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算力产业链全面爆发!五大核心环节,龙头全梳理

作者:乐晴行业观察

当前人工智能在全球持续爆发,产业链各环节迎来量价齐升。AI基础层是数据和算力,而算力核心产业包括以软硬件的方式对外提供计算与服务能力,既有传统IT产业中的芯片、服务器、交换机、路由器、光模块等,也包括人工智能芯片、异构处理器、物联网、边缘计算等新兴的软硬件,核心产业中基于物联网、边缘计算的机构将是未来算力时代的重要增长点。#人工智能#

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根据人民网,目前国家在8地启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群,协调区域平衡化发展。根据智东西数据,截止2022年2月,全国共有至少26个城市在推动或刚完成当地智算中心建设,其中合肥、庆阳、大连、沈阳、深圳、长沙等至少6个城市已经宣布开工建设。

据IDC预计,到2026年智能算力规模将达1271.4EFLOPS,未来CAGR达52.3%,同期通用算力规模CAGR为18.5%。#算力#

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数据中心

数据中心作为算力的物理承载,产业赋能价值逐渐显现算力是一种新的生产力,为企业数字化转型提供基础动力。

大陆数据中心机架规模稳步增长,大型以上数据中心规模迅速增长按照标准机架2.5kW统计,截至2022年年底,大陆在用数据中心机架总规模超过650万架,其中大型以上数据中心机架规模增长更快,按照标准机架2.5kW统计,预计2022年机架规模540万架,占比超过80%。

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行行查 | 行业研究数据库 资料显示,数据中心产业上游主要是为数据中心建设提供所必须的基础设施或条件,其中设备商提供基础设施和ICT设备,分别为底层基础设施(供配电系统、散热制冷系统等)和IT及网络设备(交换机、服务器、存储),而软件服务商提供数据中心管理系统(动环监控系统、数据中心基础设施管理系统等)。

中游是数据中心产业的核心角色,主要包括服务商,包括电信运营商、第三方中立数据中心服务商、云计算厂商以及从各行业涌入的新进入者。

产业下游主要是数据中心的使用者,主要是云计算企业、互联网企业与其他行业用户(包括:金融机构、政府、电力企业用户等。#服务器#

数据中心及代表厂商:

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资料来源:中国信通院

AI芯片

从技术架构来看,芯片方面目前有了更适合AI的GPU、NPU、TPU、FPGA等产品,芯片制程也来到了3nm,是整个算力的最核心。

其中,GPU、FPGA均是前期较为成熟的芯片架构,属于通用型芯片。

ASIC属于为AI特定场景定制的芯片。另外,中央处理器(CPU)是计算机的运算和控制核心,是信息处理、程序运行的最终执行单元,是计算机的核心组成部件。

从全球市场格局来看,当前GPU行业呈英伟达、英特尔和AMD三寡头格局。

当前国内二级市场中,布局GPU芯片的主要有寒武纪、海光信息、景嘉微等公司,同时国内一级市场同样涌现出众多推出优质GPU的创业公司,考虑到GPU市场竞争相对激烈,未来在算力需求大幅提升背景下有望提供满足实际需求的GPU产品以及创造业绩的厂商值得重点关注。

GPU的国产替代进程刻不容缓,在紧张的局势背景下,未来国内优秀厂商有望推动高端GPU国产替代进程。#芯片#

国内GPU产业链情况:

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FPGA 是一种集成电路芯片,最大特点是现场可编程性。

全球市场格局来看,海外厂商主导全球FPGA 市场,赛灵思和英特尔形成双头垄断,国内企业持续加大FPGA 芯片的布局,成长空间巨大。

国内FPGA头部厂商包括复旦微电(高可靠FPGA 技术领先,率先推出亿门级FPGA 和PSoC 芯片,应用领域不断丰富)和紫光国微(国内特种集成电路行业领先者,产品覆盖500 多个品种,特种领域FPGA 持续更新)、安路科技(国内民用FPGA龙头)。

ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,专用集成电路)是一种根据产品的需求进行特定设计和制造的集成电路,能够更有针对性地进行硬件层次的优化。

目前市场上主流ASIC有TPU芯片、NPU芯片、VPU芯片以及BPU芯片,它们分别是由Google、寒武纪、Intel以及地平线设计生产。

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资料来源:Google、平头哥、寒武纪、华为海思官网,国信证券

服务器

当前人工智能场景对AI服务器需求快速增长,算力在模型训练、推理速度、数据处理方面发挥重要作用。

服务器产业链上游包括芯片、PCB、DRAM内存及模组、电源、HDD/SSD、散热、互联接口、网卡等,中游主要为主板/系统集成商、服务器品牌运营商,下游为互联网、云计算服务商、运营商、企业客户等。

全球服务器产业链及代表厂商:

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资料来源:招商证券

IDC发布的《2022年第四季度中国服务器市场跟踪报告Prelim》显示,前两名浪潮与新华三的变化较小,第三名为超聚变,从3.2%份额一跃而至10.1%,增幅远超其他服务器厂商。Top8服务器厂商中,浪潮、戴尔、联想均出现显著下滑,超聚变和中兴则取得明显增长。其中,浪潮份额从30.8%下降至28.1%;新华三份额从17.5%下降至17.2%;中兴通讯从3.1%提升至5.3%,位居国内第5。联想降幅最为明显,从7.5%下降至4.9%。

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TrendForce 集邦咨询预计2023年AI服务器出货量同比增长可达8%;2022-2026 年复合增长率将达10.8%。根据IDC数据,2021-2025年全球AI服务器市场规模或以19.5%的CAGR由156亿美元增长至318亿美元。

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光模块

光模块属于数据中心关键零部件,也是算力的关键环节之一。

光模块是光纤通信设备的重要零部件之一,是光通信设备最关键的组成部分,主要作用是实现光电转换。一个光模块,通常由光发射器件(TOSA)、光接收器件(ROSA)、激光器芯片(LDChip)、光探测器芯片(PD Chip)、电路板(PCBA)、光纤接口、电接口等部分组成。光模块具备丰富的应用场景,分为电信市场与数据通信市场,包括电信通讯、数据宽带、FTTx、数据中心等领域,近年来数据通信市场逐步成为带动光模块市场增长的主要细分领域。

光模块内部构成:

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资料来源:FiberMall

根据LightCounting的测算,光模块市场在2020-2022年分别增长17%、10%、14%。然而,预计在2023年增速将放缓至4%,随后在2024-2025年恢复,2022-2027年全球光模块市场CAGR为11%。尽管2023年增速或许疲软,2027年全球光模块销售额有望达到200亿美元。

全球光模块销售情况(按细分市场):

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过去十年中,大陆光器件和模块供应商逐渐在全球市场上获得份额,大陆供应商目前在全球以太网光模块市场上占主导地位。另外,在FTTx和无线前传等较小的细分市场,几乎都是中国供应商。由于无法与中国供应商竞争,许多非中国供应商相继退出光模块市场。

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根据LightCounting的测算,全球前五的云厂商,阿里巴巴、亚马逊、Facebook、谷歌和微软2026年在以太网光模块上的支出将超过30亿美元。800G光模块将从2025年底开始主导这一细分市场。另外,谷歌计划在2-3年后开始部署1.6T模块。CPO(共封装光学)将在2024-2026年开始取代云数据中心中的可插拔光模块。

高速率光模块出货量有望大幅提升,光模块或迎接800G升级新周期。800G光模块产品增长的动力来源于AI相关应用带来流量数据增量、数据中心带宽需求高增、光模块厂商的技术迭代。2023年800G光模块有望开启量产元年,800G产品升级周期,头部厂商技术路线统一,行业或于近两年迎来业绩向上拐点。

据Lightcounting统计,2022年入围全球Top10的国产厂商为中际旭创(第二)、光迅科技(第八)、新易盛(第七)和华工正源(第十),前四大国内光模块厂商占据全球的26%市场份额。

目前国内厂商加速400G/800G光模块布局,光迅科技、中际旭创、新易盛、剑桥科技已量产800G光模块产品,其它厂商也在加快研发进度。

国内行业龙头在800G导入竞争中,处于领先位置,有望率先实现大批量生产。

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PCB

随着AI技术蓬勃发展和广泛应用,高性能计算能力芯片需求空前旺盛,带动服务器整体性能提升,服务器领域PCB板往高速高频发展。PCIe协议升级推动服务器PCB用料升级、工艺难度提升,价值量增加。

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企业扩产端,高端PCB板扩产计划频频。尤其是IC载板,外资厂商欣兴电子、揖斐电、新光、京瓷、三星电机、LG、信泰、大德电子等IC载板领先企业纷纷宣布扩产,预计将在2023-2024年释放产能。#5月财经新势力#

内资厂商深南电路、珠海越亚、兴森科技等国内头部企业持续扩张IC载板产能,预计将在2023-2025年释放产能。

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资料来源:PCB行业融合新媒体微信公众号,各公司公告,芯碁微装、光大证券

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