2023年计算机行业投资策略:峰回路转,看好华为计算产业链全面崛起

  • 来源:国泰君安证券
  • 发布时间:2023/11/24
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2024年计算机行业投资策略:峰回路转,看好华为计算产业链全面崛起.pdf

本文档聚焦2024年计算机行业的投资策略,核心观点为行业态势“峰回路转”,明确看好华为计算产业链的全面崛起。报告深入分析了在宏观环境变化及产业周期交替背景下,计算机板块的投资机会。重点阐述了华为作为关键驱动力,其在计算产业链中的布局与影响,涵盖从底层硬件到上层应用的完整生态。通过对华为计算产业链上下游企业的梳理,评估其市场地位、技术优势及成长潜力,为投资者提供关于该细分赛道及关联个股的配置建议与价值研判。

华为计算采用硬件开放、软件开源、使能伙伴的商业策略

华为生态主要包括鲲鹏/昇腾计算生态,鸿蒙万物互联生态及华为云生态

鲲鹏/昇腾计算生态是华为生态的算力底座,其主要服务于大型政企客户的计算需求,为客户提供通用计算服务器、AI什计算服务器、边缘计算服务器等算力基础设施,华为主要负责供应其中最核心的鲲鹏/昇腾芯片及主板,服务器整机交由第三方厂商进行生产和销售。鸿蒙万物互联生态主要面向C端消费电子(手机、平板、智能手表、智慧屏等,未来有望拓展至PC)、智能汽车座舱、物联网(智能家居等)等场景,华为既会作为品牌厂商直接向消费者提供硬件产品,也会通过软件开源的方式吸引其他硬件厂商生产鸿蒙生态产品。华为云生态是华为作为公有云及混合云的供应商,为广大政企客户提供laaS、PaaS及SaaS服务。

鲲鹏/昇腾计算生态之中包含欧拉和高斯两大基础软件生态

在芯片之上,操作系统、数据库、中间件构成的三大基础软件是整个计算系统维持运转必不可少的环节。因此华为鲲鹏/昇腾计算生态之中,还包含了华为主导的openEuler操作系统和openGauss数据库两大企业级开源基础软件生态。

华为采用硬件开放、软件开源、使能合作伙伴的商业策略

华为实行硬件开放、软件开源、使能合作伙伴的商业策略。硬件开放指华为自身聚焦于鲲鹏/昇腾芯片和主板的研发销售,对外提供主板、SSD、网卡、模组等组件,支持合作伙伴去发展自有品牌的服务器和PC整机产品,丰富客户算力选择。软件开源指华为采取开源共建的方式,将其在基础软件领域多年积累的技术对外共享,支持合作伙伴发行openEuler、openGauss以及openHarmony商业版软件,繁荣基础软件生态。使能伙伴指华为提供适配鲲鹏/昇腾芯片的软件开发套件,如MindSpore AI框架,帮助开发者加速应用迁移以及原生应用的开发,构建应用生态优势。

硬件开放:经过三年的发展,目前市场上形成10家主流的鲲鹏/昇腾整机OEM厂商,主要有神州数码(神州鲲泰)、拓维信息(湘江鲲鹏)、高新发展(华鲲振宇)、同方计算机、紫光股份(新华三)、武汉长江计算、宝德计算机、山西百信、河南黄河、广电五舟。

软件开源:华为采用开源共建的方式发展基础软件生态,以此吸引国内主流的基础软件开发商、硬件厂商、下游客户参与到代码贡献之中。截止2023年10月底,除华为以外,麒麟软件、统信软件位居openEuler合并请求次数前三,中软国际、云和恩墨位居openGauss合并请求次数前三,深开鸿、润和软件位居openHarmony代码贡献度前三。

软件开源的商业模式具备一些明显的优势,并可最终反哺硬件销售。基于开源社区,可以用更低成本、更快速度为客户提供创新性的产品;同时发行商将零散的开源社区项目进行优化和改进,打造成更安全、稳定的标准化产品,并提供付费解锁的可靠的技术支持和运维服务,可以更好的满足政企客户的使用需求,形成企业级T服务的产业闭不,增强市场竞争力。软件开源还可以使潜在竞争对手变为华为生态的共建者,通过软件生态的繁荣,最终反哺硬件销售。

鲲鹏及昇腾算力强劲,相关整机厂商前景广阔

鲲鹏920是一款高性能服务器CPu,在信创市场份额正在企稳回升

鲲鹏920与同时代的英特尔旗舰级服务器芯片在性能上处于同一梯队。鲲腾920芯片是华为在2019年1月发布的高性能服务器CPU,兼容ArmV8.2架构,采用7nm工艺,最高为64核心,支持4路互联。根据国际权威的SPECCPU2017的测试跑分,搭载鲲鹏92o芯片的双路服务器性能跑分为318分,比ntel先于其发布的一代至强铂金旗舰芯片8180高出8.5%,比稍晚于其发布的二代旗舰3280略低7%,基本与同一时代的英特尔旗舰服务器芯片在性能上处于同一梯队,同时其还具备低功耗和高性价比的优势,因而在推出市场后深受国内政企客户的青睐。

搭载鲲鹏芯片的服务器在电信、金融等关键行业已经实现规模化落地,随着产能问题的解决,市占率正在企稳回升.以运营商的服务器集中采购为例,在三大运营商2020~2021年服务器集采中,合计采购了10.4万台信创服务器,其中鲲鹏服务器市占率达到57.73%;在2021-2022年的服务器集采中,由于鲲鹏芯片的产能受美国制裁影响,华为对芯片供应进行主动管控,鲲鹏服务器市占率下降至42.21%,随着产能问题逐渐解决,鲲鹏市占率开始呈现回升趋势2023年三大运营商尚未进行大规模服务器集采仅中国移动于2023年9月启动云资源池业务2.4万台服务器集采,10月份中标结果显示鲲鹏服务器获得了全部100%份额。在金融行业,中国建设银行于2023年10月公示了2023年信创服务器集采结果,其中海光服务器采购金额3.35亿,鲲鹏服务器4.62亿,鲲鹏市占率达到57.97%,市占率同样过半。

昇腾芯片是国产AI芯片领军,市场份额有望在未来获得快速提升

华为昇腾A芯片实现了从边缘计算到高性能计算的全场景覆盖。2018年11月,华为发布了其第一颗面向边缘计算场景的A芯片-昇腾310,目前基于昇腾31的自动驾驶域控MDC 3OOF及MDC210已经在诸多车企的园区巴士、新能源汽车中进行应用,基于昇腾310的Atlas系列板卡及服务器在智慧交通、智慧电力等多个行业落地解决方案。2019年8月,华为公开发布了主要面向云端A大模型训练场景的最强算力A芯片-昇腾910,目前使用昇腾910芯片的人工智能计算中心已经在国内多个重要计算节点落地。2020年9月,华为通过自动驾驶域控MDC610推出了主要面向高阶自动驾驶场景的极致算力功耗比A芯片-昇腾610芯片,性能在已量产的自动驾驶芯片中位居第一梯队。

昇腾系列A算力设备可以满足客户多样化的算力需求。基于昇腾系列芯片,合作伙伴可以从小到大开发出A加速模块、A加速卡、A边缘计算小站、A服务器及A集群的系列产品,能够满足客户多样化的A算力需求。以华为Atas系列产品为例,最小的Altas 20O A加速模块仅为一张信用卡的大小,其集成了昇腾310A处理器,可提供8/6/22TOPS NT8算力,支持2路高清视频的实时分析,典型功耗仅为5.5瓦,可以在端侧实现图像识别、图像分类等功能,可应用于智能摄像头、机器人、无人机等场景;而最大的Atias 90o A集群则由数千颗昇腾910芯片组成,其FP16总算力可达256~1024PFLOPS,部署在人工智能计算中心以后,可以进行A大模型训练以及气象预测、医药研制、自动驾驶等核心A应用场景。

昇腾910是国产A芯片性能的领先者,但过去受制于芯片代工禁令的影响与海外竞品的性能差距被拉开。昇腾910代表了华为A芯片的最强算力,其FP16算力达到256TFLOPS,达到比其更早发布的英伟达V100的2倍以上。但由于自2020年开始华为受到美国商务部代工制裁措施的影响,无法使用先进制程工艺进行芯片选代,英伟达则持续利用先进工艺推动产品迭代,算力性能实现跃升,逐渐拉大了对昇腾芯片的性能领先优势。从市占率角度,根据IDC数据,以英伟达为主的海外A芯片在中国市场的市占率也从2020年的75%逐渐提高至2023年上半年的90%。

美国商务部推出A芯片出口管制新规,限制了海外芯片在中国市场的性能天花板。2023年10月17日,美国商务部发布了新版针对A芯片的出口管制规则,规定当A芯片总计算性能≥4800时,或者总计算性能1600且性能密度=5.92时,该芯片对中国进行出口的申请默认会被拒绝,受该政策影响,包括H8O0及A8O0在内的大量海外A芯片将难以在中国市场继续销售。总计算性能不能超过480O相当于将海外芯片的FP16算力限定在不超过30OTFLOPS,性能密度指标使得采用先进工艺提升芯片集成度的意义也大幅下降。因此未来如果该管制措施不做修改或取消,海外A芯片的算力性能天花板或已经锁定,为国产A芯片实现算力性能赶超提供客观条件,同时海外芯片通过集群互联方式提高整体计算能力带来的高额成本也不容忽视,所以从中长期来看,我们认为海外芯片厂商的市场优势可能将逐渐丧失。

华为昇腾A芯片逐渐恢复迭代,互联网大客户开始适配,未来市场份额有望快速提升。尽管面临着严格的代工制裁,华为仍在不断推动芯片设计的迭代及产能的恢复。根据科大讯飞董事长刘庆峰2023年8月份的公开演讲,基于华为昇腾910B芯片打造的全国产化算力底座的单卡性能已经可以对标英伟达A1O0,据此可以推测昇腾910B芯片的FP16算力或许已经接近A1O0的312TFLOPS,这已经达到了出口管制新规下海外芯片性能的天花板。如果未来华为能继续推动芯片的迭代,其在中国市场上与海外芯片的性能差距将反向拉开,国产芯片有望成为性能领先一方。同时根据华为官网消息,2023年8月,百度开始推动飞桨学习框架与文心大模型对昇腾芯片的适配工作,由于互联网行业占据我国A服务器需求的50%-60%,互联网大客户开始试用昇腾芯片有望推动其生态的快速壮大,未来市场份额有望快速提升。

openEuler快速崛起,成为政企客户服务器装机首选

CentOS停服成为国产服务器操作系统加速发展的契机

以CentOS为代表的开源Linux系统目前占据服务器最高的装机份额。根据IDC数据,2021年全球服务器出货中,微软Windows、红帽RHEL以及德国SUSE的部署率分别为36.25%(490万台)、13.71%(186万台)、2.26%(31万台),他们合计占据了绝大部分付费操作系统的装机份额。在免费操作系统中,以CentOS为代表的的开源Linux操作系统占据了绝大部分的装机量。整体来看,免费的Linux(629万台46.46%)、付费的Windows (472万台34.87%)以及付费的Linux(230万台17.01%)是目前服务器装机量前三大的选择。

2024年年中CentOS正式版本将停止服务。2019年9月CentOS 8在RHEL8发布后的4个月正式发布,原计划生命周期将到2029年,许多企业制定了将其业务系统从老旧的CentOS 6(计划2020年停服)迁移至CentOS 8的规划。然而在2020年12月红帽突然宣布CentOS 8将在2021年12月31日提前8年停服,CentOS7继续按原计划在2024年6月30日停服。CentOS停服后意味着不会再有官方的系统升级和安全补丁支持,一旦新的安全漏洞出现,容易被黑客利用,造成业务系统宕机、服务中断、数据泄露等风险,网络安全风险陡增。

红帽公司建议使用CentoS8的客户将其业务系统迁移到需要付费订阅的RHEL或者免费更新的CentOS Stream中。由于CentoS Stream属于REHL上游的滚动预览版本,其功能更新没有规律性,因而基本无法满足企业生产环境和关键业务系统的使用需求。红帽实质上是为了自身商业利益,倒逼CentOS客户转去付费订阅昂贵的RHEL,此举引发了全球开发者对商业公司主导的开源社区的信任危机。

RHEL的订阅价格昂贵,在价格敏感的客户中较难大规模推广。根据兴业银行在2021年的公开招投标文件,RHEL的标准订阅费用接近1万元/年/套,可以支持虚拟化功能的容器版RHEL的订阅价格更是达到3.4万元/年/套,高昂的价格使其较难在大量使用CentoS系统的对价格敏感的客户里去大规模推广。相较之下,国产操作系统仅收取4000-5000元的License买断费用,在后续每年仅收取相当于License费用15%的运维费用,价格优势非常显著。

CentOS在我国关键行业具有广泛应用,其停服将提高用户使用国产操作系统的意愿。根据赛迪顾问的统计数据,2021年我国新出货的服务器部署的操作系统中有79.1%为Linux系统,20.1%为Windows系统,0.8%为Unix等其他系统,Linux占据绝对主导地位,与全球水平相比我国Linux的部署率高15.6pcts。2019-2021年我国新出货的服务器中分别有45%、46%、47%付费部署操作系统。由于Windows系统及Unix系统绝大部分为付费系统,意味着2021年我国有约26.1%的服务器付费部署了Linux系统,有53%的服务器在使用免费的Linux系统,预计其中CentOS扮演了较为重要的角色。CentOS的停服将提高用户使用国产操作系统的意愿。

openEuler成为目前国内最成功的开源操作系统根社区

过往国产操作系统主要基于国际主流的Linux开源社区版本进行开发。从零开始构建操作系统需要巨大的资金投入,根据2009年Linux基金会官方评估,若闭源开发Fedora 9发行版系统,预计需要投入108亿美元。考虑到开源软件商业模式的成本和生态优势,过往国产操作系统主要基于国际主流的Linux开源社区版本进行开发。

openEuler经历了从华为内部自用到全面开源的过程。华为早在2010年就开始基于Linux内核自研服务器操作系统,主要用于内部CT设施及华为云服务等业务上;在2015年左右,华为认为开源是做大做强操作系统生态更好的选择,因而确立了开源的战略决策;2019年9月19日的华为全连接大会上,华为宣布openEuler即将开源,并上线了openEuler社区官网;2019年12月31日,华为开放openEuler源代码,正式进入开源时代;2020年3月27日,在华为开发者大会上,openEuler的首个正式版本20.03发布,麒麟、统信、普华、中科院软件所发布了首批四款基于openEuler的商业发行版操作系统;鉴于此前红帽突然宣布CentOS停服影响到业界对商业公司主导的开源社区的使用信心,2021年11月9日华为宣布openEuler正式捐献给开放原子开源基金会,并且未来华为不会做欧拉操作系统的商业发行版,以提高社区的中立性,更的推动欧拉开源社区的长远发展。

openEuler注重社区生态建设,构建多样性的社区合作伙伴和协作模式,共同推进社区发展。openEuler吸引了主流芯片厂商、操作系统开发商、行业解决方案厂商以及下游客户参与到生态建设之中,目前已经有18家厂商发布了openEuler商业发行版,并且有10余家企业发布了openEuler企业自用版。openEuler社区治理结构持续完善,社区理事会成员构成不断丰富,2023-2024年openEuler理事会由华为担任理事长单位,麒麟软件和中科院软件所担任副理事长单位,统信软件、中国移动、超聚变等各类型社区伙伴担任理事单位,共同推进社区发展。

多方合作共同推动openEuler不断拓宽硬件架构支持范围、丰富适用场景、优化用户体验、提高运维效率。例如麒鳞软件为openEuler贡献了UKUI桌面环境、跨架构兼容的云底座操作系统NestOS以及构建工具nestos-assemble,强化了云原生能力;龙芯中科、无锡先进技术研究院提供了对LoongArch、SW-64架构的支持;中国联通自研的opensd组件,支持openStack一键式批量自动化部署,提高运维效率。

openEuler出货量爆发式增长,成为政企客户的第一选择。由于openEuler具备多元异构算力支持、全场景、高性价比、高兼容性等突出优势,在CentOS即将停服的背景下,openEuler的装机量迎来快速增长。根据沙利文数据,2020-2022年openEuler的物理机装机量分别为3.5、53.2及103.3万台套,装机率分别为1.1%、15.1%及25.7%。2022年在政府、电信、金融三大关键领域,openEuler均成为新增服务器装机率最高的操作系统,装机量分别达到32.7、19.8及11.5万套,装机率分别达到50.3%、40.6%、30.6%。2023年openEuler的发展目标是增量服务器中装机率达到35%,成为中国装机率第一的服务器操作系统,从中长期来看,我国服务器操作系统大概率将收敛于openEuler技术路线。

2022年openEuler已经在政府、金融、电信、能源等关键行业的核心业务系统实现了广泛应用。例如中国工商银行在其对公结算、对公账户、电子影响等多个核心业务系统部署了超过600O套银河麒麟V10 openEuler版系统,国家电网华北公司在其电力调度等核心业务系统部署了超过5000套麒麟信安openEuler版系统。在2022年度openEuler领先商业实践奖中,麒麟软件、统信软件、麒麟信安等厂商获得了相关奖项。

openGauss在关键行业快速推广,国产替代空间大

openGauss是一款优秀的本地部署集中式关系型数据库

openGauss经历了华为内部自用孵化、内部商用、外部开放以及全面开源四大发展阶段。在内部商用阶段,openGauss就已经支撑起华为内部40多项电信核心系统的运转,并且在华为云平台开始进行验证,同时也在工商银行和招商银行进行了试点替代,经受住了企业级生产系统的长期检验。2019年5月15日,华为对外公布了GaussDB,开始在金融等关键行业全面推进生态建设。2020年6月30日,openGauss正式宣布开源,进入全产业联合共建的新发展阶段。

openGauss是一款开放的企业级数据库产品。openGauss具备高性能优势,在2路鲲鹏服务器上跑分达到M)SQL的3倍;具备高安全优势,数据全生命周期加密防护防篡改;具备高可用优势,故障切换时间小于10s;具备高智能易运维优势,提供A自动运维能力;采取全开放的战略,数据库内核完全开放,采用木兰宽松许可证协议,允许发行商对代码自由修改、使用并闭源销售,相较遵循GPL协议的MySQL数据库能够更好的保护发行商利益,规避法律合规风险。

华为openGauss系列产品采用商用+自用+开源相结合的商业策略。商用主要是值为使用华为公有云及华为混合云的政企客户提供分布式关系型数据库GaussDB(for openGauss)云服务;自用是指华为内部T系统使用自研的openGauss产品;开源则是指采用软件开源的方式,由生态合作伙伴开发openGauss商业发行版或企业自用版产品,满足广大政企客户本地化部署的数据库需求。

openGauss社区成员持续扩容,迎来快速发展。openGauss社区理事长由华为公司担任,理事会成员包括海量数据、云和恩墨、神舟通用等数据库厂商,建设银行、农业银行、邮储银行等金融机构,中国移动、中国电信、中国联通等电信运营商,清华大学等学术机构,中海油等能源央企以及深信服、超图软件等生态厂商,共聚全产业力量,推动社区不断向前发展。目前openGauss社区有包括海量数据、云和恩墨等在内的12家商用发行版厂商,20O家解决方案厂商,截止2022年底已经累计上线500个解决方案,2023年新上线1500个解决方案,意味着2023年openGauss出货量仍保持快速增长。

目前openGauss已经在金融、电信、政府、能源、制造业等多个行业积累了核心业务系统标杆项目,为之后各关键行业核心业务系统国产迁移奠定了良好的基础。例如在金融领域,中国邮储银行历时三年,在2022年正式将分布式个人核心交易系统、信用卡核心系统和对公核心系统平滑迁移至openGauss数据库之上,性能大幅提升,柜面交易时间相较原来平均缩短53%,历史交易记录可查询时间从1年拓展至8年,为邮储银行未来10年的业务发展打下坚实基础。

我国数据库市场正处于蓬勃发展期,国产替代空间大

随着需求侧主要下游行业客户信息化建设的不断提速,供给侧数据库产品的不断创新迭代以及支持性政策的持续出台,我国数据库市场迎来快速发展。由于openGauss是一款本地部署的关系型数据库,我们仅考虑本地化部署的关系型数据库市场空间,根据IDC数据,2022年我国本地部署关系型数据库市场规模为94.9亿元,同比增长18.6%,预计至2027年我国关系型数据库市场规模将达到186亿元,2022年至2027年的年复合增速达到14.4%,整体保持稳健增长。根据艾瑞咨询数据,2021年集中式数据库占据中国数据库市场的八成以上,假设2022年集中式数据库占比为80%,2027年占比下降至70%,则2022年本地部署的集中式数据库市场规模约为76亿元,2027年将达到130亿元。

本地部署的关系型数据库市场竞争较为激烈,外资厂商依旧占据较高份额,国产替代空间大。根据IDC数据,2021年我国前八大本地部署的关系型数据库厂商的市场份额合计为77%,第三到第八大厂商的市占率都处于4%-9%之间,未来市场格局发生变化的概率较大;其中Oracle、Microsoft、SAP、IBM四家外资厂商合计占据了45.8%的市场份额,依旧占据较高份额;华为是市场份额最高的国产数据库厂商,市占率达到13.1%,达梦、金仓、阿里巴巴分列国产第2-4位。根据2022openGauss峰会披露信息,2021年及2022年openGauss年出货量分别达到1万套及2万套以上,且2022年openGauss在本地部署的集中式关系型市占率首次达到10%,我们测算得到2021及2022年openGauss分别约占整体本地部署的关系型数据库市场的3.75%及8%,市占率有显著提升,但未来仍有较大提升空间。我们认为未来openGauss大概率将成为国产数据库技术路线收敛后的胜出者之一,将持续获得高于行业增速的发展速度。

openHarmony赋能万物互联,商业落地空间大

openHarmony是一款面向万物互联场景的全场景分布式操作系统

openHarmony脱胎于华为HarmonyOS,具备微内核、分布式等技术优势。2019年8月,华为正式对外发布全场景分布式操作系统HarmonyOS,主要面向“1+8+N”场景。2020年9月,华为将HarmonyOS的鸿蒙内核源码捐赠给开放原子开源基金会,随后开源为openHarmony项目。openHarmony具备微内核、分布式两大核心特征,可运行在各类型的智能终端上,支持任务在openHamony设备之间跨端迁移、多端协同,支持APP一次开发多端部署。

微内核的特点是简化内核功能,内核提供基础系统服务,如多进程调度、多进程通信(IPC)等,将原先宏内核包含的诸多系统服务放到用户态应用,变成服务等待应用请求,这样的好处的系统服务模块化、易拓展、安全性更,小到一个128KB内存的loT模组,大到一个12GB内存的高端智能手机都可以采用这套核心系统,一个操作系统实现通吃。

分布式是openHarmony最核心的特质,通过分布式软总线、分布式数据管理、分布式任务调度三大基本能力,实现不同设备之间的高效发现、高效数据传输及硬件能力调度,最终使得openHarmony生态内各设备之间应用软件的无感流转与交互。

openHarmony汇集了产业多方力量,不断发展壮大。2020年12月,博泰、华为、京东、润和、亿咖通、中科院软件所、中软国际等七家单位发起成立了openHarmony项目群工作委员会,负责社区规划与管理,目前委员会成员已经增加到33家,包括了芯片开发者、方案开发者、硬件产品开发者、应用软件开发者和各类型使能者。截止2023年10月31日,openHarmony开源社区已经积累起超过210家生态伙伴,有42款行业发行版系统通过兼容性测评,落地商用硬件产品超过210款,覆盖了金融、交通、教育、政府、安平、能源、制造、卫生、广电、电信、航天等领域,商业化正在快速推进。

 

编辑:520中国
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