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第 6 章 · CUDA 护城河▾已读 0 / 13
第三部分 · 护城河与竞争 / 第 6 章

CUDA 护城河深拆

英伟达的优势主要在 CUDA 软件,毛利率下行要分清是成本还是替代

这一章的结论
  1. 英伟达优势的深度依次是软件、互联、系统和单芯片,CUDA 软件生态最难复制。
  2. 近四季毛利率 74.7%、营业利润率 66%,是硬件公司少见的平台型定价权。
  3. Q4 毛利率降到 71–72% 是 HBM 涨价所致,“跌破 73% 即替代”的旧信号不再适用。
  4. 长期风险在 PyTorch 等抽象层,3–5 年内若后端中立化,CUDA 的溢价会被削弱。

6.1英伟达的优势主要在软件

常见的误解是把英伟达的优势等同于芯片更快。芯片性能上的领先,一般 12–18 个月就会被追上,AMD 的 MI300X 靠 192GB HBM3 高带宽内存,在单卡内存容量上已经超过了 H100。真正让英伟达在数据中心 AI GPU 上长期领先的,是 CUDA(统一计算架构)这套软件生态。到 2025 年,AMD 的数据中心 GPU 份额仍不足 5%1,2。

CUDA 难以替代,主要原因不在技术有多先进,而在于迁移成本分散在全球数百万个独立的开发者和团队身上。

迁移成本分散在每个人身上,没人能组织迁走
学习时用 CUDA
毕业、就业都用 CUDA
换平台的成本由每个开发者各自承担
没人能组织集体迁移

网络效应加上转换成本,比专利更难拆3。下面依次看:优势里硬件和软件各占多少,财务数据能不能证明,谁在追赶,以及毛利率下降时怎么分辨是成本上涨还是被替代。

6.2换芯片等于换掉整套软件

CUDA 始于 2006–2007 年,是英伟达让 GPU 从图形处理变成通用计算的编程平台。多年积累下来,它形成了开发者、应用和加速库三层资产:黄仁勋在 GTC 2025 上说,自 2006 年以来 CUDA 开发者已有 600 万;基于 CUDA 优化的应用超过 3,000 个,加速库超过 300 个。这些资产最后体现在收入上:FY2027 第二季度,英伟达数据中心营收 $890 亿,占总营收约 93%4,5,6。

开发者人数有两个口径:此前长期引用的 400 万以上是 2025 年初的口径,600 万是自 2006 年起的累计数。两个数字都是公司自己公布的,没有第三方审计。这里采用较新的 600 万,但它带有宣传性质,做估值假设时不宜当作确定的常量。

这些资产为什么难换掉?开发者在 PyTorch(主流 AI 训练框架)里写的每一行矩阵乘法,底层都要经过英伟达的一整套软件。大约 99% 的并行操作已经由英伟达预先写好、封装进库里,只有约 1% 的开发者需要自己写底层 kernel7。

换芯片要换掉的是一整串软件
PyTorch 代码开发者写的矩阵乘法
cuBLAS / cuDNN英伟达闭源算子库
CUDA C++这些库的编写语言
nvcc 编译
GPU 机器码

6.3越靠软件的部分越难追上

把英伟达的优势拆成四个部分,按被追上的难易程度排,大致如下:

组成部分类型被追上的速度重要程度(笔者判断)
CUDA 软件生态(库、开发者、代码资产)软件 / 网络效应极慢(20 年量级)最深
NVLink / NVSwitch 机柜级互联软硬一体慢(联盟标准需 2–3 年追赶)较深
系统级整合(NVL72 整机柜)系统工程中等(对手在做 Helios、TPU Pod)中等
单芯片性能(FP4 / 算力)纯硬件快(12–18 个月被追上)最浅

英伟达自己的战略表述也是"护城河是软件,不是硬件"。这也解释了它为什么要把竞争从单颗芯片抬到整机柜(详见第 7 章):GB200 NVL72 用 NVLink 5.0 把 72 颗 GPU 连成一个算力池,对手要追,就不能只比单芯片性能,还得在互联和整机系统上投入整机柜的成本8,9。

6.4毛利率下行来自成本,不是替代

优势有多大,最终要看定价权,也就是在卖出大量芯片的同时,毛利率能不能守住。截至 2026 年 7 月的近四个季度:

$3,030 亿近四季营收(FY2026 全年为 $2,159 亿)10
74.7%近四季毛利率6
66.2%近四季营业利润率10
$1,929 亿近四季净利润,净利率约 64%10

一家硬件公司做到 75% 的毛利率和 66% 的营业利润率,这是软件和平台公司才有的财务特征。客户离不开 CUDA,英伟达才能在芯片售价里收取溢价。FY27 第二季度营收 $962 亿,同比增长 106%,已经连续第四个季度同比加速。

不过毛利率正在下行。原因公司说得很明确:HBM 涨价带来了投入成本压力,公司已经提价,新价格从 FY28 第一季度起生效11,12。这一次毛利率下行来自成本端,并不是 ASIC 抢走了订单。

公司指引第三季度毛利率 74.0%,第四季度在 71–72% 见底,FY28 回到 72–73%(第 2 章有走势图)6。

过去市场常把"毛利率跌破 73%"当成 ASIC 替代的第一个财务信号。第四季度就会跌破这条线,但原因是 HBM 涨价,沿用旧信号会误判。现在毛利率百分比同时受成本和竞争两方面影响,需要拆成四项来看:

指标成本端(HBM 涨价)替代端(竞争优势被削弱)当前读数
提价能否落地提价生效后毛利率止跌回升提价后毛利率仍续跌,或被迫降价保量FY28 Q1 起提价生效,公司指引回到 72–73%
毛利额与营业利润率百分比降、毛利绝对额照增,营业利润率靠费用摊薄守住毛利额和营业利润率一起降摩根大通模型 FY28 营业利润率 65.3%,与 FY27 持平
数据中心收入增速 vs 云厂资本开支增速英伟达增速不低于客户资本开支增速英伟达增速持续落后,增量预算流向 ASIC见下图
供给是否仍是上限收入受产能约束,需求大于交付产能宽松后订单仍不足FY28 +70% 是供给上限,公司称需求"翻一倍还多"
英伟达增速仍高于客户的资本开支增速

同比增速;英伟达为单季,云厂为全年预测,口径不完全可比

英伟达数据中心收入FY27 Q2+117%
超大规模云厂资本开支2026 年+84%

来源13

四项读数都落在成本端这一列,说明定价权还在;要有任意两项转到替代端,才算竞争优势被削弱的财务信号14,15。

6.5对手从软件和互联两头追赶

想绕开英伟达的力量分两路:一路在软件上直接替代 CUDA,另一路在互联上替代 NVLink。两路的进度和受益方完全不同,要分开看。

软件这一路的正面方案是 AMD 的 ROCm,AMD 从 2016 年开始做的开源 GPU 计算栈,也是唯一与 CUDA 正面对标的方案,通过 HIP 层让 CUDA 代码能以较低成本移植过来。到 2026 年,框架层面已经基本打平:PyTorch、vLLM、SGLang、JAX 都有官方的 ROCm 后端,2025 年 9 月发布的 ROCm 7 做到了 PyTorch、vLLM 首日支持,并原生支持 FP4 和 FP816,17。

ROCm 在高并发推理上离 CUDA 最近

CUDA 相对 ROCm 的性能领先幅度

多数机器学习任务10–30%
高并发推理batch 64–1285–10%

来源18

更深的一层仍然卡着:依赖 TensorRT-LLM、FlashAttention 3 的负载只能留在 CUDA 上,长尾算子和最新的研究代码也总是先出 CUDA 版本。软件栈本身就是性能的主要变量,同一块 GB300 换一个推理引擎,每兆瓦吞吐就差 35%19。

所以 ROCm 打开的是推理和开源模型这个细分市场,还谈不上全面替代。AMD 靠这个窗口进入了 OpenAI 2025 年 10 月宣布的硬件合作(英伟达、博通、AMD 三家合计 26GW),又在 2026 年 2 月拿下 Meta 6GW、$600 亿的多代 Instinct 协议,但份额仍不足 5%。中国的海光信息(688041.SH)走 ROCm 兼容路线,近四季营收约 ¥198 亿;ROCm 开源,客观上帮了国产替代1,20,21。

软件这一路还有另一种办法,是用抽象层绕开 CUDA,这是英伟达最需要警惕的方向。大多数开发者不直接写 CUDA,而是写 PyTorch,只要 PyTorch 能编译到任何硬件上,CUDA 的锁定就被绕过去了。目前有三方面进展:

  • OpenAI 开源的 kernel 语言 Triton,配合多级中间表示 MLIR,可以一次编写,在英伟达、AMD 和 ASIC 等多种后端上运行7。
  • 谷歌的 TorchTPU 让 PyTorch 经 XLA 编译器原生运行在 TPU 上。SemiAnalysis 9 月实测时,外部版还没有开源,计划 10 月开源22。
  • AWS 的 TorchNeuron 把设备名从 cuda 改成 neuron 就能在 Trainium 上运行;但测评作者认为它的成熟度仍远不及 CUDA,一部分研究代码会直接调用 CUDA 的命名空间23。
抽象层的威胁来得慢,但比 ROCm 更危险
ROCm另起一套与 CUDA 平行的软件栈
  • AMD 主导,开源
  • 靠 HIP 层移植 CUDA 代码
  • 打开推理和开源模型市场
抽象层开发者不必关心底层是谁的芯片
  • Triton + MLIR
  • 谷歌 TorchTPU
  • AWS TorchNeuron
  • 大买家联合压低供应商议价能力

谷歌、亚马逊、Meta 押注 PyTorch 原生后端,实质是大买家联合起来压低供应商的议价能力。这是英伟达 3–5 年后毛利率的尾部风险,需要持续跟踪 TorchTPU 和 TorchNeuron 的实际采用情况24。

互联这一路针对的是英伟达优势中排第二的部分:NVLink 负责机柜内的 GPU 互联,InfiniBand 负责集群之间的网络。两个开放联盟分别对准这两块:

联盟对标英伟达核心成员进度
UALink(开放加速器互联)NVLink(机柜内 GPU 互联)AMD / Intel / Google / Microsoft / Meta / Broadcom1.0 规范已发布,200Gbps/lane,单 pod 最多 1,024 颗加速器
Ultra Ethernet(UEC,超以太网)InfiniBand(集群间网络)AMD / Arista / Broadcom / Cisco / Intel / Meta / 微软等 9 家创始UEC 1.0 规范 2025-06-11 发布

来源:知识库「UALink」;知识库「Ultra Ethernet」25,26

这两个联盟是自研 ASIC 阵营对英伟达打包销售的集体回应。受益的不是英伟达的对手芯片,而是中立的网络供应商:Broadcom(Tomahawk 交换芯片和 ASIC 设计)、Arista(AI 以太网交换机),以及借 UEC 标准进入全球供应链的盛科通信和中科驭数。不过标准的成熟时间比英伟达 Spectrum-X 和 Quantum 的商用节奏晚 2–3 年,在对延迟敏感的训练场景里,InfiniBand 仍然领先27,26。

6.6被追上的是边缘,长期风险在抽象层

  • 英伟达优势的深度依次是软件、互联、系统和单芯片。投资英伟达,买的主要是 CUDA 软件生态,不是 GPU 跑分;近四季 74.7% 的毛利率和 66% 的营业利润率是它在财务上的体现。
  • 对手正在追上的都是边缘:ROCm 拿到推理和开源模型市场,中立互联利好博通、Arista 和国产网络厂商。
  • 长期风险在抽象层:3–5 年内一旦 PyTorch 后端彻底中立,CUDA 的溢价会被结构性削弱。
  • FY27 第四季度毛利率降到 71–72% 是 HBM 成本推动的,不是替代信号;替代信号是提价落不了地、毛利额和营业利润率同降、数据中心收入增速持续落后于云厂资本开支。

下一章看英伟达怎样把竞争从单颗芯片抬到整机柜和网络。

自测 · 3 题

选完立刻出反馈,答错可以重选。

1为什么 CUDA 比单芯片性能更难被对手追上?

2英伟达把 Q4 毛利率指引降到 71–72%,按本章的读法应如何理解?

3按本章的框架,哪种情况才是 CUDA 优势被削弱的财务信号?

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