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GPU军工信创唯一自主龙头景嘉微深度解析
舍瓦西里
中线波段的大户
2023-03-09 18:57:29

景嘉微深度解析

1. 步伐稳健,从军用定制GPU走向通用GPU

始于军用产品,机载图形显控巨头。景嘉微成立于2006年,公司主要从事高可靠军用电子产品的研发、生产和销售,主要有图形显控模块、小型化专用雷达和芯片三大业务。公司成立之初,了解到国外机载航电系统主要应用ATI(2006年被AMD收购)的M9芯片,决定自主研发嵌入式操作系统下M9芯片驱动程序,并于2007研发成功。随后公司又解决了嵌入式操作系统下的3D图形处理难题,具备了从底层驾驭图形显控产品的能力。截至2020年,公司图形显控模块在国内机载航电系统图形显控领域占据大部分市场,并逐步向舰载市场拓展。

GPU产品从军用定制走向通用。图形处理芯片(GPU)是图形显控模块最核心的信息处理部件。景嘉微在掌握图形显控模块技术后,开始自主研发军用GPU,打造具有“中国芯”的图形显控产品。2014年,景嘉微成功研发国内首款高性能GPU芯片JM5400,实现了军用GPU国产化。随后,景嘉微开始研发第二代GPU,并于2018年研发成功JM7200,进入商用市场,具备了一般PC通用功能。JM7200系列芯片2020年已经获得党政信创市场认可,2021年有望大规模放量。2021年,景嘉微的最新一代9系GPU芯片,目标民用市场,具备高性能计算能力,即将研发成功。

军工业务为营收基本盘,芯片业务占比逐步提升。公司业绩多年来稳健增长,业绩持续向好,营收和净利润2015-2020年五年复合增速分别为22%和18%。公司2020年实现营收6.54亿元,同比增长23.17%,实现归母净利润2.08亿元,同比增长17.99%。军工业务营收占比较大,2020年图形显控和小型专用化雷达合计占比近87%,芯片业务快速发展,营收占比逐步提升,2021年有望接近50%。

股权集中,国家大基金为第二大股东。公司董事长、总经理曾万辉,为国防科技大学硕士,擅长微波工程。截至2021年8月20日,公司控股股东和实际控制人为曾万辉、喻丽丽夫妇,两人合计直接持有公司37.47%的股份,并通过控制乌鲁木齐景嘉合创间接持有公司2.66%的股份。国家集成电路产业投资基金为公司第二大股东,直接持有公司9.14%的股份,表现了对公司技术和发展前景的认可。

2. 多领域应用带来GPU行业高景气度

2.1. GPU是什么?源于图形处理,强于高性能计算

GPU最初是为了更好的做图形处理而专门设计的微处理器。20世纪80年代之前,图形处理工作都由CPU负责,后来随着对图形显示要求的提高,专门用于图形处理的微处理器GPU(GraphicsProcessingUnit)被设计出来,使显卡减少了对CPU的依赖,计算机的图形显示能力得以提升。

GPU比CPU更擅长并行计算。从芯片设计思路看,CPU是以低延迟为导向的计算单元,通常由专为串行处理而优化的几个核心组成,而GPU是以吞吐量为导向的计算单元,由数以千计的更小、更高效的核心组成,专为并行多任务设计。微架构的不同最终导致CPU中大部分的晶体管用于构建控制电路和缓存,只有少部分的晶体管完成实际的运算工作,功能模块很多,擅长分支预测等复杂操作。GPU的流处理器和显存控制器占据了绝大部分晶体管,而控制器相对简单,擅长对大量数据进行简单操作,拥有远胜于CPU的强大浮点计算能力,从而更擅长并行计算,比如图像处理计算。

高性能计算需求打开GPU市场第二增长曲线。GPU原本只是用于图形和图像的相关运算,受CPU的调配,但随着云计算、AI等技术的发展,GPU并行计算的优势被发掘,在高性能计算领域取代CPU成为主角。2006年,NVIDIA发布了第一款采用统一渲染架构的桌面GPU和CUDA通用计算平台,使开发者能够使用NVIDIAGPU的运算能力进行并行计算,拓展了GPU的应用领域。2011年,NVIDIA发布TESLAGPU计算卡,正式将用于计算的GPU产品线独立出来,标志着GPU进入高性能计算时代。

2.2. 独立GPU和集成GPU各有千秋

GPU可分为集成GPU和独立GPU,景嘉微产品属于独立GPU。GPU按照接入类型划分,可以分为集成GPU和独立GPU。集成GPU集成在主板上,而独立GPU插在主板的相应接口上。集成GPU功耗更低、性能较弱、升级更换较难、价格较低,主要用于办公等中低端领域;独立GPU性能更强、升级更换简单、价格较高,主要用于游戏、高性能计算等中高端领域。

未来独立GPU市场规模大,集成GPU有望向SoC方向发展。随着深度学习、云计算等新技术的发展,市场对具有高性能计算能力的独立GPU需求不断增加。从独立GPU巨头NVIDIA的营收结构可以看出,2020年高性能计算业务计算和网络收入为68.41亿美元,同比增加109%,营收占比达到41%。未来随着新兴技术的进一步落地,具有高性能计算能力的独立GPU市场规模将会更大。在中低端市场,集成GPU因其较高的性价比,仍有很强的竞争力,未来有望向能耗更低、体积更小、性能表现相对更好的SoC方向发展。

2.3. 全球市场三大巨头垄断,中国市场前景广阔

多领域应用驱动市场规模扩大。随着GPU的并行计算优势被逐步挖掘,GPU的应用领域从图形处理扩展到高性能计算,市场需求变大。根据VerifiedMarketResearch的数据,2020年全球GPU市场价值为254.1亿美元,2027年有望达到1853.1亿美元,年平均增速高达32.82%。

全球GPU市场呈现寡头竞争格局,Intel、NVIDIA和AMD三大公司分食全球市场。集成GPU市场Intel优势明显,独立GPU市场NVIDIA与AMD两强割据。根据JonPeddieResearch的数据显示,2021年Q1,在全球PC端GPU市场中,Intel以68%的市场份额位居榜首,AMD和NVIDIA分别以17%和15%的市场份额名列第二和第三;在PC端独立GPU领域中,NVIDIA占据81%的市场份额拥有领先优势,AMD以19%的市场份额排名第二。

全球独立GPU领域的领导者NVIDIA。NVIDIA公司成立于1993年,是GPU(图形处理器)的发明者,也是人工智能计算的领导者。NVIDIA的主要业务分别是游戏业务、数据中心业务、专业视觉业务和自动驾驶业务。NVIDIA2020年营收167亿美元,其中游戏、数据中心、专业视觉、自动驾驶业务分别贡献了营收的47%、40%、6%、3%,其业务的丰富性和收入体量再次印证了GPU超出原有图形处理领域,在其他领域的广泛应用。

AMD是全球唯一可以同时提供高性能GPU和CPU的企业。AMD的显卡来源于2006年并购的ATI科技,在这之后的4年中,AMD继续使用ATI作为显卡品牌,直到2010年,AMD才抛弃原ATI的品牌命名方式。截至2020年,AMD同时提供独立GPU和集成GPU,其集成GPU主要运用在RyzenAPU、嵌入式、半定制平台中;独立GPU分为Radeon和Instinct系列,主要用于游戏、专业视觉、服务器等应用。2016-2020年,AMD的计算和图形收入的营收由19.88亿美元上升至64.32亿美元,年复合增速高达34%。在游戏领域,NVIDIA和AMD不分伯仲,但在通用计算领域,NVIDIA高瞻远瞩,已经形成CUDA生态,市场份额远超AMD。

中国大陆独立GPU2027年市场规模超过341亿美元,国产替代孕育良好机会。由于NVIDIA和AMD基本占据了独立GPU市场的全部份额,所以根据两者2020年在中国大陆的独立GPU销售收入,可以估测2020年中国大陆GPU市场的规模。AMD并未对外披露中国大陆的独立GPU销售收入,因此我们基于2020年NVIDIA在中国大陆的销售收入和在全球独立GPU市场的份额来估算2020年中国大陆的独立GPU市场规模为47.39亿美元。保守假设中国GPU市场规模保持与全球GPU市场规模相同的增速,我们预计2027年中国大陆GPU市场规模将超过345.57亿美元。随着政策端对信息关键基础设施自主可控的重视,国产替代浪潮来临,国内独立GPU产商的广阔市场空间已被打开。

2.4. 图形显示和高性能计算是两大应用方向

GPU未来主要有两大应用发展方向。从需求端考虑,GPU的优势在于并行计算,需要大规模运用到并行计算的领域就是未来GPU的发展方向。1)更加逼真的图形展现。图形显现是GPU芯片最初的功能,随着视觉科技和虚拟现实技术的发展,更加真实的图形显现效果会对GPU的并行计算能力提出更高的要求,因此,图形显现是GPU芯片未来重要的发展方向。2)高性能计算。高性能计算主要包括通用计算(GPGPU)和人工智能计算(AIGPU)。通用计算(GPGPU)就是用GPU来处理一些原本CPU可以处理、但是更适合拥有强大浮点计算能力的GPU处理的运算,比如人脸识别等。人工智能计算(AIGPU)是另一种高性能计算,不同于传统的基于流处理器的GPU,用于AI计算的GPU大多数情况下浮点计算精度要求较低,但对计算吞吐量要求较高。

算力是GPU的关键指标。图形处理和高性能计算都对GPU的并行计算能力都有很高的要求。算力的高低是衡量GPU性能强大与否的关键指标,为此,业界巨头NVIDIA不断更新自己的硬件架构,以达到更高的并行计算能力,其2021年发布的RTX3070 Ti采用Ampere架构,CUDA核心数量是其2018年发布的RTX2080 Ti的两倍多,同时NVIDIA正在研发新一代计算能力更强的Hopper架构。

生态是另一核心竞争要素。软件生态是GPU市场除了算力之外的另一竞争要素,良好的生态意味着更多的开发者和使用者,从而带来更大的市场份额。在高性能计算领域,NVIDIA通过降低开发难度、支持学生和老师发论文、支持创业公司使用CUDA、开源相关库等一系列措施建立通用计算平台CUDA的生态,聚拢了大批客户和开发者,得以称霸高性能计算市场。

国产GPU的发展需要兼顾算力与生态。目前国产GPU厂商主要分为两大类,一类是从图形显示开始做起,未来想像NVIDIA一样逐步转向高性能计算;另一类是专攻于高性能计算,其产品不具备图形显示能力。但两者的生态建设目标都比较落后。国产GPU的发展要做好以下几点:1)进一步提高图形处理能力,保障国产GPU的基本功能。虽然高性能计算的应用使得GPU市场需求快速增加,但是图形处理依旧是GPU的基本能力和应用,NVIDIA2020年图形处理营收占比依旧高达59%。2)扩展高性能计算能力,增强国产GPU除图形处理之外的非传统功能。高性能计算是GPU未来发展的新兴方向,国产GPU需要把握新兴方向,争取占据科技高地。3)逐步建设生态系统,提高用户体验。国外GPU发展具有先发优势,已经有CUDA、ROCm等较为成熟的计算生态,国产GPU刚刚起步,需要重视生态建设,为未来发展打下基础。

3. 景嘉微GPU国内领跑,业绩增长空间明确

3.1. 技术先进:做好图形显示,发力通用计算

国内唯一一家能够实现GPU自主研发并商业化大规模生产的企业。有很多企业加入了GPU赛道,如航锦科技、芯原股份、摩尔线程等,但直至2021年7月,景嘉微依旧是国内唯一一家能够实现GPU自主研发并商业化生产的企业,并在逐步缩小与世界领先水平的差距。

2018年成功研发的7系GPU芯片实现了商用GPU国产化突破。公司第二代图形处理芯片JM7200于2018年8月成功流片,性能相当于2012年的NVIDIAGTX640水平。在JM7200基础上,公司又推出能耗更低的JM7201,性能已经能够满足看电影、办公等基础需求,成功进入商用领域,并已经开始应用于国内信创市场。

在图形显示领域具有先发优势,满足信创需求。图形显示市场规模很大,但已经趋于成熟,产品溢价较低,对于初创公司来说,该方向前期投入大、收益低,进入壁垒较高,因此,国内很多新生GPU公司产品专注于高性能计算,却不具备图形处理能力。景嘉微较早布局图形显示GPU,具有先发优势,量产的7系芯片已经具备较强的图形处理能力,满足了现阶段信创市场的需求,已获得大量信创订单。

公司新一代9系产品将具备高性能计算能力。公司面向中高端商用领域的9系产品有望在2021年投片生产,成为公司的下一代主要产品。9系产品中的JM9231跟NVIDIA2016年推出的GTX1080产品性能相当,主要针对国产化办公电脑,便携式计算机、中低端的游戏机和高端嵌入式系统等消费电子领域,对图形生成和显示能力进行了优化和进一步提高,进一步满足了图形显示市场需求。另一款9系产品JM9271科学计算能力得到了大幅度提升,可以达到NVIDIA2017年中高端产品的性能标准,主要针对人工智能、深度学习等对计算速度要求非常高的高端应用领域。

3.2. 产品安全:完全自研,背景可靠

景嘉微GPU技术完全自研,采用正向设计。指令集方面,不像CPU领域有ARM、X86等向外授权的指令集,GPU领域指令集为各公司自主研发,不对外授权,甚至不对外公布。硬件架构设计方面,巨头之间也是各自独立,互不相同,NVIDIA的主要架构有Ampere、Turing等,AMD的主要架构有RDNA等。景嘉微研发的5系、7系和9系GPU芯片均为完全自主研发,采用正向设计,具有自主知识产权,在设计环节不会面临关键技术被国外“卡脖子”的问题。公司以基础理论研究为基础,从数学公式推导开始,从架构设计、算法模型、原理验证、硬件实现、驱动开发等环节全部正向设计。截至2020年12月31日,公司共申请160项专利,技术实力雄厚,不仅做到自主可控,同时国际上应用也需要获得部分景嘉微专利许可。国家集成电路产业投资基金为公司第二大股东,直接持有公司9.14%的股份,体现了对公司技术和发展前景的认可。

公司军工业务起家,高管国防科大背景。国防科大是解放军最高工程技术学府,国防科技自主创新高地,承担着从事先进武器装备和国防关键技术研究的重要任务。公司初创股东及多位高管具备国防科大背景,在微波技术、通信与电子系统有着十年以上的研发经验。景嘉微2006年做军用飞机的图形显控设备起家,成立之初即参加了“神州八号”图形显控模块设计,后续不断在军用图显领域完成技术突破,实现了军用飞机图显设备的自主可控。在军用图形显控领域积累足够经验后,逐步拓展到商用GPU芯片业务,并向民用市场进发。

3.3. 生态建设:适配主流软硬件,搭建自有计算平台

公司7系产品已完成与国内主要的CPU和操作系统厂商的适配工作。JM7200已经与长城、联想、同方等十余家国内主要计算机整机厂商建立合作关系并进行产品测试,与苍穹、超图、昆仑、中科方德、中科可控等多家软硬件厂商进行互相认证,共同构建国产化计算机应用生态。

新一代9系产品有望兼容主流软硬件。公司正在研发的JM9231和JM9271将采用业界主流的统一渲染架构,支持OpenGL4.5接口,可以无缝兼容市面上主流的CPU、操作系统和应用程序(支持X86、ARM、MIPS处理器和Linux、中标麒麟、银河麒麟、windows等操作系统),有望与市面上大部分的软件应用互相兼容。

计算平台生态稳步搭建。公司9系产品中的JM9271将可用于人工智能、云计算等中高端领域,对应会建立相应的计算平台生态。通用计算方面,国际主流计算平台为NVIDIA的CUDA,公司自研计算平台短期内无法赶超,但会针对客户典型应用案例把针对性应用库做好,由点带面,逐步完善自己的生态,提升开发者使用体验。AI计算方面,公司将主要考虑通过OpenCL转换CUDA的平台,先兼容TensorFlow框架,再做扩展,形成、完善自己的框架。

3.4. 业绩空间:短期看信创,长期看民用

开启信创市场,芯片业务迎来放量。信创市场对产品自主可控要求较高,是公司产品短期内的主要目标市场。公司7系芯片2020年已经批量出货,整体芯片业务营收为0.72亿元,同比增加65%。信创市场分为党政信创和行业信创,2020年党政和行业市场PC出货量分别约为500万和2000万台。公司7系芯片在获得了信创市场认可的情况下,2021年出货量有望大规模提升,同比进一步提升信创市场份额,2021年上半年芯片业务营收为2.14亿元,同比增长1355%。

9系芯片有望打开民用市场,带来长期增长动力。9系芯片相对于7系芯片性能大幅提升,目标民用市场。一方面,相比于信创市场,民用市场规模更为广阔,包括民用个人电脑、服务器、车载、摄像头等多个细分领域;另一方面,民用市场产品市场价格更高,公司产品进入民用市场后有望提价,根据9系芯片对标的同档NVIDIA芯片,我们预计9系芯片2021年价格有望达到1000元/片,从而实现量价齐升,为业绩长期增长提供动力。

4. 基本盘军工业务稳定增长

“十四五”期间加快国防和军队现代化建设,军品市场有望迎来快速发展。“十四五”规划提出,“加快机械化信息化智能化融合发展,全面加强练兵备战,提高捍卫国家主权、安全、发展利益和战略能力,确保2027年实现建军百年奋斗目标。”军品市场有望迎来发展机遇,景嘉微作为军用图形显控领域和小型专用化雷达领域重要参与者,更为受益。

4.1. 图形显控:技术先进+领域拓展

景嘉微产品发展至最新第三代图显设备,成功研发自主GPU芯片增强产品竞争力。2009年公司首款图形显控模块定型,公司图形显控模块发展迅速,依托拥有自主知识产权的VxWorks嵌入式系统下M9、M72、M96系列驱动程序,利用技术研发优势,不断提升图形显控模块性能。公司的图形显控模块和图形处理芯片技术水平已达到第三里程碑,是信息处理机的核心组成部分,应用于军用飞机前舱和后舱,同时,公司自有GPU芯片的研发成功,进一步加强了公司图形显控产品的核心竞争力。

立足军机,向舰载领域拓展。公司有图形显控模块、图形处理芯片、加固显示器、加固电子盘和加固计算机等五类产品,其中图形显控模块是公司最为核心的产品。截至2020年,中国新研制的绝大多数军用飞机均使用公司的图形显控模块,此外还有相当数量的军用飞机显控系统换代也使用了公司产品,公司图形显控模块在军用飞机市场中占据明显的优势地位。同时,公司积极向舰载显控领域拓展,研发并提供相适应的图形显控产品。

4.2. 小型化专用雷达:技术积累+战略聚焦

公司已经积累微波射频和信号处理方面相关技术优势。公司较早开始在微波射频和信号处理方面进行技术积累,在空中防撞雷达、主动防护雷达及弹载雷达微波射频前端等小型专用化雷达领域具有技术优势。

战略聚焦核心部件,与其他企业形成优势互补。公司在芯片等元件上的研发经验有助于在雷达领域实现更多技术突破,而且小型专用化雷达领域产品储备丰富,市场开拓的成效已逐步显现,未来具备较大的增长潜力。

5. 盈利预测与估值

核心假设:

芯片领域产品:公司技术国内领先,满足信创要求,7系产品2021年有望实现业绩大规模放量。即将研发成功的9系产品,性能相比于7系产品显著提升,具备高性能计算能力,未来有望进入民用市场。我们预计2021-2023年营收增速为730%/97%/65%。

图形显控领域产品:截至2020年,中国新研制的绝大多数军用飞机均使用本公司的图形显控模块,未来随着军用市场放量和公司业务逐渐向舰船等其他领域渗透,该业务有望保持稳定增长,我们预计2021-2023年营收增速为25%/25%/25%。

小型化专用雷达领域产品:公司在该领域已经积累相关技术优势,同时战略聚焦核心部件,与其他企业形成优势互补,该业务增长空间可观,我们预计2021-2023年营收增速为40%。

其他领域产品:该业务将维持较为平稳的增速,我们预计2021-2023年营收增速为2%。

盈利预测:我们预计公司2021-2023年营收分别为13.32/21.16/31.50亿元,归母净利润分别为3.43/5.58/9.01亿元,现价对应PE为107/66/41倍。

分部估值:公司业务分两块,军工业务增长较为稳定,采用PE估值方法。军工业务中,雷达业务和图形显控业务差距较大,选择分部估值;芯片业务,研发投入大,现阶段利润情况不能真实反映公司的盈利质量,我们决定采用PS估值方法。

按照2021年收入相对估值: 可比公司选取:公司芯片业务产品主要为GPU芯片,属于高性能芯片,我们以产品相似性为标准,选取高性能芯片公司寒武纪、澜起科技、圣邦股份和斯达半导为可比公司。公司军工业务产品主要为图形显控和小型化专用雷达,我们以产品相似性为标准,选取军用芯片公司紫光国微、复旦微电和振芯科技为图形显控业务可比公司,选取雷达公司雷科防务、四创电子和国睿科技为雷达业务可比公司。

相对估值:公司芯片业务可比公司2021年平均PS为41倍,随着信创市场的打开,公司芯片业务开始大规模放量,我们预计营收增速将高于可比公司营收增速,给予景嘉微行业可比公司平均PS41倍较为审慎,对应芯片业务2021年市值245亿元。公司军工业务中军工图形显控业务可比公司2021年平均PE为105倍,小型专用化雷达业务可比公司2021年平均PE为39倍,公司军工产品具有核心竞争力,营收增速稳定,给予行业平均PE较为合理。假设军工业务净利率稳定为30%,对应军工业务2021年市值200亿元。因此在没有考虑9系芯片后续贡献的情况下,景嘉微对应2021年总市值445亿元。

远期折现:

芯片业务:到2025年,国产化事业发展到新阶段,我们预计每年党政(含事业单位)、行业、终端消费者分别稳态采购500、2000和2500万台PC,景嘉微在其中分别取得100%、10%和5%的市场份额,加上GPU服务器、车载、摄像头等应用需求,对应2025年公司芯片业务营收为36亿元,我们预计2025年净利率为20%(NVIDIA2019-2020年净利率约为25%,景嘉微发展尚未成熟,给予20%净利率较为审慎),选取远期稳态PE70倍(NVIDIA2021年PE约为70倍),基于10%的折现率(投资者必要回报率),给予景嘉微芯片业务2021年市值为344亿元,整体2021年目标市值544亿元。

6. 风险提示

1、 公司最新GPU研发不及预期。GPU研发难度较高、投入较大,若公司最新的9系GPU芯片未能按时成功流片,将对公司业绩有所影响。

2、 信创推进不及预期。公司芯片产品2021年主要市场为信创市场,如果信创市场推进不及预期,将会对公司业绩造成影响。

3、 中国军费及军工信息化不及预期。公司军工业务主要为军用设备提供图形显控产品、小型化专用雷达产品等信息化产品,若中国在信息化方向的军用预算不及预期,将影响公司军工业务。

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  • 只看TA
    2023-03-17 14:00
    GPU龙头景嘉微详解
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  • 只看TA
    2023-03-09 19:55
    在破位边缘了,唉
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  • 只看TA
    2023-03-09 19:31
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