(报告出品方/分析师:西部证券邢开允贺茂飞胡朗)
一、国产CPU+GPU稀缺标的,业务发展进入快车道
海光信息成立于年,主要从事高端处理器、加速器等计算芯片产品和系统的研究、开发,目标成为中国最重要的计算芯片设计企业,为中国信息产业的强盛提供核心计算引擎。
公司聚集了中科院体系、地方国资、产业和财务投资人各方优势,目前,公司不存在单一股东及其一致行动人通过实际支配公司股份表决权能够决定公司董事会半数以上成员选任或足以对股东大会的决议产生重大影响,公司无控股股东、无实际控制人。
目前中科曙光(.SH)为公司第一大股东,持股比例为27.96%。
1.1国产高端处理器领先厂商,产品实现商用落地
根据我国信息产业发展的实际需要,公司研发出了多款性能达到国际同类型主流高端处理器水平的产品。
公司专注于高端处理器的研发、设计与技术创新,掌握了高端处理器核心微结构设计、高端处理器SoC架构设计、处理器安全、处理器验证、高主频与低功耗处理器实现、高端芯片IP设计、先进工艺物理设计、先进封装设计、基础软件等关键技术。
公司的主营产品包括海光通用处理器(CPU)和海光协处理器(DCU),并且秉承“销售一代、验证一代、研发一代”的产品研发策略,公司建立了完善的高端处理器的研发环境和流程,产品性能逐代提升,功能不断丰富,已经研发出可广泛应用于服务器、工作站的高端处理器产品。
目前,海光CPU系列产品海光一号、海光二号已经实现商业化应用,海光三号已经完成实验室验证,海光四号处于研发阶段;海光DCU系列产品深算一号已经实现商业化应用,深算二号处于研发阶段。
海光一号是第一代CPU产品,具体产品型号包括:31xx、51xx和71xx系列;海光二号是第二代CPU产品,具体产品型号包括:32xx、52xx和72xx系列。
作为服务器和工作站的重要组成部件,CPU在计算、存储设备中发挥了至关重要的作用。
海光CPU主要面向复杂逻辑计算、多任务调度等通用处理器应用场景需求,兼容国际主流x86处理器架构和技术路线,具有先进的工艺制程、优异的系统架构、丰富的软硬件生态等优势。此外,海光CPU支持国密算法,扩充了安全算法指令,集成了安全算法专用加速电路,支持可信计算,大幅度地提升了高端处理器的安全性,可以在数据处理过程中为用户提供更高效的安全保障。
从应用场景角度看,公司将海光CPU产品规划为海光系列、海光系列和海光系列。目前,海光CPU已经有海光一号和海光二号两代产品实现了商业化应用,海光三号已经完成产品验证,海光四号处于研发阶段。公司目前在售的海光CPU产品主要为海光、海光和海光系列产品,
使用海光CPU的服务器主要应用在电信运营商、金融、互联网等领域,例如,电信运营商云服务资源池系统支撑云业务应用,银行和证券公司查询、交易系统,互联网的搜索、计算服务、存储等应用;使用海光CPU的工作站主要应用场景为工业设计和应用、图形图像处理,例如VR、AR图形渲染场景,以及智能工厂数字孪生应用等。
海光DCU系列产品以GPGPU架构为基础,兼容通用的“类CUDA”环境以及国际主流商业计算软件和人工智能软件。
CUDA是一种由NVIDIA推出的通用并行计算架构,包含了应用于NVIDIAGPU的指令集(ISA)以及GPU内部并行计算引擎。海光DCU协处理器全面兼容ROCmGPU计算生态,由于ROCm和CUDA在生态、编程环境等方面具有高度的相似性,CUDA用户可以以较低代价快速迁移至ROCm平台,因此ROCm也被称为“类CUDA”。
因此,海光DCU协处理器能够较好地适配、适应国际主流商业计算软件和人工智能软件,软硬件生态丰富,主要部署在服务器集群或数据中心,为应用程序提供高性能、高能效比的算力,支撑高复杂度和高吞吐量的数据处理任务。
自成立以来,公司一直采用Fabless经营模式,专注于高端处理器的研发、设计和销售,将晶圆制造、封装测试等其余环节交由晶圆制造企业、封装测试企业及其他加工厂商完成。
公司向晶圆制造厂采购定制加工生产的晶圆,向封装测试厂采购封装测试服务,期间公司辅以工艺管理和测试支持。
海光CPU和海光DCU的生产过程包括裸片生产和处理器产品生产两个过程,对于海光CPU产品,晶圆厂向封测厂交付的是半成品晶圆或成品晶圆,封测厂完成裸片封装和产品测试工作,DCU产品,晶圆厂交付给封测厂的是已完成晶圆加工、裸片封装的DCU半成品,由封测厂完成产品测试工作。
1.2业务发展进入快车道,规模效应初现
随着信创发展深入,海光业务规模快速增长,年全年,海光信息实现收入23.10亿元,净利润3.27亿元,实现扭亏。
同时,根据海光信息招股说明书,年1-9月,公司营业收入预计约为36.70-40.80亿元,同比增长%-%,归母净利润预计为6.10-7.00亿元,同比增长%-%,扣非后归母净利润为5.60-6.40亿元,同比增长%-%。
海光系列芯片生产稳定,出货量稳步增长,很好地满足不同客户的产品需求,市场需求旺盛,销售情况良好,前期在手订单得到顺利执行,业绩继续高增,也验证了行业高景气。
从业务构成看,年公司CPU收入占比89.66%,其中系列为主要收入来源,销售量达到17.52万片,均价为元,同比有所提高,主要是其中年上市的系列产品销售占比提升,均价相对较高;各系列产品均有快速增长,此外,DCU收入在年实现突破,系列实现收入2.39亿元。
下游分布广泛,年公司产品终端应用的前五大行业为电信、金融、互联网、交通、教育、互联网等关键行业,其中电信、金融需求在年增长迅猛,分别实现了3.84和2.62亿元,同比增长.37%、.95%,占总收入的16.61%、11.36%。
年公司综合毛利率55.95%,同比提升5.45pct,公司业务毛利率综合而言有上升趋势。随着销售规模扩大,规模效应下成本中自研无形资产摊销金额比例下降。
此外,产品结构和定价变化,也促进了毛利率的提升,年以来,全球芯片行业供应链相对紧张,原材料成本上涨,公司对新推出海光二号产品定价相对较高,毛利率更高,而随着新产品销售比重提升,年产品收入比重提升至52.85%,综合毛利率相应提升。此外,年DCU产品实现销售,毛利率为33.86%,规模效应尚未成型,单位成本相对较高。
横向对比看,公司毛利率在年、年低于行业平均,年与可比公司平均水平一致。
期间费用方面同样逐步显现规模效应,其中研发费用目前仍高于大部分可比公司,公司持续地加大研发投入,以保持技术研发的前瞻性、领先性和核心技术的竞争优势。
另外,对比业务更为成熟的海外公司,期间费用率(行政、销售及一般费用和研发费用)约在30%左右,随着业务规模扩大,远期公司费用率仍有下降空间。
现金流趋于稳健。公司营业收入质量较好,年公司经营活动现金流金额5.98亿元,相比20年恢复明显,21年DCU产品终端客户验收时间较长,公司基于谨慎性考虑,采用预收部分货款方式进行销售,以及20年Q4新增个别客户的大规模应收款项也于21年上半年回收。
二、行业信创进展有望加速,海光CPU生态优势显著
在国家“信息安全”发展战略下,政府、金融、电信、能源等关键领域对包含服务器在内的国产IT产品技术需求显著提升,为产业链厂商带来了增量发展机遇。
2.1叠加数字化转型需求,行业信创有望超预期
党政行业已经取得阶段性进展。党政行业从年进入全面推广阶段,在全国范围内进行党政办公应用的全面替换,年底基本完成电子公文系统的自主可控,未来将继续向区县乡各级政府渗透,并向电子政务系统渗透。
金融、电信行业信创领头,进度有望超预期。
金融机构业务系统复杂、IT系统要求高,满足金融客户发展要求是国产IT体系的重要试金石,是推进信创攻坚项目重要的领域,目前,信创推进速度最快、路线图相对清晰。年,金融行业新设立近百个信创试点,替换场景从办公OA体系向业务系统、核心业务系统延申,年进入规模推广阶段,广度、深度都将进一步扩大。
金融IT为千亿级应用市场。
赛迪顾问统计,年中国金融IT应用市场规模达.9亿元人民币,同比增长8.5%。从产品结构来看,软件与IT服务市场增速较大,占市场的60.9%,到年,中国金融IT应用市场规模将达.1亿元,其中银行业是规模最大的行业市场,市场份额达58.8%,保险业和证券业保持较快的增长速度,分别占22.8%和18.4%。
自主可控发展适逢银行IT架构变革。
银行核心系统承载了银行存款、贷款、银行卡、清算核算等核心业务,对软硬件产品功能、性能、稳定性、安全可靠性等要求极为苛刻。
市场规模看,银行核心系统市场规模占据银行IT建设最大比例,国有大行新一代核心系统建设项目金额更是有超百亿者,平均耗时约1-4年不等。
同时,由于核心系统连接各类外围应用,对相关技术和产品的适配性,以及技术服务能力体系也提出较高要求,因此,能够带动产业基础技术与产品的研发、应用、服务等一整套产业生态链的发展。
回顾银行信息化30多年历程,核心系统经历了从“胖核心”到“瘦核心”的演变,“胖核心”以IBM大型机为代表,在数据大集中时代,大型机可靠性、处理能力能够有效支撑系统运行,“瘦核心”则以典型的IOE(IBM小型机、Oracle数据库、EMC存储设备)技术架构为代表,瘦核心与外围系统共同组成银行处理系统,能够较为快速响应市场,创新金融产品;
但随着业务发展,外围系统不断增多,数据不一致、功能不协调、客户体验不佳等问题开始出现,随着银行以消费互联网、产业互联网、开放银行生态为重点的业务快速增长,新一代银行核心架构进而从“瘦核心+大外围(集中式架构)”向“中台化+轻前台(分布式架构)”探索;与此同时,年前后国产化发展进入新阶段,供应商侧日渐成熟,与集中式架构进行改革形成共振。
目前依据商业银行自身的体量与业务差异,其核心系统需求不一,所以大部分商业银行依旧维持集中式架构或双架构并行,极少数前瞻性较强且技术实力突出银行完成了分布式微服务架构建设。
据亿欧智库调研,近5年来仅极小部分银行(不超过家)进行了新一代核心系统改造(部分银行核心系统是分模块、分期建设)。
电信信创大规模集采启动,各大行业信息化加速,信创进度有望逐步深化。
电信行业作为关乎国家安全和国计民生的重要行业,在信创发展上快速布局、切实推动、积极实践,三大电信运营商率先拉开行业信创的大幕。
自年开始的服务器集采项目向国产服务器倾斜,创造多个采购记录,累计集采量超过10万台,释放信创项目启动的重要信号。此外,电力、能源、交通、航空航天、教育等行业也在逐步推进国产化,叠加各行业数字化转型以支撑业务高质量发展的需求,有望释放长期发展空间。
2.2国产CPU竞争格局趋于清晰,海光生态优势显著
CPU是计算机运行和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元,本质是超大规模集成电路,用于解释计算机指令和处理计算机软件中的数据,并负责控制、调配计算机的所有软硬件资源,国产信息系统正是围绕着CPU和操作系统构建的。
供给侧,国产产品不断优化。
国产CPU主要参与者有海光信息、海思半导体、龙芯中科、上海兆芯、天津飞腾等。海光信息在国内率先完成了高端通用处理器和协处理器产品流片,并实现了商业化应用。公司产品性能达到了国际上同类型主流高端处理器的水平,在国内处于领先地位。
选取Intel在年(与海光同期)发布的6款至强铂金系列产品,与海光进行性能对比(采用业界国际通用的测试程序SPECCPU测试数据),海光CPU的SPECCPU的实测性能与国际领先芯片设计企业Intel同期发布的主流处理器产品的实测性能总体相当。
生态:按照采用的指令集,CPU可以分为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)两大类,各自有着不同的优缺点,其中X86架构是复杂指令集代表,ARM、MIPS、alpha是精简指令集代表。
从全球产业看,微软和英特尔公司凭借各自规模和技术优势,其产品Windows和IntelCPU占据了大部分市场份额,结成了Wintel技术阵营,其特点是基于X86架构优化各类软件应用,使得X86架构具有显著的产业生态优势,在操作系统领域,Windows、Linux都兼容X86架构,在应用软件方面,得益于对独立软件开发商的指令集开放和应用平台操作系统一致性,显著降低技术开发门槛,使得X86架构下的软硬件环境的成熟度更明显。
应用X86处理器的服务器销售额占到市场的91%,销售量占比超过97%,市场优势地位显著。
由于产品定位和技术来源不同,国产厂商选择了不同的技术路线,海光CPU产品兼容X86,支持国内外主流操作系统、数据库、虚拟化平台或云计算平台,能够有效兼容目前存在的数百万款基于x86指令集的系统软件和应用软件,应用迁移转换成本低,具有明显的生态优势。
金融市场,公司产品得到大量金融机构应用,产品得到五大国有行为代表的多家金融机构认可。
在自主可控的趋势下,大型国有银行基于自身技术能力,进行软硬件选型、配套开发,或结合产品性能、稳定性、生态适配性等因素综合考量,与供应商联合开发。
核心是银行掌握核心技术能力,自主运维、升级迭代,从而对系统有强自主可控能力。
对于中小银行,大多不具备核心软硬件研发研发的能力,倾向于向核心系统集成商购买全套方案,对于生态适配性、方案成熟度有更高要求,海光CPU具有优势。
在电信市场,公司CPU产品大量进入三大运营商IT云、核心网、公有云等应用领域,从近两年运营商招标统计看,国产服务器渗透率加深,其中海光CPU和鲲鹏平分秋色。
随着国产软硬件发展、试点磨合,国产服务器CPU竞争格局也将逐步清晰,海光CPU生态优势、供应稳定性优势明显,近两年试点落地看,已经站稳了市场地位,中长期看替代空间可观,我们基于以下假设对于海光CPU在金融、电信等关键行业的业务空间进行测算:
1)中国服务器年销售量:参考IDC数据,年中国服务器出货量万台,随着数字经济发展服务器需求持续提升,以年为稳态,我们假设届时服务器出货量为万台,年复合增速约为9%;
2)国产渗透率:主要考虑以金融、电信等关键行业的可替代空间,假设金融、电信及其他重点行业服务器需求约占40%市场份额;
3)双路服务器主导:中国x86服务器以双路服务器为主,占比在88.8%;单路、4路服务器合计占比超10%;8路以上服务器较少,占比未超过1%;我们以2.10路为平均水平进行服务器需求和CPU需求的换算;
4)CPU单价:行业信创测算中,我们主要参考公司面向中高端市场产品价格,年海光CPU系列平均价格在元以上,系列均价在元以上,随着产业成熟有降价趋势,同时产品也在迭代升级,因此我们假设产品单价为元;
5)海光CPU份额:综合上文分析,我们假设信创服务器CPU市场,海光份额在40-60%之间。
三、AI加速应用市场高速发展,海光DCU商用前景可期
3.1加速芯片需求旺盛,GPU国产替代或超预期
AI服务器通常由CPU搭载GPU、FPGA、ASIC等加速芯片组成,以满足高吞吐量互联的需求,是人工智能基础设施的核心,其中GPU是目前最为主流的加速方案。
GPU最初的设计目标是为了提升计算机对图形、图像、视频等数据的处理性能,解决CPU在图形图像领域处理效率低的难题。
随着GPU在并行计算方面性能优势的逐步显现以及并行计算应用范围的逐步拓展,GPU逐渐分化成两条分支:
一条分支是传统意义的GPU,延续专门用于图形图像处理用途,内置了视频编解码加速引擎、2D加速引擎、3D加速引擎、图像渲染等专用运算模块;另一分支是GPGPU,作为运算协处理器,并针对不同应用领域的需求,增加了专用向量、张量、矩阵运算指令,提升了浮点运算的精度和性能,以满足不同计算场景的需要。
GPGPU已经广泛用于商业计算和大数据处理,如天气预报、工业设计、基因工程、药物发现、金融工程等。
在人工智能领域,使用GPGPU在云端运行模型训练算法,可以显著缩短海量训练数据的训练时长,减少能源消耗,从而进一步降低人工智能的应用成本。
GPU应用普及离不开生态,6年CUDA发布以来,生态系统的各类工具、库、应用程序、合作伙伴已经极为广泛和丰富。GPGPU能够提供完善的软件生态系统。
便于各种已有应用程序的移植和新算法的开发,因此全球人工智能相关处理器解决方案仍然是以GPGPU为主。
根据IDC《中国加速计算市场(年下半年)跟踪报告》,年全年,中国加速服务器市场规模达53.9亿美元,同比增长68.6%,GPU方案占近90%。
在数字经济和“东数西算”等政策影响下,中国AI算力市场持续高速发展。IDC预测,到年中国加速服务器市场规模将达到.6亿美元,其中GPU和非GPU服务器市场规模分别为82.9亿美元和25.6亿美元。
GPU替代紧迫性加强,有望打开国产化新空间。
年9月1日,英伟达当地时间公告显示,美国官员要求其向中国地区出口两种用于数据中心的高端GPU芯片A和H,需要取得出口许可,新的许可要求可能会影响到公司及时完成H开发或支持A现有客户的能力。
目前GPU市场由Nvidia主导。本次涉及的A、H产品均为面向AI、数据中心超算HPC场景的高端产品。
A芯片是年5月英伟达在GTC上发布的产品,应用7nm工艺,算力相比前一代V提升了20倍,H是22年Q1发布产品,为最新Hopper架构,应用4nm工艺,目前尚未商用。
根据英伟达公告信息,预计受出口许可要求将影响22年三季度其在中国地区约4亿美金的销售收入,估算年化约百亿人民币规模。根据智研咨询数据,国内GPU芯片板卡市场规模年约为亿元,到年将达到亿元,下游应用领域中HPC应用占比约10%左右,政府安防应用约占30%左右,互联网应用占50%。
根据弗若斯特沙利文、前瞻产业研究院数据,年中国超算服务市场规模达.6亿元,其中尖端超算(航空航天、地球物理、灾害预警、海洋勘探等)约31.4亿元,通用超算(高校科研、石油勘测、生物制药、工业仿真)约41.3亿元,业务超算(汽车机械、金融经济、芯片仿真等)约占43.54%,预计到年中国超算服务市场达到亿元。
随着技术封锁、产品断供的风险不断加剧,我们认为从尖端超算到更多政府、智慧城市、商业市场的用户主体将考虑逐步使用国产方案产品。
3.2海光DCU商用落地,规模放量可期
海光DCU性能达到国际同行水平、兼容“类CUDA”生态。
海光DCU定位为训练用GPU型加速芯片,深算一号和国际领先GPU生产商NVIDIA公司高端GPU产品(A)及AMD公司高端GPU产品(MI)进行对比,在典型应用场景下,公司深算一号指标达到国际上同类型高端产品的水平。
秉承“销售一代、验证一代、研发一代”的研发策略,年1月,公司已经启动了第二代DCU深算二号的产品研发工作,有望进一步追赶国际同行。
海光DCU具有开放式生态,同一底层硬件驱动平台,支持常见计算框架、库、变成模型,以及层次化软件站,适配不同API接口和编译器,可最大限度利用已有的成熟AI算法和框架,且兼容“类CUDA”环境,软硬件生态丰富。
四、盈利预测与估值
4.1关键假设
系列:主要应用在高端服务器,面向数据中心、云计算等复杂应用场景。电信、金融IT系统和应用复杂度相对高,也是行业信创推进最为积极和领先的市场,我们以电信、金融行业应用的节奏作为系列产品收入未来增速的参考,假设22-24年系列收入为40.62、61.38、86.96亿元;
系列:主要应用于工作站和边缘计算服务器等入门级计算领域,我们主要参考党政市场需求节奏,假设22-24年收入为5.81、7.46和9.14亿元;
系列:主要面向企业、教育、政务领域信息化建设的中低端服务器需求,我们主要以其他重点行业信创市场需求节奏作为参考,假设22-24年收入为2.79、3.61、4.30亿元;
系列:年首次实现销售,面向智算中心、数字经济新基建等场景,需求旺盛,且GPU领域国产化推进有望超预期,我们假设22-24年系列保持快速增长,22-24年收入为4.46、8.42和14.27亿元。
毛利率:公司产品价格随着销售起量存在降价的压力,同时产品亦在不断升级推动价格上升;公司业务成本主要是包括直接材料、封装测试、无形资产摊销、知识产权费等,其中材料等费用与销售规模相关,摊销等费用有望随着规模扩大比例有望下降;综合而言,我们假设未来公司业务综合毛利率稳定在为56%。
4.2盈利预测
我们预测公司年-年主营业务收入为53.68、80.88和.68亿元,归母净利润为10.88、16.83和24.58亿元,EPS为0.47、0.72和1.06元。
4.3估值分析
我们选取海内外同行业公司AMD、INTEL、NVIDIA、龙芯中科、澜起科技、景嘉微作为可比公司。截至年9月8日收盘价,公司-年PE为.96、78.20、53.55x,公司业务、技术稀缺性强、成长性佳,对比海内外可比公司估值存在溢价,公司-年PEG估值为1.26、0.82、0.56x,低于可比公司平均水平。
国产替代的时代机遇下,考虑到公司作为国产高端处理器厂商的稀缺性和业务高成长性,结合可比公司估值、公司业务发展空间分析,给予公司年1xPEG,目标股价69.41元。
五、风险提示
无法继续使用授权技术或核心技术积累不足的风险。
公司从AMD获得了高端处理器的技术授权及相关技术支持,在公司被列入美国《出口管制条例》“实体清单”后,AMD不再提供相关技术服务,公司自行实现了后续产品和技术的迭代开发。
目前公司一直遵守《许可协议》中相关条款,尚未出现限制公司继续使用AMD授权的高端处理器相关技术的情形。
同时,高端处理器市场产品迭代速度较快,国际同类领先企业技术研发投入巨大,公司在技术积累、资产规模、研发投入、高端人才储备等方面与国际领先企业存在一定差距。
未来,若出现国际政治经济环境重大变化、公司受到美国政府相关部门进一步限制等其他外部原因,导致公司无法继续使用上述授权技术,或公司对高端处理器设计核心技术掌握不足等情形,导致公司无法对产品实现快速迭代更新,将会对公司生产经营成较大影响。
根据公司与AMD签署的技术许可协议,公司基于AMD授权技术衍生的相关知识产权,属于向AMD交叉授权的范围。
交叉授权是芯片设计行业通行做法,公司与AMD交叉授权知识产权符合行业惯例。
自技术许可协议签署以来,公司与AMD各自独立开展研发工作,AMD已更新其处理器核心微结构、SoC架构等技术,双方产品及技术研发路径已产生差异,AMD使用反授权相关技术的可能性很低。
公司向AMD授权部分知识产权不会对公司独立性、技术先进性等造成重大不利影响;客观上,技术交叉授权存在知悉范围扩大、技术秘密保护困难的风险。
被列入美国《出口管制条例》“实体清单”相关风险。
年6月24日,美国商务部工业与安全局将公司列入到美国《出口管制条例》“实体清单”中。根据《出口管制条例》的规定,公司采购、销售含有美国受限技术比例较高的“管制物品”将会受到限制。
公司主要供应商包括晶圆制造厂、EDA厂商、IP厂商等,由于集成电路领域专业化分工程度及技术门槛较高,部分供应商提供的产品或服务具有稀缺性和专有性,公司更换新供应商会产生额外成本。
目前,公司尚未与部分EDA厂商完成续约,如果现有EDA厂商的产品授权到期,导致公司无法继续使用该等EDA产品,公司更换新EDA供应商会产生额外成本。
此外,若中美贸易及相关领域摩擦加剧,可能会进一步影响晶圆制造厂、EDA厂商、IP厂商对公司的产品生产或服务支持,对公司未来新产品研发进度、产品工艺更新、供应链保障等造成较大不利影响。
国产替代进程不及预期或竞争加剧。
我们对于公司盈利预测基于未来在金融、电信等重点行业国产替代假设,以及公司的优势地位假设,若技术、政策等因素影响下,需求释放不及预期,或是行业竞争加剧,都将影响公司未来的业绩。
——————————————————
报告属于原作者,我们不做任何投资建议!如有侵权,请私信删除,谢谢!
精选报告来自