通信行业：AI拉动算力大周期，数通PCB有望持续高增

证券研究报告 AI拉动算力大周期，数通PCB有望持续高增 分析师：王芳S0740521120002，杨旭S0740521120001，刘博文S0740524030001 2024年8月7日 1 目录 一、AI拉动算力大周期 二、通用服务器升级+AI服务器量增带动PCB量价齐升三、交换机、光模块迎来升级，未来空间广阔 四、投资建议 五、风险提示 2 AI拉动算力大周期 算力爆发带动数通领域高速增长。随着ChatGPT出世，各AI领域大模型层数不穷，AI迭代持续加速，竞争如火如荼；后续随着自动驾驶、AIOT等应用驱动，将驱动AI持续发展，而AI又将驱动数据运算需求加速增长。 数据中心资本开始持续增长。为了顺应AI发展大潮流，全球各厂商数据中心计算与存储支出持续高涨，根据IDC数据，预计2024年全部云基础设施支出将达1383亿美元，同比增长26.1%，全部数据中心计算与存储支出达2031亿美元，同比增长19.9%。AI相关基建持续高景气，AI基建除了AI训练服务器外，还包括为了组网而搭配的其他设备，如交换机等。预计高速通信领域将持续处于高景气状态，而PCB作为高速通信领域基础硬件，将随着相关产品规格持续提升而持续升级。 图表：全球各厂商数据中心计算与存储支出（亿美元） 2500 2000 1500 1000 500 0 云基础设施非云基础设施合计 yoy(云基础设施)yoy(非云基础设施)yoy(合计） 20202021202220232024E 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% -5% -10% 来源：IDC，中泰证券研究所3 AI拉动算力大周期 根据Prismark数据，服务器/数据存储领域2023年占比约为11.8%，预计服务器/数据存储2022-2027年复合增速 6.5%，也是PCB增速最高的下游领域，AI拉动算力大周期，数通PCB相关最受益，后续有望持续高增。 图表：2023年PCB下游分布情况图表：预计2022-2027不同领域PCB细分增速情况 医疗,2.1%军事/航空航天, 8.00% 6.50% 6.00% 4.80% 4.10% 4.00% 3.30% 2.60% 2.40%2.30% 2.00% 0.80%1.20% 1.40% 0.00% -2.00% -4.00% -4.10% -6.00% 计算机：PC, 2022-2027复合增长率 工业,4.4% 4.9% 13.6% 汽车,13.1% 其他消费电子,12.9% 服务器/数据存储,11.8% 其他计算机,5.4% 无线基础设施,4.6% 有线基础设施,8.6% 手机,18.7% 来源：Prismark，中泰证券研究所 来源：Prismark，中泰证券研究所 4 目录 一、AI拉动算力大周期 二、通用服务器升级+AI服务器量增带动PCB量价齐升三、交换机、光模块迎来升级，未来空间广阔 四、投资建议 五、风险提示 5 服务器作为网络节点灵魂，对PCB要求高 服务器作为网络节点灵魂，对PCB要求高。服务器作为网络的节点，存储、处理网络上超过80%的数据和信息，因此服务器也被称为网络的灵魂。网络终端设备要获取资讯，与外界沟通、娱乐等，必须经过服务器。服务器在性能上要求更高，其高性能主要体现在计算能力与数据处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面，同样服务器对 PCB的要求也更高。 图表：数据中心中服务器、交换机等产品图表：服务器中PCB应用情况 来源：广合科技招股书，中泰证券研究所6 近20年来全球服务震荡增长，后续随着数据中心资本开支高增有望拉动新一轮换机周期：近年来服务器市场震荡增长，至2022年受疫情导致线下场景受限，“线上”“远程”等需求催生服务器出货量持续增长，服务器出货量达到历史高点，而2023年服务器出货量下降。展望后续，随着新服务器平台带来的更新需求及数据中心资本开支加大，预计服务器市场将迎来恢复性增长。 数据中心资本开支高增有望拉动新一轮服务器换机周期 来源：IDC，中泰证券研究所 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 图表：服务器出货台数 出货台数（万台）yoy 25% 20% 15% 10% 5% 0% -5% -10% -15% -20% -25% 7 ODM厂服务器占比提升趋势明显 ODM厂服务器占比提升趋势明显，当前服务器市场ODM厂商出货占比自2013年的13.26%提升至2023年的35.64%，ODM模式优势主要有：1）更好的性能：标准服务器往往不能满足所有场景的应用需求，而定制化服务器完全按照企业不同的场景进行相应研发、配置和调优；2）更加稳定可靠：由于定制化服务器专门针对特定的应用研发设计，在研发过程中会对特殊场景应用下的工作负载进行调优，因此相比传统服务器负载更加均衡，稳定性和可靠性更胜一筹；3）更低的 整体拥有成本：虽然定制化服务器的采购成本要高一些，但由于定制化使服务器的计算性能与业务更加匹配，计算效率更 高，这也意味着用更少的服务器便可支撑相同的业务。 1000 900 800 700 600 ODM出货台数（万台）品牌厂出货台数（万台）ODM厂出货占比 37.42% 35.02% 35.64% 33.50% 28.34% 25.24% 22.38% 16.94%16.81%16.21% 13.26% 40% 35% 30% 25% 500 400 300 200 100 20% 15% 10% 5% 来源：IDC，中泰证券研究所 00% 20132014201520162017201820192020202120222023 8 服务器厂：戴尔、浪潮、HPE为服务器前三大品牌厂，2023年戴尔份额达12%，浪潮8.8%，HPE份额为7.1%； ODM厂：2023年竞争格局发生巨变，一方面广达出货量极速从第1跌至第4，而富士康（25.36%）、纬创（23.79%）、英业达（22.53%）三者差距较小进入TOP3。 主要服务器品牌厂和ODM厂份额情况 图表：ODM厂竞争格局图表：服务器厂竞争格局 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 富士康纬创英业达广达电脑神达技嘉其他 29.45% 19.28% 30.34% 31.78% 30.37% 22.53% 14.44% 10.54% 12.19% 13.15% 21.44% 25.91% 23.79% 28.88% 24.50% 10.99% 15.14% 20.74% 20.83% 25.36% 20192020202120222023 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 戴尔浪潮HPE联想超微电脑超聚变新华三中兴通讯宁畅宝德科技 4.8% 6.4% 11.9% 4.1% 5.6% 10.0% 4.6% 5.7% 9.1% 5.9% 5.2% 7.8% 4.6% 5.3% 7.1% 8.6%9.2% 9.4% 8.6% 8.8% 17.4% 15.4% 15.3% 13.8% 12.0% 20192020202120222023 来源：IDC，中泰证券研究所9 服务器平台持续升级提高PCB要求 服务器平台持续升级提高PCB要求。一般而言，各时代芯片平台服务器均对PCB材料层数等所有升级，以intel的EagleStream平台为例，其服务器用PCB层数、材料、设计工艺均有升级，PCB价格提升显著，其层数从上一代平台的12-18层升级至14-20层，根据Prismark的数据，2021年8-16层板的价格为456美元/平米，而18层以上板的价格为1538美元/平米，PCB价值量增幅明显。 图表：通用服务器主要PCB规格 指令集架构 IntelX86架构 AMDX86架构 服务器芯片平台 Purley Whitley Eaglestream BirchStream Rome Milan Genoa Turin 芯片架构 Skylake Icelake Sapphire Rapids GraniteRapids Zen2 Zen3 Zen4 Zen5 芯片工艺 14nm 10nm 7nm 7nm 7nm 7nm 5nm 4nm/3nm 生命周期 衰退期 成熟期 成长期 导入期 衰退期 成熟期 成长期 导入期 信号需求传输速率 DDR DDR3 DDR4 DDR5 DDR5 DDR4 DDR4 DDR5 DDR5 PCIe PCIe3.0(4G/8G) PCIe4.0(8G/16G) PCIe5.0(16G/32G) PCIe5.0(16G/32G) PCIe4.0(8G/16G) PCIe4.0(8G/16G) PCIe5.0(16G/32G) PCIe5.0(16G/32G) PCB规格 层数 10-12L 12-18L 14-20L 14-20L 12-14L 14-16L 14-18L 14-18L BGAPitch 1.0-1.2mm 1mm 0.94mm 0.94mm 1.0mm 1.0mm 0.938mm 0.938mm BGA背钻 无 有 有 有 无 有 有 有 板厚 1.6-2.0mm 2.0-2.5mm 2.5-3.5mm 2.5-3.5mm 2.0-2.5mm 2.0-2.5mm 2.0-2.5mm 2.0-2.5mm 厚径比 9:01 10:01 14:01 14:01 10:01 10:01 14:01 14:01 SkipVia技术 无 部分有 有 有 无 无 有 有 主要材料特点 普通损耗、中损耗 低损耗 超低损耗 超低损耗 低损耗 低损耗 超低损耗 超低损耗 来源：广合科技招股书，中泰证券研究所10 大模型数据运算量增长快速，带动AI服务器快速上量 ChatGPT等大模型数据运算量增长快速，带动AI服务器快速上量。ChatGPT等大模型带来了算力需求的激增，与之对应亦带来AI服务器需求快速增长，根据TrendForce数据，预计2023年AI服务器出货量近120万台，同比增长近38.4%，至2026预计AI服务器将突破230万台。 图表：H100服务器图表：预计未来AI服务器快速上量 来源：英伟达官网、Trendforce，中泰证券研究所 250 200 150 100 50 0 2022 全球AI服务器出货量（万台）yoy 2023E2024E2025E2026E 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 11 AI服务器对PCB及CCL要求提高 AI服务器由于对运算速率要求更高，其对PCB及CCL要求也随之提高。若以英伟达H100服务器为例，其GPU模组所用UBB主板所有PCB层数高达26层，OAM为5阶HDI板，所用CCL材料皆为UltraLowLoss；其GPU模组PCB价值量超2500美元，CPU模组价值量超600美金，此外配板如电源、硬盘等价值量预计超30美金，合计PCB价值量约为3221美元。 图表：H100GPU模组PCB价值量 数量 面积（平方米） 层数 种类 材料 价值量（美元） GPU载板 8 0.075 14-16 载板 ABF 1400 OAM 8 0.259 HDI M7 550 UBB 1 0.3 26 HDI+HLC M7 470 NVSwitch 4 0.024 SLP 160 合计 2580 图表：H100CPU模组PCB价值量 数量 面积（平方米） 层数 种类 材料 价值量（美元） CPU载板 2 0.013 22-24 载板 ABF 320 CPU主板 1 0.38 16-20 270 内存 32 0.13 28 网卡 6 0.072 8-10 PCB MidLoss 15 转接卡 2 0.024 8-10 PCB MidLoss 5 其他 1 0.012