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AI芯片产业链全解读！其中有什么不为人知的机会？
2024.03.18
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你知道给英伟达卖铲子的公司有哪些吗？你知道芯片之母是哪些公司吗？你知道AI趋势下，什么样的芯片公司最受益吗？
芯片一直是美股市场上最热门版块之一，但我发现其实多数投资者对于芯片产业链的理解都非常有限。尤其现在AI概念大火，芯片作为AI的基础，又一次获得了市场的追捧。但如果你不了解芯片产业链，很容易在投资中踩雷，也看不到一些不可多得的机会。所以本期Pro视频，美投君就打算给各位看官完整梳理一遍整个芯片产业链。我也会对一些AI趋势下的关键公司给出我自己的解读。
这期视频我们会从两个维度来系统性的介绍芯片产业链，第一个维度是横向的，我们把现在芯片产业链上所有的公司，以及他们之间的关系梳理清楚。第二个维度是纵向的，我们看看在AI发展的时间轴上，哪些公司最先受益？竞争格局如何？哪些公司未来上限更高？哪些风险最大？
我们先来看这第一个维度，现在的芯片产业链。下面这张图是我自己制作的一张芯片产业链的概览，有点儿丑，但意思到了。一个AI芯片从无到有，大致可以分成三个阶段，包括上游的设计、中游的制造、和下游的封装测试。而每个阶段也都有自己的上下游公司。
我们先看中间这条主线。一个芯片最开始需要先设计出来，这其中牵扯到的公司叫做芯片设计公司，典型的代表就是英伟达，AMD，英特尔和高通，他们也算是市场上最知名的一类芯片公司了。芯片设计好后，图纸就会交给工厂去制造实体芯片。由于这个过程技术要求极高，大多数公司都会选择专业的代工厂。这其中台积电，三星和英特尔都能够做芯片代工。不同的是，台积电是只做代工，并且也是全世界最好的代工厂。而三星和英特尔则是既自己做芯片设计，也为别人做芯片代工。芯片制造出来后，最后一步就是封装和测试，这些公司将确保芯片能够按预期运行，并最终交付。
这是主线上的公司，其实在每个领域内，还有很多支线公司也非常优秀。这些公司很多就相对比较冷门了。比如在芯片设计领域里，有给公司提供设计架构的核心IP企业ARM，他主要为高通，英伟达，苹果这样的芯片设计公司，提供整套的架构方案。它主要布局在手机芯片端。前不久刚刚上市，我们还做过一期Pro视频分析过。对这家公司感兴趣的看官建议去补补课。
再比如提供EDA软件支持的Synopsys和Cadence。EDA中文叫做电子设计自动化，他们提供芯片设计公司所必备的软件支持，可以说没有他们也就没有所有芯片设计公司，因此EDA也被称为是芯片之母。前不久美国禁止给中国出口EDA，就是因为这部分软件服务在整个芯片领域异常关键。也正因如此，该领域的这两家龙头公司也是长期投资者最爱的标的之一。
另外，芯片设计领域还有给设计公司提供基础解决方案的博通AVGO和超微电脑Super Micro。博通主要提供软件解决方案，而超微主要提供硬件解决方案。超微最近几个月股价暴涨了3倍多，相信不少看官也有所耳闻。这些公司一会儿我们还会提到，这里先给大家留一个大致的印象。
而在芯片制造领域中，也存在一些非常优质的上游公司。他们主要是给芯片代工厂提供设备和原材料的企业。其中最有名的当属光刻机制造商阿斯麦ASML，光刻机是芯片制造的必备设备，而且目前只有阿斯麦一家有能力提供。另外，还有一些提供其他芯片设备的厂商，比如Lam Research，Applied Materials。他们也都是美股中长期的大牛股。
而对于芯片下游，封装制造领域，由于这个环节技术含量较低，而美股中也没有好的标的，所以我们也不太需要关注这部分的机会。
总的来说，所有上述这些公司都是在各自领域中无可争议的领头羊，也都是具有不俗投资价值的公司。接下来我会从投资角度，主要分析两家芯片制造类企业。而芯片设计类企业，我们留到第二层维度中再聊。
我们先来看芯片代工龙头台积电。台积电可能是市场上最被忽视的一家AI受益股了，当然他被忽视也有一定自身的原因，我们一起来看一下。
台积电最近的股价表现其实还不错，终于从前两年的低谷中爬了出来。台积电最近这波大涨要得益于英伟达的大单，英伟达作为台积电的第二大客户，占了公司总营收的11%，而英伟达的异军突起对于台积电自然也有不小的促进。除了英伟达的订单外，芯片周期的见底回升也帮助了台积电。业内人士基本证实，去年芯片周期已经见底，而台积电受到严重的芯片周期影响，现在周期上行，对于台积电来说也会是不小的促进。这两点因素叠加，便造就了台积电近期业绩的回升。而这两点因素，目前来看都不会仅仅是短期的促进，而会在未来很长一段时间内，给台积电带来持续的利好。
而这些不过是正常情况下台积电本来就有的利好，未来在AI趋势下，台积电其实也具备不小的优势。未来AI趋势下，对于芯片有一个很重要的需求，那就是节能。像马斯克就曾表示，未来AI应用爆发下，全世界的电力供给将会严重不足。那这就意味着，节能这个特点，对于芯片来说至关重要。而台积电，刚好在芯片能耗上有着很强的技术优势。这会进一步巩固台积电在芯片制造领域的优势。
不过我们说了，台积电在AI浪潮下被忽视其实也是有原因的。那便是他的上升空间受到了一定的限制。理论上讲，在有如此技术优势，同时市场又供不应求的情况下，台积电可以轻易的通过涨价来获得营收增长和利润提升。但是台积电似乎不愿这么做。
从下图中可以看出，即便AI需求在去年出现了大爆发，但台积电的营收不过是恢复到了22年的水平而已。这和英伟达AMD的翻倍增长相比根本不值一提。那为什么上游企业业绩大增，但台积电增长却乏善可陈呢？其实就是因为台积电没有涨价。
目前，台积电在24年的计划也仅仅只是涨价3%到6%。从历史经验来看，公司传统的涨价方式就是靠更先进的制程来收更高的费用。下面这张图就展示了不同制程芯片的定价，可以看到两纳米芯片会比三纳米要高30%。但两纳米的产能毕竟有限，而且要等到25年才能落地，它所带来的增长远远不够。理论上讲，台积电完全有能力涨价，现在的利润全被上游企业拿走了，对于台积电来说多少也有些不公平。当然，你也可以把涨价当成台积电股价的势能。但我预计大概率台积电还是不会大幅涨价。那么受到价格和产能的限制，他的确定性有余，但是却增长不足。另外，台积电还有一个风险大家要心里有数，那就是地缘政治风险。这个风险量化不了，这是所有台积电股东都必须要承受的一个不确定性。
说完台积电，我们来看看它上游的一家公司阿斯麦ASML。阿斯麦可以说是芯片行业内最具垄断力的公司，甚至说他是全球最具垄断力的公司我想可能都不为过。因为在光刻机领域，阿斯麦是全球唯一一家有能力做先进芯片光刻机的公司，他完全没有竞争对手。而现如今需求又在AI趋势下进一步提升，他的垄断力再次得到了加强。
下面这张图展示了所有芯片设备公司2022和2023年的营收表现。可以看到，阿斯麦是唯一一家23年营收还能增长的企业。要知道23年是典型的芯片周期下行的年份，所有的公司都在收缩。但在极强的垄断力下，阿斯麦仍然实现了逆势增长。
在2024年，阿斯麦为了迎合AI芯片的需求，也恰逢其时的推出了他们的新一代杀手级产品，被称为高数值孔径的极紫外（EUV）光刻机。你能想象这样一台光刻机要多少钱吗？3.8亿美元！是前代产品售价的两倍。即便如此也是供不应求。现在英特尔已经下了订单，而台积电还没有完成谈判。但他们肯定是会买的，毕竟这是台积电未来进军一纳米制程的关键。
其实，对于中游的这两家公司来说，他俩从AI中获益的逻辑是很类似的。一方面是AI带来的行业整体需求的增加，让台积电和阿斯麦能够满负荷运转。另一方面，是AI让客户对最顶尖技术的依赖进一步加强了他们的垄断地位，这给长期投资带来了极强的确定性。可以看出，AI使他们的长期投资逻辑变得更强了。但我们也要清楚，他俩受限于产能，都很难在AI需求爆发中有太高的增长。他们的核心投资逻辑还是在于确定性。这点也基本适用于多数芯片中游公司。
接下来，我们来聊聊芯片产业链的第二层维度，在AI发展的纵深下，哪些公司最容易收益？他们的竞争格局如何？
这部分参与战局的公司则基本都在芯片设计领域。因为他们是提供end product，当需求发生变化时，他们是最先反应的公司。下面这张图就详细说明了，芯片设计公司在AI不同技术层面上的布局。从AI技术发展的角度来看，他可以分为两大部分，一个是AI训练，另一个是AI推理。AI训练指的是训练AI模型的这个过程，而AI推理指的则是应用AI模型实现任务的这个过程。举个简单的例子，OpenAI开发ChatGPT用到的更多是AI推理，而你跟ChatGPT互动的这个过程，用到的更多是AI训练。
现阶段，AI训练还是最主要的需求来源，也是各大科技公司的兵家必争之地。而AI推理，由于现阶段真正的AI应用不足，所以还没有大规模的铺开。但未来这个趋势肯定是会逆转的，更多的算力需求会来自于应用AI时所需的AI推理，而不是训练模型所需的AI训练。
在现阶段，AI训练领域中，我们还是会更多使用云端的数据中心的算力来完成AI训练。而目前在这部分只有两个玩家，一个是英伟达，一个是AMD。其中英伟达占了绝大部分的市场利润，也是行业绝对的龙头。这来自于他的CUDA软件平台所带来的综合实力。而AMD无论是技术还是配套设施都远不及英伟达，想超越也几乎不可能，他唯一的优势就是便宜。目前，在绝大部分算力还都集中在AI训练上的情况下，英伟达和AMD对于AI需求也最为敏感，他们是整个产业链中最早受益的公司。
而当模型训练逐渐完成，AI应用开始落地的时候，AI推理的需求量就会开始大幅提升了。而AI推理和AI训练在算力上最大的不同就是，它不那么吃性能，所以对于芯片技术的要求也会更低一些。那么像英伟达这种靠软硬结合构建技术壁垒的策略，就没有那么有优势了，入局的玩家自然就会增加。
而在AI推理这部分，又分为云端推理和边缘推理两部分。在现在这个时间点，云端推理依然占推理市场的大头。你现在跟ChatGPT的互动，背后的算力支持不是你的电脑，而是云端上英伟达的数据中心。在云端推理领域，占领最多市场份额的依旧是英伟达和AMD。不过要注意的是，和AI训练几乎是这两家通吃不同，云端推理还有很多大科技正在布局。我们经常听说谷歌，微软，特斯拉要自己做芯片，其实主要说的就是这部分。他的难度相对较低，从长远来看，这些大科技做出自己的推理芯片还是很有可能的。这也是未来投资英伟达需要留意的风险。
AI推理在未来还有另一个必然会发生的趋势，那就是像边缘计算方向发展。包括手机，电脑，汽车、家电、摄像头等物联网设备，在未来都会装有AI芯片。很多AI级别的决策会直接在本地进行运算。这也会带来另一波芯片算力需求的爆发。关于边缘AI的发展，我之前专门做过一期Pro视频，建议没看过的看官去补补课。
具体来看，边缘AI 又可以分成手机，PC，和Embedded三大类。其中手机就是高通一家的天下，当前99%以上的手机都用高通的芯片，所以高通可以说是必然能从这波AI浪潮中受益。可以预期的是，当AI应用普及后，一定会出现一波或几波新的换机潮，这会在未来持续给高通带来利好。但也要清楚的是，手机市场已经饱和，增量只能来自于换机，无法实现用户群体的扩展。这和当前英伟达和AMD的增长逻辑是不同的，也不会有他们这样的爆发力。
在PC市场中，竞争就比较激烈了。从当前的格局来看，AMD优势最为明显，其次是英特尔，而高通和英伟达都是刚入局的新手，他俩还有待观察。在AI PC这一块儿，我在上期讲AMD的Pro视频中详细分析过，这里就不再展开了。
Embedded AI则是另一片战场，它指的是各种嵌入式AI芯片。未来一个趋势是万物互联，每一个点子设备都能有成为智能设备。最典型的例子就是自动驾驶汽车。这部分应用被认为是潜力最大的，因为他的应用场景最多，所需要的芯片数量也极大。不过，这部分业务也是距离目前最遥远的，不确定性也最高。而且由于这部分业务涉及面极广，所以参与的玩家也最多，竞争也最激烈。目前来看，Embedded AI领域，英伟达仍然是领先者。这部分详细分析，我也曾在英伟达边缘计算视频中详细介绍过，感兴趣的看官欢迎回看。不过，也正因为这部分业务离现在远，不确定性高，所以暂时他对于投资的影响不大，我们只需要了解他的趋势即可。
好了，到这里，我们基本已经梳理完AI发展纵深下，芯片公司大致的格局了。接下来，我们再具体聊聊其中的一些参与者的情况。至于英伟达，AMD，这俩公司我们已经聊过很多了，大家可以在Pro分析中找到之前的视频，我们这里主要说一些其他公司的情况。
这里我想先说一下英特尔的情况。我们能看到，英特尔在上述布局中，可以说参与了很多方面。但实际上，它的情况并不乐观。在现阶段的数据中心领域，英特尔完全没有GPU的布局，他的数据中心业务已经在AI趋势下走向没落。而在AI未来的布局上，无论是AI PC还是embedded AI，亦或是代工制造，英特尔都不是领先者，而且都在被对手蚕食份额，并且这种趋势还在加剧。外加，整体英特尔内部的管理非常僵化，人才流失严重。综合来看，即便最近英特尔高调宣布进入AI，但它需要证明的地方还很多，按照当前的趋势，他很难为自己谋求到令人信服的增长。唯一可能让人欣慰的是公司花重金成功买下了阿斯麦最新的光刻机，这比台积电还先了一步。但最终能否缩小与台积电的差距，还有待观察。
接下来我们再看两个给芯片设计公司提供基础解决方案的公司，博通和超微。什么叫提供基础解决方案呢？你可以想象你有一台电脑，这台电脑的核心就是里面的芯片，它可以帮你运行你想要做的任务。但要想让电脑干活，你不能光有芯片，你还得有其他东西来辅助。比如各种硬件设备，像是鼠标，屏幕，散热扇，这些东西；另外，你还得有软件，比如windows系统。只有这一切东西都装全了之后，这台电脑才能使用，里面芯片的算力才能发挥作用。
而博通和超微做的就是辅助发挥算力的事情。博通就类似于是电脑的Windows系统，而超微就相当于是提供各种硬件设备。在他们的这些基础解决方案下，芯片的算力才能真正被发挥出来。那我们分别来看一下这两家公司的情况。
超微在本次AI浪潮中获得了不小的促进。由于它专注于高强度，高密度的算力解决方案，所以它非常适合用于部署AI相关的算力芯片，这也让他近期的需求大幅增加。而他的股价也一飞冲天，超微应该要算是今年美股上表现最好的股票了，两个月的时间翻了三倍，而且前一阵子还被纳入了标普500。
但我个人对于超微这家公司其实并不太看好。它本身底色还是一家硬件公司，毛利率只有15%，而且利润率近期还有所下降。这种利润水平不仅配不上现在公司的估值，也不让我相信他有足够的护城河能够在长期维持住自己的优势。虽然暂时超微在技术上领先，他也凭借着和英伟达良好的关系占得了一部分先机，但实际上，超微的竞争对手很多，包括戴尔，惠普等PC公司都与他有直接的竞争关系。这种公司短期投机也许可以，但是长期投资则没有足够的支撑。相反，短期的炒作还让这家公司的风险大增。我觉得这家公司更适合作为一个AI的情绪指标看待，来辅助我们其他AI相关概念的投资，而非作为投资机会存在。
另一家公司博通，情况和超微完全不同。博通的主要业务在于软件，所以他的毛利率非常高，在75%附近，和现在的英伟达是一个水平。而且这种毛利率十分稳定，这也反映了公司稳固的护城河。
博通最近的涨势很猛，这是因为公司有一套叫做VMware的云端集成软件解决方案，他可以用来配合AI芯片去完成各种AI任务。博通的这套方案已经和英伟达深度绑定了十年之久。英伟达在建立数据中心的初期，靠的就是博通这套技术，才打通了后期能执行的各种运算任务。所以近期英伟达的需求增长，自然也促进了博通的业绩
除此之外，由于博通是一家老牌的芯片公司，它还有一整套芯片全产业链的布局，为大量芯片企业提供软件基础设施和解决方案。因此，博通也是一家行业属性极强的公司，上面说了当前芯片行业整体处于见底回升的状态，企业资本性支出普遍都在上升，这对于公司也是一个比较确定的促进。博通多年来一直维持着两位数以上的增长，未来这个预期大概率还能够维持。
总的来说，博通在AI浪潮下所受到的促进是显而易见的，它不仅直接受益于英伟达需求的增加，也在芯片全产业链上受益于整体行业的发展，也因此具有了不错的确定性。而唯一的问题就在于它现在的估值。现在公司远期市盈率为26倍，这比它过去几年的平均水平15倍要高出不少。如果AI情绪有所松动，这种高估的股票具有一定的回调风险。
芯片设计上游另外两大部分是提供EDA的SYPS和CDNS，以及提供核心IP的ARM。ARM前不久我刚做过专题视频，这里就不再展开了。而EDA公司相对来说，受益于AI的程度则远不如上述几家上游公司强。因为这两家EDA公司的盈利模式都是靠签约费，而签约费的决定性因素不在于芯片需求，而在于芯片公司的数量。虽然AI浪潮下，芯片需求确实大增，但是芯片公司的数量很难有太大变化。只能说AI带来的需求进一步巩固了公司的护城河，但能带来多少额外增长其实很难讲。
到这里，我们已经把芯片产业链上所有的公司都梳理过一遍了，相信各位看官现在对于AI能对芯片产业带来怎样的影响已经心中有数了。由于这期视频主要是做梳理，我们不可能对个股做太深入的分析。如果各位对于哪家公司特别感兴趣，也欢迎在评论区留言，我会考虑之后做专题视频分析，谢谢各位！
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