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[財訊/玉山2024產業論壇]AI趨勢加速成型 矽智財IP與ASIC產業受期待

2023/12/28

台股市場中每一年幾乎都有主流族群帶動盤勢上攻,像2023年ChatGPT橫空出世,AI題材成為市場上最熱門題材,連AI供應鏈相關的定存股、ETF都成為市場飆股。而展望2024年,AI供應鏈還是最重要的產業趨勢嗎?玉山數位投顧將更新對AI趨勢看法,並對潛力產業「矽智財IP+ASIC」帶來重點分析。


AI產業成長力度仍強勁 IP矽智財需求與日俱增


相信有不少讀者使用ChatGPT後,都會感覺到AI越來越像一名現實生活的人類,而事實上在這些大型語言模型(LLM)人性化的過程中,大體上要經過2個階段。第1個階段是讓其閱讀非常大量的未標籤化的資料,稱之為「訓練(Training)」,第2個階段則是讓LLM排列組合解析資料,是為「推論(Inference)」。

而毫無疑問的,無論訓練還是推論的過程中,都會需要使用到非常大量的計算資源,故半導體晶片需求也理所當然會大幅提高。以研調機構Gartner的預測數據來看,全球半導體產業市值在2021-2026年的年複合成長率(CAGR)落在5.8%,但AI半導體產業的市值CAGR卻高達20.3%,佔據整體半導體市場的比重更將從4.7%一路提高到9.8%,成長速度非常驚人。

AI半導體市值成長驚人

在AI半導體晶片需求快速成長的情況下,由於AI晶片應用多元且複雜,獨自開發晶片到量產成本相當高昂,故依賴IP授權的情況也更加頻繁。現況來看,傳統科技大廠Google、Amazon將部分自製IC委託IP業者整合服務,軟體服務與演算法的AI新創公司為了加速上市與生產彈性,也仰賴第3方IP業者提供少量且多樣的IC服務。

以IBS的數據做為參考,全球半導體IP市場將從2018年的46億美元成長至2027年的101億美元,年複合成長率為9.13%,處理器類半導體IP市場預計在2027年達到62.55億美元,年複合成長率為10.15%,整體IP市場年複合成長率已高於半導體市場成長率6-7%,預期該趨勢將成為台灣業者大好機會。

小辭典:
IP(矽智財):白話來講是一種可重複使用的功能組塊,IC設計業者採買IP後使用在自家晶片,能減緩晶片製造開發週期、提高產品良率,得以快速跟上市場需求。


全球半導體IP市場規模成長十分迅速

為何台灣業者有發展潛力呢?因為台灣矽智財IP業者與晶圓代工業者關係非常密切,像創意(3443)是台積電(2330)轉投資;智原(3035)是聯電(2303)轉投資;力旺(3529)、M31(6643)則名列台積電開放創新平台的矽智財聯盟,這些業者有近水樓台先得月的合作優勢,部分更提供代投片晶圓代工廠的服務(Turn-Key),成為國外上游廠商議價兼取得產能的得力幫手。


短線GPU雄霸天下 長線ASIC將漸成主流


如同前文所述,除了矽智財的更大量應用,另一個非常值得期待的市場是ASIC帶來的商機。而在談到ASIC之前,首先我們要先理解半導體IC晶片大致可分為4種類型,其特性則分別如下:

● CPU:為通用運算、協調軟硬體資源所設計,較不適合用於訓練AI。

● GPU:專為執行複雜數學、幾何運算設計的晶片,適合用於訓練AI。

● ASIC:全客製化晶片,為特定運算程序設計,無法透過修改電路拓展功能,但用於訓練AI、推論AI的速度更快。

● FPGA:同樣為特定運算程序設計,但能對基本閘電路和儲存器進行重新定義。

4種邏輯晶片詳細差異比較

大體上來講,CPU大量使用在一般個人電腦、伺服器主晶片,擅長於處理邏輯設計較為複雜的指令,類似分配工作的主導者,而GPU則多半處理邏輯較簡易的指令,資料吞吐量比較大,適合用在AI運算;ASIC、FPGA則只能用於特定場景,雖然比GPU更適合用於AI運算,卻有無法調整運算程序的大缺點。

在這樣的性質驅使下,因為現階段大家還不確定AI的終端應用場景為何,所以若一開始就使用ASIC,最終將有晶片無法使用的風險。這也使得可塑性較高的Nvidia GPU伺服器大賣特賣。

但若看至長線,研調機構McKinsey目前還是很看好ASIC的發展,主要理由是AI在不同情境下,最終還是需要更佳的運算結構。故根據其預測數據,2017年ASIC在資料中心推論領域的滲透率僅有10%,2025年卻會成長到40%,訓練領域也會從過去1%提高到50%。

而事實上玉山投顧也認同ASIC產業的高度發展趨勢,原因是現階段Nvidia一直拿不到先進封裝的產能,另外Google(TPU)、Tesla(Dojo)、Amazon(Inferentia、Trainium)、微軟(Althena),Meta(MTIA)都推出ASIC晶片,長線來看各公司也需要培養Nvidia以外的第二供應鏈,故研調機構Allied Market Research也預估2026年ASIC市場規模將成長至280億美元,年複合成長率達8.6%。

ASIC應用量大幅提高


矽智財、ASIC產業相關個股與近況分析:


在IP與ASIC這2大產業趨勢確立下,相關概念股如:智原(3035)、創意(3443)、世芯-KY(3661)都會是可能的受惠者,以下也針對4檔個股進一步分析:

矽智財ASIC相關概念股

股票1:智原(3035)

公司產品及趨勢:

智原是聯電(2303)子公司,在母公司資源挹注下,於2.5D、3D IC、ASIC IP市場皆有佈局,更是安謀(ARM)在台灣唯一合作夥伴。目前公司3項最受市場矚目的產品如下:(1)對2.5D IC提供中介層,包含設計與協助測試,(2)3D IC方面,利用Wafer on Wafer技術與記憶體公司合作,邏輯則是透過聯電生產與凸塊製作,(3)TSV堆疊晶片,現已進入designwin階段。公司看好2.5D/3D封裝等小晶片(Chiplet)設計帶動ASIC產值上修。

近況解析:

儘管短期因MCU(微控制器)與消費性電子庫存調整造成營收衰退,但隨庫存調整結束與跨入先進封裝製成,有利智原2024年恢復成長動能,玉山投顧預估2023年EPS 6.37元、2024年EPS 9.71元。

智原3035營收財報

股票2:創意(3443)

公司產品及趨勢:

創意與台積電(2330)緊密合作,近年受惠產業先進製程、先進封裝需求提高,業績有不錯成長性,公司主要提供先進封裝的HBM3、GLink-2.5D/3D IP、CoWoS、InFO_oS、3DIC等自有IP,有助客戶降低功耗與die size,長線持續受惠AI、HPC、5G等產業趨勢。

近況解析:

2023年創意獲利較不如預期,主要是受5奈米NRE客戶遞延,SSD、網通客戶量產需求減少所影響,但2024年、2025年伴隨更多7nm以下AI相關案子進入tape-out,將挹注ASIC及晶圓產品營運動能,且隨著客戶採取Chiplet架構組成晶片,將有助於帶動先進封裝、HBM、ASIC收入繼續成長,玉山投顧預估2023年EPS 28.07元,2024年37.85元。

創意3443營收財報

股票3:世芯-KY(3661)

公司產品及趨勢:

世芯-KY主要提供客製化ASIC晶片,股本小且營收集中,是ASIC趨勢的高度受惠者。公司優勢為自有高效能運算IP組合D2D APLink IP、IP子系統集成的搭配服務,技術面涵蓋完整的中介層/基板設計的2.5D封裝設計流程,並提供Chiplet技術平台。

近況解析:

2023年公司受惠北美市場對HPC、AI需求強勁,帶動7nm以下NRE與量產明顯增加,在與台積電積極爭取更多CoWoS產能支援下,整體展望優於預期。展望2024年,車用新案陸續贏得北美、歐洲、大陸客戶認證,由於車用NRE設計金額較一般HPC設計案更高,預期成為下一波成長動能,唯Tape-Out時間可能較長,玉山投顧預估2023年EPS 45.76元、2024年EPS 70.8元。

世芯-KY3661營收財報

股票4:M31(6643)

公司產品及趨勢:

M31為國內IP大廠,公司在7、5、3nm先進製程節點布局完整,受惠AI、HPC對高頻高速傳輸資料量、高速介面IP需求增加等趨勢。目前由於基礎元件IP先進製程領域競爭對手有限,故公司有機會掌握更多第三方授權與委外開發IP需求,另外在先進製程含金量提升與AI爆發成長下,高階IP市佔率具上修空間。

近況解析:

AI伺服器以PCIe為重要傳輸介面,M31目前開發的PCIe 5.0 PHY IP,除了相容過去架構,並針對高容量傳輸進行改良,提供更高速的頻寬並滿足不同通道條件的要求,持續擴大在處理器、儲存等應用,帶動2023年營收獲利大幅成長,玉山投顧預估M31 2023年EPS 16.77元、2024年EPS 22.75元。

M316643營收財報



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