服务器行业深度研究报告：AI革命已至，算力竞赛推动服务器迎来升级浪潮

算力需求推动AI服务器加速渗透，核心供应链打开增量空间。ChatGPT火爆推动AI产业进入快速成长期，超算AI服务器需求有望迎来爆发式增长。AI服务器较普通服务器在并行运算及大模型训练等场景有显著优势，伴随大模型训练及终端快速渗透，其有望成为服务器细分市场中成长最快领域。从硬件配置上看AI服务器主要增加了GPU模块，为AI服务器成本中增量最大部分，综合成本占比超50%，与之配套的高性能存储、PCB等均有显著价值量提升，以PCB为例，主板因数据通信增加需升级规格，价值量较普通主板增长1倍左右，增量GPU模块需要增加金手指工艺板卡PCB，AI服务器PCB单机价值较普通服务器有数倍增长。伴随AI服务器放量，数据中心交换机也将因海量数据吞吐迎来升级，800G交换机渗透也有望带动交换机芯片、PCB、光模块等全面升级，零组件量价齐升可期。 Intel/AMD已经推出下一代服务器CPU，平台代际切换推动产业链全面升级。 服务器CPU主要供应商Intel与AMD已经相继发布适配PCIE5.0协议的CPU，标志着服务器平台将从Whitley切换至Eagle Stream。本次平台代际切换将推动服务器零组件供应链迎来重大升级，除核心CPU升级外，内存协议将全面从DDR4切换到DDR5，带动高端存储及接口芯片迎来量价齐升，主板PCB也将从普通多层板全面升级至高多层高速通信板，参考历史服务器平台切换周期，平均每2年左右将迎来一次升级，供应链有望受益产品升级迎来新一轮成长机遇。 服务器市场长坡厚雪，供应链国产化空间广阔。受益于云计算和全球数字化升级，服务器市场保持较快增长，22年全球规模超千亿美金，从服务器需求方到供应链核心环节主要参与公司大多为海外企业。国内受互联网需求拉动及政府信创需求爆发，国内服务器市场增长潜力巨大，供应链在海外市场份额亦有巨大发展空间。从价值量占比看，CPU、存储等核心芯片仍以海外巨头Intel、三星等大厂为主，利基市场及元器件环节国产厂商已有突破，内存接口芯片澜起科技为全球份额第一，PCB环节沪电股份、深南电路竞争力突出。伴随高端市场放量和国内服务器市场扩容，国产零组件有望从中低端向中高端加速渗透，远期成长天花板进一步打开。 AI发展奇点已至，数据中心需求拐点或将提前。22年中开始受美联储加息及全球经济放缓影响，海外巨头开始削减资本支出，数据中心进入下行周期。一季度以来ChatGPT持续火爆，AI有望引发一轮技术革命，美股科技公司财报电话会中均着重强调AI对未来产业的重构，受益AI的需求将迎来显著成长。 近期产业链跟踪显示，AI服务器产业链订单已经逐步回暖，科技巨头纷纷加码投资，资本开支或将倾斜于算力基础设施，数据中心市场有望在AI带动下提前触底。 投资建议：AI产业革命有望引发算力竞赛，叠加DDR5渗透推动服务器迎来全面升级，AI服务器放量+DDR5渗透推动供应链核心环节迎来量价齐升。重点推荐深耕海外数通PCB大厂沪电股份、东山精密；建议关注内存接口芯片厂商澜起科技、聚辰股份，通信PCB龙头深南电路、生益电子，高速覆铜板厂商生益科技、南亚新材。 风险提示：AI技术发展和应用落地不及预期，数据中心需求不及预期，行业竞争加剧，中美贸易摩擦加剧。 重点公司盈利预测、估值及投资评级 投资主题 报告亮点 本报告主要从产业链角度阐述了服务器行业的发展机会，从引发产业升级的驱动出发，分析技术创新对供应链的影响，报告主体主要分五个章节，首先是从历史迭代规律阐述技术升级的周期，其次是引入当下备受关注的AI产业对AI服务器的影响，三四章节主要从供应链具体公司出发，落实到内存接口芯片和PCB两个国产厂商能充分参与分工的环节具体分析如何受益本轮产业升级，最后一个章节主要阐述产业链重点公司情况。 投资逻辑 AI产业革命有望引发算力竞赛，叠加DDR5渗透推动服务器迎来全面升级，AI服务器放量+DDR5渗透推动供应链核心环节迎来量价齐升。重点推荐深耕海外数通PCB大厂沪电股份、东山精密;建议关注受益于DDR5升级的内存接口芯片厂商澜起科技、聚辰股份，通信PCB龙头深南电路、生益电子，高速覆铜板厂商生益科技、南亚新材。 一、全球数字化持续推进，服务器迎来代际升级 服务器一般由CPU、存储芯片、PCB主板、电源、机柜、散热等模块组成。其中，CPU是服务器的核心部件，决定了服务器的运算性能，芯片的更新迭代推动了服务器平台升级，并会带动配套的通信芯片、PCB主板、DARM及其他零部件同步升级。 图表1服务器内部构成 （一）服务器产业链 服务器产业链的上游是零部件厂商以及配套等软件厂商，行业集中度高且主要被美、日、韩企业控制，如：Intel、AMD、英特尔等；中游是服务器厂商，主要通过服务器上游供应商采购核心零部件，根据下游客户的需求生产、销售服务器整机给下游客户； 2012年以前，服务器下游客户主要是银行、政府及电信、其他大型企业等传统客户，近年来随着全球数据总量和算力需求的爆发式增长以及存储、计算资源向云端迁移，以亚马逊、微软、谷歌等云计算巨头成为主要增量客户。 图表2服务器上下游产业链 图表3服务器上游主要零部件行业特点 图表4中国服务器下游应用结构分布情况 图表5全球服务器下游应用结构分布情况 （二）服务器平台升级历史 CPU是服务器的核心部件，引领服务器平台的升级换代。CPU通过内存控制芯片、PCIe控制芯片和I/O处理芯片等组成的芯片组及PCB板与GPU、内存、硬盘和网口进行连接，使用PCIe、DMI、SPI、USB等总线（通信协议）进行信号等传输。CPU作为处理和计算数据的核心部件，需要与芯片组、PCB板、内存和硬盘等进行良好地协同工作才能发挥其最佳性能。因此，当CPU架构发生重大升级时，配套的组件也需同步升级，共同推动服务器平台的升级换代。 图表6英特尔Whitley CPU平台结构 Intel、AMD下一代处理器蓄势待发，服务器平台升级正在当下。服务器按CPU架构可分为x86和非x86两种服务器，x86服务器销量和销售额均长期在90%以上。Intel和AMD作为x86服务器CPU的双寡头企业，占据了几乎全部份额，决定了服务器的升级路径。Intel已于2023年1月10日发布第四代Xeon处理器，AMD也已于2022年11月10日发布第四代EPYC处理器。随着新一代高性能处理器的发布，服务器相关配套组件将会迎来新的成长机遇。 图表7全球x86服务器销量及销售额情况 图表8Intel和AMD服务器CPU份额情况 图表9英特尔宣布将要发行第四代至强处理器 图表10AMD发布第四代EPYC处理器 处理器升级换代，服务器配套零部件迎来重大变化。Intel和AMD服务器处理器升级一直朝着处理速度更快、传输速率更高的方向发展。此次处理器架构的升级有两个显著的变化：PCIe总线从PCIe4.0升级到PCIe 5.0；内存模组从DDR4升级到DDR5。更高的总线标准对CCL和PCB有更高的要求：低介电常数、低散逸因子、低粗糙度及高层数。 根据JEDEC标准，DDR5内存模组内存接口芯片规格更高、功能更多，还需要三种配套芯片，分别是串行检测集线器（SPD）、温度传感器（TS）以及电源管理芯片（PMIC)。 随着新一代CPU平台渗透率的提升，相关的CCL、PCB、内存接口芯片厂商将会从中获益。 图表11英特尔服务器CPU平台产品及规划 图表12AMD服务器CPU平台产品及规划 图表13不同PCIe对比 图表14服务器DDR5和DDR4内存对比 （三）全球数字化推动数据中心持续扩容 全球数字化进程持续推进，数据与算力规模快速增长。随着全球数字化进程的推进，云计算、人工智能、无人驾驶、AR/VR等新兴数字科技产业蓬勃发展，全球数据总量呈现爆发式增长。据IDC预测，2021到2025年全球新增和复制的数据量复合增长率达到23%，到2025年将跃升至181 ZB。与此同时，全球算力规模也在同步高增长，2021年全球计算设备算力总规模达到615 EFlops。根据华为GIV预测，到2030年全球通用计算算力将达3.3 ZFLOPS(FP32)，AI计算算力将达到105 ZFLOPS(FP16)，增长500倍。 图表15全球新增和复制的数据量（ZB） 图表16全球算力规模及增速 算力成为数字化时代的关键生产要素。随着全球数字化进程的全面开启，算力作为重要支持，赋能作用已经有所显现。清华产业研究院和浪潮信息发布的《2021-2022全球计算力指数评估报告》选取了15个国家，评估结果显示，十五个重点国家的计算力指数平均每提高1点，国家的数字经济和GDP将分别增长3.5‰和1.8‰，并预计该趋势在2021-2025年将继续保持。越来越多的国家会认识到算力对宏观经济的重要性，算力资本与物质资本形成互补效应，共同促进GDP增长，算力势必会成为各国未来主要的角逐点。 图表17计算力指数与GDP回归分析趋势 图表18计算力对经济的影响 图表19算力资本、物质资本与经济增长之间的关系 图表20全球人工智能支出、数字化转型支出及GDP增长趋势预测，2020-2024E 云计算龙头持续加码，数据中心建设热度不减，服务器出货量持续攀升。随着数字化进程推进，算力需求持续增长，数据中心的市场规模不断扩大。国内外云计算龙头企业如：亚马逊、微软、谷歌等，云计算收入快速增长，纷纷加大资本开支，主要用于数据中心基础设施的建设。服务器作为数据中心建设成本的最大部分，市场规模快速扩张。 图表212019-2021年全球数据中心资源规模及增长 图表222019-2021年全球数据中心市场规模及增长 图表232017-2022Q3年全球服务器出货量 图表242017-2022Q3年全球服务器销售额 图表25亚马逊资本开支及云计算收入情况 图表26微软资本开支及云计算收入情况 图表27谷歌资本开支及云计算收入情况 二、ChatGPT引发AI产业创新，算力与通信需求大幅跃升 （一）ChatGPT迅速出圈，AI产业拐点已至 ChatGPT表现出色，AI智能水平大幅提升。ChatGPT是由美国人工智能公司OpenAI于2022年11月推出的生成式对话预训练模型，可以理解人的意图，与人进行多轮对话，并且回答的内容非常逼真。其优异的表现在短短2个月内收获了上亿用户，相比之下有史以来最流行的短视频应用TikTok花了9个月才达到1亿用户。从中可以看出，ChatGPT的智能水平已经得到了广泛的认可，AI与人共舞的时代不再是梦。 图表28ChatGPT能力突出 图表29月活破亿应用排行榜 ChatGPT极大提升了人机交互的效率，个人AI时代即将到来。GPT被比尔·盖茨评价为自图形界面以来最重要的技术进步，被黄仁勋称作是人工智能领域的iPhone时刻。 上个世纪80年代，图形用户界面的出现，可以通过鼠标点击图形界面即可完成对计算机的操作，极大降低了使用电脑的门槛，个人电脑时代随之兴起。本世纪初，iPhone使用了触屏技术，用户不再通过键盘与手机交互，极大丰富了人机交互的体验，开启了移动互联网时代。ChatGPT使得人与机器可以直接对话，机器能够理解人复杂的意图并能够做出恰当的反应，人与机器不再局限于简单的指令式交互，可以流利地与机器对话，进行复杂的交互。机器可以理解人复杂的意图，辅助人类干更多的工作，人类生产力将会大幅提高，个人AI时代即将到来。从历史经验来看，新一轮交互革命引发的浪潮高度与速度都会远超上一代，目前个人AI时代仍处于萌芽状态，未来给人类社会带来的改变不可估量。 图表30人类即将迈入个人AI时代 图表31个人电脑与智能手机出货量 图表32ChatGPT与Instagram日活量对比 图表33ChatGPT支持的部分应用 （二）预训练大模型潜力涌现，强人工智能曙光出现 预训练模型参数大幅提升，涌现出惊人惊讶的智能。从AlexNet到GPT，模型参数量从6000万增长到上千亿，模