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中科曙光分析报告:信创 AI服务器领军企业

 eln 2023-10-08 发布于陕西

(报告出品方/作者:中信证券,杨泽原、丁奇)

公司概况:高性能计算机领军,收入稳健利润提升

业务与历史:根植高性能计算机,布局服务器与云计算

中科曙光主营业务包含 IT 设备(高性能计算机、存储产品),以及围绕高性能计算机 的软件集成/系统开发与技术服务两大板块。其中,高性能计算机是公司的业务核心,包含 了通用服务器(机架式、高密度、刀片式等多种类型)、智能计算服务器(主要是 GPU 服 务器等)、微型计算机/工作站、高性能计算机。存储产品方面,公司生产分布式存储、高 密度存储服务器等产品。软件与系统集成围绕高性能计算机而展开,主要包含了机房冷却 设备、网安产品、云计算平台、云桌面、云计算服务、大数据平台等。

公司业务根植于高性能计算机,随后逐步扩展到各类服务器领域。公司 1993 年推出 中国第一台由微处理器构成的多路对称高性能计算机曙光一号,获得国家科技进步二等奖。 1996 年,曙光公司成立,同年曙光 1000 获得国家科技进步一等奖。随后,曙光 2000、 3000、4000、5000 等相继以三年一代左右的间隔问世。在高性能计算机的基础上,公司 涉足服务器业务,成为我国重要的服务器厂商。2015 年曙光推出国内首款规模量产的液 冷服务器,随后在云服务器、存储服务器等领域相继取得重要成果。

股权与管理层:背靠中科院生态,子公司广泛覆盖 IT 基础设施

公司具有中科院背景,子公司广泛覆盖 IT 生态。公司前两大股东均为中科院背景, 历军为中科曙光董事长。其子公司海光信息、曙光数创等分别在高端处理器和液冷技术等 领域深耕,是我国高端算力的重要组成部分;此外还有曙光网安、曙光智算、曙光存储等 子公司分别承接不同业务。

中科曙光分析报告:信创+AI服务器领军企业

管理层学术背景深厚,产业经验丰富。董事长李国杰是美国普渡大学博士、中国工程 院院士、第三世界科学院院士,曾任国家智能计算机研究开发中心主任、中国工程院信息 与电子学部主任、中科院计算所所长,拥有扎实的科研基础及丰富的研究经验;总裁历军 在曙光从研发工程师到产品研发中心总经理再到总裁,也具备多年研发和管理经验;董事 徐志伟曾担任高性能计算机集群总设计师,学术背景深厚。

财务分析:收入稳中有增,盈利水平提升

收入持续增长,增速相对稳定。公司 2018 年以来收入稳中有增,2019-2022 年,收 入增速始终在 5%-15%左右,截至 2022 年公司营收达到 130 亿元。

分产品:IT 设备收入占比九成,软件与集成占比一成。公司业务包含高性能计算机、 存储产品、围绕高性能计算机的软件开发、系统集成及技术服务业务。其中高性能计算机 业务占据主要地位,该业务包含了通用服务器等业务,近年来收入占比都在 80%上下,存 储产品以及软件和集成业务营收各自占 10%左右,比例相对稳定。2022 年以来,公司将 高性能计算机业务及存储产品统一划分为 IT 设备,占比 90%左右。

分行业:政府与公共事业单位占据过半营收,企业占比有所提升。从下游行业来看, 曙光营收来自政府、公共事业、企业等。其中,公共事业包含了能源行业以及其他各类公共事业单位。从占比来看,公司早期以政府和公共事业单位为主要客户,随着企业经营规 模扩大,企业客户占比有所提升,从 2011 年的 24%提升到 2021 年的 52.5%。但 2022 年以来,由于互联网、云计算等行业企业经营景气度波动,同时行业信创稳步推进,公司 营收中政府及公共事业占比有所提升。

分地区:出货集中在国内,华北、华东为主力。从地区来看,多年来曙光 99.9%以上 的营收集中在国内,其中又以华北地区为多,多年来华北地区营收占比在 50%上下,这与 公司对政府、公共事业单位出货较多相一致。同时公司在华东地区的营收占比从 2011 年 的 14.5%提升到 2022 年的 34.5%,华东地区逐渐成为公司业绩的另一主要支柱。

毛利率水平逐步提升。2011-2015 年,国内移动互联网蓬勃发展,国产服务器市场份 额逐步提升,同时市场竞争也更强,同时带来了服务器行业整体毛利率的下降。但在这一 时期,公司毛利率仍然处于业内较高水平。后续随着互联网行业发展进入稳定期,服务器 厂商毛利率逐渐稳定,但公司毛利率出现较为明显的提升。曙光的高毛利率以及毛利水平 的提升与公司客户结构、产品结构等有关。

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公共事业毛利率高于企业,IT 设备毛利率稳步提升。公司毛利率持续高于友商,与下 游行业有较大关系,分行业毛利率可见,对政府/公共事业单位出货的毛利率始终高于对企 业出货的毛利率,这一差值 2017 年以来一直保持在 5-7 个百分点。而公司毛利率近年来 持续提升主要体现在 IT 设备领域,2017-2022 年,IT 设备毛利率从 10.9%提升到 19.7%, 这与公司加强产品自研力度以及产品结构的变化有关,公司如今更多提供设备整体解决方 案,毛利率更高。

销售净利率提升,政府补助为主要非经常性损益。利润端,公司归母净利润以及扣非 归母净利润规模均超过 10 亿元。销售净利率近年来稳步提升,从 2017 年的 5%左右提升 到 2022 年的 12%以上,利润率的提升与毛利率提升有较大相关性。同时公司的非经常性 损益也具有一定的体量,其主要部分为政府补助。

投资净收益:净利润的重要组成部分,主要来自联营企业海光信息。近年来,公司净 利润中有一部分来自投资净收益,其中投资净收益主要由对联营企业的投资收益构成 (2023 年中报显示无合营企业,即投资净收益主要来自联营企业)。在联营企业中,海光 信息贡献较大,2022 年及 2023H1,其按照权益法确认的投资损益分别为 2.25 亿元和 1.89 亿元,贡献了公司投资收益的主要部分。

人均创利有所提升,技术人员占比提高。从员工规模来看,近年来公司员工人数稳步 提升,2022 年达到 4931 人,比 2017 年增加一倍以上。从人均创收来看,2018 年以来, 由于收入增速相对平缓,因而随着人员扩张人均创收有所下降。但随着公司盈利能力逐步 提升,人均创利随着净利率的提升有所提高,2022 年人均创利 38.7 万元,比 2017 年的 13.9 万元有较大幅度提升。从人员结构来看,随着公司销售规模增加,后台职能岗位扩张 有限,且公司加大研发力度,技术人员占比提升,目前占据六成以上。

管理费用维持平稳,研发费用率提升。公司销售费用水平与管理费用水平维持相对稳 定,而随着技术人员规模扩张,研发费用不断增加,研发费用率有所提升,助力公司自研 水平不断提高。

成长逻辑:通用计算为基础,信创、AI 并行发展

通用计算:市场平稳增长,份额相对稳定

全球服务器稳健增长,市场规模增速 10%左右。服务器作为成熟行业,全球市场规模 增长较为平稳。根据 IDC 数据,全球服务器出货量 2017-2022 年的复合增速为 5.48%, 近年全球出货量在 1500 万台左右。2017-2022 年全球市场规模复合增速 11.3%,近年市 场规模在 1000 亿美元左右,据此我们可以计算得出服务器均价在 7000 美元上下。

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中国服务器市场规模增速高于全球,x86 仍占据主导地位。出货量方面,根据赛迪顾 问数据,2022 年我国服务器的出货量为 447.8 万台,其中 x86 服务器 432.5 万台, 2019-2022 年我国服务器出货量 CAGR 为 12.03%,x86 服务器出货量 CAGR 为 10.82%。 尽管非 x86 服务器增速更快,但目前 x86 服务器仍在我国市场居于主导地位。市场规模方 面,根据 IDC 统计,2022 年我国服务器市场规模为 273.4 亿美元,约合近 2000 亿人民币, 2019-2022 年复合增速为 14.53%。综合来看,我国服务器行业也处于平稳增长态势,但 增速高于全球平均水平。

竞争格局基本稳定,市场份额小幅波动。近年来,我国服务器市场上,厂商份额有所 波动,但并未出现根本性变化,头部厂商市场地位基本稳定。厂商份额的变化主要是由于 地缘政治等外部因素导致供应链不稳定,另有新华三、中兴等厂商在部分厂商供应不稳定 期间获取更多市场份额。公司市场地位基本维持稳定,下游政府/公共事业等客户相对稳定。

信创服务器:自主可控需求稳定,国产化率稳步提升

信创产业是数据安全、网络安全的基础,也是新基建的重要组成部分。信创包括细分 行业 CPU 芯片、操作系统、服务器、数据库、云计算等等。根据艾媒咨询预测,我国信 创产业规模将于 2023 年达到 20,961.9 亿元,并于 2027 年达到 37,011.3 亿元,对应年复 合增长率 17%,中国信创市场在未来几年将保持高活力。

中国服务器市场下游需求较为集中,主要以互联网、运营商、金融为主。信创体系覆 盖“2+8+N”领域,即党、政,金融、电力、电信、石油、交通、教育、医疗、航空航天 8 个关于国计民生的重要行业,以及能够全面应用的其他市场。目前党政信创已取得显著 成果,行业信创正在八大重点行业加速推进,并逐步在 N 个行业中普遍应用。

行业信创规模较大,国产化服务器有望占据近半市场。根据 IDC 数据,2021 年,在 服务器市场下游需求中,排名前三的为互联网、运营商和金融,占比分别为 43.8%、10.6% 和 9.9%。除去互联网行业基本为商业市场外,随后的电信、金融是典型的信创行业,央 国企在其中占据绝对主导地位,有望全部国产化,此外能源、交通、公共事业等行业未来 的国产化预期也较高。综合来看,我们认为我国市场中有近半服务器都具备较强的国产化 需求,都是信创业务的覆盖范围。

政府机关+事业单位有望贡献近千亿元替换规模。我们在《计算机行业“构筑中国科 技基石”系列报告 16——信创市场:空间测算》(2023-4-13)中测算,仅党政机关+事业 单位,服务器市场替换空间即可达到 876 亿元。若按照 6 年的使用寿命周期来测算,则年 化市场空间为 146 亿元。

行业信创接棒成长,打开更大市场空间。在接下来几年中,党政信创走向行业信创, 未来八大重点行业将继续为信创服务器提供发展空间。具体空间测算方面,按照我们在《计 算机行业“构筑中国科技基石”系列报告 17—行业信创:空间测算》(2022-6-9)中的数 据来进行测算。我们参考《中国财政年鉴 2020》(财政部)、国家统计局、住建部、各公 司官网/公告等,分行业测算得到“八大行业”在岗人数分别为金融(625 万)、电力(152 万)、邮电通信(136 万)、石油石化(128 万)、交通运输(383 万)、航空航天(31 万)、 教育(1228 万)、医疗(671 万),总计人数 3354 万人;

按照人数与 PC 配比为 1:0.7 计算,得到 PC 总需求 2348 万台;按照 15 台 PC 对应 1 台服务器,则服务器总需求量为 156.5 万台;按照均价 5 万人民币计算,则市场空间为 783 亿元;同样保守采取 6 年替换周期,则测算年化市场空间为 130 亿元。

竞争优势:生态集团、客户群体、联营公司。 对于信创业务而言,有良好的合作关系、形成相对稳定的生态集团是较为重要的。生 态集团有利于提供更为系统的解决方案。在我国信创生态中获得成功的企业基本都具备上 述特征,例如华为、CEC、CETC 等都具备各自的生态集团(根据华为官方微信公众号, 目前华为与 CEC 正在进行生态合并),其中企业众多,能够凝聚较强的战斗力。对于曙光 而言,其背靠中科院体系,也具有相对较强的生态体系。

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竞争优势中,稳定的客户群体也是较为重要的。如前所述,中科曙光政府、公共事业 营收占比较高,且多年来公司在电信、电力、石油等公共事业行业以及科研、教育等行业 积累了较多客户和成功案例,因此在信创领域也能够占得先机。

此外,联营公司海光信息也是曙光的竞争优势之一。国内信创 CPU 分为 ARM、x86、 其他自主指令集生态三派,主要有 6 家厂商。海光信息是国内 x86 服务器 CPU 龙头,产 品在性能和生态层面均具有一定优势,在历次电信运营商招标中都具有较高的份额。中科 曙光作为海光信息的大股东,与其合作关系较为密切,因而在信创市场中也具有一定优势。

AI 算力:AI 时代来临,需求与日俱增

AI 服务器需求迎来快速增长。据 TrendForce 预计,2023 年全球 AI 服务器出货量将 达到 118.3 万台。而我国在全球人工智能服务器市场中占据举足轻重的地位,算力需求旺 盛,据 IDC 预测,2021-2026 年中国智能算力规模年复合增长率达 52.3%,同期通用算力 规模年复合增长率为 18.5%。

旺盛的算力需求必然带动我国 AI 服务器市场规模增长,IDC 数据显示,2022 年中国 加速服务器市场规模达到 67 亿美元,其中 GPU 服务器占据 89%的市场份额。而曙光在 GPU 服务器领域具备强劲实力,其于 2018-2022 年连续占据国内前三的市场份额。

曙光在 AI 领域较强的竞争力与其在 AI 领域的全面布局有关。软件层,曙光提供从 IaaS 层到 SaaS 层的云服务,支持多种主流 AI 框架,可以进行容器化部署和远程调用,也支持 分布式存储以及各种不同类型的异构计算硬件,使用便捷。硬件层,曙光自身进行了全链 条布局,从存放数据的分布式并行存储系统,到执行计算的 GPU 服务器,以及负责管理 集群和用户资源的登录管理/镜像管理节点服务器,再到链接各类设备的网络系统,曙光能 够提供一站式解决方案,降低客户部署的难度。

进入到曙光 AI 平台的具体细节层面,曙光人工智能服务平台 SothisAI 系列产品极大 的降低了用户切入深度学习领域的经济成本和技术成本,提供一套容器化的集群调度以及 深度学习私有云服务方案。SothisAI 采用 Slurm、K8S 双调度引擎融合容器弹性扩展技术 的方式,实现了资源的动态高效调度,应用的快速分发,和进程级隔离。支持多种编译环 境及常见深度学习框架,如 Caffe、TensorFlow、PyTorch 等。提供了丰富的数据集和典 型网络模型,同时支持内容分享和应用发布功能,协助构建平台微生态。最终帮助用户将 更多的精力聚焦至垂直应用的开发和优化。SothisAI 平台目前已在多所高校、研究中心部 署使用。

从其系统界面我们可以直观感受到曙光 AI 平台的易用性。其支持图形化的模型调用和 配置,也提供低代码/全代码方式方便开发人员操作,并且可以用图形化的方式方便地管理 数据集和模型,并可以直观地查看模型训练情况和性能指标。

而曙光之所以能够在 AI 领域进行全领域布局,与其在先进计算领域多年打下的基础相 关。以曙光 6000 系列高性能计算机为例,曙光不仅能够提供底层基础设施,还能够提供 网络、存储、安全等硬件资源,支持各种异构处理器和网络拓扑,以及各类用于计算集群 的基础软件,并提供从方案定制到系统运维的全链条技术服务。

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公司对比:盈利能力较高,下游行业不同

曙光体量不及头部公司,但盈利能力较强。近五年来曙光营业收入稳步增长,但规模 相比浪潮和紫光较小。毛利率方面,曙光毛利率稳步提升,近五年(2018-2022 年)均值 为 22%左右,高于浪潮的 11%以及紫光的 20%,公司盈利能力较强,这与公司业务结构 改变以及近年来不断加强自研有关,也与下游政府/公共事业单位占比较高有关。

曙光及可比公司产品阵容集中,产品重合度高。近三年来,曙光近九成业务来自于 IT 设备,即高端计算机业务和存储产品业务。浪潮几乎全部收入来自于服务器业务,紫光收 入亦主要集中在 ICT 基础设施及服务及 IT 产品分销与供应链服务方面。

下游客户有所不同,曙光客户集中度逐年提升。曙光近五年来前五大客户销售额占比 从 2018 年的 33%上升到 2022 年的 79%,与头部客户合作紧密,且下游客户结构也与可比 公司有所区别,2022 年及 2023H1 均有过半营收来自政府/公共事业单位。浪潮和紫光客户 集中度不断下降,维持在 20%-30%左右,浪潮下游出货过半为互联网企业,而紫光旗下的 新华三则在电信等领域表现较强。

子公司:从芯片到应用全链路布局,自成生态体系

中科曙光的一大竞争优势来源于其丰富的子公司/联营公司。其子公司/联营公司布局 广泛,从基础硬件到基础软件,再到系统集成以及应用程序,实现了全产业链覆盖,真正 能够提供高完整度的解决方案。

公司在芯片层设立了海光信息,可以为其提供 CPU/GPU 芯片;服务器层面,公司自 身就具备生产能力;网络方面,公司设立了曙光网安;系统集成和云计算方面,公司与 VMware 合资了中科睿光布局虚拟化技术,收购曙光天演(后来的曙光云计算)用于云服 务,并且设立了曙光智算和先进计算产业创新公司布局 AI 和科学计算;在应用层,公司参 股了环保领域的中科三清、地理数据领域的中科星图、大数据解决方案领域的中科天玑等。 此外曙光为布局全国业务,在浙江、江苏、甘肃、湖南、安徽、辽宁、上海、河北、 新疆、山东、内蒙古、黑龙江、四川、湖北、香港等省市均成立过子公司,部分子公司经 过业务变动与合并保留至今,奠定了公司业务布局的基础。 以下对曙光的部分重点子公司进行分析。

芯片层:海光信息——国产高端处理器龙头

海光信息专注于高端处理器的研发、设计与技术创新,于 2022 年 8 月成功于上交所 科创板上市,是中科曙光旗下最重要的子公司之一,曙光拥有其 27.96%的股权。 海光近五年来营业收入保持高速增长, 2018/19/20/21/22 年营业收入分别为
48.25/379.17/1021.97/2310.42/5125.27 百万元,多年增速超 100%。其中高端处理器是 公司最为主要的收入来源,占据公司收入的 99%以上。

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利润方面,海光在 2021 年实现扭亏为盈,之后实现净利润的高速增长,利润率有所 改善,盈利水平逐步提升。

中科曙光与海光信息具有联动效应,海光信息 CPU 在电信与金融领域很多中标项目 服务器均由中科曙光来生产。例如,根据各公司往期招标公告,在各大国有银行、电信运 营商的招标中,中科曙光经常占据重要份额。

基础硬件层:曙光数创——浸没相变液冷新星

芯片层以上,中科曙光在服务器、液冷等基础硬件层面也有完善布局,其典型代表是 曙光数创。曙光数创专注于数据中心领域,主要从事浸没液冷数据中心产品、冷板液冷数 据中心产品及模块化数据中心产品的研究、开发、生产及销售,以及围绕上述产品提供系 统集成和技术服务。曙光数创于 2022 年在北交所上市,是中科曙光旗下负责液冷模块的 子公司,中科曙光持有其 62%的股权。 曙光数创近五年来营业收入稳步增长,2018/19/20/21/22 年营业收入分别为
159.2/291.71/335.35/407.53/5125.27 百万元,年复合增长率为 34%。公司净利润稳步增长,于 2022 年突破百万大关。净利率方面,自曙光数创于 2019 年聚焦于浸没相变液冷产 品后,净利率大幅上升,于 2022 年达到 23%。

实现传统液冷向相变液冷的转变,业务集中度逐步提升。2019 年起,公司重心逐步 向相变液冷转移,截至 2022 年浸没相变液冷数据中心基础设施产品收入占比已达到 83%, 成为公司最主要的收入来源。

目前从产品来看,曙光数创提供的硅立方相变液冷计算机整体产品力较强,集成度较 高,相比此前的冷板式 C7000 系列液冷基础设施散热效果更好。

从产品迭代角度来看,第二代硅立方支持的计算密度实现了数量级提升,能效比是上 一代的 4 倍,且 PUE 也从 1.2 降低到 1.04,节能属性优异,在业界较为领先。

系统集成层:曙光云计算——收入稳中有增的云计算服务供应商

曙光具备将各类基础软硬件整合并对外提供服务的能力,其代表是曙光云。曙光云计 算是国内首家通过中央网信办党政部门云计算服务网络安全审查、工信部云服务能力评估、 信通院云计算风险管理能力评估三“增强级”认证的企业级 IT 厂商,是曙光旗下重要的生 态布局,曙光持有其 90%的股份。 曙光云计算近五年来营业收入稳中有升,2023 年营收为 560.62 万元,近五年复合增 长率 17%。受美国进出口贸易限制影响,其净利润在 2021-2022 年有一定程度的下滑, 但随国内上下游企业的快速发展,公司净利润有望回升。

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应用软件层:中科星图——数字地球行业先驱

在系统层以上,曙光在应用层布局也较为丰富,其中规模较大的是中科星图。中科星 图主要产品是数字地球基础平台产品、数字地球应用平台产品,为政府、企业、特种领域 及大众用户提供软件销售与数据服务、技术开发与服务、专用设备及系统集成等业务。中 科星图于 2020 年在科创板上市,是曙光旗下专注数字地球行业的子公司,曙光持有其 15.67%的股份。 中科星图近五年来营业收入稳步增长, 2018/19/20/21/22 年营业收入分别为
364.4/489.41/702.54/1039.95/1576.74 百万元,年复合增长率高达 44%。公司净利润也稳 步增长,2022 年达到 303.41 万元。净利率方面,中科星图近五年来净利率保持稳定,位 于 19-25%之间,盈利能力较强。

产品类型方面,GEOVIS 技术开发与服务是公司最主要的业务,主要含 GEOVIS 数字 地球基础平台产品和 GEOVIS 数字地球应用平台产品。GEOVIS 数字地球基础平台产品包括 GEOVIS iData、GEOVIS iFactory、GEOVIS iCenter、GEOVIS iExplorer 四条产品线。 GEOVIS iData 空天大数据产品线,是综合利用卫星遥感、航空摄影等多源数据, 提供全球基础空间数据产品、人工智能样本产品以及各类数据增值服务。 GEOVIS iFactory 空天大数据智能处理平台实现了对可见光、微波、高光谱及激 光等各类载荷数据的高精度、高效率、自动化、智能化处理,提供高效、精准的 空天大数据产品生产能力。 GEOVIS iCenter 空天大数据共享服务云平台提供空天大数据的引接、存储、组 织、分发、共享、分析等能力,可为行业应用提供数据服务和应用支撑服务。 GEOVIS iExplorer 空天大数据可视化平台支持多源异构数据在统一时空框架下 的叠加融合显示、处理、分析可视化,可将地球系统中多种要素信息融合表达, 快速构建多维立体可视化场景。

而应用平台方面,目前公司已经推出 GEOVIS 数字地球应用平台产品包括:GEOVIS 军用数字地球应用平台、GEOVIS 自然资源数字地球应用平台、GEOVIS 交通数字地球应 用平台、GEOVIS 气象数字地球应用平台等。

GEOVIS 技术开发与服务始终贡献公司 6-8 成的收入来源。2022 年,公司 GEOVIS 技术开发与服务收入 9.60 亿元,同比增长 22.6%。毛利率稳定在 50-60%之间。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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