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算力産業鍊全面爆發!五大核心環節,龍頭全梳理

作者:樂晴行業觀察

目前人工智能在全球持續爆發,産業鍊各環節迎來量價齊升。AI基礎層是資料和算力,而算力核心産業包括以軟硬體的方式對外提供計算與服務能力,既有傳統IT産業中的晶片、伺服器、交換機、路由器、光子產品等,也包括人工智能晶片、異構處理器、物聯網、邊緣計算等新興的軟硬體,核心産業中基于物聯網、邊緣計算的機構将是未來算力時代的重要增長點。#人工智能#

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根據人民網,目前國家在8地啟動建設國家算力樞紐節點,并規劃了10個國家資料中心叢集,協調區域平衡化發展。根據智東西資料,截止2022年2月,全國共有至少26個城市在推動或剛完成當地智算中心建設,其中合肥、慶陽、大連、沈陽、深圳、長沙等至少6個城市已經宣布開工建設。

據IDC預計,到2026年智能算力規模将達1271.4EFLOPS,未來CAGR達52.3%,同期通用算力規模CAGR為18.5%。#算力#

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資料中心

資料中心作為算力的實體承載,産業賦能價值逐漸顯現算力是一種新的生産力,為企業數字化轉型提供基礎動力。

大陸資料中心機架規模穩步增長,大型以上資料中心規模迅速增長按照标準機架2.5kW統計,截至2022年年底,大陸在用資料中心機架總規模超過650萬架,其中大型以上資料中心機架規模增長更快,按照标準機架2.5kW統計,預計2022年機架規模540萬架,占比超過80%。

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行行查 | 行業研究資料庫 資料顯示,資料中心産業上遊主要是為資料中心建設提供所必須的基礎設施或條件,其中裝置商提供基礎設施和ICT裝置,分别為底層基礎設施(供配電系統、散熱制冷系統等)和IT及網絡裝置(交換機、伺服器、存儲),而軟體服務商提供資料中心管理系統(動環監控系統、資料中心基礎設施管理系統等)。

中遊是資料中心産業的核心角色,主要包括服務商,包括電信營運商、第三方中立資料中心服務商、雲計算廠商以及從各行業湧入的新進入者。

産業下遊主要是資料中心的使用者,主要是雲計算企業、網際網路企業與其他行業使用者(包括:金融機構、政府、電力企業使用者等。#伺服器#

資料中心及代表廠商:

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資料來源:中國信通院

AI晶片

從技術架構來看,晶片方面目前有了更适合AI的GPU、NPU、TPU、FPGA等産品,晶片制程也來到了3nm,是整個算力的最核心。

其中,GPU、FPGA均是前期較為成熟的晶片架構,屬于通用型晶片。

ASIC屬于為AI特定場景定制的晶片。另外,中央處理器(CPU)是計算機的運算和控制核心,是資訊處理、程式運作的最終執行單元,是計算機的核心組成部件。

從全球市場格局來看,目前GPU行業呈英偉達、英特爾和AMD三寡頭格局。

目前國内二級市場中,布局GPU晶片的主要有寒武紀、海光資訊、景嘉微等公司,同時國内一級市場同樣湧現出衆多推出優質GPU的創業公司,考慮到GPU市場競争相對激烈,未來在算力需求大幅提升背景下有望提供滿足實際需求的GPU産品以及創造業績的廠商值得重點關注。

GPU的國産替代程序刻不容緩,在緊張的局勢背景下,未來國内優秀廠商有望推動高端GPU國産替代程序。#晶片#

國内GPU産業鍊情況:

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FPGA 是一種內建電路晶片,最大特點是現場可程式設計性。

全球市場格局來看,海外廠商主導全球FPGA 市場,賽靈思和英特爾形成雙頭壟斷,國内企業持續加大FPGA 晶片的布局,成長空間巨大。

國内FPGA頭部廠商包括複旦微電(高可靠FPGA 技術領先,率先推出億門級FPGA 和PSoC 晶片,應用領域不斷豐富)和紫光國微(國内特種內建電路行業領先者,産品覆寫500 多個品種,特種領域FPGA 持續更新)、安路科技(國内民用FPGA龍頭)。

ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,專用內建電路)是一種根據産品的需求進行特定設計和制造的內建電路,能夠更有針對性地進行硬體層次的優化。

目前市場上主流ASIC有TPU晶片、NPU晶片、VPU晶片以及BPU晶片,它們分别是由Google、寒武紀、Intel以及地平線設計生産。

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資料來源:Google、平頭哥、寒武紀、華為海思官網,國信證券

伺服器

目前人工智能場景對AI伺服器需求快速增長,算力在模型訓練、推理速度、資料處理方面發揮重要作用。

伺服器産業鍊上遊包括晶片、PCB、DRAM記憶體及模組、電源、HDD/SSD、散熱、互聯接口、網卡等,中遊主要為主機闆/系統內建商、伺服器品牌營運商,下遊為網際網路、雲計算服務商、營運商、企業客戶等。

全球伺服器産業鍊及代表廠商:

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資料來源:招商證券

IDC釋出的《2022年第四季度中國伺服器市場跟蹤報告Prelim》顯示,前兩名浪潮與新華三的變化較小,第三名為超聚變,從3.2%份額一躍而至10.1%,增幅遠超其他伺服器廠商。Top8伺服器廠商中,浪潮、戴爾、聯想均出現顯著下滑,超聚變和中興則取得明顯增長。其中,浪潮份額從30.8%下降至28.1%;新華三份額從17.5%下降至17.2%;中興通訊從3.1%提升至5.3%,位居國内第5。聯想降幅最為明顯,從7.5%下降至4.9%。

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TrendForce 集邦咨詢預計2023年AI伺服器出貨量同比增長可達8%;2022-2026 年複合增長率将達10.8%。根據IDC資料,2021-2025年全球AI伺服器市場規模或以19.5%的CAGR由156億美元增長至318億美元。

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光子產品

光子產品屬于資料中心關鍵零部件,也是算力的關鍵環節之一。

光子產品是光纖通信裝置的重要零部件之一,是光通信裝置最關鍵的組成部分,主要作用是實作光電轉換。一個光子產品,通常由光發射器件(TOSA)、光接收器件(ROSA)、雷射器晶片(LDChip)、光探測器晶片(PD Chip)、電路闆(PCBA)、光纖接口、電接口等部分組成。光子產品具備豐富的應用場景,分為電信市場與資料通信市場,包括電信通訊、資料寬帶、FTTx、資料中心等領域,近年來資料通信市場逐漸成為帶動光子產品市場增長的主要細分領域。

光子產品内部構成:

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資料來源:FiberMall

根據LightCounting的測算,光子產品市場在2020-2022年分别增長17%、10%、14%。然而,預計在2023年增速将放緩至4%,随後在2024-2025年恢複,2022-2027年全球光子產品市場CAGR為11%。盡管2023年增速或許疲軟,2027年全球光子產品銷售額有望達到200億美元。

全球光子產品銷售情況(按細分市場):

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過去十年中,大陸光器件和子產品供應商逐漸在全球市場上獲得份額,大陸供應商目前在全球以太網光子產品市場上占主導地位。另外,在FTTx和無線前傳等較小的細分市場,幾乎都是中國供應商。由于無法與中國供應商競争,許多非中國供應商相繼退出光子產品市場。

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根據LightCounting的測算,全球前五的雲廠商,阿裡巴巴、亞馬遜、Facebook、谷歌和微軟2026年在以太網光子產品上的支出将超過30億美元。800G光子產品将從2025年底開始主導這一細分市場。另外,谷歌計劃在2-3年後開始部署1.6T子產品。CPO(共封裝光學)将在2024-2026年開始取代雲資料中心中的可插拔光子產品。

高速率光子產品出貨量有望大幅提升,光子產品或迎接800G更新新周期。800G光子產品産品增長的動力來源于AI相關應用帶來流量資料增量、資料中心帶寬需求高增、光子產品廠商的技術疊代。2023年800G光子產品有望開啟量産元年,800G産品更新周期,頭部廠商技術路線統一,行業或于近兩年迎來業績向上拐點。

據Lightcounting統計,2022年入圍全球Top10的國産廠商為中際旭創(第二)、光迅科技(第八)、新易盛(第七)和華工正源(第十),前四大國内光子產品廠商占據全球的26%市場佔有率。

目前國内廠商加速400G/800G光子產品布局,光迅科技、中際旭創、新易盛、劍橋科技已量産800G光子產品産品,其它廠商也在加快研發進度。

國内行業龍頭在800G導入競争中,處于領先位置,有望率先實作大批量生産。

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PCB

随着AI技術蓬勃發展和廣泛應用,高性能計算能力晶片需求空前旺盛,帶動伺服器整體性能提升,伺服器領域PCB闆往高速高頻發展。PCIe協定更新推動伺服器PCB用料更新、工藝難度提升,價值量增加。

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企業擴産端,高端PCB闆擴産計劃頻頻。尤其是IC載闆,外資廠商欣興電子、揖斐電、新光、京瓷、三星電機、LG、信泰、大德電子等IC載闆領先企業紛紛宣布擴産,預計将在2023-2024年釋放産能。#5月财經新勢力#

内資廠商深南電路、珠海越亞、興森科技等國内頭部企業持續擴張IC載闆産能,預計将在2023-2025年釋放産能。

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資料來源:PCB行業融合新媒體微信公衆号,各公司公告,芯碁微裝、光大證券

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