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AI应用爆发带动铜缆高速连接!

来源:九方智投 2024-12-27 07:10
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导语 

英伟达B200引爆高速铜互联,铜缆是AI高速高密度场景下当前通信性价比最优解;

②梳理高速铜互联相关产业链,以期挖掘出后市有望爆发的潜力个股。


事件驱动

2024年6月份英伟达创始人兼CEO黄仁勋宣布,英伟达Blackwell芯片(GB200)现已开始投产。演讲中,还宣布英伟达将2025年推出Blackwell Ultra AI芯片。下一代AI平台名称为Rubin,正在开发之中,将于2026年发布,Rubin AI平台将采用HBM4记忆芯片。

该芯片在互联中采用高速铜缆互联,大幅节约了成本,同时提升了传输速率和能效,并计划大规模部署该技术,其数据中心解决方案采用铜缆高速连接技术,且与多家产业链上下游企业建立紧密合作关系,共同推动该技术的发展和应用,还正在积极构建铜缆高速连接的生态系统。

行业透视

一、高速铜缆使用场景丰富,市场空间广阔

高速铜缆组件由线材和连接器组成。高速线材和连接器作为重要原材料可能选择外采或代工方式。高速线缆组件产品工序包括外购线材、智能裁切、电子布线、导线端头处理、与自制的连接器端接、灌封、包装处理。高速线模组作为新兴的高速铜连接产品,工艺壁垒较高,以华丰科技的产品为例,工序合计达到1000道以上,焊点平均6000个以上,每个焊点均需可靠性测试,且位置精度控制在士0.005mm,每个工序良率在99%以上。

 

近年随着技术的不断进步和创新,铜缆高速连接器的性能不断提升,能够满足各种复杂和高要求的应用场景。这使得铜缆高速连接器在多个领域都有广泛的应用,包括但不限于数据中心、云计算5G通信、物联网、工业自动化等领域。未来伴随着这些领域对高速、高带宽的数据传输需求日益增加,为铜缆高速连接器提供了巨大的市场空间。

铜互联高速通信线类型

二、GB200系列成为高速铜互连最经典最系统的使用场景,也成为最大的增量市场

在GB200机柜里,背板线模组cartridge、NVSwitch overpass&densilink、PCIE、ACC即分别对应的是高速铜缆背板互联、芯片飞线、服务器内部线、外部10线场景。英伟达GB200系列成为高速铜互连最经典最系统的使用场景,也成为最大的增量市场。

GB200 NV72系统架构

 

我们尝试分别计算高速铜互联四种场景的市场空间(组件层面):

1) 高速线背板:根据Business Research报告,全球背板连接器市场2021年市场规模为19.4亿美元但主要为板间高密度连接器互连方式,线背板模组将主要用于AI服务器机柜、高速框式交换机、路由器等若按2025年5万台NVL36+1万台NVL72机柜,将新增25亿美元市场。

NV72线背板互联和OVERPASS跳线

2)近芯片跳线:其使用有两种场景,一是在服务器、网络设备SERDES速率达到112G以上时 PCB 传输距离和性能不满足要求:二是某些结构紧凑的服务器、网络设备设计时用于节省PCB面积,充分利用空间。目前市场缺乏相关统计数据,按照2025年5万台NVL36+1万台 NVL72机柜,将新增21.6亿美元市场。

3)服务器内部线:广泛应用于通用服务器、AI服务器中存储、网卡、GPU卡与PCIE总线的互联。根据trendforce,2023年全球服务器出货量1443万台,按照平均每台服务器2路CPU,每路CPU使用一条PCIE4.0*16 连接线,单跟价200元(参考技嘉PCIE4.0*16 显卡延长线)计算,2023年全球服务器内部线市场规模在8亿美元左右。

4)外部I0线: 根据LightCounting,2023年全球DAC&ACC 市场规模为4.4亿美元,按照上文 2*NVL36需要DAC&ACC 5.3万美金,2025年5万台NVL36计算,将新增13.4亿美元市场。

外部线可进一步分类为无源DAC、有源ACC(Active Copper Cable)和 AEC(Active Electrical Cable)功耗均低于AOC。根据LightCounting的预测,2024年后全球DAC和AEC的市场增速远高AOC,2028年AOC+DAC+AEC 市场将超过25亿美元。其中由于AI集群建设对800G、1.6T有源铜缆的需求激增,2025年后800GAEC需求快速增长,2026年后1.6TAEC需求快速增长。

 

三、铜缆是AI高速高密度场景下当前通信性价比最优解

聚焦铜互联:铜互联主要应用于芯片间互联及柜内互联等等短距离场景,传输距离通常在10米及以下铜互连指的是主要使用铜作为材料的电信号通信方式(因其导电导热性能好,可塑性强),因此其涵义其实包括了芯片内互联走线(在芯片制造时实现)、芯片间(chiplet)走线(通常在基板上完成)、模组间走线(在PCB上完成)、PCB板间通信(一般通过背板、连接器或铜缆完成)以及机框之间通信(一般通过铜缆或光模块)。

 

铜缆互联是NVL72&36机柜内、机柜间短距互联的性价比最佳方案。GB200机柜computetray与 Switchtray之间的传输距离约0.5-1米,英伟达使用了定制化的线背板模组cartridge 结合高密度背板连接器来实现背板的互联,较PCB可行度更高、较光模块成本更低。而在Switch tray交换芯片到背板、前面板英伟达则使用了安费诺的OverPass、Densilink近芯片跳线方案,以避免PCB可能出现的高频信号串扰、信号衰减过快问题。在NVL36 相邻机柜间,英伟达或选择有源铜缆ACC方案,较光模块成本更低、功耗更低。

铜互联传输场景和典型距离示意图

投资策略

国内公司主要聚焦于英伟达上游配件供应,海外连接器巨头配套:高速线、CAGE代工将受益于产能扩张和价值量提升。由于与英伟达的联合研发以及对于核心专利的掌握,GB200高速铜连接前期价值量或将主要集中于以安费诺为代表的国际连接器巨头厂商。

安费诺2023年收入下游主要领域(左图)和收入下游地区分布(右图)

 

资料来源:安费诺2023年报,山西证券研究所 

针对GB200集群,国内集中了安费诺最大的信息通信产品线配套产能,其对于224G高速线、cage结构件等高速产品配套需求或增加,同时对于中低端产品线的产能外包需求也将外溢。安费诺国内合作伙伴包括乐庭智联(沃尔核材)、神宇股份鼎通科技、奕东科技等,以沃尔核材为例,根据2024年7月24日投资者关系活动记录表披露,高速通信线订单需求在不断增长,已下单采购几十台绕包机和多台芯线机以进一步满足产能需求,可预见未来由产能提升和产品价值量提升带来的收入增长。 

Spectra-Strip 224G高速线与各种高密度连接器组成了面向数据中心的铜连接解决方案

 

公司梳理 

华丰科技:高速背板连接器国产替代先锋,受益于国产算力建设。公司是国有控股的核心骨干高新技术企业,经过改制解决了历史包袱、实现了市场化的经营管理和员工激励。公司聚焦在防务类、通讯类、工业类三大连接器领域,2023年营收8.9亿元,连接器、系统互连产品、组件分别营收5.1亿、2.0亿、1.6亿元。

高速线模组有望成为公司未来几年重要引擎,作为国产替代主要承研和制造单位,公司解决了模组生产中的高速连接器、微小零件激光焊接、电阻焊接以及焊接可靠性技术难题,目前已投资建设高速线模组6条产线,并于7月开始进行批量生产交付。公司还实现了服务器液冷cable tray研发以及200针级双LGA IC Socket国产替代。

神宇股份:专注同轴电缆产品,高速线材异军突起。公司专业从事高频射频同轴电缆产品生产,主要产品为射频同轴电缆、射频连接器和组件,包括细微射频同轴电缆、极细射频同轴电缆、半柔半刚射频同轴电缆、稳相微波射频同轴电缆、军标系列射频同轴电缆等多种产品。

公司在智能手机、笔记本等消费电子市场已具备较高的市场份额,在高速数据中心领域已形成定制化、特色化产品系列,取得多家国内外重要客户批量供货。公司拥有定制化挤出机、编织机、横卷机等充足产能,日前在于订单良好,2024Q1营收同比增长33.3%,将持续推进新产品研发和量产。

立讯精密:拥有高速铜连接全套解决方案。公司在数据中心通信互联方面产品主要包括电连接(连接器及连接器模组,线缆及线缆模组),光联接(AOC,光模块,光跳线等),以及热管理和电源等。公司可为英伟达NVL72提供约209万元的解决方案,包含电连接、光连接、电源管理、散热等产品,后续有望受益于英伟达高速铜连接组件供应商的拓展以及UALINK 成员、国产AI服务器等其他客户的导入。

2023年,立讯精密营收2319亿元,其中通讯互联产品及精密组件营收145亿元,高速铜连接将成为立讯通信业务有力增长引擎。

风险提示

对于高速铜缆价值量预期过于乐观风险,GB200机柜量产进度延后导致相关公司订单落地和业绩释放不及预期,相关公司设备或良率瓶颈导致产能释放不及预期风险,原材料成本上涨、良率低导致毛利率不及预期风险,竞争格局恶化风险,技术路线不确定风险。

资料参考

20240805-山西证券-高速铜连接行业深度报告:GB200引爆高速铜互连,探寻AI时代短距高密通信“最优解”

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