集群算力大势所趋，高速铜互连深度受益

行业研究|深度报告 看好（维持） 集群算力大势所趋，高速铜互连深度受益 电子行业 国家/地区中国 行业电子行业 报告发布日期2024年08月28日 核心观点 人工智能推动高速铜缆行业需求高增。随着生成式人工智能（AIGC）技术的逐步成 熟，基于“大数据+大计算量”模型的新兴应用不断涌现，显著推动了算力需求的持续攀升。根据中国信息通信研究院的数据，预计从2023年起的未来五年内，全球年均算力规模将以超过50%的速度增长。作为计算能力的核心载体，数据中心在算力高需求的驱动下，其相关的服务器领域及上下游产业预计将在未来几年内迅速扩展。基于这一趋势，铜连接方案因其低成本和低功耗的优势，预计将在数据中心短距离连接中的市场份额有所提升，从而推动行业发展。 铜互联技术已成为提升数据中心性能的关键要素。随着大型数据中心和边缘计算的发展，对铜的需求持续增长。尽管光纤因其长距离通信能力而广泛应用，铜缆凭借高性价比、低功耗和高可靠性，在短距离传输中占据了重要地位，尤其是在高性能 AI算力集群的构建中，DAC铜缆的低成本和低能耗优势尤为显著。DAC方案不仅实现了高达100Gbps的数据传输速率，同时也缓解了短距离传输的限制。此外，DAC铜缆的高平均无故障时间（MTBF）确保了数据中心关键任务的连续性。根据LightCounting的预测，未来五年内，高速线缆市场将实现翻倍增长，DAC销售额将以25%的年均复合增长率迅速提升。 NVL72服务器为铜连接市场打开增长空间。作为全球加速计算领域的领导者，英伟达已被视为AI行业的风向标。在2024年，英伟达发布了备受瞩目的Blackwell架 构，基于这一架构推出的新品引起了市场的广泛关注。其中，NVL72服务器作为新型AI服务器，采用了铜互连方案，包含5000根铜缆，总长度超过3219米。新技术的引入使得NVL72服务器成为高性能、低能耗设备的典范。随着英伟达新品的发布及国内外数据中心集成方案的不断发展，预计未来铜互联市场将迎来显著的增量需求。 国内铜连接厂商崛起，未来市场前景看好。国内各厂商已具备AI算力所需高速铜缆及其上游零部件批量化生产能力：1）沃尔核材是高速通信线缆龙头企业，子公司乐庭智联深耕电线行业，具备较强的研发能力和生产能力，已开发224G高速通信 线样品，1.6T高速通信线打样进行中；2）鼎通科技专注通讯连接器，是安费诺、莫仕的重要供应商，112G产品已量产，224G产品也已小批量试产，东莞厂稼动率相对饱和，56G及以上高速背板连接器扩产中；3）华丰科技掌握连接器核心技术，成功研发112G、224G高速背板连接器，高速线模组已开始批量生产交付；4）精达股份专注特种电磁线30余年，公司产品镀银线为高频高速线信号传输载体，客户包括安费诺、乐庭、Molex、立讯精密、兆龙互联、新亚电子等。 蒯剑021-63325888*8514 kuaijian@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860514050005香港证监会牌照：BPT856 韩潇锐hanxiaorui@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860523080004 薛宏伟xuehongwei@orientsec.com.cn 朱茜zhuqian@orientsec.com.cn 新策深化科创板改革，关注半导体设备和模拟领域外延发展机会 2024-07-22 “车路云一体化”项目持续升温 2024-06-16 AI热点多，期待苹果wwdc大会 2024-06-10 投资建议与投资标的 铜连接方案因其在短距离通信中的优势，被广泛应用于数据中心。随着英伟达 Blackwell架构的推出，厂商对铜连接技术的重视程度提升，预计铜互联市场份额将扩大，并带动上下游产业链的增长。铜互联建议关注： 线材厂商：沃尔核材、精达股份、新亚电子、神宇股份； 连接器及组件厂商：鼎通科技、华丰科技、意华股份、得润电子； 高速线缆厂商：立讯精密、兆龙互连、FITHONTENG； 铜箔厂商：方邦股份等。 风险提示 技术发展和技术落地不及预期；下游市场需求不及预期；原材料成本上涨风险；市场竞争加剧风险；供应链稳定性风险；地缘政治风险。 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 目录 1.AI浪潮推动高速铜缆市场迎来新机遇5 1.1算力是数字经济的核心生产力5 1.2AI技术驱动铜连接备受瞩目6 2.数据中心发展带动铜连接需求增长8 2.1控制能耗和成本成数据中心发展趋势8 2.2铜连接技术契合数据中心当前需求9 3.英伟达引领铜连接市场迈向新纪元13 3.1英伟达旗舰新品塑造AI技术新趋势13 3.2NVL72服务器引领高速铜连接革新14 4.投资建议19 4.1沃尔核材：国内电信电缆领先企业19 4.2鼎通科技：国内连接器组件专业供应商21 4.3华丰科技：国内高速背板连接器领先供应商22 4.4精达股份：国内特种电磁线龙头企业24 风险提示26 图表目录 图1：算法、数据、算力是AI技术的三驾马车5 图2：AI大模型的参数规模5 图3：用于训练人工智能系统的算力需求5 图4：2022年至2026年全球AI服务器出货量（千台）6 图5：中国加速计算服务器市场预测（百万美元）6 图6：中国超大规模数据中心网络带宽发展路径6 图7：2012年至2026年端口出货量增长（按速率划分）6 图8：NVL72铜缆背板和背板连接器示意图7 图9：NVL72交换机托盘内部示意图7 图10：2020年部分国家与数据中心电力消耗对比（TWh）8 图11：我国数据中心耗电量及其耗电量占我国用电量百分比8 图12：全球在数据中心建设方面的支出变化（十亿美元）8 图13：数据中心推动铜需求增长9 图14：各连接方案在数据中心应用场景9 图15：经典铜缆结构展示图10 图16：电缆横截面展示图11 图17：高速铜缆的生产工艺流程11 图18：40GDAC和AOC产品价格对比11 图19：德州仪器DAC产品与竞品功耗及性能对比11 图20：DAC线缆传输速率12 图21：2023年AOC、DAC和AEC的销售情况12 图22：2028年AOC、DAC和AEC的预计销售情况12 图23：英伟达AI芯片发展历程13 图24：英伟达CEO展示BlackwellGB200超级芯片13 图25：NVLink展示图13 图26：GB200NVL72服务器正反两面示意图14 图27：GB200芯片与NVL72服务器互联节点示意图14 图28：英伟达AI芯片在提升性能的同时降低能耗14 图29：NVL72服务器内部架构15 图30：NVLink各版本性能提升概览15 图31：英伟达过去十个季度的区域营收结构（百万美元）16 图32：GB200A服务器架构17 图33：GB200ANVL36NVLink拓扑结构17 图34：谷歌服务器机架的内部与外部互联方案17 图35：国内市场的AI芯片性能对比18 图36：华为昇腾计算系列产品生态18 图37：沃尔核材发展历程19 图38：沃尔核材主营业务产品20 图39：沃尔核材营业收入及同比（百万元）21 图40：沃尔核材归母净利润及同比（百万元）21 图41：鼎通科技发展历程21 图42：鼎通科技通讯连接器业务布局及主要客户22 图43：鼎通科技营业收入及同比（百万元）22 图44：鼎通科技归母净利润及同比（百万元）22 图45：华丰科技业务、产品、技术的演变历程23 图46：华丰科技背板连接器开发时间轴23 图47：华丰科技营业收入及同比（百万元）24 图48：华丰科技归母净利润及同比（百万元）24 图49：精达股份主要产品及子公司24 图50：恒丰特导公司主要产品应用场景25 图51：精达股份营业收入及同比（百万元）25 图52：精达股份归母净利润及同比（百万元）25 表1：历代PCIe规格（速度/数据传输）7 表2：各类数据传输解决方案概览10 表3：DAC、AOC、AEC对比10 表4：各版本NVLink的参数对比15 表5：Blackwell系列产品规格16 表6：沃尔核材高速通信线研发进程20 表7：恒丰特导各类镀层导体的性能特征25 1.AI浪潮推动高速铜缆市场迎来新机遇 1.1算力是数字经济的核心生产力 计算能力已成为当今不可或缺的核心资源。算法作为决策和预测的基础，构成了人工智能系统运行的核心。算力则是执行这些算法的必要条件，确保数据高效处理并快速响应需求。此外，大数据为AI系统提供训练和验证集，是系统学习和优化的重要资源。随着计算资源和数据容量的增加，算法性能将显著提高，系统性能也将进一步提升。这三个要素不仅深化了人工智能的理论基础，也推动了其在各领域的广泛应用和技术进步。 图1：算法、数据、算力是AI技术的三驾马车 数据来源：郑纬民院士：人工智能算力基础设施的设计、评测与优化、东方证券研究所 AIGC催生了对高性能算力的需求。随着生成式人工智能（AIGC）技术的普及和发展，基于“大数据+大计算量”模型的新应用不断涌现，对算力系统的需求日益增加。数据显示，从2012年至 2018年，AI的算力需求增长了30万倍。目前，AI算力需求增长速度更为迅猛，平均每100天翻一倍，远超摩尔定律所预测的每18个月增加一倍的速度。这一快速增长趋势凸显了算力在AI技术发展中的关键作用，同时也对数据中心的设计、运营和能源效率提出了更高要求。 图2：AI大模型的参数规模图3：用于训练人工智能系统的算力需求 数据来源：经济学人、OurWorldinData、东方证券研究所数据来源：经济学人、康奈尔大学、东方证券研究所 算力需求推动了服务器产业的蓬勃发展。数据中心作为计算能力的物理载体，涵盖了物理服务器、存储设备、网络设备及连接设施。它不仅为需求方提供必要的计算和存储能力，还提供了稳定、节能且安全的计算环境。根据IDC预测，2024年全球共享云容量租赁总额将达到1083亿美元。其中，专用云支出预测减少46亿美元，降至300亿美元，而非云计算及存储支出预计增加69亿美元。显然，在高计算能力需求的推动下，服务器领域的上下游产业将在未来几年实现快速增长。 图4：2022年至2026年全球AI服务器出货量（千台）图5：中国加速计算服务器市场预测（百万美元） 2500 2000 1500 1000 500 0 AI服务器出货量YoY 20222023(E)2024(F)2025(F)2026(F) 50% 40% 30% 20% 10% 0% 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 20232024(E)2025(F)2026(F)2027(F)2028(F) 数据来源：TrendForce、东方证券研究所数据来源：IDC、东方证券研究所 1.2AI技术驱动铜连接备受瞩目 带宽升级助力数据中心突破算力瓶颈。带宽指通信线路或设备能够传输信号的频率范围，高带宽通常意味着设备能够在更高频率下传输更多信息。为了满足生成式AI应用和AI模型训练对算力资源的需求，数据中心通过在多个互联计算节点间分配工作负载来满足这些新需求。由于单个分布式任务的运行时间受到最慢节点的限制，因此设备之间的高效互联成为突破算力系统瓶颈的关键。 图6：中国超大规模数据中心网络带宽发展路径图7：2012年至2026年端口出货量增长（按速率划分） 数据来源：ascentoptics、东方证券研究所数据来源：Dell'OroGroup、东方证券研究所 PCIe速率提升满足高带宽需求。PCIe是继ISA和PCI总线之后的第三代I/O总线标准，采用高速差分信号以点对点连接设备进行通信。两个PCIe设备之间的连接称为链路（link），链路可以 包含多个通道，厂商可通过增加通道数量来满足更高的带宽需求。PCIe1.0的传输速率为2.5GT/s。为了满足A