AI云产业链深度解析:毛利率修复逻辑、算力供需拐点与投资启示

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在前序《“AI 拉胯” 亚马逊:会上演逆袭大戏吗?》报告中,我们围绕AWS的AI布局展开分析,从自研芯片、与Anthropic战略合作、大模型能力三大维度,验证了亚马逊AI综合实力
在前序《“AI 拉胯” 亚马逊:会上演逆袭大戏吗?》报告中,我们围绕AWS的AI布局展开分析,从自研芯片、与Anthropic战略合作、大模型能力三大维度,验证了亚马逊AI综合实力持续攀升,与Google等头部玩家的差距显著收窄。基于此,我们延伸出两大行业核心疑问:其一,云厂商AI业务实际利润率显著优于市场此前预期;其二,云厂商收入增长高度依赖AI模型合作方的算力用量扩张,对外部模型商存在强依赖性。
本文将以定量测算+定性推演为核心,深度拆解三大核心问题:一是AI云厂商毛利率改善的核心逻辑与潜在上行空间;二是模型商算力需求对云厂商收入的拉动体量,以及高度依赖模型商的潜在风险;三是基于利润分配与算力供需格局,梳理AI产业链的核心投资偏好。


一、AI云毛利率修复:产业链议价权重构下的利润再分配

AI云业务盈利韧性超预期,表层原因是营收结构优化:高毛利的MaaS/TaaS业务持续替代低毛利的裸金属IaaS算力业务。而底层核心逻辑,是AI产业链上下游议价权的动态迁移。产业链利润分配的核心变量,可拆解为三大可量化定价指标:终端用户大模型使用价格、模型厂商算力采购价格、云厂商算力供给成本(含电力等固定运营成本、硬件采购等弹性成本)。
本节将从单位Token经济性视角,拆解三大定价指标的变化趋势,厘清云厂商、模型商、芯片厂商的利润变动逻辑。



1.1 产业链三层定价分化:模型价稳、算力成本通缩、云算力涨价

1、大模型终端定价:区间震荡,无趋势性涨跌

剔除订阅模式、仅考量按量计费场景下,无论是Anthropic官方定价,还是第三方机构整合的综合Token价格指数(覆盖多等级模型的输入、输出、缓存调用价格),均呈现一致特征:伴随模型迭代升级、能力持续优化,大模型单位Token价格并未出现趋势性涨跌,整体维持区间震荡态势。模型商并未将技术迭代红利让渡给终端用户,终端定价保持刚性。



2、算力生成成本:持续通缩,代际效率跃迁显著

与刚性的模型定价不同,依托芯片迭代与工程技术优化,单位Token的算力生成成本呈现确定性通缩趋势。本文采用Semi Analysis的TCO(总算力成本)指标,涵盖算力建设资本开支(Capex)与日常运营开支(Opex),以Qwen 3.5模型为测算基准,算力成本代际降幅十分显著:最新GB200 NVL72芯片的每百万Token生成成本,仅为H100/H200芯片的1/3-1/4。
算力成本快速下行的核心驱动力来自软硬件双重提效:硬件端,同等工程编排条件下,GB300的Token输出效率是H200的4-10倍;软件工程端,同一GB300硬件载体下,优化工程架构后Token输出效率可再提升2-4倍。综合来看,新一代芯片效率最高可实现10倍跃升,但芯片售价涨幅不足2倍,技术效率增幅远超硬件成本增幅,最终形成显著的算力通缩效应。


3、核心价差测算:单因素驱动毛利率提升15pct

以Qwen 3.5模型1美元/百万Token的固定定价为基准,仅考量芯片迭代带来的成本下行:算力单位Token成本从H200对应的0.2美元,降至GB300对应的0.05美元,仅此一项因素,即可带动AI业务单位Token毛利率提升约15个百分点。
综上,AI芯片行业延续科技通缩规律:硬件定价涨幅温和,性能实现跨越式升级,技术红利持续向下游传导。而头部模型商锁定定价、留存技术红利,实现自身利润的稳步增厚。


1.2 云算力定价上行:算力紧缺推升云厂商议价权

产业链增量利润由云厂商与模型商共同分配,分配比例核心取决于云算力租赁价格:若云算力定价持平,增量利润将全部由模型商获取;若云算力价格上行,云厂商可同步分享技术迭代红利。
从实时按需租赁价格数据来看,2025年末起,全球云算力定价正式进入上行周期,算力供不应求格局下,云厂商议价权显著修复,即便低毛利的裸金属IaaS业务,毛利率也实现稳步改善,具体表现为分层涨价特征:
第一,高端新代芯片涨价幅度最大,B200等新一代旗舰GPU租赁价格,自2025年末至今涨幅达25%-50%;第二,存量主流芯片同步涨价,市场核心流通的H200及更早批次GPU,租赁价格累计上涨15%-20%,打破了老旧硬件随技术迭代降价的常规规律,直接印证行业算力紧缺的现状;第三,超老旧芯片(2020年前投产、性能低于A100)小幅贬值,价格累计下滑约1/3,但并未被市场淘汰,仍可持续贡献稳定现金流。
整体来看,全层级算力价格逆势上涨,充分验证云厂商议价权与盈利能力的系统性修复,老旧硬件资产价值得到支撑,行业盈利韧性持续超预期。


二、AI云毛利率定量测算:软硬件迭代+自研芯片双重红利

前文已定性验证模型商、云厂商毛利率同步改善的趋势,本节将通过控制变量法开展定量测算,聚焦推理环节利润(剔除训练、研发等额外成本,仅考量推理收入与直接算力成本),以Qwen 3.5模型为统一基准,通过纵向时间对比、横向硬件对比,量化毛利率改善幅度。需说明:测算绝对值仅作参考,利润率变化趋势与相对增幅具备核心参考价值。


2.1 通用芯片(英伟达)场景:全维度利润增厚

1、纵向时间对比(固定H200硬件,迭代软硬件与定价)

依托软件工程优化,H200的Token产出效率提升20%以上,叠加2025年9月后H200租赁价格20%的涨幅,产业链利润实现双向增长:AI Lab单GPU每小时毛利润从1.2美元升至1.4美元,营收同步上行,毛利率基本持平;云厂商单GPU每小时毛利润从0.8美元大幅增至1.7美元,毛利率从31%提升至38%。需注意,云厂商与AI Lab多签订长期协议,实际采购价格涨幅通常低于实时市场价。


2、横向硬件对比(固定最新技术与定价,对比H200/B300)

在统一最新软件技术与租赁定价条件下,B300芯片的Token产出效率达到H200的8倍,但租赁价格不足H200的2倍,极致的性价比带来利润大幅扩容:AI Lab单GPU每小时毛利润从1.4美元飙升至11.6美元,毛利率从35%大幅提升至69%;云厂商单GPU每小时毛利润从1.7美元增至3.6美元,毛利率从38%提升至42%。


3、综合迭代效果

对比旧技术+H200的基准场景,软硬件全面迭代后,产业链单位综合毛利润从不足2美元突破14美元。增量利润虽大部分由模型商获取,但云厂商仍实现超10个百分点的毛利率提升,盈利改善确定性极强。若叠加存储等配套硬件涨价的侵蚀效应,云厂商毛利率增幅会略有收窄,但整体改善趋势不变。


2.2 自研芯片(Trainium 3)场景:AWS盈利优势进一步放大

英伟达芯片测算结果代表行业通用水平,而头部云厂商的核心差异化优势在于自研芯片一体化能力,软硬件深度适配、定向优化,可进一步压低算力成本、抬高毛利率。本节聚焦AWS Trainium 3芯片,量化自研芯片的盈利增量。

1、核心参数测算

Token产出效率:基于纸面参数测算,Trainium 3 FP8精度算力为2.5 PFLOPs,较H200高25%、为B300的50%,适配Qwen 3.5模型的Token产出速度约3000 Tokens/s。
TCO总成本:拆分硬件折旧、固定运营两大成本。硬件端,Trainium 3单位功率资本开支为17-19美元/W,仅为GB300的50%,5年折旧周期下,单GPU每小时折旧成本约0.41美元;运营端,机房、电力、运维等固定成本贴近行业下限,单GPU每小时成本约0.45美元。综合测算,Trainium 3单GPU每小时TCO成本为0.86美元,较H200降低近40%。


2、盈利与定价优势

Trainium 3综合性能较H200提升30%-40%,成本同步下降40%,产业链综合毛利率(云厂商+模型商)高达85%,对标顶级B300芯片盈利水平。在中小模型推理场景下,Trainium 3可完全替代B300,具备极强的价格竞争力。
定价策略灵活度显著提升:若AWS将Trainium 3租赁价格定为H200的70%(性能显著优于H200),产业链利润分配与B300场景持平;若定价提升至H200的80%,云厂商自身毛利率可进一步升至46%,超越B300场景下42%的毛利率水平。


2.3 毛利率改善核心小结

三重因素共振驱动云厂商AI业务盈利持续修复:软硬件迭代大幅提升Token产出效率、大模型终端定价刚性维稳、云算力租赁价格稳步上行。即便是盈利最弱的裸金属算力租赁业务,毛利率也实现显著改善,叠加高毛利MaaS/PaaS业务加持,云厂商整体AI业务利润率仍有上行空间。


三、AI算力供需测算:2028年迎来供需拐点,行业周期重构

利润率之外,算力供需格局是决定云行业景气度、竞争格局与议价权的核心变量。本节统一以算力规模(GW)为核心指标,拆解AI算力、传统云算力的需求增量,对比头部云厂商算力供给节奏,预判2025-2028年行业供需拐点,同时验证当前市场对算力资本开支的预期合理性。


3.1 需求端测算:AI+传统算力双增量,2028年总需求达53GW

1、AI算力需求:头部模型商为核心驱动力

当前AI云增量需求高度集中,主要来自OpenAI、Anthropic两大头部模型独角兽的训练与推理需求,其余中小模型商、科技企业需求仅为补充。我们基于保守情境假设:两大模型厂商2030年营收均达2500亿美元,2028年前维持高增、2028年后增速回落至50%以下,且2026年起OpenAI与Anthropic营收规模逐步趋同。
成本端假设:推理业务毛利率从当前65%小幅升至70%(量增价减对冲效率红利);训练业务2027年同比高增近100%,2028年增速回落至30%以下。基于上述假设,2028年两大模型厂商云算力总支出将达2500亿美元,占总营收的71%。叠加中小模型商15%的增量需求,2028年行业AI算力总需求达25.6GW,较2025年新增近23GW。


2、传统云算力需求:存量稳健增长,2028年达31GW

传统云计算增长虽放缓,但存量体量庞大,仍是算力需求重要支撑。2026-2027年,AI Agent带动传统IT需求扩容,传统云收入维持20%左右高增速;2028年后企业IT预算总量受限,AI与传统IT投入此消彼长,传统云增速显著放缓。经测算,2028年传统云算力需求达31GW,较2025年新增10GW。
综合来看,2028年AI+传统云总算力需求约53GW


3.2 供给端测算:2028年算力供给73GW,供需格局反转

梳理全球头部云厂商(不含Meta)算力扩容计划:多数厂商仅披露2027年扩容目标(2027年算力较2025年翻倍),2027年后供给节奏基于投行预测优化测算。结果显示,2028年头部云厂商总算力规模达100GW,剔除内部自用算力后,对外可租赁算力规模约73GW,较2025年新增47GW。


3.3 供需拐点判断:2026-2027年紧平衡,2028年正式过剩

2024-2026年,行业算力供需持续趋紧,需求占供给比重从87%升至93%,算力稀缺性支撑价格与毛利率高位;2027年供需格局回归2024年平衡水平;2028年起行业正式进入供过于求阶段,供需缺口持续扩大。
需重点说明:该结论为基准情境假设,并非绝对过剩定论。当前市场已提前计价未来未知的AI增量场景,线性外推算力资本开支将长期高位。但实际上,当前两大头部模型商的营收增长预期,无法支撑2028年后持续高增的算力供给与资本开支。若未来1-2年AI技术无跨越式迭代、无新增爆款应用场景,云厂商算力资本开支大概率在2027年见顶回落。


四、产业链利润分配与核心投资启示

4.1 产业链核心推论

第一,AI产业链议价权持续向下游迁移,上游芯片厂商话语权弱化,增量利润由模型商、云厂商共享,其中模型商获取绝大部分红利,云厂商次之;第二,市场对算力资本开支的长期高增预期过于乐观,提前透支了尚未落地的AI增量需求,2027年或成为行业资本开支与供给节奏的关键拐点。


4.2 分环节投资影响

1、上游硬件芯片厂商:双重利空,景气度边际下行

一方面,云厂商自研芯片性能持续追平甚至超越高端英伟达GPU,对外部芯片采购依赖度大幅下降,硬件厂商被迫让渡利润,产品溢价持续收窄;另一方面,算力资本开支2027年见顶回落,上游硬件收入由算力增量决定,资本开支下行将直接导致硬件厂商收入同比下滑,行业高景气周期临近尾声。


2、中游云厂商:机遇与风险并存,行业分化加剧

利好层面:云厂商收入基于算力存量规模,资本开支放缓仅导致收入增速回落,同时资本开支收缩将大幅改善现金流,盈利质量显著提升,该利好大概率对冲收入增速下行的利空。
利空层面:2028年算力过剩后,行业竞争加剧,云厂商需争夺有限的模型商算力订单,整体议价权边际回落,算力租赁价格或从溢价转为折价,对毛利率形成压制。
行业分化趋势明确:能够深度绑定头部AI Lab、锁定长期大额算力订单的云厂商,有望逆势维持高增长;自研芯片能力薄弱、无核心客户壁垒的中小云厂商,将面临增长承压、盈利下滑的双重压力。此外,云厂商若能强化自身大模型能力,降低对外部模型商的依赖,可有效对冲行业竞争风险,稳固盈利水平。

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