發明 GPU 的晶片公司,英偉達 1999 年 GPU 的問世重新定義了計算機圖像,激發了 PC 遊戲的發展市場,促進了現代人工智 能領域的發展,同時給元宇宙的創新注入了強勁動力。目前,英偉達發展成為了一家 全棧計算公司,以 CPU、GPU、DPU 為主營業務,在資料中心、遊戲、專業可視化、汽 車等領域提供具有競争力的産品及服務,主要客戶包括微軟、谷歌、亞馬遜、阿裡巴巴 等全球知名企業。

1.1 以持續創新為核心,推動公司不斷發展

創新為體,合作為翼,助力英偉達奠定行業領先地位。自 1993 年創立至今,英偉達不 僅多次釋出革新性産品推動計算機領域不斷發展,同時積極尋求合作與并購,逐漸奠定 了其在行業的領先地位: 1995 年,英偉達首款産品 NV1 上市; 1997 年發行的全球首款 128 位 3D 處理器 RIVA128 和全球首款 GPU—GeForce 256; 1999 年公司在納斯達克成功上市;2001 年憑借 nForce 進入內建圖形市場,并推出業界首款可程式設計 GPU—GeForce3, 同年英偉達被納入标準普爾 500 指數; 2006 年,英偉達推出了革命性的 CUDA 架構,使科學家和研究人員能夠利用 GPU 的并行處理能力來應對最複雜的計算挑戰; 2008 年英偉達推出了比普通 PC 筆記本電腦功耗低 30 倍的 Tegra 移動處理器,鞏 固了英偉達的行業地位; 2009 年在首屆 GPU 技術大會,推出 Fermi架構;2016 年,公司推出可增強人工智能應用的第一款台式深度學習超級計算機 NVIDIA DGX-1,同時在汽車産業中釋出的 NVIDIA DRIVE 可實作強大的車載人工智能,使 汽車行業走上自動駕駛汽車的道路,兩款産品進一步驅動 AI革命; 2018 年,公司釋出了具有實時光追的 Turing 架構重新定義了計算機圖形;

至 2023 年,公司在多種領域推出創新型産品,包括但不限于人工智能、高性能計算、 機器人、自動駕駛、醫療健康、專業化視覺等。公司成立 30 年來不斷深耕技術、創新 應用。公司的核心業務 GPU 計算正在持續滿足各行各業對于強大算力的需求,并推動 社會革新和進步。

英偉達公司研究報告:全球人工智能行業領軍企業,AI推動業績增長

英偉達在不斷推出新産品,引領行業變革的同時,通過一系列資本收購壯大自身實力, 拓展了公司的發展空間并為如今的行業地位打下了堅實的基礎。

1.2 24 财年 Q1 業績大超預期,公司營收環比快速增長

2023 年 5 月 24 日,公司釋出 2024 财年 Q1 業績報告。2024 财年 Q1 公司實作營業收 入 71.9 億美元,環比增長 19%;Non-GAAP 淨利潤 27.1 億美元;環比上升 5.39 億美元。GAAP 淨利潤 20.4 億美元,同比上升 26%,環比上升 44%。公司營收主要由四大 部分組成:資料中心、遊戲、專業可視化以及汽車。該四大闆塊在一季度均實作環比增 長,其中資料中心、遊戲、專業可視化以及汽車在一季度分别實作營收 42.8、22.4、 2.95、2.96 億美元,分别環比增長 18%、22%、31%、1%。

英偉達 2024 财年 Q1 釋出的财報顯示公司的毛利率(Non-GAAP)為 66.8%,同比下 降 0.3 pct,環比上升 0.7 pct。毛利率相比一年前有所下降主要是被遊戲和汽車業務較 低的毛利率所拖累,即使資料中心業務的毛利率較高,但整體平均下來同比資料仍然有 所下降。環比之是以上升一方面是遊戲業務費用減少的同時資料中心業務受到 Hopper 架構産品的影響維持了較高的毛利率。 公司 2024 财年 Q1 的 Non-GAAP 口徑下的毛利率 66.8%,高于同期競争對手英特爾和 AMD 的 38.4%和 50%;從 2022 财年 Q1 到 2024 财年 Q1 綜合來看,除 2023 财年 Q2 外,英偉達的毛利率均高于兩家競争廠商。

英偉達從 2021 财年到 2024 财年 Q1 期間,Non-GAAP 和 GAAP 口徑下的淨利潤均超過 英特爾和 AMD。

在釋出 2024 财年一季報的同時,公司對 Q2 給出了較為樂觀的業績指引:預計營收将 達到 110 億美元,上下浮動區間為 2%;Non-GAAP 口徑下的毛利率有望達到 70%(上 下浮動 0.5%)。公司管理層的指引若能實作,在下一季度将在同比和環比兩方面同時實 現增長。

1.3 四大闆塊并駕齊驅,助力公司業績加速增長

從英偉達的業務構成上來看,英偉達四部分營收闆塊:資料中心、遊戲、專業可視化、 汽車。其中資料中心和遊戲業務占主要部分,共同驅動英偉達的業績不斷壯大。而且從 趨勢上來看,自 2022 财年以來,遊戲業務受終端需求的影響逐漸疲軟,得益于人工智 能領域的不斷發展推動算力需求大增,市場對高端晶片的需求不斷增加,英偉達資料中 心的營收後來居上,從 2023 财年 Q2 以來超過了遊戲業務的營收,在未來或将成為英 偉達的支柱業務。

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1.3.1 資料中心業務營收大增,有望成長為公司核心業務

公司在資料中心的業務主要圍繞 CPU、GPU、DPU 三者開展,分别研發出了 Grace CPU 架構、Hopper GPU 架構以及 BlueField DPU 架構三種主要類型的産品。 Hopper 架構通過 Transformer 引擎推進 Tensor Core 技術的發展,能夠應用混合的 FP8 和 FP16 精度,以大幅加速 Transformer 模型的 AI 計算。與上一代相比,Hopper 還将 TF32、FP64、FP16 和 INT8 精度的每秒浮點運算(FLOPS)提高了 3 倍。 在 2023 年 COMPUTEX 大會上,英偉達宣布推出 DGX GH200 人工智能超級電腦,該型電腦将會用于驅動生成式人工智能、推薦系統和資料分析,新結構提供了比前一代系統 更高的帶寬,相比競争對手的産品,互連能耗效率高出了 5 倍。同時與單個英偉達 DGX A100 320 GB 系統相比,NVIDIA DGX GH200 通過 NVLink 為 GPU 共享記憶體程式設計模型提 供了近 500 倍的記憶體。

得益于生成式 AI 和大語言模型的不斷發展,公司在資料中心業務方面的表現十分搶眼。 雲服務商,消費者網際網路公司和企業等下遊企業對公司産品需求旺盛,推動基于 Hopper 和 Ampere 處理器的 GPU 需求量不斷上升,驅動 2023 年 Q1 公司資料中心業務 營收達到創紀錄的 42.8 億美元,同比增長 14%,環比增長 18%。

公司資料中心業務專注于在超大規模、雲、企業、公共部門和邊緣資料中心加速等最計 算密集型的工作負載,如人工智能、資料分析、圖形和科學計算等。在該領域英偉達的 合作夥伴包括亞馬遜網絡服務、谷歌雲、微軟 Azure 和甲骨文雲等公司;目前公司緻力 于通過以 GPU、DPU 和 CPU 為新一代架構建構加速計算平台,圍繞 CUDA 提供各類軟 件開發工具,不斷重塑 AI時代的資料中心。

1.3.2 遊戲業務

遊戲業務是英偉達除資料中心外又一支柱性業務,該業務 2024 财年 Q1 實作營收 22.4 億美元,同比下降 38%,環比增長 22%;同比下降主要是受到宏觀經濟的放緩的影響; 而環比營收的增長由公司釋出的新一代适用于筆記本和台式電腦的 GeForce RTX 40 系 列 GPU 驅動。公司目前在遊戲市場的主要産品包括供 PC 和筆記本電腦使用的 GeForce RTX 系列和 GeForce GTX 系列 GPU、可供低功率裝置遊玩 PC 遊戲的雲服務—GeForce NOW 等。

GeForce RTX 和 GeForce GTX 顯示卡是市面上 PC 的主流顯示卡,市場幾乎被英偉達和 AMD 兩家公司獨占,而且據 Jon Peddie Research(JPR)釋出的 2022 年第三季度的完整 GPU 顯示卡市場佔有率報告顯示,英偉達的獨立 GPU 顯示卡市場達到了 88%,而 AMD 的市 場份額僅占 8%。公司開發的 NVIDA RTX 系列 GPU 給遊戲帶來了次世代的畫面體驗, NVIDA RTX 系列 GPU 可提供實時光線追蹤技術以及電影式品質渲染。2022 年英偉達在 遊戲領域推出的 DLSS 3,為神經圖形領域帶來新一輪革命性變化,使玩家在遊戲過程 中保持出色畫質和響應速度的同時大幅提升性能。在目前很多遊戲和引擎中,DLSS 3 都能将 GeForce RTX 40 系列的性能提升至傳統渲染技術的 4 倍以上。

在高市場佔有率的背景下,英偉達遊戲業務中顯示卡部分的營收受宏觀經濟因素影響較大, 下遊 PC 的出貨量直接關系到顯示卡的訂單情況,周期性強,從長期來看,公司的遊戲業 務所占份額大,較為穩定。 GeForceNOW 則是利用自身的 GPU 和先進的軟體使遊戲運作更流暢,畫質更高,以此 來增強使用者遊戲體驗。PC 硬體決定玩家遊玩遊戲畫面是否流暢,幀數是否夠高,但很 多玩家的硬體沒有達到流暢運作最新款遊戲所要求的推薦配置,在這種情況下英偉達推 出了 GeForceNOW。GeForceNow 是一個開放的平台,使用者像是購買了一台高性能雲端 PC,可以接入主流遊戲分發平台,體驗各個大作。該服務采用訂閱制,截止 2023 年 5 月,在美國區享有優先權的 GeForceNOW 會員售價為 9.99 美元/月;截止 2021 年,付 費會員數超過了 1000 萬個,預計未來會給公司帶來穩定的現金流。

1.3.3 專業可視化領域

專業可視化業務 2024 财年 Q1 營收為 2.95 億美元,同比下降 53%,主要由于公司銷 售管道庫存水準的調整,市場在對庫存進行消耗;環比增長 31%,增長動力主要來自 于市場對移動和桌面工作站的需求。

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英偉達不僅在硬體方面推出了适用于專業可視化領域的專業圖形處理器,還積極與獨立 軟體供應商密切合作,在雲端、軟體和服務上一同發力,使 GPU 與軟體更好的适配, 構成了公司在專業可視化領域的産品壁壘: 硬體方面,公司 GPU 提供的計算平台提高了生産力,為諸如設計和制造、數字内容創 建等衆多領域的關鍵工作流程引入了新功能。其中可用于設計和制造領域的産業包括計 算機輔助設計、建築設計、消費産品制造、醫療儀器和航空航天;數字内容創作中的專 業視訊編輯和後期制作、電影特效和廣播電視圖形等細分領域都因 GPU 的強大性能而 帶來了工作效率的提升。 雲端、軟體及服務方面,英偉達建構了下一代工具鍊,涵蓋企業協同設計、雲端 VR、 雲遊戲場景。在光線追蹤、機器學習等技術支援下,這些軟體服務結合在一起形成了英 偉達的産品和技術壁壘。近期公司在專業可視化領域還宣布了幾項新的進展:1)擴充 了與微軟的合作,将微軟 365 應用程式與 Omniverse 連接配接起來;2)宣布 NVIDIA Omniverse Cloud——在微軟 Azure 上運作的完全托管服務,可用于開發和工業元應用 程式的部署;3)宣布六款新的基于 Ada 架構的應用于移動和桌面工作站的 NVIDIA RTX GPU。

1.3.4 汽車業務

汽車業務方面,公司在 2024 财年 Q1 實作營收 2.96 億美元,同比增長 114%,環比增 長 1%。一季度強勁的同比增長是由 NVIDIA DRIVE Orin 在多款新能源汽車上的快速增 長所驅動的。 汽車行業越來越向智能化進行轉化,自動駕駛需要車載電腦實時計算做出決策,同時需 要車載雷達對行車環境進行掃描,再将圖像傳回電腦,電腦的中央處理器進行計算,所 有環節都需要強大的硬體進行支撐,帶動公司汽車業務營收穩步提升。

2. 人工智能新時代催生更多硬體需求

2.1 ChatGPT 應用加速落地,AI 伺服器及算力需求大增,資料中心行業将 迎突破

在資料中心,GPU 正在應用于通過 AI、媒體和媒體分析以及 3D 渲染等技術幫助解決 當今最複雜和最具挑戰性的問題。在高性能計算 (HPC) 和視覺雲計算等技術領域,這 些新用例需要不同類型的計算能力來推進其進階功能。将 GPU 引入資料中心環境有助 于滿足不斷增長的高計算需求和海量資料要求。如今,GPU 廣泛應用于本地和雲資料 中心環境,并且經常被虛拟化以實作更高的靈活性和效率。 根據中商産業研究院預測,2025 年全球 AI晶片市場規模預計為 726 億美元,同期晶片 數量将達到 2380 萬套,增長潛力巨大。

2023 年 5 月 19 日,OpenAI重磅釋出了 ChatGPT 的官方 iOS 版 App,雖然目前僅在美 區 App Store 提供。但 OpenAI表示未來手機端 ChatGPT 應用将在更多國家和地區上線, Android 版本也在同步研發中。谷歌在 5 月 10 日的開發者大會上釋出了新的通用大語 言模型 PaLM 2,PaLM 2 人工智能大模型擅長數學、軟體開發、語言翻譯推理和自然語 言生成,在未來将結合谷歌旗下多個産品,實作從文檔等各種協作工具、到電郵、搜尋、 雲等服務全面覆寫。AI 的疊代離不開計算機基礎設施,尤其是 CPU、GPU、DPU 的支 持,AI 的發展與晶片的更新是互相影響的,随着 AI 相關的應用落地步伐加快,對算力 的需求會大幅提升,進而帶動對晶片的需求。

以 ChatGPT 舉例,ChatGPT 的算力需求與參數量正相關,對硬體的記憶體容量和帶寬提 出了更高要求。根據綠色節能資料中心披露,ChatGPT 的總算力消耗約為 3640PF-days。 按近期在國内落地的某資料中心為參照物,算力 500P 耗資 30.2 億元落成,若要支援 ChatGPT 的運作,需要 7-8 個這樣的資料中心支撐,基礎設施投入需以百億元計。2021 年以 IaaS、PaaS、SaaS 為代表的全球雲計算市場規模增速達到了 32.5%,已經基本恢 複到了疫情前的水準,英偉達敏銳捕捉到了新時代下 AI 和雲計算的市場規模在不斷變 大,便在資料中心業務領域開始布局,将 GPU 不斷疊代為為 AI 和雲計算提供算力的底 層晶片。

2.1.1 多産品布局資料中心業務,英偉達成為行業領頭羊

英偉達的資料中心産品實作了從硬體到軟體的全面覆寫,從邊緣到資料中心再到雲,一 整套的生态系統建構了屬于自己的産品護城河。

英偉達的資料中心 GPU 是資料中心的加速計算平台,可讓這些現代化的資料中心更快 速地處理涉及深度學習、機器學習和高性能計算 (HPC) 的工作負載;與之配套的 NVIDIA DGX 系統是全球首套定制的人工智能超級計算機,該套系統将針對 GPU 優化 的創新軟體、突破性的性能和簡化的管理完全融合在一起;硬體方面,在加速服務平台 領域英偉達推出了專為深度學習、機器學習和高性能計算領域打造的性能強勁的 NVIDIA DGX A100,該加速伺服器平台融合多精度計算以加速深度學習、機器學習和 高性能計算。HGX A100 将多達 8 個 NVIDIA A100 Tensor 核心 GPU 和 NVIDIA NVSwitch 融入一個統一的加速器,以應對更大的計算挑戰;在軟體方面,英偉達推出 了虛拟 GPU 軟體(vGPU),這款軟體可以提供極具圖形性能的虛拟桌面和工作站,由 NVIDIA 資料中心 GPU 提供加速支援,為客戶帶來靈活性、安全性和改進的 IT 管理。

英偉達創始人兼 CEO 黃仁勳在英偉達 Computex 2023 演講中宣布,生成式 AI 引擎 “NVIDIA DGX GH200”現已投入量産,将于今年年底上市。這是将 256 個 NVIDIA Grace Hopper 超級晶片完全連接配接到單個 GPU 中的新型 AI 超級計算機,支援萬億參數 AI大模型訓練,能夠處理大規模推薦系統、生成式人工智能和圖形分析,并為巨型人工 智能模型提供線性可擴充性。 英偉達 GH200 主要面對的使用者是資料中心等高算力需求行業,全球資料中心業務穩步 上升。根據中國信通院的預測資料,2021 年全球資料中心市場規模超過 679 億美元, 較 2020 年增長 9.8%。預計 2022 年市場收入将達到 746 億美元,增速總體保持平穩。 人工智能的不斷發展對算力提出了更高的要求,進一步對硬體裝置的要求同步提高,英 偉達 GH200 産品便是在此基礎上針對前代做出了性能的大提升以滿足行業需要。

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2.1.2 收購 Mellanox,英偉達按下 DPU 發展加速鍵

DPU(Data Processing Unit)是以資料為中心構造的專用處理器,采用軟體定義技術路 線支撐基礎設施層資源虛拟化,支援存儲、安全、服務品質管理等基礎設施層服務。 DPU 是繼 CPU 和 GPU 之後的“第三顆主力晶片”,掀起了一波行業熱潮。DPU 的出現 是異構計算的一個階段性标志。與 GPU 的發展類似,DPU 是應用驅動的體系結構設計 的又一典型案例;但與 GPU 不同的是,DPU 面向的應用更加底層。DPU 要解決的核心 問題是基礎設施的“降本增效”,即将“CPU 處理效率低下、GPU 處理不了”的負載卸 載到專用 DPU,提升整個計算系統的效率、降低整體系統的總體擁有成本(TCO)。英 偉達在收購 Mellanox 後研發的 DPU 産品系列主要包括 BlueField、 ConnectX、Innova。 并計劃在 BlueField-4 上将 GPU 進行內建,實作單晶片的資料中心/單元,為邊緣裝置 提供低成本、高性能的安全資料處理能力。

2020 年 3 月 11 日,NVIDIA 對外宣布将以 69 億美元(約合人民币 488 億元)的價格 收購網絡晶片公司 Mellanox,Mellanox 是一家擁有系列網卡、擴充卡、以太網交換機、 消息傳遞加速器等産品的科技公司,産品線覆寫伺服器領域的各大門類,其中包括 AI 資料存儲和傳輸中的一項重要技術—RDMA。英偉達通過這一收購進一步加快了自己在資料中心領域的布局,使産品和技術壁壘進一步拓寬。英偉達官方表示這一收購“為打 造新一代資料中心注入強勁動力”。 由于目前正處于 DPU 發展早期,各大廠商強調落地和生态打造。在智能網卡方案的逐 步成熟、全球通用伺服器出貨量的穩定增長、L3 級别智能駕駛汽車的技術落地等諸多 行業趨勢的推動下,全球 DPU 産業市場規模呈現逐年增長的趨勢。英特爾、英偉達等 廠商的 DPU 大規模量産将促使 DPU 市場在 2023-2024 年将迎來爆發式增長。賽迪顧問 預計 2020 年全球 DPU 産業市場規模達 30.5 億美元,預計到 2025 年,這一資料将超 過 245.3 億美元。

由于中國擁有全球規模最大的網民數量和線上生态,疊加資料的大爆發推動了網際網路産 業對算力的需求,DPU 在中國市場有着巨大的發展潛能。在確定網絡安全方面,DPU 具 有得天獨厚的優勢,可實作資料安全到資料中心安全全覆寫,這與中國逐漸重視網絡安 全的産業趨勢相契合,拓展出巨大的市場發展空間;DPU 可以解決網絡協定處理、資料 安全、算法加速等問題,與之相對應的資料中心和雲計算恰怡在中國具有相當大的市場 規模。得益于資料中心和邊緣計算、新能源汽車等産業的發展所帶來的需求增長,賽迪 顧問預計中國 DPU 市場亦将在 2023-2024 年迎來爆發式增長。2020 年中國 DPU 産業 市場規模僅 3.9 億元人民币,而到 2025 年,這一數值預計将超過 565.9 億元。從行業 格局上看,DPU 行業市場集中度較高。根據頭豹研究院資料,2020 年中國 DPU 市場中, 英偉達的份額達到 55%,DPU 的規模不斷增長會帶來英偉達 DPU 出貨量的增加。

2.2 遊戲業務仍是支柱業務,行業整體穩步增長

随着遊戲産業的不斷發展,使用者對遊戲體驗感要求逐漸遞增,以 GPU 為主的産品硬體 需要不斷的更新疊代。英偉達、英特爾和 AMD 三家公司的 GPU 以其出色的性能幾乎壟 斷了顯示卡市場,尤其是 PC 和遊戲主機兩大遊戲平台所使用的主流 GPU。PC 分為各大 電腦廠商的銷售整機和使用者自行對機器進行組裝這兩方面,從兩種方式綜合上來看,根 據 IT 之家資料顯示,英偉達的獨立 GPU 顯示卡份額在 2022 年 Q3 達到了 88%,有着領 先地位;雖然遊戲主機市場索尼和微軟兩家目前的旗艦産品 PlayStation 5 和 Xbox Series X 均采用了 AMD 的 RDNA 系列 GPU,但從整體趨勢上看,PC 由于功能更多樣, 近年來在遊戲市場佔有率不斷上升,雖然英偉達 2022 年在遊戲領域的營收相比 2021 下 降了 27%,但主要是受到了宏觀因素的影響:疫情期間的居家辦公需求帶動了筆記本 電腦的消費增長,內建顯示卡的購買激增一定程度上過早消耗了市場需求,後疫情時代, 筆記本電腦端需求減弱疊加供應商的過剩庫存導緻內建顯示卡出貨不斷走低。但随着全球 經濟好轉,據 IDC 預測,遊戲電腦(包括台式電腦和筆記本電腦)的出貨量預計将從 2020 年的 4130 萬台增長到 2025 年的 5230 萬台,五年的複合年增長率(CAGR)将達 到 4.8%。這也會在未來帶動英偉達顯示卡出貨量的提升。

英偉達公司研究報告:全球人工智能行業領軍企業,AI推動業績增長

英偉達最新推出的顯示卡相比于上一代 RTX30 系列有了顯著的提升。40 系列顯示卡采用 NVIDIA Ada Lovelace 架構,新型 SM多單元流處理器性能功耗比最高提升至 2 倍,采 用的第四代 Tensor Core 與僅使用傳統的圖像渲染方式相比,采用 DLSS 3 時,性能最 高提升至 4 倍,在圖形渲染和遊戲低延遲方面都取得了較大突破。

随着 5G 技術的普及,雲遊戲行業逐漸興起,這是一種以雲計算技術為基礎的線上遊戲 方式。遊戲中的所有計算(包括畫面渲染、資料同步、互動邏輯等)全部在雲端伺服器 進行,并通過網際網路接受玩家的輸入指令,同時将處理完成後的最終畫面結果顯示在玩 家的前端裝置上。理想狀态下的雲遊戲場景中,使用者的遊戲裝置隻需要具備基本的視訊解壓能力和聯網功能,而無需任何高端的處理器或顯示卡。這在一定程度上可以滿足低配 置玩家的遊玩需求,進而開拓更大的遊戲市場。據華經産業研究院統計,2021 年全球 雲遊戲市場收入達到 114.1 億元,其中國國内市場營收 40.6 億元,海外市場營收 73.5 億元,預計 2025 年全球雲遊戲市場收入将達到 742.1 億元。

2.3 汽車智能化帶來行業增量,英偉達快速布局

汽車行業正逐漸向智能化進行過渡,這樣的轉變是未來汽車行業最主要的增量市場。智 能汽車由單車智能與車聯網組成,是指通過搭載先進傳感器、控制器、執行器等裝置, 融合資訊通信、物聯網、大資料、雲計算、人工智能等新技術,實作車内網、車外網、 車際網的智能資訊交換、共享,具備資訊共享複雜環境感覺智能化決策自動化協同控制 功能,與智能公路與輔助設施共同組成智能移動空間和應用終端的新一代智能出行系統。 智能汽車相較于傳統汽車,其核心差別在于具有較為先進的自動駕駛輔助系統、智能座 艙系統和車聯網系統,最顯著的特征是智能化、網聯化與共享化。智能汽車通過其搭載 的軟硬體逐漸由單純的交通運輸工具向智能移動空間轉移,進而最終實作“以人為中心” 的智能移動空間。

目前“智能汽車”主要由三大要素組成即智能互動、智能駕駛以及智能服務。其中智能 化的部分包括但不限于:智能駕駛、智能座艙、智能網聯、智能電動、車雲服務。英偉 達的主要驅動力來自于自動駕駛、軟體定義汽車、以及新軟體和服務業務模式。目前智能汽車整個行業仍處于快速發展期,以大陸為例,據工信部資料顯示,截至 2022 年, 大陸搭載輔助自動駕駛系統的智能網聯乘用車新車銷售量達 700 萬輛,同比增長 45.6%;新能源汽車輔助自動駕駛系統搭載比例達 48%。據中國資訊通信研究院釋出 的《車聯網白皮書》,預計到 2025 年,大陸智能汽車市場規模将接近萬億元。

從全球整個範圍來看,IDC 最新釋出的《全球自動駕駛汽車預測報告(2020-2024)》 資料顯示,2024 年全球 L1-L5 級自動駕駛汽車(自動駕駛汽車按照自動化程度的高低 分為五級,分别為:L1 級部分駕駛輔助,L2 級組合駕駛輔助,L3 級有條件自動駕駛, L4 級高度自動駕駛,L5 級完全自動駕駛)出貨量預計将達到約 5425 萬輛,2020 至 2024 年的年均複合增長率(CAGR)達到 18.3%;L1 和 L2 級自動駕駛在 2024 年的市 場份額預計分别為 64.4%和 34.0%。IDC 認為,盡管目前 L3-L5 級自動駕駛技術的應用 具有開拓性意義,L1-L2 級自動駕駛将依然是未來 5 年内帶動全球自動駕駛汽車出貨量 增長的最大細分市場。 随着智能汽車的市場越來越大,英偉達跟上了時代的步伐着手布局汽車業務。晶片這類 半導體産品在汽車自動駕駛上使用需求很大,集微咨詢的資料顯示,2021 年到 2025 年, 全球汽車半導體市場規模将以 10%的 CAGR 增長;到 2025 年,全球汽車半導體将達到 735.2 億美元的市場規模。同時 Gartner 也指出,由于對自動駕駛、更低排放和更高能 效的強烈需求,汽車晶片市場将迎來快速增長期。Gartner 預計,到 2030 年将達到 1166 億美元的市場規模,2020 年這一數字為 387 億美元。行業整體存在巨大發展機會, 這也是英偉達在該領域不斷布局的原因之一。随着智能汽車行業的不斷擴大,英偉達汽 車業務的營收仍有較大上升空間。

汽車晶片對技術存在一定的要求,整體來看,汽車晶片主要關注三個方面:可靠性要求、 設計壽命(20 年以上)、高安全性要求。英偉達将自動駕駛作為最重要的布局領域。奔馳、路虎等傳統公司也在使用英偉達提供的神經網絡算法來推進它們的自動駕駛平台。 公司推出的 NVIDIA DRIVE Orin SoC(系統級晶片)是自動駕駛專用晶片,可提供每秒 254 TOPS(萬億次運算)。作為智能車輛的中央計算機,該晶片可以為自動駕駛功能、 置信視圖、數字叢集以及 AI 駕駛艙提供動力支援。這足以處理相機、雷射雷達、超聲 波和任何其他需要完全自動化的傳感器資料。

英偉達在汽車晶片中處于領先地位。目前公司在汽車領域的主要優勢産品是 NVIDIA DRIVE 系列嵌入式超級計算平台,該系列下的産品包括 NVIDIA DRIVE Hyperion、 NVIDIA DRIVE Orin 和 NVIDIA DRIVE Thor。該超級計算平台可以通過處理來自攝像頭、 普通雷達和雷射雷達傳感器的資料,以感覺周圍環境、在地圖上确定汽車的位置,然後 規劃并執行安全的行車路線。這款 AI 平台外形緊湊、節能高效,支援自動駕駛、座艙 功能和駕駛員監控,以及其他安全功能。硬體和軟體結合共同構成了英偉達的産品壁壘:

1)NVIDIA DRIVE Hyperion 用于量産自動駕駛汽車的平台:此自動駕駛汽車參考 架構通過将基于 DRIVE Orin 的 AI 計算與完整傳感器套件相內建,能夠加速開發、測 試和驗證。同時具有适用于自動駕駛的完整軟體棧,以及駕駛員監控和可視化,能夠通 過無線更新在車輛的整個生命周期中添加新的特性和功能。不僅如此,還可以跨代相容, 使合作夥伴可以利用目前使用的 DRIVE Orin 平台無縫遷移到 NVIDIA DRIVE Thor 及後 續平台;

2)NVIDIA DRIVE Orin SoC:作為高性能的智能汽車中央計算機可提供每秒 254 TOPS(萬億次運算),可以為自動駕駛功能、置信視圖、數字叢集以及 AI 駕駛艙提供 動力支援。開發者借助可擴充的 DRIVE Orin 産品系列隻需在整個車隊中一次開發投資 來建構、擴充,便可從 L2+ 級系統一路更新至 L5 級全自動駕駛汽車系統;

3)NVIDIA DRIVE Thor: 是公司新一代集中式車載計算平台,可在單個安全、可靠 的系統上運作進階駕駛員輔助應用和車載資訊娛樂應用。DRIVE Thor 超級晶片由公司 開發的新型 CPU 與 GPU 組合形成強大的晶片組,可提供出色的 2000 萬億次浮點運算 性能,同時降低總體系統成本,計劃于 2025 年開始量産。

2022 年英特爾 GTC 大會上宣布 Orin 系列晶片開始量産,與此同時,英偉達一并推出了 基于 Atlan 晶片的新一代自動駕駛平台 DRIVE Hyperion 9,并計劃于 2026 年量産。 英偉達和多家車企達成了戰略性合作,在 2022 年 3 月,中國新能源汽車制造商比亞迪 就宣布與英偉達在智能駕駛技術方面達成合作,從 2023 年上半年起,比亞迪将在其部 分新能源汽車上搭載英偉達 DRIVE Hyperion 平台,實作車輛智能駕駛和智能泊車。 2024 财年 Q1 季報中披露中國新能源汽車制造商比亞迪将會在新車型中使用 NVIDIA DRIVE Orin 系列晶片,英偉達首席财務官科萊特·克雷斯在投資者會議上提到,在未來 五年,汽車業務預計會給英偉達帶來 110 億美元的營收。

在全球範圍内随着新能源汽車的逐漸興起和燃油車漸漸被新能源車更新疊代,預計在未 來會有更多的汽車制造商和英偉達進行合作,英偉達汽車領域硬體的出貨量會和新能源 汽車出貨量一起迎來增長,公司在該領域的營收有望進一步提升。根據集邦咨詢資料, 全球新能源汽車銷量有望從 2019 年的 204.6 萬台增長到 2023 年的 1,451 萬台,預計 2023 年新能源汽車的同比增速将達到 36.2%。

英偉達公司研究報告:全球人工智能行業領軍企業,AI推動業績增長

2.4 英偉達欲打造專業可視化為第三支柱産業

專業可視化包括但不限于建築、工程與建設、教育、制造業、媒體和娛樂等。英偉達在 該領域提供的專業服務涵蓋了專業圖形渲染、雲端 XR 應用、AI 資料科學與大資料研究, 并在軟體、硬體層面推出多種解決方案。在該領域,英偉達具有強勢的市場佔有率。公司 在該領域的主要産品 Omniverse 推動了企業協同設計領域發展,CloudXR 作為英偉達的 行業 AR/VR 應用産品,可用于數字内容創作、醫療、建築設計等用途;另一方面,5G 高帶寬推動下,GPU 在專業渲染、視訊創作剪輯、工程設計等細分領域的應用領域更 加廣泛。以建築工程和媒體娛樂為例:

在建築與工程領域:NVIDIA Omniverse 基于 NVIDIA RTX GPU 和皮克斯通用場景 描述搭建實時圖形和仿真平台,同時利用 Omniverse 的 AEC Experience 功能集為 公司提供了一系列工具來改進概念設計過程。并且 Omniverse 引入了一種新的渲 染類型——Omniverse View:該子產品由多個 NVIDIA RTX GPU 加速,并為 GPU 陣 列提供極高的可擴充性,即使是巨大的 3D 模型也能提供高品質的實時輸出。 Omniverse View 顯示從 Omniverse 内部不同應用程式聚合的 3D 内容,或者直接 在正在使用的 3D 應用程式中顯示。它還支援商業遊戲引擎和離線渲染器。

在媒體和娛樂領域:Omniverse 系統可以在虛拟制作、渲染、人工智能等方面加快 影視制作流程。比如,通過使用英偉達認證系統、網絡解決方案和 NVIDIA Omniverse Enterprise 平台,将虛拟制作集直接連接配接到藝術家,實時建立、疊代和 協作;NVIDIA RTX 具有專門用于光線追蹤的 RT Core 和用于 AI 降噪的 Tensor Core、超級采樣等多種功能,能夠實時打造精美、照明精确的渲染,而且目前各 大主流渲染器均已支援 GPU 加速,包括 Autodesk Arnold、Chaos V-Ray、Maxon Redshift、Isotropix Clarisse、DreamWorks MoonRay、Pixar RenderMan XPU 和 NVIDIA Omniverse RTX 渲染器;NVIDIA Omniverse 還可以在互動式仿真環境中, 借助高端内容制作工具和無縫式協作之間的一鍵式互操作,團隊能夠以驚人的速 度開展内容創作。

據貝哲斯資訊咨詢資料顯示,2021 年全球資料可視化市場總規模達到 363.4 億元,中 國資料可視化市場規模達到 78.46 億元,占全球資料可視化市場總份額的 21.59%。在 2021-2027 預測期間内,預計資料可視化市場将以 8.97%的複合年增長率穩步增長, 預計在 2027 年全球資料可視化市場總規模将會達到 615.16 億元。英偉達目前在專業 可視化領域保持這龍頭廠商的地位,随着越來越多智能技術的普及,在教育、建築、遊 戲、影視等産業會出現越來越多的專業可視化應用場景,預計英偉達營收将進一步提升。

3. 盈利預測

關鍵假設

基于目前 AI 行業大浪潮的發展趨勢,AI 算力、大模型及 AI 伺服器等應用領域的需求 快速增長,公司 A100、H100 等 GPU 晶片需求将伴随訓練和推理層的要求提高而增加。 OpenAI将持續催化全球 AI 産業發展程序,帶來英偉達業績的顯著提升。我們預計公司 FY2024-FY2026 的營業收入為 337.29/432.96/562.68 億 美 元 , 同 比 增 速 為 25.04%/28.36%/29.96%。公司仍處于業績持續上行階段,我們将長期看好英偉達發 展趨勢。

(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫】。「連結」

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