计算机行业ASIC系列研究之四：国产ASIC，PD分离和超节点

行业及产业 行业研究/行业深度 证券研究报告 计算机 2025 年 09 月 26 日 国产 ASIC：PD 分离和超节点 看好 ——ASIC 系列研究之四 相关研究 《芯原股份（688521）深度：国产算力卖铲人，受益 ASIC 定制趋势（国产 ASIC 系列研究之 2）》 2025/09/21 《超节点：从单卡突破到集群重构——GenAI 系列深度之 61》 2025/07/09 证券分析师 黄忠煌 A0230519110001 huangzh@swsresearch.com 杨海晏 A0230518070003 yanghy@swsresearch.com 研究支持 曹峥 A0230525040002 caozheng@swsresearch.com 杨紫璇 A0230524070005 yangzx@swsresearch.com 崔航 A0230524080005 cuihang@swsresearch.com 联系人 曹峥 (8621)23297818× caozheng@swsresearch.com 本期投资提示： ⚫ ASIC 与 GPU 商业模式差异：专用与通用。技术层面，两者均由计算核、存储模块和 I/O 模块组成，随 AI 模型结构变化与应用场景丰富，边界趋同；但商业上，ASIC 是与下游场景高度耦合的专用芯片，聚焦文字/视频推理等特定需求，GPU 则需覆盖全场景，属通用芯片。 ⚫ ASIC 成本效益比获验证，迎来发展拐点。ASIC 在能效与成本上优势突出，谷歌 TPU v5 能效比为英伟达 H200 的 1.46 倍，亚马逊 Trainium2 训练成本较 GPU 方案降低 40%，推理成本降 55%。服务商博通 2024 年 AI ASIC 收入 122 亿美金，2025 年前三季度达 137 亿美金，季度环比增速已超越英伟达。2024H2 以来谷歌 TPU 产品性能、出货规模迅速增加，验证 ASIC 需求。 ⚫ AI 渗透率持续提升带动推理需求激增，拓宽 ASIC 市场空间。推理侧注重吞吐与成本，ASIC 更具优势，且推理收入与吞吐量直接挂钩。ChatGPT C 端 WAU 截至 2025 年 7 月达 7 亿，OpenRouter 统计的 Token 消耗量近一年翻近 10 倍，驱动推理算力需求提升。外采芯片需承担厂商利润（英伟达 FY2025 净利率达 57%），规模效应下外采成本高于自研。根据 AMD，2028 年全球 AI ASIC 市场规模有望达 1250 亿美金。博通预计 2027 年大客户 ASIC 可服务市场为 600-900 亿美元。 ⚫ ASIC 设计服务商：高复杂度行业专业分工的必要环节。ASIC 设计需前端需求定义与后端技术落地，云厂商多依赖服务商。全球主要服务商中博通、Marvell 份额最大。谷歌 TPU 的成功离不开与博通的合作，博通的核心优势包括：30 亿美金投入积累的完整 IP 体系、TPU 设计经验、与台积电合作的 3.5D XDSiP 封装技术、领先的高速互联与 CPO 技术。芯片设计连贯性带来高客户转换成本，巩固其地位。 ⚫ 国内头部云厂自研 ASIC 已有成果，国产设计服务商机遇。2025H1 中国 AI 云市场 CR5 超过 75%，头部云厂需求旺盛：百度昆仑芯迭代至第三代，实现万卡集群部署并中标 10 亿中国移动订单；阿里平头哥 PPU 显存、带宽超英伟达 A800，签约中国联通 16384 张算力卡订单；字节 2020 年启动芯片自研，计划 2026 年前量产。国产服务商各有优势：芯原股份 IP 丰富且具备 5nm 工艺能力，翱捷科技在手订单充足，灿芯股份依托中芯国际布局成熟制程，在产业链成熟与需求增长共振下，国产 ASIC 有望放量。 ⚫ PD 分离与超节点是国产 ASIC 发展的两大核心趋势。PD 分离指 Prefill 与 Decode 任务用不同芯片完成，华为昇腾 950 分 PR（HiBL 1.0 HBM）、DT（HiZQ 2.0 HBM）型号适配不同场景；超节点通过高带宽互联形成统一计算体，国内海光、华为两大体系雏形初现：海光开放 HSL 协议吸引寒武纪等参与，华为开放灵衢总线支持超 8192 卡扩展，均采用开源开放模式，区别于封闭生态，更适配行业多元化需求。 ⚫ 风险提示：技术路线不确定的风险；技术研发迭代进展不及预期；供应链稳定风险。 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第2页 共29页 简单金融 成就梦想 投资案件 结论和投资分析意见 ASIC 大芯片设计复杂度高，专业分工下设计服务商迎来发展机遇，博通、Marvell、国内芯原股份、翱捷科技、灿芯股份有望受益。 原因与逻辑 大模型推理需求激增背景下，ASIC 成本效益比显著，需求获验证，博通 2024 财年 ASIC 收入突破百亿美金。 国内外大厂谷歌、微软、Meta、亚马逊、阿里、百度、字节纷纷投入 ASIC 自研。博通预计 2027 年大客户 ASIC 可服务市场规模达 600-900 亿美金。 ASIC 服务商在其中具有重要价值，海外头部云厂（如谷歌）自研 ASIC 时，均依赖博通、Marvell 等专业服务商的技术支持（如 IP 体系、封装技术、量产经验）。 国内并非跟随海外路径，已有独立成果：国内头部云厂（阿里、百度等）纷纷布局自研 ASIC，形成实际落地案例。国内也涌现出芯原股份等本土设计服务商，覆盖不同技术需求，构建起初步的国内产业生态。 有别于大众的认识 市场认为， ASIC 与 GPU 视为割裂的技术路线，我们认为 AI 大模型时代 GPU 与ASIC 边界正逐渐模糊，核心差异实际体现在商业模式 ——ASIC 是场景高度耦合的专用芯片，GPU 是覆盖多场景的通用芯片。 市场认为，国内 ASIC 发展是跟随海外路径，我们认为国内并非 “跟跑”：阿里、百度等头部云厂早有自研成果，本土也已形成芯原股份等具备差异化能力的设计服务商，构建起独立的产业生态雏形。 市场对 ASIC 技术趋势的认知多停留在 “提升算力”，我们认为，系统级能力是未来 ASIC 发展的核心方向。PD 分离（拆分推理任务适配不同芯片）和超节点（高带宽互联整合多处理器）重要性提升，且国内已在这两大领域形成海光、华为的自主技术体系，并非单纯复制海外技术路径。 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第3页 共29页 简单金融 成就梦想 1．大模型推理带动 ASIC 需求.......................................... 6 1.1 ASIC 专用性强，具备成本和效率优势 ......................................... 6 1.2 AI 渗透率向上，推理需求提升 .........................