中泰证券：5G边缘计算将引发算力产业格局巨变 有望带来算力产业高增长
本文来自微信公众号“TMT吴友文”，作者为吴友文、易景明 、陈宁玉、周铃雅。
一、5G边缘计算将引发新的算力需求
1、5G边缘算力需求的驱动力？
5G时代的算力需求将受到云管端三大层面的影响，边缘计算是5G时代的关键技术，作为5G网络区别于3G、4G标准很重要的差别，是支撑物联技术低延时、高密度等条件的具体网络技术体现形式。
5G边缘计算的算力需求受两大驱动。一方面，通信信号处理需求的增多对算力提出了新要求，另一方面，5G是物联网创新的起点，将带来多种物联场景，边缘计算是支撑物联技术低延时、高密度等条件的具体网络技术体现形式，具有场景定制化强等特点，如智能驾驶要求低延时，而智慧城市则要求高带宽，多场景的算力需求驱动边缘端计算能力的提高。
2、边缘计算对5G的影响？
边缘计算是5G重要的增量部分。一方面，边缘计算将推动5G技术更好的发展。随着物联网时代的到来，边缘计算将与云计算共同推进物联网的发展，边缘计算的核心，是将计算任务从云计算中心，迁移到产生源数据的边缘设备上，较之传统云计算，边缘计算安全性更高、时延更低、带宽成本更少。另一方面，边缘计算将引发技术和市场变革。从芯片的角度看，边缘计算将带来大量的数据量，对芯片处理能力提出了新要求，多场景的定制化需求对芯片的灵活性有更高要求，我们认为，面向未来万物互联的物联网时代，FPGA有望引来爆发，FPGA是可编程的加速芯片，开发时间短，占用带宽低，时延低，完美适配低时延、高密度、多场景的物联时代；从服务器的角度看，边缘计算也将为服务器市场带来新变化，边缘服务器将逐步应用与推广，部分客户将选择超融合边缘服务器形态。
二、5G边缘场景的多样化驱动算力产业进入FPGA时代
1、边缘计算业务部署需求的特点？
人联时代网络和物联时代网络存在大差异。物联时代将以B端用户为主，并且无线的物联场景将必然以边缘网络的方式来呈现，边缘方案将高度体现个性需求，针对不同行业和业务比如工业控制、智能驾驶、视频监控等，其对终端功能的定位、算力的需求、应用的方式将会截然不同。
边缘计算业务部署形态多样。从细分价值市场的维度，边缘计算主要分为三类：电信运营商边缘计算、企业与物联网边缘计算、工业边缘计算。围绕上述三类边缘计算，业界主要的ICT、OT、OTT、电信运营商等玩家纷纷基于自身的优势构建相关能力，布局边缘计算，形成了当前主要的六种边缘计算的业务形态：物联网边缘计算、工业边缘计算、智慧家庭边缘计算、广域接入网络边缘计算、边缘云以及多接入边缘计算(MEC)，在实际部署的商业用例中，上述的六种业务形态可以独立存在，也可以多种业务形态互补并存。
2、5G边缘计算对算力产业带来的变化？
FPGA将成为产业新重心。一方面，FPGA可针对每一种具体应用，根据其算法结构进行深度定制，甚至为算法的每个步骤设计专门的执行逻辑，避免了通用处理器的取指和译码过程，从而达到较高的计算效率和能效；另一方面，其可编程特性可以加载不同的运算架构，实现器件本身的通用性，不但可以设计针对图像图像的计算结构，也可实现GPU并不擅长的搜索、加密解密等计算结构。
FPGA更适配边缘计算场景。与GPU相比，FPGA大幅优化带宽，与ASIC相比，FPGA灵活性更高，同时，FPGA在低延时和稳定性上具备天然的优势。目前智能制造、智慧城市、直播游戏和车联网4个垂直领域对边缘计算的需求最为明确，从边缘计算的几个典型场景看，FPGA适配不同场景。不论是低时延的智能制造和车联网，还是高带宽的智慧城市和直播游戏，FPGA的自身特性都灵活地适配于这些不同的场景。
三、边缘计算有望带来算力产业高增长
1、FPGA未来的市场空间？
据我们测算，预计至2023年，边缘计算领域的算力市场规模有望达到127亿美元，近5年CAGR=43.5%，其中至2023年，宏基站端的算力投资规模约31.25亿美元，小基站端算力投资规模约37.5亿美元，服务器端算力投资规模约58.5亿美元。
同时，我们认为，未来FPGA将广泛运用于民用领域，预计至2023年，全球FPGA的市场规模约为171.03亿美元，5年复合增速为21.5%。
2、边缘计算将为算力产业格局带来什么变化？
FPGA有望在物联时代大放光彩。FPGA低时延、低带宽、灵活性高等特性适配物联时代场景定制化需求，有望在物联时代大放光彩。在FPGA领域，Xilinx（XLNX.US）和Altera（现被Intel(INTC.US)收购）长期稳坐第一第二的位置，专利达6000多项，根据2017年财报数据显示，Xilinx的市场份额约58%。目前FPGA主要运用于军事领域，如航天、航空、电子、通信、雷达、高端波束形成系统等领域，民用领域空间正在逐步被打开。GPU市场呈现寡头垄断格局，ASIC则对下游市场空间要求高。服务器市场方面，边缘服务器重要性将逐步提升，超融合有望成为趋势。
四、Xilinx（XLNX.US）：FPGA全球龙头，推出首款多核异构计算平台
第一个无晶圆厂半导体公司，FPGA、可编程SoC及ACAP的发明者。公司成立于1984，于1990年在纳斯达克上市，公司创立了无晶圆厂（Fabless）的半导体芯片模式。公司未来业务将专注于5G无线通信、网络功能虚拟化（NFV）、机器视觉、汽车驾驶员辅助系统（ADAS）、物联网以及云计算等未来关键产业。
FPGA、SoC和3D IC为其主要业务，主要集中在亚太，其次为北美、欧洲和日本，营收利润保持稳定，2017年全球市场份额达到58%，公司研发投入大，并持续增长，未来有望受益于边缘计算的崛起。
公司于2018年3月发布首个ACAP多核异构计算平台，ACAP能根据各种应用于工作负载的需求对硬件层进行灵活变化，面向所有开发者，降低了客户使用FPGA的门槛，大大扩大的客户范围。
我们认为，FPGA是技术密集型高门槛市场，其编程的灵活性对工程师提出了很高的要求，Xilinx作为行业龙头，技术积淀深厚，客户资源广泛，同时，公司推出ACAP多核异构计算平台，为所有的应用提供异构加速功能，降低客户使用FPGA的门槛，扩大客户范围。未来伴随FPGA行业迎来大爆发，Xilinx有望最先受益。
投资建议
FPGA市场在多年平稳发展之后有望在5G时代迎来爆发式增长，重点关注国内具备特种FPGA产品化能力的上海复旦（01385），全球龙头Xilinx，以及Lattice(LSCC.US)，参股紫光同创的紫光国微。
风险提示
市场竞争加剧，导致行业利润率下降的风险；关键技术的发展受阻风险；核心科技公司的人才流失；产品化与商业化不及预期；市场估值过高；市场系统性风险。
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