半导体行业点评报告：Orin助力英伟达AI更进一程-20191220-世纪证券-10页.pdf

电子制造 Orin 助力英伟达助力英伟达 AI 更进一程更进一程 2019 年年 12 月月 20 日日 半导体行业半导体行业点评点评报告报告 公司具备证券投资咨询业务资格公司具备证券投资咨询业务资格 相关报告：半导体行业深度报告（系列之一）成长 与 迁 移，全 球 半 导 体 格 局 演 变-191204 行业行业数据与预测数据与预测 Wind 资讯 半导体（可比口径）2019Q3 整体收入增速（%）9.72 整体利润增速（%）7.79 综合毛利率（%）24.43 综合净利率（%）7.96 行业 ROE（%）5.36 平均市盈率（倍）165 平均市净率（倍）13.28 资产负债率（%）45.33 请务必阅读文后重要声明及免责条款 核核心心观观点点：1.英伟达发布最新英伟达发布最新 AI 自动驾驶平台自动驾驶平台 DRIVE AGX Orin，并，并与滴滴达成合作与滴滴达成合作。DRIVE AGX Orin 是用于自动驾驶和机器人的软件定义平台。Orin 可处理在自动驾驶汽车和机器人中同时运行的大量应用和深度神经网络，能够支持从L2 级到 L5 级完全自动驾驶汽车开发的兼容架构平台。Orin平台内置全新Orin系统级芯片，晶体管数量达到170亿个，集成 NVIDIA 新一代 GPU 架构和 Arm Hercules CPU 内核以及全新深度学习和计算机视觉加速器，每秒可运行 200 万亿次计算，是 NVIDIA 上一代 Xavier 系统级芯片性能的 7 倍。此外，Orin 可处理在自动驾驶汽车和机器人中同时运行的大量应用和深度神经网络，并且达到了 ISO26262ASIL-D 等系统安全标准。DRIVE AGX Orin 计划于 2022 年开始投产。英伟达将在自动驾驶与云计算方面与滴滴出行达成合作，滴滴将使用 NVIDIA GPU和其他技术开发自动驾驶和云计算解决方案。2.多款产品多款产品发布发布，包括，包括新一代编译器，游戏、机器人新一代编译器，游戏、机器人，加，加速在速在多领域多领域布局布局 AI。发布最新一代计算图优化编译器TensorRT7，支持各种类型的RNN，Transformer和CNN。此外，TRT7 能够融合水平和垂直方向的运算，可以为开发者设计的大量 RNN 配置自动生成代码，逐点融合LSTM 单元，甚至可跨多个时间步长进行融合。游戏方面，NVIDIA的GPU技术为腾讯游戏的START云游戏服务赋力，该服务已从今年初开始进入测试阶段。腾讯游戏计划将扩展其云游戏产品，为数百万玩家提供与本地游戏设备一致的游戏体验。机器人方面，推出全新 NVIDIA ISAAC机器人开发套件 SDK。该开发系统可以加快开发和测试机器人的速度，使机器人能通过仿真获得由 AI 驱动的感知和训练功能，从而可以在各种环境和情况下对机器人进行测试和验证，并节省成本。3.应用市场广泛，应用市场广泛，AI 芯片市场空间巨大芯片市场空间巨大。当前随应用场景不同，AI 芯片设计方案繁多。未来 AI 芯片将会呈现较快的发展速度，主要原因为：1，芯片自主可控的紧迫性提高，深度学习芯片 ASIC 是国内企业的机会；2，下游需求激增，随 5G 商用化以及“摩尔定律”逐步见顶，加之云计算与自动驾驶等下游应用市场空间逐步扩大，异构芯片是未来专用化和提升算力的主要方式。4.风险风险提提示示。AI 芯片发展不及预期，下游需求不及预期。行业行业评评级：级：强于大市强于大市（维持维持）分分析师析师：陈建生陈建生 执业证书号：S1030519080002 联系电话：0755-23602373 邮箱： 研研究究助助理理：魏魏大千大千 联系电话：0755-83199535 邮箱： 半导体（801081.SI）与沪深 300 对比表现-20%0%20%40%60%80%100%18-1218-1219-0119-0219-0219-0319-0419-0419-0519-0619-0719-0719-0819-0919-0919-1019-1119-11半导体(申万)沪深300 证券研究报告 2019 年 12 月 请务必阅读文后重要声明及免责条款 股市有风险 入市需谨慎-1-目 录 一、英伟达发布多款一、英伟达发布多款 AI 平台，重点布局自动驾驶领域平台，重点布局自动驾驶领域 .3 3 1、自动驾驶方面，重量级 DRIVE AGX Orin 平台发布.3 2、发布新一代编译器，加速布局游戏、机器人等领域。.4 3、宣布与滴滴在云计算与自动驾驶方面展开合作.5 二、应用场景广泛，二、应用场景广泛，AI 芯片市场空间巨大芯片市场空间巨大 .6 6 1、AI 芯片是基于矩阵运算的芯片设计方案，应用场景广泛.6 2、下游需求增长迅速，AI 芯片市场空间可期.7 三、风险提示三、风险提示 .8 8 1、AI 芯片发展不及预期.8 2、下游需求不及预期.8 2019 年 12 月 请务必阅读文后重要声明及免责条款 股市有风险 入市需谨慎-2-图表目录 Figure 1 DRIVE AGX Orin 系统.3 Figure 2 DRIVE AGX Orin 架构.3 Figure 3 TensorRT 加快深度学习过程中的推算速度.4 Figure 4 运用 RTX 技术后性能提升显著.4 Figure 5 START 云游戏平台.4 Figure 6 Isaac SIM 功能导航.5 Figure 7 NVIDIA 宣布与滴滴出行在云计算、自动驾驶等方面进行合作.6 Figure 8 ASIC 算力表现出众.6 Figure 9 华为最新麒麟芯片采用达芬奇架构.6 Figure 10 NVIDIA 云端软硬件一体解决方案.7 Figure 11 AI 芯片市场规模.8 Figure 12 AI 服务器及训练芯片市场规模.8 2019 年 12 月 请务必阅读文后重要声明及免责条款 股市有风险 入市需谨慎-3-一一、英伟达英伟达发布发布多款多款 AI 平台，平台，重点重点布局自动驾驶布局自动驾驶领域领域 1、自动驾驶方面，自动驾驶方面，重量级重量级 DRIVE AGX Orin 平台发布平台发布 DRIVE AGX Orin 是是用于自动驾驶和机器人用于自动驾驶和机器人的软件定义平台的软件定义平台。Orin 可处理在自动驾驶汽车和机器人中同时运行的大量应用和深度神经网络，能够支持从L2 级到 L5 级完全自动驾驶汽车开发的兼容架构平台，助力 OEM 开发大型复杂的软件产品系列。值得注意的是，Orin 支持可编程，并且有丰富的工具和软件库支持，与之前的 Xavier 处理器兼容，支持从 L2 到 L5 级别的自动驾驶。而且由于 Orin 和 Xavier 均可通过开放的 CUDA、Tensor RTAPI 及各类库进行编程，因此开发者能够在一次性投资后使用跨多代的产品。性能较上一代提升性能较上一代提升 7 倍。倍。Orin 平台内置全新 Orin 系统级芯片，晶体管数量达到 170 亿个，集成 NVIDIA 新一代 GPU 架构和 Arm Hercules CPU 内核以及全新深度学习和计算机视觉加速器，每秒可运行 200 万亿次计算，是NVIDIA 上一代 Xavier 系统级芯片性能的 7 倍。此外，Orin 可处理在自动驾驶汽车和机器人中同时运行的大量应用和深度神经网络，并且达到了ISO26262ASIL-D 等系统安全标准。积极布局汽车领域积极布局汽车领域，Orin 预计预计 2022 年投产年投产。在汽车领域，黄仁勋宣布英伟达将在 NVIDIA GPU Cloud(NGC)上向交通运输行业开源 NVIDIA DRIVE 自动驾驶汽车开发深度神经网络。目前，NVIDIA 已向自动驾驶汽车开发者开源其预训练 AI 模型和训练代码，通过 NVIDIA AI 工具，NVIDIA 生态系统内的开发者们可以自由扩展和自定义模型，从而提高其自动驾驶系统的稳健性与能力。英伟达宣布，DRIVE AGX Orin 计划于 2022 年开始投产。Figure 1 DRIVE AGX Orin 系统 Figure 2 DRIVE AGX Orin 架构 资料来源：英伟达 2019 主题大会、世纪证券研究所 资料来源：英伟达 2019 主题大会、世纪证券研究所 2019 年 12 月 请务必阅读文后重要声明及免责条款 股市有风险 入市需谨慎-4-2、发布新一代发布新一代编译器编译器，加速布局加速布局游戏、机器人等游戏、机器人等领域领域。发布发布最新一代最新一代计算图优化编译器计算图优化编译器 TensorRT7。TensorRT 是一种计算图优化编译器以深度学习框架，如 TensorFlow，训练得到的模型作为输入，为 CUDA GPU 生成优化了的模型运行时。TensorRT 7 支持各种类型的 RNN，Transformer 和 CNN。此外，TensorRT 7 能够融合水平和垂直方向的运算，可以为开发者设计的大量 RNN 配置自动生成代码，逐点融合 LSTM 单元，甚至可跨多个时间步长进行融合。并且尽可能做自动低精度推理。相比于TensorRT 5 只支持 30 种变换，TensorRT 7 能够支持 1000 多种不同的计算变换和优化。Figure 3 TensorRT 加快深度学习过程中的推算速度 资料来源：NVIDIA、世纪证券研究所 游戏游戏方面，方面，RTX（光线追踪光线追踪）需求明显需求明显，携手腾讯进入携手腾讯进入云端游戏云端游戏。发布现场中，黄仁勋一次性发布了应用了 RTX 技术的 6 款游戏大作，开发者数量激增。NVIDIA 的 GPU 技术为腾讯游戏的 START 云游戏服务赋力，该服务已从今年初开始进入测试阶段。START 使游戏玩家可以随时随地，即使是在配置不足的设备上也能玩 3A 游戏。腾讯游戏计划将扩展其云游戏产品，为数百万玩家提供与本地游戏设备一致的游戏体验。Figure 4 运用 RTX 技术后性能提升显著 Figure 5 START 云游戏平台 2019 年 12 月 请务必阅读文后重要声明及免责条款 股市有风险 入市需谨慎-5-资料来源：NVIDIA、世纪证券研究所 资料来源：NVIDIA、世纪证券研究所 机器人方机器人方面，面，推出全新推出全新 NVIDIA ISAAC 机器人机器人开发套件开发套件 SDK。该开发系统可以加快开发和测试机器人的速度，使机器人能通过仿真获得由 AI 驱动的感知和训练功能，从而可以在各种环境和情况下对机器人进行测试和验证，并节省成本。Isaac SDK 包括 Isaac Robotics Engine（提供应用程序框架），Isaac GEM（预先构建的深度神经网络模型、算法、库、驱动程序和 API），用于室内物流的参考应用程序，并引入 Isaac Sim 训练机器人，可将所生成的软件部署到在现实世界中运行的真实机器人中。其中，基于摄像头的感知深度神经网络有对象检测、自由空间分割、3D 姿态估计、2D 人体姿态估计等模型。Figure 6 Isaac SIM 功能导航 资料来源：NVIDIA、世纪证券研究所 3、宣布与滴滴宣布与滴滴在云计算与自动驾驶方面展开在云计算与自动驾驶方面展开合作合作 英伟达宣布，将在自动驾驶与云计算方面与滴滴出行达成合作。滴滴将使用NVIDIA GPU 和其他技术开发自动驾驶和云计算解决方案。滴滴将在数据中心使用 NVIDIA GPU 训练机器学习算法，并采用 NVIDIA DRIVE 为其 L4 级自动驾驶汽车提供推理能力。滴滴在 8 月将其自动驾驶部门升级为独立公司，并与产业链合作伙伴开展广泛合作。作为滴滴自动驾驶 AI 处理的一部分，NVIDIA DRIVE 借助多个深度神经网络融合来自各类传感器（摄像头、激光雷达、雷达等）的数据，从而实现对汽车周围环境 360 度全方位的理解，并规划出安全的行驶路径。2019 年 12 月 请务必阅读文后重要声明及免责条款 股市有风险 入市需谨慎-6-Figure 7 NVIDIA 宣布与滴滴出行在云计算、自动驾驶等方面进行合作 资料来源：NVIDIA、世纪证券研究所 二二、应用场景应用场景广泛广泛，AI 芯片芯片市场市场空间巨大空间巨大 1、AI 芯片芯片是是基于矩阵运算基于矩阵运算的的芯片芯片设设计方案计方案，应用应用场景场景广泛广泛 当前随当前随应用场景不同，应用场景不同，AI 芯片设计方案繁多芯片设计方案繁多。当前 AI 运算指以“深度学习”为代表的神经网络算法，需要系统能够高效处理大量非结构化数据（文本、视频、图像、语音等）。这需要硬件具有高效的线性代数运算能力，计算任务具有：单位计算任务简单，逻辑控制难度要求低，但并行运算量大、参数多的特点。对于芯片的多核并行运算、片上存储、带宽、低延时的访存等提出了较高的需求。针对不同应用场景，AI 芯片还应满足：对主流 AI 算法框架兼容、可编程、可拓展、低功耗、体积及造价等需求。Figure 8 ASIC 算力表现出众 Figure 9 华为最新麒麟芯片采用达芬奇架构 资料来源：艾瑞研究、世纪证券研究所 资料来源：华为官网、世纪证券研究所 2019 年 12 月 请务必阅读文后重要声明及免责条款 股市有风险 入市需谨慎-7-云计算、边缘计算及自动驾驶等为云计算、边缘计算及自动驾驶等为 AI 芯片提供了多样化应用场景。芯片提供了多样化应用场景。云计算领域，英伟达的 GPU 当前应用最为广泛，主要源于：强大的并行计算能力、通用性以及成熟的开发环境。但是 GPU 也并非是完美无缺的解决方案，明显的缺点如：高能耗以及高昂的价格。未来的发展趋势为：既具有 GPU 通用性、又具有更好的能效和算力表现的通用、可编程产品。自动驾驶领域中，驾驶汽车计算单元设计需要考虑算力、功耗体积等问题，出于硬件资源最优化应用，往往采取异构计算平台设计方案，及“CPU+XPU”，其中可采取DSP 用于图像特征提取任务，CPU 则会用于定位、决策等逻辑运算任务。Figure 10 NVIDIA 云端软硬件一体解决方案 资料来源：NVIDIA、世纪证券研究所 2、下游需求下游需求增长迅速增长迅速，AI 芯片芯片市场空间市场空间可期可期 未来未来 AI 芯片将会呈现较快的发展速度芯片将会呈现较快的发展速度，主要原因为：1，国内对芯片自主可控的紧迫性提高，深度学习专用芯片 ASIC 是国内企业的机会，具备技术及生态构建能力的企业未来有广阔的发展前景；2，下游需求激增，随 5G 商用化以及“摩尔定律”逐步见顶，加之云计算与自动驾驶等下游应用市场空间逐步扩大，异构芯片是未来专用化和提升算力的主要方式。2018 年中国 AI芯片市场继续保持高速增长，整体市场规模达到 80.8 亿元，同比增长 50.2%。受宏观政策环境、技术进步与升级、人工智能应用普及等众多利好因素的影响，中国 AI 芯片市场进一步发展与成熟。2019 年 12 月 请务必阅读文后重要声明及免责条款 股市有风险 入市需谨慎-8-Figure 11 AI 芯片市场规模 Figure 12 AI 服务器及训练芯片市场规模 44%46%48%50%52%54%56%58%60%010203040506020172018201920202021市场规模（亿美元）增长率(%)02040608010012002040608010012020162017201820192020AI训练服务器（万台）AI推断服务器（万台）AI训练芯片市场规模（亿美元）（右）AI推断芯片市场规模（亿美元）（右）资料来源：中国产业信息网、世纪证券研究所 资料来源：IDC、世纪证券研究所 三三、风险提、风险提示示 1、AI 芯片发展不及预期芯片发展不及预期 AI 芯片受下游需求影响，近年快速发展，行业痛点仍比较突出，开发方与应用方合作难度加大。2、下游需求下游需求不及预期不及预期 下游需求主要为云计算、边缘计算、自动驾驶等前沿领域，随技术更新速度不同，下游需求有不及预期风险。2019 年 12 月 请务必阅读文后重要声明及免责条款 股市有风险 入市需谨慎-9-分析师声明 投资评级标准 免责声明 世纪证券有限责任公司经中国证券监督管理委员会批准，已具备证券投资咨询业务资格。本证券研究报告仅供世纪证券有限责任公司（以下简称“本公司”）的客户使用，本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。在本报告中的信息均来源于我们认为可靠的已公开资料，但本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证，也不保证本报告所包含的信息或建议在本报告发出后不会发生任何变更，且本报告中的信息、观点和预测均仅反映本报告发布时的信息、观点和预测，可能在随后会作出调整。本公司力求报告内容客观、公正，但本报告所载的内容和意见仅供参考，并不构成对所述证券买卖的出价和征价。本报告中的内容和意见不构成对任何人的投资建议，任何人均应自主作出投资决策并自行承担投资风险，而不应以本报告取代其独立判断或仅根据本报告做出决策。本公司及其雇员对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失概不负责。本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易，还可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。本报告版权归世纪证券有限责任公司所有，本公司对本报告保留一切权利。除非另有书面显示，否则本报告中的所有材料的版权均属本公司。未经本公司事先书面授权，任何机构和个人不得以任何形式修改、发送或者复制本报告及其所包含的材料、内容，或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。如引用、刊发、转载本报告，需事先征得本公司同意，并注明出处为“世纪证券研究所”，且不得对本报告进行有悖原意的引用、删节和修改。未经授权的转载，本公司不承担任何转载责任。股票投资评级说明：行业投资评级说明：报告发布日后的 12 个月内，公司股价涨跌幅相对于同期沪深 300 指数的涨跌幅为基准，投资建议的评级标准为：报告发布日后的 12 个月内，行业指数的涨跌幅相对于同期沪深300指数的涨跌幅为基准，投资建议的评级标准为：买 入：相对沪深 300 指数涨幅 20%以上；强于大市：相对沪深 300 指数涨幅 10%以上；中 性：相对沪深 300 指数涨幅介于-10%10%之间；弱于大市：相对沪深 300 指数跌幅 10%以上。增 持：相对沪深 300 指数涨幅介于 10%20%之间；中 性：相对沪深300 指数涨幅介于-10%10%之间；卖 出：相对沪深 300 指数跌幅 10%以上。本报告署名分析师郑重声明：本人以勤勉的职业态度，独立、客观地出具本报告，保证报告所采用的数据和信息均来自公开合规渠道，报告的分析逻辑基于本人职业理解，报告清晰准确地反映了本人的研究观点，结论不受任何第三方的授意或影响。本人薪酬的任何部分不曾有，不与，也将不会与本报告中的具体推荐意见或观点直接或间接相关。证券研究报告对研究对象的评价是本人通过财务分析预测、数量化方法、行业比较分析、估值分析等方式所得出的结论，但使用以上信息和分析方法存在局限性。特此声明。扫码关注：金融干货精选获取更多干货资料