敬请参阅最后一页特别声明 1 高速通信 仍是驱动 PCB 未来增长的关键领域。近日 Google 和 OpenAI 相继推出效果超预期的 Gemini 1.5 和 Sora 大模型，迭代加速继续吹响 AI 抢跑号角，PCB 作为 高速通信硬件基础支撑有望享受高景气度。高速 通信 成为 了 继 PC、智能手机之后带动PCB 行业在新的一轮周期快速增长的主要因素，数据上体现在20182022 年有线通信和服务器领 域PCB产值复合增速显著高于其他细分领域，分别达到 6.2%和 11.1%。鉴于云计算 市场规模预计未来增速仍然保持在 18%以上、Bloomberg 对海外云计算厂商资本开支的增速预期较高、AI“军备赛”正如火如荼，我们认为当前 PCB 行业 未来仍然处在高速通信所驱动的增长趋势中，根据 CPCA 所引用的细分领域复合增速可以看到，服务器 PCB 的增 速仍 然位居全行业第一、达到 6.5%，可见高速通信将成为 PCB 行业发展中不可忽视的重要趋势。服务器 PCB 单机价值量提升，来自 AI 性能提升和 CPU 平台升级。服务器出货量能够稳定增长，但这不足以使得 服务器行业成为我们关注的重点，我们认为服务器作为代表高速通信的关键设 备，之所 以能 够成 为 PCB 行业增长的主要动力的关键点在于其单机价值量将迎来显著变化，趋势主要来自两个方面：1）近年 来 AI 服务器增速明显高于传统 服务器，并且 单机 价值 量要 远高 于传 统服 务器，单机 价值 量提 升主 要体 现在 PCB 数量 增加、性能 提升 以及 引入 了 HDI 产 品，我们测算 AI 服务器单机 PCB 价值量达到 700010000 元（普 通服 务器 仅 为 1125 元）；2）服务 器 CPU 平台 升级 带 动 CPU母板价值量提升，根据产业链公告，PCIE 3.0、PCIE 4.0、PCIE 5.0 对应的 PCB 层数为 812 层、1216 层、1620层，对应的 CCL 等级为 Mid Loss、Low Loss、Very Low Loss/Ultra Low Loss。综合来看，预计 2027 年服 务 器 PCB市场空间将达到 135 亿美元，相对 2023 年 82 亿美元市场规模仍有 65%的扩容空间。AI 提升单网络交换容量，芯片端 已全面迈入 51.2T 高速交换期。交换 机涉 及到 的 PCB 包括交换单元板、接口板（线卡）、主 控单 元板、背 板（非必 须）。我 们 认为 交换 机在 近年 来高 速通 信 的大 趋势 下正 迎来 快速 扩容：1）参 考英 伟达AI 训练组网架构，胖树架构又再次成为主要架构，因其存在三层网络 且带宽不收敛，加之 AI 网络中已经全面采 用高性能交换机（如英伟达 DGX H100 SuperPOD 推荐单端口 400G、总带宽达到 51.2Tb/s 的 QM9700），因 此 AI 训练 网 络总带宽显著高于普通网络，就会使得 PCB 价值量显著提高；2）我们观察到供给端各大芯片厂商已经推出 51.2T 交 换芯片，表明交换机市场已经全面进入高速高容量阶段，根据产业链信息，3.2T/6.4T 的交换机芯片对应的交换单元板会用到 1416 层板 PCB、Very Low Loss 等级的覆铜板，而 51.2T 的交换机芯片对应的交换单元板会用到 3440 层PCB、Super Ultra Low Loss 等级的覆铜板，为高端 PCB 打开市场空间。通过“PCB/交换机市场”比例测算法、考 虑 800G及以上端口速率产品推出会带来更大增量，预计至 2027 年交换机 PCB 市场将远超 14.9 亿美元。高速通信领域快速增长带来了 PCB 行业的快速发展势头，我们认为主要的关注点在于云计算、AI 应用下数据 中心 中服务器和交换机这两类设备所用 PCB 升级变化，我们认为：1）服务器市场，AI 引入 GPU 层增 加单 服务 器 PCB 价值 量，同时服务器 CPU 芯片平台持续迭代，带来服务器 PCB 市场迎来增长；2）交换机市场，AI 组网采用胖树架构会导 致单网总 带宽 提高，同时 交换 机芯 片供 应商 纷纷 推出 51.2T 的高速高容量芯片推动交换机 PCB 单机价值量提升。我们 建议关注在高速通信领域布局较深的 PCB、CCL 和上游原材料厂商，如沪电股份、深南电路、生益电子、生益科技、联瑞新材等。AI 发展不及预期；服务器和交换机供应端升级进度不及预期；竞争加剧。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 2 内容目录 前言：Gemini 1.5/Sora 模型效果超预期，高速通信基建仍然是高景气阶段.5 一、高速通信推动成长，层数增加+材料升级+工艺复杂提升 PCB 价值量.5 1.1、高速通信仍是驱动 PCB 未来增长的关键领域.5 1.2、高速通信快速成长主要来自于云计算/AI 等需求带动.6 1.3、PCB 主要以服务器/交换机等设备为承载物参与高速通信基础建设.7 1.4、“高速化”要求 PCB 完整且更快传输更多数据，落脚点在带宽和 I/O 数.8 二、服务器 PCB 单机价值量提升，来自 AI 性能提升和 CPU 平台升级.10 2.1、AI 服务器增速更快，单机价值量提升来自单价用量增加和性能要求提高.10 2.2、服务器 CPU 平台全面升级至 PCIE 5.0，PCB 层数和 CCL 等级都将相应提升.13 三、AI 提升单网络交换容量，芯片端已全面迈入 51.2T 高速交换期.15 3.1、AI 组网容量大幅提升，交换机 PCB 价值量提升趋势明确.16 3.2、供给端争相推出 51.2T 交换芯片，交换容量提升打开高端 PCB 空间.18 3.3、高速高容量交换机快速成长，测算可得交换机 PCB 至 27 年空间超 14.9 亿美元.19 四、投资建议及风险提示.21 4.1、投资建议.21 4.2、风险提示.21 图表目录 图表 1：谷歌推出 Gemini 1.5.5 图表 2：OpenAI 主页介绍文生视频模型 Sora.5 图表 3：全球 PCB 产值及未来预期（亿美元）.5 图表 4：20182023E PCB 细分领域复合增速.6 图表 5：20222027 年 PCB 细分领域预期复合增速.6 图表 6：全球云计算市场规模及增速.6 图表 7：海外四大云计算厂商资本开支（十亿美元）.7 图表 8：国内三大云计算厂商资本开支（亿美元）.7 图表 9：海外四大云计算厂商资本开支预期增幅.7 图表 10：国内三大云计算厂商资本开支预期增幅.7 图表 11：通信设备所用 PCB 的类型分布.7 图表 12：全球交换机市场增速（分应用场景）.7 图表 13：华为 CloudEngine 16804 数据中心交换机.8 图表 14：鲲鹏服务器主板（型号：S920X00）.8 ZXEVxOtOnOqRrPoNnQrOmNaQ9RbRmOnNpNrNlOpPtRiNoPwP8OoOuMMYoNtOxNnOmP行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 3 图表 15：通信设备所用 PCB 的类型分布.8 图表 16：服务器/存储所用 PCB 的类型分布.8 图表 17：单体通信设备中两个节点之间的传输.9 图表 18：高速 CCL 的等级分类.9 图表 19：HDI 阶数提升会导致更多工艺产能消耗，工艺附加值提高.9 图表 20：全球服务器出货量.10 图表 21：AI 服务器出货量增速显著更高.10 图表 22：AI 服务器相对传统服务器多了 GPU 层.11 图表 23：AI 服务器 GPU 层新增部件为 OAM 和 UBB.12 图表 24：英伟达 DGX H100 中各信号节点的连接方式.12 图表 25：PCIE 总线标准带宽与 NVLink 带宽对比.12 图表 26：AI 服务器所用 PCB 和 CCL 规格.13 图表 27：各类服务器单机 PCB 价值量对比（元，不含载板）.13 图表 28：全球服务器 CPU 市场格局.13 图表 29：Intel 和 AMD 在 2023 年推出 PCIE 5.0 平台芯片.13 图表 30：PCIE 总线标准对应传输速率（GT/s）.14 图表 31：PCIE 总线标准对应单链路带宽（GB/s）.14 图表 32：PCIE 总线升级导致 PCB 层数提升.14 图表 33：PCIE 总线升级导致覆铜板材料升级.14 图表 34：全球服务器 PCB 市场空间（亿美元）.14 图表 35：交换机功能示意图.15 图表 36：交换机工作机制原理.15 图表 37：交换机中 PCB 组成 结构（以 华 为 CloudEngine S16700-8 为例）.15 图表 38：RDMA 和 TCP/IP 机制对比.16 图表 39：RDMA 协议栈.16 图表 40：InfiniBand 和以太网下 RoCEv2 对比示意图.16 图表 41：数据中心胖树架构示意图.17 图表 42：数据中心叶脊架构示意图.17 图表 43：英伟达 DGX A100 SuperPOD 网络采用胖树架构.17 图表 44：英伟达 QM9700 交换机单机吞吐量已经达 到 51.2Tb/s.18 图表 45：2023 年第三季度全球交换机市场格局（按收入）.18 图表 46：交换机设备商芯片方案.18 图表 47：全球交换机商用芯片市场格局.18 图表 48：博通交换芯片研发历程.18 图表 49：交换机不同速率端口复合增速对比（按端口数）.19 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 4 图表 50：交换机不同速率端口复合增速对比（按收入）.19 图表 51：高速率端口将成为主要的交换机端口（按收入）.19 图表 52：锐捷网络原材料采购成本分布.20 图表 53：三旺通信原材料采购成本分布.20 图表 54：锐捷网络原材料占营业成本比例（取纯代工和自主生产业务数据）.20 图表 55：三旺通信原材料占营业成本占比.20 图表 56：根据锐捷网络数据计算 PCB 占交换机市场比例.20 图表 57：根据三旺通信数据计算 PCB 占交换机市场比例.20 图表 58：全球交换机 PCB 市场空间（十亿美元，未考 虑 800G 及以上交换机）.21 图表 59：重点公司估值情况（行情数据取自 2024 年 2 月 8 日收盘价）.21 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 5 北京时间 2 月 16 日凌晨 前后，谷 歌 和 OpenAI 发布了 新模型 Gemini 1.5 和 Sora，其中 Gemini 1.5 将上下文长度拓展到 100 万个 tokens，Sora 能够 实 现 60s 超长 长度、单视频多角度镜头和世界模型的文生视频大模型，两大模型效果超预期，昭示着 AI 迭代正在加速、竞争如火如荼。在 AI 仍然在军备赛跑的情况下，AI 基建仍然处于高景气的状态，而AI 基建除了AI 训练服务器之外，还包括为了完成组网而搭配的其他设备（如交换机等），我们统称这些设备为高速通信领域所用设备，在当前 AI 模型迭代赛跑、数据挖掘更深更广的 当前，高速 通信 领域 仍然 处于 高景 气度 阶段，是作 为基 础硬 件支 撑的 PCB 行业需要高度重视的关键领域。图表1：谷歌推出Gemini 1.5 图表2：OpenAI 主页介绍文生视频模型 Sora 来源：谷歌博客社区，国金证券研究所 来源：OpenAI 官网，国金证券研究所 1.1、高速 通信 仍 是驱 动PCB 未来增长的关键领域 PCB 作为电子元器件之母，行业升级主要由下游电子终端产品的变化驱动，观察行业近年来的发展情况，我们发现高速通信成为了驱动 PCB 行业发展的重要力 量，从 20182019年 5G 带动的高频无线和高速有线应用场景发展，再到 20202023 年的服务器升级和 AI基建扩容，高速通信成为了继 PC、智能手机之后带动 PCB 行业在新的一轮周期快速增长的主 要因 素，数据 上体 现在 20182022 年有线通信和服务器领域 PCB 产值复合增速显著高于其他细分领域，分别达到 6.2%和 11.1%。展望 未来，我们 认为 当前 PCB 行业未来仍然处在高速通信所驱动的增长趋势中，根据 CPCA所引用的细分领域复合增速可以看到，服务器PCB 的增速仍然位居全行业第一、达到6.5%，可见 高速通信 将成为 PCB 行业发展中不可忽视的重要趋势。图表3：全球 PCB 产值 及 未来 预期（亿 美元）来源：CPCA 历年数据，国金证券研究所 01002003004005006007008009001000PC潮智能手机潮高速通信：5G建设+服务器升级+AI 基建+AI 应用.行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 6 图表4：20182023E PCB 细分 领 域复 合增 速 图表5：20222027 年 PCB 细分 领域 预期 复合 增速 来源：CPCA 历年数据，国金证券研究所 来源：CPCA 历年数据，国金证券研究所 1.2、高速 通信 快 速成 长主 要来 自于 云计 算/AI 等需求带动 高速通信具体到下游的应用场景包括运营商基础网络、家庭网络、企业网络、工业 网络 以及数据中心网络，需求对应到云计算、AI 等领域。根据信通院引用的 Gartner 数据，云计算市场规模在未来 几年 仍然有望保持在 18%以上的复合增速，同时根据 Bloomberg 对海内外云计算厂商资本开支的预期 可以想见 云计算相关基础建设仍然在高景气阶段，加之当前 AI“军备赛”正如火如荼，高速通信 产业链高速发展确定性强。图表6：全 球 云 计算 市场 规模 及增 速 来源：信通院云计算白皮书（2023 年），Gartner，国金证券研究所-2.0%0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%10.0%12.0%-6.0%-4.0%-2.0%0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%0%5%10%15%20%25%30%35%02,0004,0006,0008,00010,00012,0002020 2021 2022 2023E 2024E 2025E 2026E全球云计算市场规模（亿美元，左轴）YoY（%，右轴）行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 7 图表7：海 外 四 大云 计算 厂商 资本 开支（十 亿美 元）图表8：国 内 三 大云 计算 厂商 资本 开支（亿 美元）来源：Bloomberg，国金证券研究所 来源：Bloomberg，国金证券研究所 图表9：海 外 四 大云 计算 厂商 资本 开支 预期 增幅 图表10：国 内 三 大云 计算 厂商 资本 开支 预期 增幅 来源：Bloomberg，国金证券研究所 来源：Bloomberg，国金证券研究所 1.3、PCB 主要以服务器/交换 机 等设 备为 承载 物参 与高 速通 信基 础建 设 随着高速通信领域的增长，PCB 作为从属于高速通信的硬件产业链的一环，以设备为承载物参与高速通信基础建设。由于当前高速通信场景中数据中心网络的发展明显快于其他应用场 景，而数 据中 心中 主要 设备 为服 务器/存储、交换 机/路由 器，因此 我们 在考 量高 速通信为 PCB 行业带来的增长机会时，主要以服务器和交换机中的 PCB 为着眼点。图表11：通 信 设 备所 用 PCB 的类型分布 图表12：全 球 交 换机 市场 增速（分 应用 场景）来源：CDSN，国金证券研究所 来源：IDC，国金证券研究所 010203040506070亚马逊 微软 谷歌 Meta01020304050607080902012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023E2024E阿里巴巴 腾讯 百度-30%-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%2023 2024E 2025E亚马逊 微软 谷歌 Meta-50%-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%40%50%2022 2023E 2024E阿里巴巴 腾讯 百度-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%2019 2020 2021 2022 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E数据中心 非数据中心行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 8 图表13：华为 CloudEngine 16804 数据 中心 交换 机 图表14：鲲 鹏 服 务器 主板（型 号：S920X00）来源：华为官网，国金证券研究所 来源：华为官网，国金证券研究所 1.4、“高 速化”要求PCB 完整且更快传输更多数据，落脚点在带宽和 I/O 数 一般来说高速通信领域所用 PCB 板中高多层占比相对更大一些，而高多层板的价值量要高于低 层板，因此 高速 通信 行业 本身 的增 长就 能够 为 PCB 行业带来价值量的提升。在此基础上，我们 还观 察到 高速 通信 领域 的“高 速化”仍然 在持 续提 升，这就 为 PCB 行业带来加倍的增 长动 力。为了 读者 更好 理解 后文 我们 展开 陈述 的服 务器 和交 换机 行业 变化 对 PCB 的影响，我们在本小节先为读者理清“高速化”到底是如何对 PCB 价值量产生影响的。图表15：通 信 设 备所 用 PCB 的类型分布 图表16：服务器/存储所用 PCB 的类型分布 来源：深南电路招股说明书，国金证券研究所 来源：深南电路招股说明书，国金证券研究所 高速通信实际上是电子行业发展中一直以来的重要趋势，在数据量井喷的背景 下，“高速化”对通信设备 的传输介质 提出了 能够满足 完整且更快传输更多数据的要求，PCB 作为单体通信设备中两个传输节点之间的线路介质，其性能 会显著 影响传输的效率，主要 体现 在三 个方面：1)高速 需要更高层数 的 PCB 来 承载 电信 号。当前高速通信网络主要通过提高带宽来提升传输 速度，而带 宽提 升之 后单 位数 据量 就会 提升，作为 承载 电信 号的 介质，PCB 板就需要更多的铜层来负责电信号走线，层数增加就会进一步提升 PCB 的价值。2)高速通信需要更高速的 CCL 材料。单位 时间 内传 输的 数据 量提 升会 导致 信号 传输 损耗提升，信号完整性 受到 挑战，而根 据公 式可 知“单 位距 离信 号传 输损 耗 信号频率*介电损耗*介电常数”可知要保证完整性需要降低传输介质的介电损耗和介电常数指标，对于 PCB 来说就需要用到更高级的覆铜板材料。行业内专门对支持高速通信的覆铜板进行了等级划分，按照介电损耗的数值范围从下到上可分为 mid loss、low loss、very low loss、ultra low loss 和 super ultra low loss，越高等级材料价值就越高，从而带动 PCB 价值也相应升级。3)高性能芯片单位面积 I/O 数会 增加，需要 更高 密度 互连 PCB。更 高速的通信会搭配更高性 能的 芯片，而在 摩尔 定律 的影 响下，高性 能芯 片会 采用 更先 进的 制程，最终 会存在更多的 I/O 引脚数延伸至与 PCB 连接，而 PCB 板为了在单位面积内匹配更多 的 I/OPCB 板0%5%10%15%20%25%30%35%40%0%5%10%15%20%25%行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 9 引脚 数，需要 在单 位面 积中 做更 多的 连接 点、走线 的线 宽线 距也 得更 细，最终 使得 高密度互联（HDI）这种主要应用在移动通信（有轻薄短小要求的场景）的 PCB 技术越来越多 地运用于高速通信领域，HDI 工艺会增加线路中埋盲孔制作、产能消耗大，运用这类工艺会 抬升 高速 通信用 PCB 板的工艺附加值。图表17：单 体 通 信设 备中 两个 节点 之间 的传 输 图表18：高速 CCL 的等 级 分类 来源：华为官网，三星官网，国金证券研究所 来源：联茂 官网，国金证券研究所 图表19：HDI 阶数提升会导致更多工艺产能消 耗，工艺附加值提高 普通通孔板 1 阶 HDI 板 来源：国金证券研究所 总结 来看，高速 通信 领域 快速 增长 带来 了 PCB 行业的快速发展势头，我们认为主要的关注点在于云计算、AI 应用下数据中心中服务器和交换机这两类设备所用 PCB 升级变化，基于此，本文 将对 服务 器和 交换 机中 PCB 的变化进行详细论述。值得注意的是，PCB 在需求领域的应用是以设备为承载物的，则我们在观察下游领域变化对 PCB 的影 响 时主 要遵 循“PCB 市场规模=设备出货量*单台设备价值量”的公式，分别对设备本身出货量和单台设备价值量的变化进行判断。单 体 设 备中的两个信号节点 之间的传输CPUPCB存储PCB高速通信升级趋势中，PCB 上传输 走线需 要完整 且更快 地传输 更多信 号CPU存储 包装入库 出货检验 成品检验 表面涂覆 外形加工电测试外层酸蚀 外层图形 字符 阻焊制作 外层检验压合内层钻靶配板压合 外层钻靶电镀 沉铜铣边 磨边 钻孔棕化铣边 磨边 钻孔 沉铜Mask制作电镀配板 棕化 下料 内层制作 内层冲孔 内层检验树脂塞孔铲平刷板 内层制作 内层冲孔 内层检验激光钻孔包装入库 出货检验 成品检验 表面涂覆 外形加工电测试外层酸蚀 外层图形字符阻焊制作 外层检验压合内层钻靶铣边磨边钻孔沉铜电镀配板棕化下料内层制作 内层冲孔 内层检验树脂塞孔铲平刷板 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 10 服务器是数据中心 网络布局中最重要的设备，首先 对设 备出 货量 进行 判断，根据 IDC 的预测，在2023 年全球服务器数量同比下滑16%的情 况下，预计2024 年同比增长17%且至2027年复合增速仍然能够保持在 8%以上，可以想见服务器市场仍然处于相对良性 的稳定增长趋势中。图表20：全 球 服 务器 出货 量 来源：IDC，国金证券研究所 虽然服务器出货量能够稳定增长，但这不足以使得服务器行业成为我们关注的重点，我们认为服务器作为代表高 速通信的关键设备，之所以能够成为 PCB 行业增长的主要动力的关键点在于其单机价值量将迎来显著变化，趋势主要来自两个方面，其一为 AI 服务器中新增关键部件导致 PCB 价值量大幅提升，其二为服务器性能升级带来 PCB 价值量提升。2.1、AI 服务器 增速更快，单机价 值量提升来自单价用量 增加 和性 能要 求提 高 由于 AI 相关产品迎来需求大爆发，AI 服务器的增速显著高于普通服务器，根据 IDC，20192023H1 AI 服务器的出货量增速分别达到 1%、16%、35%、27%、8%，而同期全球服务器出货量增速仅为-0.4%、7%、7%、10%、-15%，可见 AI 服务器是我们观察服务器行业需求增长的关键点。图表21：AI 服 务器 出货 量增 速显 著更 高 来源：IDC，国金证券研究所 除了 AI 服务器本身出货量增速快之外，我们认为 AI 服务器架构相对更复杂、性能要求更高，其对应的 PCB 单机价值量相对普通服务器会有显著的提升。通过对比 AI 服务器和普-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%02004006008001,0001,2001,4001,6001,8002,0002020 2021 2022 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E全球服务器出货量（万台，左轴）YoY（%，右轴）-20%-10%0%10%20%30%40%2019 2020 2021 2022 2023H1AI 服务器出货量-YoY 全球服务器出货量-YoY行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 11 通服务器的硬件架构，我们认为 AI 服务器相对普通服务器单机 PCB 价值量增加主要来自三 个方面：1)板子数量得以增加。AI 服务器是专门用于 AI 模型训练和推理的设备，相较传统服务会增加更多的矩阵计算的功能，传统的 CPU 核心能够分配给计算的部分不多，因此AI 服务器需要在传统 CPU 的基础上增加 GPU 来支持更多的矩阵运算功能，架构上就会多出 GPU 层，从而就会从以往的1 块主板（CPU 母板）为 主变 为 2 块主板（CPU 模板和 GPU 模组 板），单机 PCB 板的数量 首先 得到 增加。从英 伟达 DGX AI 服务器产品可以看 到，整个 架构 分成 了GPU Board Tray、Motherboard Tray 和配 件组，其 中GPU Board Tray 里面会新增加速卡板（OAM）和模组板（UBB），PCB 使用量显著提升。2)除了板子数量增加之外，PCB 板性能也要求提升。由于 AI 设备所面临的数据量和传输速率要求显著提升，GPU 高速运算部分之间连接带宽也得到了显著提升，对比传统服务器运用 PCIE 总线标准的单链路带宽和英伟达在 AI 服务器中采用的 NVLink 的单链路带宽，可以发现 AI 服务器中带宽显著提升，并且从实践的角度各大厂商在设计过程中还会通过增加链路数来提升总带宽，而根据前述内容，带宽的增加会带来数据量的提升，而数据量的提升会对 PCB 板的层数、所用 CCL 材料等级提出更高的要求，PCB 整体的性能得到显著的提高。3)I/O 数量增加引入 HDI 的产品设计。GPU 算力性能高，要想不浪费 GPU 本身的算力性能，就需 要增 加 GPU 对外连接的通道数和连接的效率，因此各类 GPU 整体硬件方案集成度都相对以往 CPU 更高，对应 的 PCB 就会 往 HDI 的形 式转 变，以英 伟达 DGX 系列产品为 例，其 A100、H100、GH200 以及即将在 2024 年发布的 B100 产品的加速卡均采用HDI 工艺制造。图表22：AI 服 务器 相对 传统 服务 器多 了 GPU 层 来源：华为官网，英伟达官网 及相关技术文件，国金证券研究所=GPU 层CPU 层配件传统服务器AI服务器=CPU层配件CPU主板行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 12 图表23：AI 服 务器GPU 层新增部件为 OAM 和UBB 图表24：英伟达 DGX H100 中各信号节点的连接方式 来源：英伟达官网，国金证券研究所 来源：英伟达官网文件，国金证券研究所 图表25：PCIE 总线标准带宽与 NVLink 带宽对比 PCIE 传输速率 每 链 路 带宽（GB/s per lane）PCIE Gen 1 0.25 PCIE Gen 2 0.5 PCIE Gen 3 1 英伟达 NVLink 带宽 PCIE Gen 4 2 PCIE Gen 5 4 NVLink 100（双向）来源：Intel，英伟达官网，国金证券研究所 在这样的趋势下，AI 服务器的增长将显著带动 PCB 的价值量提升，我们通过拆解 普通服务器（以华为 2288H 为例）、英 伟达 DGX A100、英伟达 DGX H100 的 PCB 板组成架构，最终计算得到普通服务器的 PCB 价值量为 1125 元，而以 英伟 达 DGX AI 服务器为代表的设备PCB 价值量达到 700010000 元，并且 英伟 达 的 AI 服务器产品仍在升级迭代中（2024 年即将发布 B100 产品），可 见 AI 服务器的增长为服务器 PCB 价值量提升提供强劲动力。OAMUBB行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 13 图表26：AI 服 务器 所用PCB 和 CCL 规格 图表27：各类服务器单机 PCB 价值 量对 比（元，不含 载板）来源：联茂 官网，国金证券研究所 来源：国金证券往期报告AI 服务器中到底需要多少 PCB，国金证券研究所 2.2、服务器 CPU 平台全面升级至 PCIE 5.0，PCB 层数和CCL 等级 都将 相应 提升 服务器的关键元器件包括 CPU、内 存、硬盘、网 卡等，在 服务 器运 行时，数 据会 在 CPU 和这些关键部件进行通信，控制这些通信活动的芯片被称为芯片组（包括内存控制芯片、PCIE 控制芯片和 I/O 处理 芯片 等），为 这些 通信 提供 道路 的线 路即 为总 线（包 括 PCIE 总线、USB 总线和 SPI 总线等，其中 PCIe 是最主要的总线），最终合称 CPU、芯片组和总线为整个服务器的平台方案。服务器的升级主要体现在整个平台的演进，其中除了芯片要更新换代以外，PCIE 总线也将升级。鉴于 Intel 和 AMD 占据了全球服务器 CPU 市场90%+的份额，两大厂商的芯片升级带动总线升级规划就决定了服务器 PCB 板的 升级 节奏。通过 产业 链信 息（联 茂公 告）可知，Intel已经在 2023 年推出了搭配 PCIE 5.0 的 平台 Eagle Stream 平台，对 应代 号 为 Sapphire Rapids 和 Emerald Rapids 的芯片，预计 2024 年还 将推 出搭 载 PCIE 5.0 的新平台 Birch Stream，对应 芯片 代号Granite Rapids；AMD 于2022 年底 和2023 年已经推出搭配PCIE 5.0的 Genoa 和 Bergamo 芯片，对应 Zen 4 平台，预计 2024 年还将推出搭载 PCIE 5.0 的新平台 Zen 5，对应芯片代号 Turin。可见自 2022 年底到 2024 年服务器主板平台均处于全面升级至 PCIE 5.0 平台的 趋势中。图表28：全 球 服 务器 CPU 市场格局 图表29：Intel 和 AMD 在 2023 年推出 PCIE 5.0 平台芯片 来源：OFWEEK，国金证券研究所 来源：联茂 官网，国金证券研究所 我们认为 PCIE 总线升级对 PCB 的影响仍然是通过带宽 要求提升实现的，PCIE 总线标准每升一级则对应单链路带宽都会提升一倍，从而对应 PCB 的层数和 CCL 材料也会相应升级。根据联茂公告，PCIE 3.0、PCIE 4.0、PCIE 5.0 对应的 PCB 层数为 812 层、1216 层、1620 层，对应的 CCL 等级为 Mid Loss、Low Loss、Very Low Loss/Ultra Low Loss。010002000300040005000600070008000900010000普通服务器（2288H V6）英伟达DGX A100 英伟达DGX H1000%20%40%60%80%100%120%2021 2022Intel AMD 其他行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 14 图表30：PCIE 总线标准对应传输速率（GT/s）图表31：PCIE 总线标准对应单链路带宽（GB/s）来源：Intel，国金证券研究所 来源：Intel，国金证券研究所 图表32：PCIE 总线升级导致 PCB 层数 提 升 图表33：PCIE 总线升级导致覆铜板材料升级 来源：联茂 官网，国金证券研究所 来源：联茂 官网，国金证券研究所 综合来看，我们认为服务器 PCB 市场在 AI 服务器和服务器 CPU 平台两大升级趋势的带动下，市场 规模 将持 续扩 张，根据 CPCA 引用数据，预计 2027 年服 务 器 PCB 市场空间将达到135 亿美元，相对 2023 年 82 亿美元市场规模仍有 65%的扩容空间。图表34：全 球 服 务器 PCB 市场空间（亿美元）来源：CPCA 历年数据，国金证券研究所 2.558163205101520253035PCIE Gen 1 PCIE Gen 2 PCIE Gen 3 PCIE Gen 4 PCIE Gen 50.250.51240.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5PCIE Gen 1 PCIE Gen 2 PCIE Gen 3 PCIE Gen 4 PCIE Gen 5812层1216 层1620 层0510152025PCIE 3.0 PCIE 4.0 PCIE 5.0Df 0.015Df 0.009Df 0.006Df 0.0015PCIE 3.0 PCIE 4.0 PCIE 5.0Mid LossLow LossUltra Low LossVery Low Loss0204060801001201401602018 2019 2020 2021 2022 2023E 2027E65%的扩容空间行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 15 交换机是一种用于电（光）信号转发的网络设备，其为网络中的不同设备（服务器、计算机、摄像 头、打印 机等）提供 一条 点对 点的 连接，简单 来说 交换 机的 功能 属性 就是 网络 架构中的一条具有方向性（MAC 地址）的通 路。从物理形态上来讲，交换机就是由一张张 PCB板构成的集成式设备，其工作机制就是将进入线卡 A 的数据通过交换模块进行寻址后转发到线卡 B，其中所涉及到的 PCB 包括：交换单元板负责不同接口之间的数据转发和交换，是整个设备中性能要求最高的板子；接口板是与光模块连接的出入口、是信号传输的媒介，因此也叫作线卡；主控单元板负责整台设备系统的控制和管理；背板主要用于连接交换模块、接口板和主控单元等部分，部分交换机设计可能会不用背板。图表35：交 换 机 功能 示意 图 图表36：交 换 机 工作 机制 原理 来源：百度 智算中心网络架构白皮书，国金证券研究所 来源：国金证券研究所 图表37：交换机中PCB 组 成结 构（以华 为CloudEngine S16700-8 为例）来源：华为官网，国金证券研究所 接口板接口板主控单元板接口板交换单元板爆破图接口板主控单元板交换单元板(与接口板垂直相插)行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 16 交换机中决定 PCB 板价值量的关键在于 总吞吐量（相当于单位时间马路能够 通过的车辆数），而 总吞吐量等效于单端口带宽（相当于单条马路的宽度）与端口数量（马路的数量）的乘 积，这样 的属 性就 使得在不考虑不同设备之间连接问题的情况下，多台低端口带宽的交换机可以等效于 1 台高端口带宽的交换机，如 2 台 16 端口、每个 端口 400G 的交 换机（总吞吐量=总带宽=2*16*400G=12.8TB/s）几乎 等效 于 1 台 16 端口、每个 端口 800G 的交换机（总吞吐量=总带宽=1*16*800G=12.8TB/s）。根据前面提及的我们在观察下游领 域变化对PCB 的影响时主要遵循“PCB 市场规模=设备出货量*单台设备价值量”的公式，但在交换机的属性背景下，单台设备出货量和单台设备价值量（取决于单台交换机的总带宽）这两个自变量 存在负相关关系、分拆分析或导致 无限 循环 问题，因此我们认为在判断交换机市场 PCB 的变 化趋 势时，我们 应当 着眼 于一 个完 整的 网络 总吞 吐量（等 于网 络中 交换 机数 量*单台交换机的总带宽），只要网络总吞吐量趋势是提升的，则对于 PCB 来说总价值量就是提升的。3.1、AI 组网容量大幅提升，交换机 PCB 价值量提升趋势明确 在 AI 网络快速组建的当下，我们观察到 AI 网络架构发生了一些变化，变化主要来自两方面：1)IB 网络渗透率逐渐提升。InfiniBand 意为无限带宽，是一种高性能计算网络通信标准，相对 于过 去广 泛应 用的 以太 网来 说，最大 的特 点来 自与 其低 延时 性能，原因 来自该协议采用了 RDMA 技术，该技术允许网络接 口直接访问内存数据、无需操作系统内核介入。AI 模型训练作为高性能计算业务，非常强调低时延高速率，从而使得 IB 网络随着 AI 需求的增加而渗透率逐渐提升。图表38：RDMA 和TCP/IP 机制对比 图表39：RDMA 协议栈 来源：华为 官网，国金证券研究所 来源：百度智算中心网络架构白皮书，国金证券研究所 图表40：InfiniBand 和以太网下 RoCEv2 对比示意图 来源：