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存储行业专题研究:从Astera Labs招股书和信骅业绩会,我们读出了什么?

信息技术2024-04-13方竞、童秋涛民生证券洪***
存储行业专题研究:从Astera Labs招股书和信骅业绩会,我们读出了什么?

“专注互连方案”,旨在解决AI运力瓶颈。AI算力迎来飞速发展大时代,数据传输(“运力”)和存储(“存力”)也需要与之协调发展。目前GPU、CPU等芯片互联中除采用PCIe、以太网和CXL等行业标准协议外,还有英伟达等厂商所采用的NVLink等特定协议。AsteraLabs推出Aries、Taurus和Leo三大产品线,针对行业标准协议,可增强AI运算中数据传输速度,解决“运力”瓶颈。 近年来,公司营收实现高速增长,自2021年的3480万美元快速增长至2023年的1.16亿美元,且毛利率高达70%左右。客户基本覆盖英伟达、亚马逊、Advanced Micro Devices、英特尔等数据中心领域龙头和OEM厂商。 PCIeRetimer解决总线传输过程中的信号衰减。PCIeRetimer较强的信号恢复能力,性价比较高,或为解决PCIe总线传输中信号衰减问题的最优方案。 ABI Research预计,数据中心的PCIe连接解决方案市场规模将从2023年的41亿美元增长到2027年的66亿美元。AsteraLabs最先推出并量产PCIe5.0 Retimer,其Aries产品线现已发展到第二代,包括支持PCIe 4.0、PCIe 5.0和CXL 1.1的多款产品;澜起科技是全球可量产PCIe 5.0Retimer的唯一中国大陆供应商,目前公司已成功导入境内外主流云计算/互联网厂商的AI服务器采购项目。2024年Q1,公司的PCIe Retimer芯片单季度出货量约为15万颗。 CXL可实现内存池化,上游控制器有望迎来高速增长。CXL一开始可视为PCI-e技术的再提高版本,自2.0版本开始,更可实现内存池化,提高内存使用率。目前虽然仅有不到10%的CPU与CXL标准兼容,但Yole预测2027年CXL功能将接近100%,AsteraLabs预计CXL内存控制器的市场规模将从2023年的2.65亿美元增长到2027年的44亿美元。AsteraLabs自2022年推出Leo内存控制器,澜起科技也于2022年5月发布全球首款CXL内存扩展控制器芯片(MXC芯片),并于2023年8月成为全球首家进入CXL合规供应商清单的MXC芯片厂家。 信骅业绩指引积极,下游服务器需求升温。信骅于法说会上表示,2024年Q1营收预计将环比持平,Q2营收有望环比增长,系因服务器市场的持续回温。 信骅认为,英伟达下半年发布新一代AI服务器GB200,云厂商短期延缓老版AI服务器采购,将预算给到通用服务器,看好Q2乃至Q3通用服务器出货表现。 澜起科技和聚辰股份作为服务器产业链上游,且受益于DDR5加速渗透,出货量同样有望持续迎来好转。 投资建议:Astera Labs被美股投资人给予较高估值,系因看好PCIe Retimer、CXL控制器等高成长性。我们同样看好国内公司澜起科技在该领域潜力。此外,近期信骅对24年服务器市场指引积极。我们认为叠加DDR5加速渗透,澜起科技和聚辰股份业绩高增可期。建议关注:澜起科技、聚辰股份。 风险提示:电子行业周期复苏不及预期;DDR5渗透不及预期;汇率波动。 重点公司盈利预测、估值与评级 1从AsterasLabs上市和信骅业绩会,我们读出了什么? 1.1AsteraLabs三大产品线,旨在解决AI“运力”瓶颈 1.1.1专注AI时代互连方案,营收高速成长 3月20日,AsteraLabs上市,股价首日便上涨72%,引发市场高度关注,此后两天接连上涨,最高股价一度涨到95.21美元/股,最高总市值145.67亿美元。那么,为何AsteraLabs上市一度获得如此亮眼的股价表现,我们研读了招股说明书及相关材料,梳理如下。 AsteraLabs成立于2017年10月,Jitendra Mohan等三大创始人均曾就职德州仪器,主营产品包括Aries——PCIe ® /CXL™Smart DSPRetimers(扩展CPU和GPU数据I/O带宽)、Taurus——Ethernet Smart Cable Modules™(为AI服务器提供更快的网络带宽 )和Leo— —CXL Memory Connectivity Controllers(扩展CPU和GPU内存带宽和容量),客户涵盖英伟达、亚马逊、Advanced Micro Devices、英特尔等数据中心领域龙头和OEM厂商。 其中与大客户亚马逊更通过股权绑定关系,进行深度合作。2022年10月,AsteraLabs向亚马逊发行了一份认股权,可以每股20.34美元的价格(D轮估值)购买高达148万股股份,行权期7年。2023年10月发行,协议进一步修改,给予亚马逊额外认购83万股的认股权。但行权条件为亚马逊需在行权期7年内购买6.5亿美元的Astera产品。 图1:AsteraLabs三大主营产品 近年来营收高速成长,毛利率在70%+。自2017年10月成立以来,公司实现强劲的增长,尤其是自2020年Aries推出商用以来,公司营收自2021年的3480万美元快速增长至2022年的7990万美元和2023年的1.16亿美元,毛利润由2021年的2750万美元增长至2022年的5870万美元和2023年的7980万美元,不过由于研发投入较高,暂未实现盈利,近三年为亏损,2021年-2023年净利润分别为-1540/-5830/-2630万美元。 表1:AsteraLabs近三年营收及利润情况 AsteraLabs产品目标解决“运力”瓶颈。AI大模型迎来快速发展,带动AI训练集正以每年10倍左右的速度增长,算力等基础设施需求激增。在数据中心中,算力芯片占据服务器中成本的70%以上,是AI基础建设的核心。近年来行业龙头英伟达产品加速迭代,助推AI浪潮汹涌。但GPU等算力芯片计算效率提高之后,同样对内存等算力基础设施的其余环节提出了挑战,要求其有效地将数据传输到GPU中,最大效率提高利用率。因此,除了“算力”之外,“存力”和“运力”需要同时匹配发展。HBM等内存新技术创新,通过提供高带宽、低延迟和并行传输等特性,解决了“存力”发展瓶颈,三星、美光、海力士三大龙头竞相角逐,HBM新品一经推出即售罄,产能供不应求。而GPU、CPU乃至其他网络子系统之间的连接所存在的“运力”瓶颈,需要提供不断增加的带宽。目前GPU、CPU等芯片互联中,除了PCIe、以太网和CXL等其他行业标准协议外,还有NVLink和InfiniBand等特定于供应商的协议。AsteraLabs推出的三大产品线,主要针对行业标准协议,可增强AI运算中数据传输速度,目标解决“运力”瓶颈。 1.1.2PCIeRetimer解决总线传输过程中的信号衰减 总线是服务器主板上不同硬件互相进行数据通信的管道,目前最流行的总线协议为PCIe(PCI-Express),最早由Intel于2001年提出。PCIe主要用于连接CPU与GPU、SSD等各类高速外围设备。随着AI、云计算快速发展,推动服务器对数据传输速度要求越来越高,PCIe协议传输速率也快速提升。自2003年,PCIe 1.0正式发布起,可支持每通道传输速率为250MB/s,总传输速率为2.5 GT/s,此后持续升级,2021年PCI-SIG发布PCIe 6.0规范,将总带宽是提高至64 GT/s,将在2025年发布的PCIe7.0规范,更是将总带宽提升至128.0 GT/s。 表2:PCIe 1.0到6.0不同Lane下的带宽变化 Retimer芯片是解决信号衰减问题的最优方案。然而由于PCIe传输速率不断攀升,工作频率越来越高,但主板物理尺寸延展空间有限,信号衰减问题越来越严重。低损PCB板,Redriver或Retimer芯片是解决信号衰减问题的三大主要方式,其中Retimer芯片信号恢复能力最强,性价比最高,成为解决信号衰减问题的最优方案。在PCIe 4.0及更早版本之前,数据传输速率相对较低,对信号完整性的要求不高,Retimer芯片并非刚需,而进入PCIe 5.0时代,信号衰减和抖动问题开始突出,在服务器中GPU与CPU连接时至少需要一颗Retimer芯片来保证信号质量。 据统计,一台8卡GPU的AI服务器需要8颗PCIe 4.0Retimer芯片。随着AI服务器出货量的增加,AI服务器Retimer市场规模不断扩大,单AI服务器Retimer5.0用量可高达16颗。在通用服务器领域,Retimer芯片的市场规模的增长则取决于PCIe5.0的渗透率,一台通用服务器配1-2颗Retimer芯片,一颗Retimer芯片市场价20-40美金不等。ABI Research预计,数据中心的PCIe连接解决方案市场规模将从2023年的41亿美元增长到到2027年的66亿美元。 其中AI是数据中心PCIe增长最快的市场机遇之一,预计将从2023年的6.3亿美元增至2027年的16亿美元,四年复合年增长率为26.2%。 图2:AsteraLabsGPU与AI加速器中的Retimer芯片配置 PCIeRetimer蓝海市场三足鼎立,AsteraLabs领先推出PCIe5.0Retimer。 目前AsteraLabs、谱瑞-KY、澜起科技是PCIeRetimer蓝海市场中的三家主要厂商,占据领先地位。谱瑞是PCIe3.0时代的霸主;AsteraLabs最先推出并量产PCIe5.0Retimer,其Aries产品线现已发展到第二代,包括支持PCIe 4.0、PCIe 5.0和CXL1.1的多款产品;国内公司澜起科技也早布局PCIeRetimer,是全球可量产PCIe5.0Retimer的唯一中国大陆供应商,自研的SerDes IP带来了良好的整合性,公司产品在时延、信道适应能力方面具有很好的优势同时,公司正在研发PCIe 6.0 Retimer系列芯片,将持续投入对该产品的迭代升级。目前澜起科技已成功导入境内外主流云计算/互联网厂商的AI服务器采购项目,并已开始规模出货。2024年第一季度,澜起科技的PCIeRetimer芯片单季度出货量约为15万颗,超过该产品2023年全年出货量的1.5倍。 此外,包括瑞萨,TI,微芯科技等在内的芯片厂商也在积极投入PCIeRetimer的产品研发中 。 根据各公司官网信息 , 瑞萨可提供包括89HT0816AP和89HT0832P在内的两款PCIe 3.0Retimer产品;TI可提供一款16Gbps8通道PCIe 4.0Retimer——DS160PT801;同样地,微芯科技于2020年11月发布XpressConnect系列Retimer芯片,可支持PCIe5.0的32GT/s速率。 表3:PCIeRetimer厂商及其研发情况厂商阐释 1.1.3CXL可实现内存池化,上游控制器有望迎来高速增长 CXL(Compute Express Link)技术是一种新型的高速互联技术,旨在提供更高的数据吞吐量和更低的延迟,以满足现代计算和存储系统的需求。它最初由英特尔、AMD和其他公司联合推出,并得到了包括谷歌、微软等公司在内的大量支持。 CXL的目标主要是为了解决CPU和设备、设备和设备之间的内存鸿沟,解决内存分割造成的巨大浪费、不便和性能下降。 CXL 2.0版本开始,CXL可实现内存池化。CXL一开始可视为PCI-e技术的再提高版本,2019年,CXL的第一个版本CXL1.0/1.1诞生,起初解决的问题还只是单机设备的问题,主要是对单台服务器里的内存容量和带宽进行扩展;从CXL 2.0开始,增加了热插拔(Hot Plug)、安全升级、持久内存、Telemetry和RAS的支持,但最为重要的功能,还是可以改变服务器业界生态构型的Switching,以及它带来的加速卡和内存的池化,提高内存使用效率;2022年8月,CXL 3.0发布,又进一步实现了革新,CXL3.0建立在PCIe 6.0之上(CXL1.0/1.1和2.0版本建立在PCIe5.0之上),带宽提升了两倍,并