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AI算力硬件三大核心赛道解析

糖芯儿   / 06月18日 21:00 发布

近期海内外AI算力产业链景气度持续提升。

北美算力基建高歌猛进,博通和甲骨文股价创新高,头部云厂商亚马逊/谷歌/Meta或上修26年ASIC出货量,进一步验证算力景气度。

此外,星际之门一期项目6月开始建设,训练叠加推理需求有望在下半年全面共振向上。

欧洲方面,英伟达CEO黄仁勋在GTCParis大会上发表主题演讲,宣布了一系列加速欧洲AI产业转型的项目,有望带动欧洲迎来新一轮AI产业革命。

国内AI算力投资规模持续扩大。IDC数据显示,中国将继续引领亚太地区人工智能市场发展,占亚太地区人工智能总支出超五成。

新一轮算力高景气有望全面拉动数据中心互联、服务器、光模块、铜缆、交换机、PCB、电力资源等各大AI基建领域。

在之前的文章中我们梳理过AI算力数据中心产业链。

本文重点解析算力硬件核心赛道。

01 AI服务器


服务器是数据中心关键基础设施。

AI服务器是专门为人工智能设计的高性能计算服务器。

和传统服务器相比,在硬件配置、计算能力等方面进行了优化,加速AI训练和推理任务的高需求。

硬件架构:通常采用异构形式,如CPU+GPU、CPU+FPGA、CPU+TPU、CPU+ASIC或CPU+多种加速卡。配备多核处理器、高速内存和高性能图形处理器,同时具有大容量的存储设备。

应用场景:AI服务器可分为训练和推理两种。

训练服务器:主要用于模型训练,需要高计算能力、存储和数据传输速率,对芯片算力要求更高。

推理服务器:主要用于模型推理或部署,注重实时性和稳定性,对算力的要求偏低。推理需求成为AI云/端测的主要成长动能,预计26年开始投资占比有望超过60%。

在AI大模型发展早期,AI服务器需求以模型训练为主,因而训练型服务器占据市场主体地位。随着生成式AI应用的应用发展,预计未来推理型服务器将逐渐成为市场主流。

AI服务器产业链

1、上游:零部件厂商

包括芯片、PCB、电源、散热模组等。

AI芯片:芯片禁运背景下国产化加速,国内厂商产能问题逐步解决。B30/40改款下半年也将助力资本开支回暖。国内专用型AI芯片以寒武纪思元系列、华为昇腾系列等为代表,寒武纪和华为昇腾部分AI芯片产品性能已达到较高水平。此外,景嘉微、龙芯中科、海光信息、芯原股份、壁仞科技、沐曦、摩尔线程、芯动科技、天数智芯、安路科技、中芯国际、华峰测控紫光同创等都是国产AI芯片重要参与者。

PCB:随着英伟达GB300起量,高多层PCB和HDI用量增加。此外AI需求拉动PCB厂商在国内和东南亚开启抢装潮。海外链核心看大客户爬产节奏、ASIC客户导入和高端产能布局,国产链也在加速跟进布局。胜宏科技、沪电股份、广合科技、景旺电子、生益科技、深南电路、方正科技、南亚新材等核心厂商都在该领域加码布局。

2、中游:AI服务器厂商

中游环节主要分为ODM厂商与品牌服务器厂商。

整合组装将芯片组装进服务器硬件中,并形成完整的AI服务器解决方案。

ODM厂商:与云端业者、上游芯片厂商深度绑定,有稳定的供应链、快速交付能力、较低售价等优势。基于低成本和快速部署服务器以建设大规模数据中心的考量,近年云端业者与ODM厂商合作日益频繁。包括鸿海精密、富士康、英业达、广达电脑、纬创资通、工业富联、Supermicro等。

品牌服务器厂商:拥有服务器方案自主设计能力与核心技术专利,与ODM厂商形成了既合作又竞争的关系。代表厂商包括戴尔、超微电脑、HPE、甲骨文、惠普、联想集团、浪潮信息、新华三、宁畅、超聚变、中科曙光、拓息等。

3、下游:应用市场

包括互联网企业、云计算企业、数据中心服务商、政府部门、金融机构、医疗领域、电信运营商等。

高阶AI服务器动能主要来自大型CSP,包括微软、谷歌、亚马逊、Meta、CoreWeave等美系厂商,以及字节跳动、百度、阿里巴巴、腾讯等国内厂商。

国内运营商方面,三大运营商AI服务器招标进程加速,带动AI服务器需求持续释放。

4、液冷系统

AI数据中心功耗和密度持续提升,带动温控端用量增加,大规模部署时需更强的散热系统。

散热方案中,液冷将接替风冷成为AI数据中心主流冷却方案。

目前两大主流液冷主线技术路线是冷板式液冷和浸没式液冷。

冷板式液冷:技术路径相对清晰,具有较高的商用成熟度。

浸没式液冷:应用成熟度不及冷板式,且维护成本较高;不过在节能和可靠性方面表现更优,且占用空间也更小,并且更具散热效率方面的优势,有望成为未来数据中心散热技术的重要发展方向。

根据IDC数据,2024年上半年,我国液冷服务器市场厂商份额前四大厂商分别为浪潮信息、超聚变、宁畅和新华三。英维克、申菱环境、强瑞技术、高澜股份、曙光数创、四方科技、飞龙等众多厂商在该领域有所布局。

02 交换机


交换机在数据中心中主要负责连接服务器、存储设备等网络设备。

包括上游(芯片、电子元器件供应商与交换机代工商)、中游(交换机品牌商,分白盒与非白盒)、下游(应用客户)。

商用以太网交换芯片市场主要由博通、Marvell与Realtek主导,国内厂商盛科通信在商用以太网交换芯片国内排名第一,全球第四。

近期,博通宣布新一代数据中心交换机芯片Tomahawk6已正式量产交付,有望突破AI算力通信维度瓶颈。

国内交换机市场格局方面,行业集中度较高,呈现寡头竞争格局。华为、新华三(紫光旗下)和锐捷网络占据大部分的市场份额,思科和中兴通讯紧随其后。随着新华三在海宁的合作产业园区扩产,交换机代工厂商共进股份和菲菱科思等厂商有望协同发展。


03 光模块


AI大模型的训练和推理应用需要海量并行数据计算,进而推升高速光模块需求。

此外,每一代交换芯片的推出都是光模块速率升级的重要契机。

参考历史交换机芯片带动光模块迭代规律,800G向1.6T演进的技术迭代红利期有望延续。

800G需求主要推理拉动,博通量产上市的TH6芯片可以支持200G*512lane的数据交换需求,推动单波200G(1.6T光模块)的需求增长。

此外,CPO因AI对高带宽低功耗的需求而重新受到关注,预计2025年下半年将开始小规模部署。

根据光通信行业研究机构LightCounting公布的2024年度全球TOP10光模块供应商榜单,旭创科技排名第一、新易盛排名从2023年第7位上升至2024年第3位。

旭创科技(中际旭创)和新易盛几乎完全专注于高速以太网光模块,这一细分市场在近两年增速迅猛。

光迅科技、海信宽带、华工正源(华工科技)也受益于2024年底中国云公司对光模块产品的需求增长。

随着光模块向更高速率演进,CPO的成本和技术优势逐渐凸显,有望成为未来数据中心互连的重要解决方案。

国内众多厂商也在积极布局CPO技术:据不完全统计,光通信产业链厂商中,太辰光、联特科技、中际旭创、通宇通讯、中京电子、天孚通信、新易盛、光迅科技、德科立、亨通光电、仕佳光子、剑桥科技、博创科技、铭普光磁、腾景科技、源杰科技、罗博特科等多家已经开始布局CPO相关技术研发或业务。乐晴智库精选