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浙商研究|ChatGPT系列8:如何改变算力基础器件?

日期: 来源:浙商证券研究所收集编辑:浙商证券研究所


由OpenAI开发的AI聊天机器人ChatGPT自去年11月推出后一路“狂飙”,行业的快速发展与商业的落地前景令人期待。浙商证券研究所围绕ChatGPT将如何改变千行百业,推出系列专题报告,为您带来独家、广泛、深入的浙商观察。


浙商电子

2022金麒麟最佳分析师、2021金麒麟第二名,2019年新财富第五名、水晶球第四名。


ChatGPT如何改变算力基础器件?

01

PCB

服务器产品关键元器件,产品结构多元化

1)印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)作为电子产品的重要组成部分,是电子元器件连接的重要桥梁。


2)PCB制造位于产业链中游,相对于上下游行业集中度较低,议价能力偏弱。


3)PCB产品可分为刚性板、柔性板、金属基板、 HDI、封装基板。

中国已成全球PCB产业中心,市场规模持续扩张

1)宏观:中国已成为全球PCB中心,产值全球占比超50%。


2)中观:受下游服务器升级、汽车等细分行业景气度高企拉动, PCB产值稳健增长。

ChatGPT加速IDC建设,推动百亿级服务器PCB市场持续扩张

1)IDC需求量激增 服务器出货量↑ PCB需求↑
①IDC:据科智咨询数据, 2021我国IDC业务规模首次突破3000亿元, 2024年预计超6000亿元, 2021-2024年CAGR为26.7%。
②服务器:据IDC数据, 2021年我国服务器出货量391万台, yoy+11.7%, 2025年预计为525万台, 2021-2025年CAGR为7.7%。
③服务器用PCB: 据Primark数据, 2021年全球服务器用PCB 79亿美元,我国占全球PCB产值超50%,国内服务器用PCB数百亿元级市场,未来规模将不断扩大。


2)IDC平台升级 高端PCB应用↑ PCB 量价↑
8-16层转为以18层以上为主,每平方米价值量涨幅达219%。一般服务器PCB需求以6-16层板和封装基板为主,高端服务器PCB主板超16层、背板超20层。

02

多相电源

多相控制器+DrMOS:大功率供电芯片核心

多相控制器连接DrMOS可实现多相拓扑结构的大电流DC-DC系统,具有以下显著优势:


1)可大幅提升功率: 通过多相控制器和DrMOS模块的组合使用,将多个降压电路的输出并联使用,从而输出数百安培到数千安培的电流;


2)降低散热,优化能耗:后级电路使用更小体积和更高功率密度的DrMOS,从而造就效率较高的转换器,在同等功率下有效降低系统发热量;


3)提升性能:相较于传统拓扑结构的DC-DC转换器,可有效降低输入纹波电流、输出纹波电压以及总的RFI(射频干扰)特征值;


4)简化电源设计:通过集成模块化的方式,多相转换器有助于最大限度地减少外部组件数目,进而简化电源设计及制造过程。

ChatGPT拉动数据中心供电芯片需求

1)我国数据中心和相关服务业业务收入保持连续增长的趋势。


2)服务器及PC等领域CPU,GPU供电多为多项电源,即多项控制器加DrMOS形式, 目前仅MPS,英飞凌等海外厂商具有成熟方案,是国产替代深水区。


3)有效提高服务器的用电效率。数据中心服务器使用传统方式进行功率输送效率达不到100%(腾讯云计算系统效率设计理论值在80%左右),而且会产生大量的热量。而使用基于多相控制器+DrMOS技术的新型架构可以大幅极高系统效率。

03

光芯片

高速数据传输网络的核心之一

1)光芯片是高速数据传输网络的核心之一。光芯片系实现光电信号转换的基础元件,其性能直接决定了光通信系统的传输效率。光芯片可以进一步组装加工成光电子器件,再集成到光通信设备的收发模块实现广泛应用。


2)从产业链角度看,光芯片与其他基础构件(电芯片、结构件、辅料等)构成光通信产业上游,产业中游为光器件,包括光组件与光模块,产业下游组装成系统设备,最终应用于电信市场,如光纤接入、 4G/5G移动通信网络,云计算、互联网厂商数据中心等领域。

ChatGPT推动数据传输需求提升

ChatGPT推动数据中心数量大幅增长,光芯片重要性突显。数字经济推动数据中心的快速发展,应用数据处理集中在数据中心进行,使得数据流量迅速增长,而数据中心需内部处理的数据流量远大于需向外传输的数据流量,使得数据处理复杂度不断提高。

04

内存接口

CPU与外部沟通的桥梁

1)服务器主要由CPU、内存、硬盘、 RAID卡、网卡组成,配合电源、主板、机箱等基础硬件以提供信息服务。


2)内存是CPU与外部沟通的桥梁,对服务器影响非常大。

DDR5升级带动内存接口及其配套芯片数量增加

1)内存标准升级带动内存接口及其配套芯片数量增加。在DDR5世代, LRDIMM的国际标准从全缓冲“1+9”架构演化为“1+10” 架构,与DDR4相比增加了1颗DB。


2)在DDR5世代,由于电源管理从主板移动到内存模组上,内存模组配套芯片增加了1颗PMIC。 根据JEDEC组织的定义,服务器内存模组RDIMM、LRDIMM上需要配置1颗SPD芯片、1颗PMIC芯片和2颗TS芯片;普通台式机、笔记本电脑的内存模组UDIMM、SODIMM上,需要配置1颗SPD芯片和1颗PMIC芯片。

ChatGPT催生高算力需求,推动内存接口芯片市场持续增长

1)全球服务器内存接口芯片需求量=全球服务器出货量*单个服务器CPU数量*单个CPU对应的内存条数*内存接口使用比例(1:1) 。


2)ChatGPT催生高算力需求,2021年全球服务器出货量1354万台, 同比增长10.98%, 长期看好成长趋势。


3)单个服务器CPU数量=单路服务器占比*1+双路服务器占比*2+4路服务器占比*4+8路服务器占比*8。由于x86处理器销量占比超过97%且公司的服务器平台产品兼容x86架构,因此根据x86服务器的各类产品结构计算CPU需求。双路服务器占比88.8%;单路、4路服务器合计占比超10%;8路以上服务器较少,占比未超过1%。


4)目前一般单CPU需要搭载6个内存条。DDR4世代,单个CPU对应8-12个内存通道,而DDR5世代预计将有12-16个内存通道,每个内存通道可连接2个内存条。随着内存插槽上限和应用需求提升,单个CPU的内存条用量会持续增长。

05

存储芯片

ChatGPT催生软件定义存储

智能制造领域ChatGPT带来的数字化智能化变革呼唤海量数据便捷持久化存储。数据正在成为制造领域重要的生产要素。智能制造企业的研发设计、生产运营乃至产品运行正在全面走向数字化和智能化,例如一辆汽车上有1.5亿行代码,而对一辆智能网联车的数据处理和动作控制更是要求毫秒级时延,这些都驱动智能制造企业的业务系统处在持续升级和扩展当中。海量数据的存储、分析与实时性响应,对企业存储系统的扩展性、便捷性和可靠性提出了更加苛刻的要求。


SDS/HCI在智能制造领域应用步伐持续加快。中国信息通信研究院对国内主流存储厂商的调研显示,2017-2021年五年间中国制造业SDS/HCI出货容量在14个主要行业中占比为4.9%,五年间出货容量复合增长率达88.8%, 2021年出货容量达到2017年的12.7倍。

存储芯片:在软件定义下的新催化

1)软件定义存储崛起为数据基础设施领域关键技术之一。


2)存储软件是SDS架构的价值核心。SDS在架构上包含存储硬件和存储软件两个子集。

06

潜在受益标的

1)服务器代工:工业富联等;
2)PCB:沪电股份、 胜宏科技;
3)多相电源:杰华特、 晶丰明源、 芯朋微;
4)光芯片相关:源杰科技、 裕太微、 光迅科技、 天孚通信;
5)内存接口:澜起科技、 聚辰股份;
6)存储芯片:兆易创新、 普冉股份。


风险提示

1)ChatGPT大模型研发进度不及预期:ChatGPT后续将持续以更多内容及更高算力要求为发展方向, 对于硬件器件的需求取决于后续大模型进一步进化的程度, 如大模型后续继续发展进度缓慢, 有可能对相关算力硬件需求产生影响。


2)基础硬件算力能力进度不及预期:大模型后期硬件以训练侧和推理侧为主, 硬件算力配套进程不及预期可能对相关公司业绩产生不利影
响。


3)大模型对应终端载体配套不及预期:大模型始终要以各类智能终端为载体, 后续如相关智能终端适配性不及预期, 可能对相关公司后续
发展带来阻力。


点击查看报告详情:

《ChatGPT如何改变算力基础器件》


ChatGPT 是 AIGC浪潮的重要部分,同时也对AI产业上下游产生重大影响。未来,随着科技巨头与资本的持续加注,算法技术和算力技术的不断进步,ChatGPT会进一步走向更先进功能更强的版本,AI也会携带多种能力走向千行百业。浙商证券研究所将紧密跟踪相关技术、行业与商业的衍变,为您呈现更多深度的研究内容,赋能价值发现,助力产业发展。


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