浙商研究｜ChatGPT系列8：如何改变算力基础器件？

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　　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（维权）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。

　　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。

　　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。