PCIe總線標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)服務(wù)器PCB有望迎來(lái)新一輪景氣周期

1、PCIe 標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)，帶動(dòng)服務(wù)器新一輪迭代周期PCIe 總線連接 CPU 與 PCIe 設(shè)備，是 CPU 平臺(tái)重要組成部分CPU 平臺(tái)由“CPU+芯片組+總線”構(gòu)成，PCIe 總線標(biāo)準(zhǔn)是其重要組成部分。CPU 平臺(tái)由 “CPU+芯片組+總線”構(gòu)成，CPU 內(nèi)部集成 PCIe 控制器和內(nèi)存控制器，PCIe 標(biāo)準(zhǔn)每一代升級(jí)幾乎能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸速率翻倍，PCIe 總線標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)推動(dòng) CPU 平臺(tái)的升級(jí)迭代。總線是主板傳輸數(shù)據(jù)的“道路”，負(fù)責(zé) CPU 與芯片組的連接。總線包含 QPI 總線、PCIe 總線、USB 總線、SPI 總線和 DMI 總線等。其中，CPU 與 CPU、CPU 與 PCIe 設(shè)備分別

2、通過(guò) QPI 總線和 PCIe 總線連接，PCH 與 USB、SATA 硬盤(pán)、SAS 硬盤(pán)和網(wǎng)卡等分別通過(guò) USB 總線、SATA 總線、SAS 總線、PCIe 總線等連接，BMC（Baseboard Management Controller，基板管理控制器）與其他設(shè)備通過(guò) SPI 總線連接。圖 1：服務(wù)器主板總線類(lèi)型CSDN，PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是一種高速串行計(jì)算機(jī)擴(kuò)展總線標(biāo)準(zhǔn)，最早由 Intel 于 2001 年提出，用于替代舊的 ISA 和 PCI 總線標(biāo)準(zhǔn)，從而滿足更高的帶寬和吞吐量需求。相比于 PCI 總線采

3、用的并行總線結(jié)構(gòu)，PCIe 總線屬于高速串行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙通道高帶寬傳輸，所連接的設(shè)備分配獨(dú)享通道帶寬，不共享總線帶寬，可以使用更高的時(shí)鐘頻率、更少的信號(hào)線、更高的總線帶寬。因此 PCIe 的傳輸效率更高、傳輸距離更遠(yuǎn)、功耗更低、抗干擾能力更強(qiáng)、可拓展性更好，能夠連接多種高速擴(kuò)展設(shè)備，如顯卡、AI 加速卡、固態(tài)硬盤(pán)、無(wú)線網(wǎng)卡、有線網(wǎng)卡、視頻采集卡等。圖 2：PCIe 總線拓?fù)鋱D圖 3：PCIe Switch 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖電子發(fā)燒友， 電子發(fā)燒友，從結(jié)構(gòu)上看，PCIe 總線是一個(gè)層次性很強(qiáng)的樹(shù)狀形總線接口，其主要功能為替 CPU 提供訪問(wèn)外部設(shè)備的總線接口，CPU 是樹(shù)根，承載了總線系統(tǒng)的主控角色，Ro

4、ot Complex 是處理器接口、DRAM 接口等模塊的集合，可以被認(rèn)為是 CPU 和 PCIe 拓?fù)渲g的接口，各個(gè)設(shè)備則是這棵樹(shù)的子父節(jié)點(diǎn)和葉節(jié)點(diǎn)，Switch 可以連接多個(gè) PCIe 設(shè)備，PCIe 橋則能夠連接傳統(tǒng)的PCI 和PCI- X 設(shè)備。作為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的總線，一條 PCIe 鏈路只能兩端各連接一個(gè)設(shè)備，分別為數(shù)據(jù)發(fā)送端和數(shù)據(jù)接收端，傳輸數(shù)據(jù)量的大小由通道數(shù)決定，一般一條鏈路可以有 1- 32 個(gè)通道數(shù)，對(duì)應(yīng) PCIe 總線接口有 x1、x4、x8、x16 這 4 種常見(jiàn)的規(guī)格尺寸。表 1：PCIe x1、x4、x8、x16 的主要區(qū)別傳輸通道數(shù)腳 Pin 總數(shù)主接口區(qū)Pin

5、數(shù)總長(zhǎng)度主接口區(qū)長(zhǎng)度x1361425 mm7.65 mmx4644239 mm21.65 mmx8987656 mm38.65 mmx1616414289 mm71.65 mmCSDN圖 4：PCI-E 插槽的四種形式IBM，PCIe 設(shè)計(jì)規(guī)范包含三層架構(gòu)，數(shù)據(jù)報(bào)文首先在設(shè)備的核心層(Device Core)中產(chǎn)生，然后經(jīng)過(guò)該設(shè)備的事務(wù)層(Transaction Layer)、數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer) 和物理層(Physical Layer)發(fā)送出去。接收端的數(shù)據(jù)也需要通過(guò)物理層、數(shù)據(jù)鏈路和事務(wù)層，并最終到達(dá) Device Core。每一層都分為發(fā)送和接受兩個(gè)功能塊。事務(wù)層

6、接收來(lái)自 PCIe 設(shè)備核心層的數(shù)據(jù)，將其封裝為T(mén)LP(Transaction Layer Packet)后，發(fā)向數(shù)據(jù)鏈路層，并且事務(wù)層還可以從數(shù)據(jù)鏈路層中接收數(shù)據(jù)報(bào)文，然后轉(zhuǎn)發(fā)至 PCIe設(shè)備的核心層。數(shù)據(jù)鏈路層定義了多種 DLLP(Data Link Layer Packet)，使用 ACK/NAK 協(xié)議從而保證來(lái)自發(fā)送端事務(wù)層的報(bào)文能夠可靠、完整地發(fā)送到接收端的數(shù)據(jù)鏈路層。物理層是 PCIe 總線的最底層，將 PCIe 設(shè)備連接在一起，物理層處理 TLPs、DLLPs、 Ordered-Set 三種類(lèi)型的包傳輸，并管理鏈路狀態(tài)，進(jìn)行鏈路訓(xùn)練、鏈路恢復(fù)和電源管理。圖 5：PCIe 架構(gòu)設(shè)計(jì)

7、電子發(fā)燒友，PCIe 脫胎于 PCI 架構(gòu)，是服務(wù)器主流總線解決方案PCIe 標(biāo)準(zhǔn)之前，PC 上的系統(tǒng)總線由 PCI 和 AGP 組成，AGP 主要用于連接顯卡，是在 PCI標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上針對(duì) 3D 應(yīng)用拓展而來(lái)的，沒(méi)有脫離 PCI 體系，其他的各種外接設(shè)備如網(wǎng)卡、獨(dú)立聲卡等，都連接在 PCI 總線上，高度共享同一帶寬。隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，PCI 總線的傳輸能力逐漸力不從心。2001 年提出的 PCIe 標(biāo)準(zhǔn)完全脫胎于 PCI 架構(gòu)，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)拇蟹绞?，在時(shí)鐘頻率、傳輸帶寬上具有明顯優(yōu)勢(shì)，并且可以在軟件層面與 PCI 兼容。表 2：PCIe 與 PCI 總線技術(shù)對(duì)比PCI 總線PCIe傳輸

8、方式并行串行工作頻率33-66MHz2.5GHz（PCIe 1.0）支持雙向數(shù)據(jù)傳輸否是支持?jǐn)?shù)據(jù)分通道傳輸否是供電能力25W75W （PCIe 1.0）電子工程世界，新興總線標(biāo)準(zhǔn)層出不窮，但無(wú)法替代 PCIe 的主導(dǎo)地位。目前高性能 I/O 設(shè)備普遍采用 PCIe總線，但是隨著數(shù)據(jù) TB 級(jí)增長(zhǎng)、異構(gòu)計(jì)算發(fā)展快速，PCIe 在內(nèi)存使用效率、延遲和數(shù)據(jù)吞吐量等方面存在一定局限性。一方面，PCIe 總線的拓?fù)涑尸F(xiàn)樹(shù)形結(jié)構(gòu)，設(shè)備 ID 號(hào)碼數(shù)量有限，無(wú)法形成大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)；另一方面，PCIe 網(wǎng)絡(luò)中的存儲(chǔ)器地址空間存在隔離，并且 PCIe的事務(wù)層不支持Cache Cohernecy 事務(wù)的處理，導(dǎo)致 P

9、CIe 設(shè)備端每次都需要通過(guò)訪問(wèn) Host RAM 來(lái)獲取 CPU 地址域中的數(shù)據(jù)，訪問(wèn)延遲較高。為了解決該問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部高速高效的互聯(lián)，IBM 最早推出了 CAPI（Coherent Accelerator Processor Interface）接口，該版本逐漸演化成為 OpenCAPI，該接口協(xié)議復(fù)用了 PCIe 物理層、鏈路層和事務(wù)層，將 CC 和 CAPI 控制事務(wù)裝進(jìn) PCIe 鏈路層數(shù)據(jù)包中傳送，在 CPU 一側(cè)增加解析處理模塊進(jìn)行邏輯處理。此后相繼推出的 CXL、CCIX、Gen-Z 等新興互聯(lián)總線標(biāo)準(zhǔn)都為 PCIe 提供了替代方案。OpenCAPI：OpenCAPI 是開(kāi)

10、放式一致性加速器接口標(biāo)準(zhǔn)，具有以下四點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：1）高性能，其單通道的最高傳輸速率可達(dá) 25Gbps。2）不占用 CPU 資源，允許外設(shè)在應(yīng)用程序空間內(nèi)不經(jīng)內(nèi)核參與地自主運(yùn)行。3）兼容性好，支持各種硬件加速器、高性能 I/O設(shè)備和高性能存儲(chǔ)設(shè)備的連接。4）完全開(kāi)放。但 OpenCAPI 僅支持 CPU 直連，不支持 Switch 連接。CCIX：CCIX 是一種能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上器件通過(guò)緩存一致性的方式來(lái)共享數(shù)據(jù)的片間互聯(lián)。CCIX 提供了一種平衡方法，通過(guò)創(chuàng)建由 CPU 和加速器組成的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，使得所有計(jì)算單元有對(duì)等的能力為內(nèi)存擴(kuò)展器件和加速器提供高性能、低延時(shí)、芯片與芯片間的互聯(lián)，最高連接速

11、率升至 25GT/s。CCIX 特別為應(yīng)對(duì)未來(lái)數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及其它需要異構(gòu)計(jì)算的應(yīng)用的巨大挑戰(zhàn)而設(shè)計(jì)，主要支持者是 Xilinx，目前已在 Xilinx和華為的產(chǎn)品中得到應(yīng)用，聯(lián)盟成員超過(guò) 50 個(gè)。圖 6：OpenCAPI 系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 7：CCIX 分層架構(gòu)OpenCAPI 聯(lián)盟， CCIX 聯(lián)盟，Gen-Z：Gen-Z 是一種內(nèi)存語(yǔ)義架構(gòu)，通過(guò) OpCodes 和 OpClasses 定義了大量的內(nèi)存語(yǔ)義操作，從而實(shí)現(xiàn)在不同組件的內(nèi)存之間進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)傳輸。Gen-Z 具有如下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：1）不僅使存儲(chǔ)器件互聯(lián)，也使得 CPU 和加速器互聯(lián)，減輕了 CPU 的處理壓力。2）能夠重新

12、配臵系統(tǒng)，因此在資源供應(yīng)和共享方面更加靈活、響應(yīng)更快。3）使用一種高帶寬、低延遲和高效的協(xié)議來(lái)簡(jiǎn)化軟硬件設(shè)計(jì)，降低了解決方案的成本和復(fù)雜性。CXL：CXL（Compute Express Link）是開(kāi)放式互聯(lián)新標(biāo)準(zhǔn)，由 Intel 在 2019 年提出，能夠提供 CPU 和專(zhuān)用加速器以及高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的接口，具備高效、高速、低延時(shí)的特點(diǎn)。 CXL 現(xiàn)已演進(jìn)到 2.0 版本，CXL2.0 基于 PCIe 5.0 的物理層，但僅支持 CPU 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直連拓?fù)?。CXL 已應(yīng)用于多個(gè)服務(wù)器產(chǎn)品，如 Intel 將于 2022 年下半年推出的 Sapphire Rapids 處理器，將支持 PCIe

13、 5.0 和 CXL 1.1，AMD 也宣布下一代 Epyc 處理器 Genoa 將支持 CXL。 CPU 龍頭的率先使用將推動(dòng)其他組件設(shè)備商的跟進(jìn)，完成自上而下的統(tǒng)合。2021 年 11 月， CXL 正式合并 Gen-Z ，將把所有 Gen-Z 規(guī)范轉(zhuǎn)移給 CXL 聯(lián)盟，雙方聯(lián)盟成員共同專(zhuān)注于 CXL 這唯一的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。圖 8：Gen-Z 架構(gòu)圖圖 9：CXL 協(xié)議架構(gòu)圖Gen-Z 聯(lián)盟， CXL 聯(lián)盟，新興總線標(biāo)準(zhǔn)層出不窮，但 PCIe 是異構(gòu)計(jì)算機(jī)的 CPU、GPU、FPGA 以及加速器之間的主要連接標(biāo)準(zhǔn)，NVlink、CCIX、CXL 等大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍然依賴(lài) PCIe 的邏輯和物理層基

14、本技術(shù)。未來(lái)這些新興協(xié)議或?qū)⒆鳛?PCIe 物理層之上運(yùn)行的一種可選協(xié)議，無(wú)法取代 PCIe 的主導(dǎo)地位。PCIe 標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)演進(jìn)升級(jí)，5.0 正加速推進(jìn)，三代共存成為市場(chǎng)主旋律迭代周期約為三年，幾乎每輪升級(jí)傳輸效率翻倍傳輸速率和帶寬大小是 PCIe 總線的核心性能，圍繞這兩大性能，PCIe 總線標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)演進(jìn)升級(jí)，迄今為止該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)歷了 5 代的更新迭代。按照數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展，處理器 I/O 帶寬的需求每三年就會(huì)倍增，PCIe 也大致按照三年一代的速度更新演進(jìn)。PCIe 1.0 在 2003 年由 PCI-SIG 正式推出相關(guān)規(guī)范，其通道運(yùn)行頻率為 2.5GHz，相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸速率為 250M

15、B/s；PCIe 2.0 規(guī)范發(fā)布于 2007 年 1 月，相比 PCIe 1.0，PCIe 2.0 的每通道頻率翻倍達(dá)到了5GHz，相應(yīng)的傳輸能力也翻倍，達(dá)到了 500MB/s；2010 年P(guān)CIe 3.0 規(guī)范發(fā)出，但受制于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，第三代 PCIe 的效率提升僅 60%；PCIe 4.0 規(guī)范在第三代發(fā)布 7 年后正式推出，數(shù)據(jù)傳輸速率提升到 2GB/s。由于第四代規(guī)范延遲發(fā)布，為追趕進(jìn)度，僅兩年后 PCIe 5.0 推出，2022 年 1 月份第六代版本的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)也已正式出臺(tái)。圖 10：PCIe 技術(shù)迭代路線圖PCI-SIG 官網(wǎng)，表 3：PCIe標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)歷程版本發(fā)布時(shí)間編碼時(shí)鐘

16、頻率GHz帶寬（x1）PCIe 1.020038b/10b2.5250MB/sPCIe 2.020078b/10b5500MB/sPCIe 3.02010128b/130b81GB/sPCIe 4.02017128b/130b162GB/sPCIe 5.02019128b/130b（NRZ）324GB/sPCIe 6.020221b/1b（PAM4）648GB/sPCI-SIG，三星電子，市場(chǎng)需求分化，多代版本同期競(jìng)爭(zhēng)PCIe3.0 目前占據(jù)市場(chǎng)絕大多數(shù)份額，PCIe 3.0 到 4.0 的發(fā)展時(shí)間極長(zhǎng)，據(jù)行業(yè)研究公司 Forward Insights 估計(jì)，2021 年 PCIe 3.0 S

17、SD 的市場(chǎng)占比達(dá)到 81%。短期來(lái)看，消費(fèi)市場(chǎng)的大多數(shù)用戶沒(méi)有頻繁大文件讀寫(xiě)的需求，成本較低、發(fā)展成熟的 PCIe 3.0 仍將主導(dǎo)通用型主機(jī)與周邊裝臵。PCIe 4.0 的產(chǎn)品自 2021 年下半年開(kāi)始在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行切換，并逐步從數(shù)據(jù)中心等企業(yè)級(jí)市場(chǎng)下沉到消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)。目前消費(fèi)級(jí)硬件市場(chǎng)的主要陣營(yíng) Intel 和 AMD 已經(jīng)全部支持 PCIe 4.0 技術(shù)，未來(lái) 1-2 年后消費(fèi)市場(chǎng)將會(huì)迎來(lái) PCIe 4.0 時(shí)代。據(jù)行業(yè)研究公司 Forward Insights 預(yù)測(cè)，2021 年P(guān)CIe 4.0 在所有數(shù)據(jù)中心PCIe SSD 的占比是19%，到2025 年將增長(zhǎng)至 77%。在同一時(shí)間

18、段內(nèi)，PCIe 3.0 SSD 占比在 2025 年將下降到 11%。PCIe 5.0 剛剛進(jìn)入到數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，將聚焦在企業(yè)級(jí)服務(wù)器市場(chǎng)，滿足高性能設(shè)備的高吞吐量要求，尤其是在云計(jì)算和邊緣計(jì)算領(lǐng)域，業(yè)內(nèi)專(zhuān)家預(yù)測(cè) PCIe 5.0 將在 2023 年左右占據(jù) 7-8成的市場(chǎng)份額。全系列中生命周期最長(zhǎng)的 PCIe 3.0，目前仍是消費(fèi)市場(chǎng)的主流選擇從 2010 年至 2017 年，PCIe 3.0 作為最高級(jí)的總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 7 年，產(chǎn)品生態(tài)完備。2010 年推出后，PCIe 3.0 在 PC 和服務(wù)器上逐漸普及，現(xiàn)已成為市場(chǎng)上最成熟的接口協(xié)議。在 PC 市場(chǎng)，更高級(jí)的總線標(biāo)準(zhǔn)能帶來(lái)性能

19、上的躍遷，卻并沒(méi)有讓普通終端用戶的使用體驗(yàn)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。面對(duì)日常應(yīng)用場(chǎng)景，PCIe 3.0 協(xié)議的通道帶寬已能應(yīng)付包括電競(jìng)游戲、后期處理等主要存儲(chǔ)應(yīng)用的需求。據(jù)京東平臺(tái)的售價(jià)（2022.6.23），1TB 的 PCIe 4.0 SSD的平均售價(jià)在 1199 元左右，而同樣容量的 PCIe 3.0 由于工藝成熟、存貨充足，價(jià)格僅為 699元左右。得益于 PCIe 3.0 產(chǎn)品的高性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，該系列目前仍是消費(fèi)市場(chǎng)的主流選擇。圖 11：1TB 的 PCIe 4.0 SSD 產(chǎn)品售價(jià)（2022.6.23）圖 12：1TB 的 PCIe 3.0 SSD 產(chǎn)品售價(jià)（2022.6.23）資料來(lái)源：京東，

20、資料來(lái)源：京東，隨著未來(lái)消費(fèi)終端性能需求提升和 PCIe 4.0 成本逐步下降，PCIe 3.0 終將退出歷史的舞臺(tái)。隨著PC OEM 市場(chǎng)更多CPU 和主控的支持，主流 SSD 從PCIe 3.0 逐漸過(guò)渡到 PCIe 4.0，特別是在高性能 PC 應(yīng)用上，更新迭代的表現(xiàn)尤為明顯，部分 PC OEM 一線廠商已經(jīng)開(kāi)始陸續(xù)停止 PCIe 3.0 平臺(tái)的導(dǎo)入。PCIe 4.0 在逐步構(gòu)建生態(tài)，5.0 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)推出PCIe 4.0 于 2017 年正式推出，第四代版本容量更大，通道數(shù)量更多，突破了上一代協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的帶寬限制，在超算、企業(yè)級(jí)高速存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等產(chǎn)品上有著更廣泛的應(yīng)用和拓展。顯卡領(lǐng)域，P

21、CIe 4.0 推動(dòng)了大規(guī)模多顯卡平臺(tái)的落地，也讓單顯卡具備更好的計(jì)算能力，提高了超高畫(huà)質(zhì)下的游戲性能；存儲(chǔ)領(lǐng)域，PCIe 4.0 加速了固定硬盤(pán)產(chǎn)業(yè)的快速迭代，PCIe 4.0發(fā)布不到一年的時(shí)間，固定硬盤(pán)讀取速率從 3500MB/S 提升至超過(guò) 7000MB/S，實(shí)際最大性能提升近 1 倍多。PCIe 4.0 相關(guān)產(chǎn)品生態(tài)還未建立，僅兩年后新一代標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，龍頭企業(yè)便著手 PCIe 5.0 的產(chǎn)品研發(fā)。2019 年 AMD 聯(lián)合群聯(lián)發(fā)布了業(yè)內(nèi)首款 PCIe 4.0 處理器平臺(tái)和主控芯片，一年后，Intel 出貨支持 PCIe 5.0 的 Agilex FPGA，拉開(kāi)了 PCIe 5.0 時(shí)代的

22、大幕。PCIe 5.0 性能升級(jí)，各大廠商快速推進(jìn)產(chǎn)品布局PCIe 5.0 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于 2019 年 5 月，距上一代 PCIe 4.0 發(fā)布僅僅過(guò)了 2 年的時(shí)間，迭代時(shí)間較短。通過(guò)改變電氣設(shè)計(jì)改善信號(hào)完整性和機(jī)械性能，PCIe 5.0 新標(biāo)準(zhǔn)減少了延遲，降低了長(zhǎng)距離傳輸?shù)男盘?hào)衰減。與 PCIe 4.0 相比，PCIe 5.0 信號(hào)速率達(dá)到 32GT/s，x16 帶寬（雙向）提升到了 128GB/s，能夠更好地滿足吞吐量要求高的高性能設(shè)備，如數(shù)據(jù)中心、邊緣計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、AI、5G 網(wǎng)絡(luò)等場(chǎng)景日益增長(zhǎng)的需求。除了保證高速傳輸?shù)哪芰?，PCIe 5.0還進(jìn)一步加強(qiáng)了信號(hào)完整性，不僅適合連接顯卡、

23、SSD 等配件，也適用于平臺(tái)總線的使用。目前 PCIe 5.0 已成為各大廠商競(jìng)爭(zhēng)布局的熱點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈各企業(yè)都已開(kāi)啟了相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)積累，但下游終端市場(chǎng)需求還未釋放，未來(lái)隨著產(chǎn)品成本的不斷優(yōu)化和終端設(shè)備需求朝向高端方向演進(jìn)，PCIe 5.0 的主流價(jià)值將日益凸顯。表 4：各大廠商 PCIe 5.0 產(chǎn)品進(jìn)展廠商產(chǎn)品型號(hào)接口規(guī)范產(chǎn)品研發(fā)狀態(tài)應(yīng)用市場(chǎng)IntelFPGAAgilexPCIe 5.02021 年 1 月量產(chǎn)數(shù)據(jù)中心新思科技IPDesignWare IDE 安全模塊PCIe 5.02021 年 2 月 交付N/ACadenceIPCadence PHY VIPPCIe 5.02021

24、年 5 月 交付N/AIntelCPU第 12 代 Alder LakePCIe 5.02021 年 11 月 量產(chǎn)消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)AMDCPUZen4 7000 系列PCIe 5.02022 年 5 月量產(chǎn)消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)AMD主板AM5 平臺(tái)PCIe 5.02022 年二季度量產(chǎn)消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)瀾起科技RetimerPCIe 5.0 RetimerPCIe 5.02022 年年底量產(chǎn)N/AMarvell主控芯片Bravera SC5PCIe 5.02021 年 5 月推出云服務(wù)與數(shù)據(jù)中心慧榮科技主控芯片SM2508PCIe 5.02022 下半年量產(chǎn)數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器市場(chǎng)群聯(lián)主控芯片PS5026-E26PCI

25、e 5.02022 下半年量產(chǎn)服務(wù)器與高端消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)華存電子主控芯片HC9001PCIe 5.02022 下半年量產(chǎn)數(shù)據(jù)中心與服務(wù)器市場(chǎng)英韌科技主控芯片Tacoma IG5669PCIe 5.02022 年 5 月推出數(shù)據(jù)中心三星SSDPM1743PCIe 5.02022 年四季度量產(chǎn)企業(yè)級(jí)和數(shù)據(jù)中心鎧俠SSDCD7 系列PCIe 5.02021 年年底量產(chǎn)企業(yè)級(jí)市場(chǎng)威剛SSDNighthaw kPCIe 5.02021 年 12 月推出消費(fèi)類(lèi)威剛SSDBlackbirdPCIe 5.02021 年 12 月推出消費(fèi)類(lèi)各公司官網(wǎng)，集微網(wǎng)，IT 之家，圖 13：Cadence 的 PCIe PH

26、Y 和控制器解決方案Cadence，PCIe 5.0 將先在服務(wù)器市場(chǎng)發(fā)揮主導(dǎo)作用。AI 應(yīng)用生成海量數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生了實(shí)時(shí)搬遷、處理這些數(shù)據(jù)的需求。機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練模型的大小，每 3-4 個(gè)月就會(huì)翻倍，同時(shí)因 AI 屬于算力密集型工作，對(duì)存儲(chǔ)的快速訪問(wèn)也會(huì)很關(guān)鍵。企業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)向云端，5G 和 AI 應(yīng)用場(chǎng)景不斷增多，對(duì)大量的數(shù)據(jù)移動(dòng)、實(shí)時(shí)速度、延遲都提出了更高的要求。當(dāng)前服務(wù)器的技術(shù)進(jìn)展要領(lǐng)先于PC 技術(shù)的進(jìn)展，相應(yīng)地服務(wù)器市場(chǎng)也更早地表現(xiàn)出了對(duì)PCIe 5.0 產(chǎn)品的迫切需求。消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)價(jià)格導(dǎo)向?yàn)橹?，?duì)售價(jià)更為敏感，未來(lái)要想進(jìn)一步下沉到普通用戶中，仍需要解決較高的研發(fā)成本和物料成本。PCIe

27、 6.0 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出臺(tái)，商用落地尚處于早期階段PCIe 6.0 的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) V1.0 版本于 2022 年 1 月 15 日正式發(fā)布。與以往版本采用 NRZ 調(diào)制信號(hào)方式不同，第六代標(biāo)準(zhǔn)采用新的 PAM4 調(diào)制信號(hào)方式，可以攜帶兩倍于 NRZ 信令的數(shù)據(jù)，將上一代的帶寬和功率效率又提高了一倍，達(dá)到了 64GT/s，并能夠提供更低的延遲。此外，新標(biāo)準(zhǔn)還克服了整個(gè)通道傳輸長(zhǎng)度及距離的限制，具備向前糾錯(cuò)（FEC）以及固定大小數(shù)據(jù)包（Flit）的新特性。但由于 PCIe 5.0 的許多產(chǎn)品也才剛剛面世，產(chǎn)業(yè)鏈尚處于起步狀態(tài)，下游需求的增長(zhǎng)與技術(shù)的迭代并不同步，除 IP 和設(shè)計(jì)公司外，大部分產(chǎn)品公司

28、對(duì)于新標(biāo)準(zhǔn)的使用仍持觀望態(tài)度。最先推出 PCIe 6.0 產(chǎn)品的是 Rambus，其發(fā)布的采用 PCIe 6.0標(biāo)準(zhǔn)的控制器，主要面向數(shù)據(jù)中心、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、HPC、汽車(chē)、物聯(lián)網(wǎng)、和航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用。此外，群聯(lián)的 PCI Rambus 首席戰(zhàn)略官認(rèn)為，PCIe 6.0 早期將主要應(yīng)用于 AI 加速器等高性能計(jì)算場(chǎng)景，集中在 3 納米和 5 納米的高級(jí)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用，隨著未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨于成熟，成本有所降低，PCIe 6.0 將陸續(xù)進(jìn)入其他應(yīng)用領(lǐng)域。表 5：各大廠商 PCIe 6.0 產(chǎn)品進(jìn)展廠商產(chǎn)品接口規(guī)范產(chǎn)品研發(fā)狀態(tài)新思PCIe 6.0 的完整 IP 解決方案PCIe 6.02021 年 3

29、 月推出CadencePCIe PHY 和控制器解決方案PCIe 6.02021 年 11 月上市Rambus控制器PCIe 6.02022 年 3 月量產(chǎn)瑞薩電子計(jì)時(shí)方案，包括包括 11 款時(shí)鐘緩沖器(clock buffer)、 4 款多路復(fù)用器(multiplexer)，以及時(shí)鐘發(fā)生器(clockPCIe 6.02022 年 4 月推出generator)群聯(lián)PCIe 6.0 SSDPCIe 6.02025-2026 年推出公司官網(wǎng)，服務(wù)器 CPU 更新迭代速度加快，Intel 與 AMD 陸續(xù)推出 PCIe5.0 產(chǎn)品Intel 的服務(wù)器處理器品牌 Xeon，已相繼推出 Grantle

30、y、Purley、Whitey、Eagle Stream 等平臺(tái)，每一個(gè)平臺(tái)具有多個(gè)子代，在制程工藝、內(nèi)存、PCIe 等方面存在差異。根據(jù) Intel 規(guī)劃路線，當(dāng)下服務(wù)器正從 Purley 平臺(tái)向 Whitley 平臺(tái)過(guò)渡，Intel 在 2022 年 4 月 28 日的財(cái)報(bào)會(huì)議披露，公司即將推出的下一代 Eagle Stream 平臺(tái)將采用 PCIe 5.0 總線標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品最早將于 2022 年下半年批量出貨。近年來(lái) AMD 在服務(wù)器端市占份額不斷增長(zhǎng)，根據(jù) Mercury Research 的數(shù)據(jù)，2021 年第四季度 AMD 在服務(wù)器處理器的市場(chǎng)份額已經(jīng)占到 10.7%，同比增加 3.

31、6 個(gè)百分點(diǎn)，據(jù) AMD財(cái)報(bào)披露，在高性能計(jì)算領(lǐng)域，AMD 的滲透率不斷提高，有 465 個(gè)云計(jì)算案例部署 AMD EPYC 服務(wù)器處理器，包括微軟 Azure HBv3 虛擬機(jī)、Google Cloud C2D 虛擬機(jī)及亞馬遜 EC2 C6a / Hpc6a，都使用 AMD 的產(chǎn)品，在Green500 中，前 10 的超級(jí)計(jì)算機(jī)中有 8 臺(tái)采用 AMD 芯片。表 6：CPU 市場(chǎng)份額統(tǒng)計(jì)X86CPU 總份額2021Q42021Q32020Q42019Q42018Q4份額變化（%）季度年Intel74.4%75.4%78.3%84.4%87.6%-1.0%-3.9%AMD25.6%24.6%2

32、1.7%15.5%12.3%+1.0%+3.9%服務(wù)器 CPU 份額2021Q42021Q32020Q42019Q42018Q4份額變化（%）季度年Intel89.3%89.8%92.9%81.7%84.0%-0.6%-3.6%AMD10.7%10.2%7.1%18.3%15.8%+0.6%+3.6%Mercury Research據(jù) AMD 公布最新的服務(wù)器處理器路線圖，公司將在 2024 年前推出代號(hào)為 Turin 的 Zen5 架構(gòu)處理器，新架構(gòu)將采取 4nm 和 3nm 的工藝。此前，AMD 分別于 2019 年 8 月推出第 2 代EPYC 處理器，2020 年推出代號(hào)為Milan

33、的EPYC 7003 處理器，最新一代EPYC 7004 Genoa處理器首次采用 PCIe 5.0 總線標(biāo)準(zhǔn)，將在 2022 年的第四季度推出。Intel 的 Eagle Stream平臺(tái)與AMD 的 Zen4 架構(gòu)下的Genoa 處理器對(duì)標(biāo)，兩款產(chǎn)品均使用最新的 PCIe 5.0 技術(shù)，將于 2022 年下半年推出，但相比之下 AMD 的制程更加先進(jìn)，最新推出的 Milian-X 處理器制程工藝已率先達(dá)到 7nm，并向更高端的 5nm 制程進(jìn)軍。表 7：Intel 服務(wù)器 CPU 平臺(tái)及產(chǎn)品升級(jí)規(guī)劃服務(wù)器平臺(tái)型號(hào)PurleyWhitleyEagle Stream處理器推出時(shí)間SkyLake

34、-SP2017 年 7 月CascadeLake-SP/AP 2019 年 4 月CooperLake-P/SP 2020 年 6 月Ice Lake-SP2021 年 3 月SapphireRapids 2022 年下半年Emerald Rapids2023 年推出Granite Rapids2024 年推出制程工藝14nm14nm14nm10nm10nm10nmIntel3（7nm+）內(nèi)存6 通道DDR46 通道 DDR4/12 通道 DDR46 通道 DDR4/8 通道 DDR48 通道 DDR48 通道 DDR5DDR5未公布總線標(biāo)準(zhǔn)PCIe 3.0PCIe 3.0PCIe 3.0PC

35、Ie 4.0PCIe 5.0PCIe 5.0PCIe 5.0Intel 官網(wǎng)，表 8：AMD EPYC 霄龍架構(gòu)升級(jí)路線圖服務(wù)器平臺(tái)型號(hào)Zen/Zen +Zen2Zen3Zen4Zen5代號(hào)NaplesRomeMilan / Milan-XGenoaBergamoGenoa-XSienaTurin2022Q1推出時(shí)間2017Q22019Q32020Q3 /2022Q42023 上半年2023 年2023 年2024 年內(nèi)存總線標(biāo)準(zhǔn)DDR4PCIe 3.08 通道 DDR48 通道 DDR412 通道 DDR5PCIe 4.0PCIe 4.0PCIe 5.0未公布PCIe 5.0未公布未公布未公

36、布未公布未公布未公布制程工藝14nm/12nm7nm7nm5nm5nm未公布未公布4nm 8 通道AMD 官網(wǎng)，新技術(shù)需求帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展，服務(wù)器行業(yè)景氣度向上云計(jì)算/AI/邊緣計(jì)算等新技術(shù)不斷演進(jìn)，對(duì)算力要求不斷提高5G、AI、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)加速發(fā)展和成熟，成為全球數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Γ?016年全球數(shù)據(jù)中心流量規(guī)模為 6.8ZB，2021 年數(shù)據(jù)中心規(guī)模增長(zhǎng)至 20.6ZB，CAGR 為 25%。圖 14：2016-2021 年全球數(shù)據(jù)中心流量規(guī)模（ZB）每年ZB數(shù)2520151050201620172018201920202021Cisco Global Index，服務(wù)器行業(yè)主流

37、設(shè)備是 Intel x86 服務(wù)器，中國(guó) x86 服務(wù)器市場(chǎng)一直保持穩(wěn)健增長(zhǎng)，IDC 數(shù)據(jù)顯示，2021 年中國(guó) x86 服務(wù)器出貨量為 391.1 萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng) 8.9%，同時(shí) IDC 預(yù)測(cè)，未來(lái)五年 x86 服務(wù)器市場(chǎng)將達(dá)到 13.0%的復(fù)合增長(zhǎng)率。圖 15：中國(guó) x86 服務(wù)器出貨量（萬(wàn)臺(tái)）4504003503002502001501005002016年中國(guó)x86服務(wù)器出貨量（萬(wàn)臺(tái)）同比增長(zhǎng)率2017年2018年2019年2020年2021年30.0%25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%-5.0%-10.0%IDC，IDC 數(shù)據(jù)顯示，從服務(wù)器市場(chǎng)份額來(lái)看，浪潮在國(guó)內(nèi)

38、服務(wù)器行業(yè)中占比高達(dá) 30%左右，新華三市場(chǎng)份額達(dá)到 17.10%，華為在市場(chǎng)中占比達(dá)到 11.2%，由于供應(yīng)鏈方面的因素，華為 2021年出貨量較往年同期縮減，并在 2021Q4 退出了 x86 服務(wù)器市場(chǎng)，戴爾和聯(lián)想所占服務(wù)器市場(chǎng)份額合計(jì)達(dá)到 16%左右。圖 16：2021 年服務(wù)器行業(yè)市場(chǎng)份額24.70%8.00%8.40%11.20%17.10% 30.50%浪潮 新華三華為 戴爾 聯(lián)想 其他IDC，Al 在各大行業(yè)遍地開(kāi)花。在金融業(yè)中，AI 應(yīng)用可分為營(yíng)銷(xiāo)，運(yùn)營(yíng)，風(fēng)控；在能源與制造行業(yè)中，AI 應(yīng)用包括產(chǎn)品工藝加工，生產(chǎn)流程優(yōu)化，目前工業(yè)質(zhì)檢/巡檢等工業(yè)視覺(jué)智能應(yīng)用落地較快，預(yù)測(cè)性維

39、護(hù)等工業(yè)數(shù)據(jù)智能應(yīng)用處于發(fā)展期。圖 17：2021 年金融業(yè)應(yīng)用 Al 需求圖 18：2021 年能源與制造行業(yè)中服務(wù)器需求26%18%24%13%18%營(yíng)銷(xiāo)風(fēng)控56%10運(yùn)營(yíng)35%工業(yè)質(zhì)檢/巡檢流程運(yùn)營(yíng)自動(dòng)化預(yù)測(cè)性維護(hù)供應(yīng)鏈管理其他 IDC ， IDC，云計(jì)算崛起，拉動(dòng)服務(wù)器需求增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)中心是云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施，計(jì)算需求的增長(zhǎng)推動(dòng)數(shù)據(jù)中心規(guī)模擴(kuò)大。根據(jù) IDC 數(shù)據(jù)顯示，2019-2022 年全球 IDC 市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)健增長(zhǎng)，中國(guó)市場(chǎng)快速發(fā)展，增速始終保持在 25%以上。圖 19：2019-2022 年中國(guó) IDC 市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)（億元）圖 20：2019-2022 年全球 IDC 市場(chǎng)規(guī)模及

40、預(yù)測(cè)（億美元35003000250020001500100050002019市場(chǎng)規(guī)模增速20202021202231.00%30.00%29.00%28.00%27.00%26.00%25.00%24.00%23.00%80070060050040030020010002019市場(chǎng)規(guī)模增速20202021202210.60%10.40%10.20%10.00%9.80%9.60%9.40%9.20%9.00%8.80%8.60%信通院， 信通院，邊緣計(jì)算發(fā)展勢(shì)頭正盛，打開(kāi)市場(chǎng)新增長(zhǎng)點(diǎn)。邊緣計(jì)算是云計(jì)算的延申和補(bǔ)充，2019 年被看作是邊緣計(jì)算元年。IDC 數(shù)據(jù)顯示，2021 年中國(guó)邊緣計(jì)算市場(chǎng)

41、規(guī)模為 33.1 億美元，同比增長(zhǎng) 23.9%，預(yù)計(jì)未來(lái)五年邊緣計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)增長(zhǎng)率達(dá)到 22.2%。邊緣計(jì)算對(duì)服務(wù)器的需求特性提出了新要求，首先邊緣計(jì)算場(chǎng)景下數(shù)據(jù)更加多樣化，包括文本、語(yǔ)音、圖像、視頻等，異構(gòu)計(jì)算需求增加；其次邊緣計(jì)算需要對(duì)異構(gòu)服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)維管理接口，并要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化部署；同時(shí)，邊緣服務(wù)器部署環(huán)境更加復(fù)雜，空間、溫度、承載、電源系統(tǒng)等要求更高。圖 21：中國(guó)邊緣計(jì)算服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)IDC，信創(chuàng)政策推動(dòng)服務(wù)器國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程信創(chuàng)是目前的一項(xiàng)國(guó)家戰(zhàn)略，發(fā)展信創(chuàng)是為了解決本質(zhì)安全的問(wèn)題，將核心基礎(chǔ)設(shè)施變成可掌控、可研究、可發(fā)展、可生產(chǎn)的。黨政部門(mén)是信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的示范者，金融行業(yè)通過(guò)

42、將信創(chuàng)與自身 IT 架構(gòu)分布式轉(zhuǎn)型結(jié)合，在信創(chuàng)推進(jìn)中僅次于黨政；能源、交通、航空航天、醫(yī)療也在逐步推進(jìn)與試點(diǎn)。表 9：信創(chuàng)相關(guān)國(guó)家政策時(shí)間政策文件/會(huì)議政策內(nèi)容年月政府工作報(bào)告20223推進(jìn)科技創(chuàng)新，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)，突破供給約束堵點(diǎn)，依靠創(chuàng)新提高發(fā)展質(zhì)量，培育壯大集成電路、人工智能等數(shù)字產(chǎn)業(yè)，提升關(guān)鍵軟硬件技術(shù)創(chuàng)新和供給能力年月202112“十四五”國(guó)家信息化規(guī)劃強(qiáng)化市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化引導(dǎo)，推動(dòng)計(jì)算芯片、存儲(chǔ)芯片等創(chuàng)新，面向關(guān)鍵基礎(chǔ)軟件、高端工業(yè)軟件、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、信息安全、人工智能等重點(diǎn)領(lǐng)域和重大需求，加強(qiáng)重點(diǎn)軟件的開(kāi)發(fā)。2021 年 12 月“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃到 2025 年的具體

43、目標(biāo)為：一是轉(zhuǎn)型升級(jí)成效顯著，70%的規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化，建成 500 個(gè)以上引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的智能制造示范工廠。二是供給能力明顯增強(qiáng)，智能制造裝備和工業(yè)軟件市場(chǎng)滿足率分別超過(guò) 70%和 50%，培育 150 家以上專(zhuān)業(yè)水平高、服務(wù)能力強(qiáng)的系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商。三是基礎(chǔ)支撐更加堅(jiān)實(shí)，完成 200 項(xiàng)以上國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂，建成 120 個(gè)以上具有行業(yè)和區(qū)域影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。資料來(lái)源：政府網(wǎng)站，2021 年工信部印發(fā)新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023 年），其著重引導(dǎo)新型數(shù)據(jù)中心走高效、清潔、集約、循環(huán)的綠色低碳發(fā)展道路。據(jù)中國(guó)信息通信研究院數(shù)據(jù)中心白皮書(shū)（

44、2022 年），2019 年全球數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)規(guī)模約 566 億美元，全球主要國(guó)家均積極設(shè)定數(shù)據(jù)中心能源消耗標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范數(shù)據(jù)中心的相關(guān)指標(biāo)，在保證用度的基礎(chǔ)上減少數(shù)據(jù)中心的能耗。同時(shí)數(shù)據(jù)的東數(shù)西算將通過(guò)有序引導(dǎo)東部算力需求到西部，促進(jìn)資源有效配臵，有助于提升國(guó)內(nèi)整體算力資源水平。圖 22：中國(guó)數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)增速高于 GDP 增速GDP增速數(shù)字經(jīng)濟(jì)增速2520151050201820192020中國(guó)信通院，前瞻指標(biāo)出現(xiàn)拐點(diǎn)，服務(wù)器行業(yè)有望迎來(lái)向上周期信驊科技作為服務(wù)器 BMC 芯片龍頭企業(yè)，據(jù)信驊 2021 財(cái)報(bào)，公司在 BMC 芯片領(lǐng)域市場(chǎng)占有率超過(guò)七成，因此月度營(yíng)收能夠作為服務(wù)器及云計(jì)算景氣度的先驗(yàn)指

45、標(biāo)，通常領(lǐng)先行業(yè)景氣度大概 2-3 個(gè)月左右。從信驊公布月?tīng)I(yíng)收指標(biāo)來(lái)看，2022 年 1 月份信驊科技收入同比繼續(xù)維持 60%增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)服務(wù)器行業(yè)將進(jìn)入新一輪景氣周期，廠商新一輪出貨量或接近高峰。圖 23：信驊科技月度營(yíng)收與成長(zhǎng)率120001000080006000400020000單月?tīng)I(yíng)收（萬(wàn)）單月?tīng)I(yíng)收成長(zhǎng)率（%）100.0080.0060.0040.0020.000.00-20.00-40.002019-04-30 2019-09-30 2020-02-29 2020-07-31 2020-12-31 2021-05-31 2021-10-31 2022-03-31Wind，從 CPU 廠

46、商來(lái)看， 2021 年四季度 Intel 數(shù)據(jù)中心收入同比增長(zhǎng) 20.01%， 2021 年四季度 AMD 收入增速維持在較高水平，2022Q1 同比增長(zhǎng) 70.89%，環(huán)比增長(zhǎng) 21.99%。同時(shí) Intel與 AMD 積極推出新一代 CPU 平臺(tái)，有望加快服務(wù)器升級(jí)節(jié)奏。圖 24：Intel 數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)季度收入及增速圖 25：AMD 季度收入及增速6005004003002001000營(yíng)業(yè)收入（億元）增速50.0040.0030.0020.0010.000.00-10.00-20.00-30.00400350300250200150100500營(yíng)業(yè)總收入（億元）同比環(huán)比120.00100

47、.0080.0060.0040.0020.000.00-20.00-40.00201 7.0 7 201 8.0 3 201 8.1 2 201 9.0 9 202 0.0 6 202 1.0 3 202 1.1 2201 7.0 7 201 8.0 3 2018.12 201 9.0 9 202 0.0 6 202 1.0 3 202 1.1 2Wind， Wind，從資本開(kāi)支來(lái)看，2022 年國(guó)外各大云廠商資本支出維持高位。圖 26：微軟資本支出圖 27：微軟收入與增速14000000120000001000000080000006000000400000020000000微軟資本支出（萬(wàn)

48、元）35000000300000002500000020000000150000001000000050000000微軟收入（萬(wàn)元）同比增長(zhǎng)25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%2019-03-312020-03-312021-03-312022-03-312019-03-312020-03-312021-03-312022-03-31 WindWind，圖 28：谷歌資本支出圖 29：谷歌收入與增速20000000150000001000000050000000谷歌資本支出（萬(wàn)元）60000000500000004000000030000000200000001000000

49、00谷歌收入（萬(wàn)元）YoY70.0%60.0%50.0%40.0%30.0%20.0%10.0%0.0%-10.0%2019-03-312020-03-312021-03-312022-03-312019-03-312020-03-312021-03-312022-03-31wind， ，圖 30：亞馬遜資本支出圖 31：亞馬遜收入與增速600000050000004000000300000020000001000000050000000400000003000000020000000100000000亞馬遜資本支出（萬(wàn)元）亞馬遜收入（萬(wàn)元）YoY50.0%40.0%30.0%20.0%10.

50、0%0.0%亞馬遜資本支出（萬(wàn)元）2019-03-312020-03-312021-03-312022-03-31， ，2019-03-312020-03-312021-03-312022-03-31IDC 數(shù)據(jù)，全球服務(wù)器出貨金額 2021 年為 961.61 億美元， 2027 年預(yù)計(jì)將達(dá)到 1,265.22億美元，平均增速保持在 4%-5%水平，未來(lái)出貨量預(yù)計(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)。圖 32：全球服務(wù)器出貨額和增速預(yù)測(cè)（億美元）140012005.20%961.611012全球服務(wù)器出貨額和增速預(yù)測(cè)（億美元）YoY10621113.51163.61 1214.69 1265.225.00%4.80%4

51、.50%6.00%5.00%100080060040020004.40%4.20%4.00%3.00%2.00%1.00%0.00%2021202220232024202520262027IDC，PCIe 標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)增加PCB 的工藝難度，帶來(lái)價(jià)值量提升PCIe 升級(jí)對(duì) PCB 設(shè)計(jì)、走線、板材選擇等要求均有所提高PCIe 標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)帶來(lái)信號(hào)頻率提高、信息損耗增大，對(duì) PCB 設(shè)計(jì)提出更高要求。幾乎每一代 PCIe 都將帶寬和傳輸速率翻倍，并產(chǎn)生更高頻率的信號(hào)。根據(jù) PCIe 5.0 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，PCIe 5.0架構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸速率升級(jí)到 32GT/s，需要將 BER 保持在 10-12 的條件下，并

52、在高達(dá) 36dB的損耗下工作。PCB 上走線的損耗量與走線的信號(hào)頻率成正比，必須提高 PCB 物理層規(guī)格，以解決 PCIe 升級(jí)演進(jìn)帶來(lái)的損耗增加問(wèn)題。表 10：PCIe4.0 與 PCIe5.0 的傳輸損耗要求傳輸速率頻率范圍損耗要求4 GHz-12 dBPCIe4.016.0GT/s4 GHz12 GHz-8dB12 GHz16 GHz-6dBPCIe5.032.0GT/s4 GHz4 GHz16GHz-12 dB-8dB16 GHz32 GHz-6dBPCI- SIG在整個(gè) PCB 設(shè)計(jì)過(guò)程中，布線設(shè)計(jì)是最為關(guān)鍵的一環(huán)。高速 PCB 設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要包括電源的設(shè)計(jì)、阻抗控制、板材的選擇和疊層

53、問(wèn)題的處理，其中阻抗控制是一大技術(shù)難點(diǎn)，與信號(hào)走線密切相關(guān)。此外，布線設(shè)計(jì)工作量大、設(shè)計(jì)程序繁多、技藝要求高，走線的好壞將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能。PCIe 5.0 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在母板和 AIC 上具有與 PCIe 4.0 類(lèi)似的走線長(zhǎng)度（小于 4 inch）。此外，PCIe Gen5 還新增許多設(shè)計(jì)規(guī)則，如優(yōu)化了 CEM 連接器處的出線方式設(shè)計(jì)、AIC 走線部分設(shè)計(jì)等。表 11：PCIe 阻抗控制版本單線差分公差控制PCIe1.0、PCIe2.0、PCIe3.05010010%PCIe4.0、PCIe5.042.5855%PCI-SIG要求 PCB 板層數(shù)增加，CCL 材質(zhì)損耗降低。PCB 主

54、流板材為 8-16 層，對(duì)應(yīng) PCIe 3.0 一般為 8-12 層，4.0 為 12-16 層，而 5.0 平臺(tái)則在 16 層以上。從材料的選擇上來(lái)看，為衡量 CCL性能的主要指標(biāo)有 Dk（介電常數(shù)）和 Df（損耗因子），低介電常數(shù)和低介質(zhì)損耗因子可以滿足通信設(shè)備中信號(hào)穿透能力差、信號(hào)延遲的問(wèn)題。業(yè)內(nèi)根據(jù) Df 將覆銅板分為六個(gè)等級(jí)，傳輸速率越高對(duì)應(yīng)需要的Df 值越低，相應(yīng)材料的技術(shù)難度越高。以理論傳輸速度為 10-20Gbps的 5G 通信為例，對(duì)應(yīng)覆銅板的介質(zhì)損耗性能至少需達(dá)到中低損耗等級(jí)，而 PCIe 升級(jí)后服務(wù)器對(duì) CCL 的材料要求將達(dá)到高頻/超低損耗/極低損耗級(jí)別。圖 33：覆銅

55、板按材質(zhì)分類(lèi)圖 34：覆銅板不同材料性能等級(jí)資料來(lái)源：南亞新材招股書(shū)， 資料來(lái)源：南亞新材招股書(shū)，未來(lái) 5 年有望實(shí)現(xiàn)百億市場(chǎng)增量假設(shè) 1：根據(jù) IDC 發(fā)布 2021 年全球服務(wù)器市場(chǎng)追蹤報(bào)告，2021 年用戶對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的投資持續(xù)上漲，全球服務(wù)器市場(chǎng)出貨量為 1,353.9 萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng) 6.9%。IDC 預(yù)測(cè) 2022E-2025E CAGR 保持在 6%左右。假設(shè) 2：根據(jù)產(chǎn)業(yè)調(diào)研，當(dāng)前 Purley 平臺(tái) PCB 價(jià)值量在 2200-2400 左右，Whitley 平臺(tái) PCB價(jià)值量比 Purley 平臺(tái)高 30%-40%，Eagle 平臺(tái) PCB 價(jià)值量比 Purley 高

56、一倍。假設(shè) 3：根據(jù)產(chǎn)業(yè)調(diào)研，22 年 CPU 平臺(tái)仍以 Purley 為主，但隨著 PCIe 標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)和對(duì)應(yīng) CPU平臺(tái)的成本下降，Whitley 平臺(tái)會(huì)快速滲透，Purley 平臺(tái)會(huì)逐步退出，Eagle 平臺(tái)有望在 2023年開(kāi)始滲透，最終形成低端/中端/高端并存的情況。據(jù)產(chǎn)業(yè)調(diào)研，到 2025 年 Whitley 預(yù)計(jì)占 50%-60%，Eagle 占 20%，Purley 占 20%-30%。增量計(jì)算公式：服務(wù)器出貨量*PCIE 4.0 滲透率*PCIe 4.0 PCB 價(jià)值增量 + 服務(wù)器出貨量*PCIE 5.0 滲透率*PCIe 5.0 PCB 價(jià)值增量表 12：增量?jī)r(jià)值計(jì)算202

57、1A2022E2023E2024E2025E服務(wù)器出貨量（萬(wàn)臺(tái)） 1353.901435.131521.241612.521709.27yoy6%6%6%6%PCIe 4.0 滲透率（ Whitley）010%20%35%50%PCIe 4.0 服務(wù)器 PCB 價(jià)值量增量750.00750.00712.50676.88643.03PCIe 5.0 滲透率（ Eagle）005%10%20%PCIe 5.0 服務(wù)器 PCB 價(jià)值量增量2200.002200.002090.001985.501886.23市場(chǎng)增量（億元） 0.0010.7637.5770.22119.44IDC，相關(guān)企業(yè)滬電股份公

58、司主導(dǎo)產(chǎn)品為 14-38 層企業(yè)通訊市場(chǎng)板、中高階汽車(chē)板，并以工業(yè)設(shè)備板等為有力補(bǔ)充，可廣泛應(yīng)用于通訊設(shè)備、汽車(chē)、工業(yè)設(shè)備、微波射頻等多個(gè)領(lǐng)域。受外部環(huán)境沖擊影響，2021年報(bào)披露，公司 PCB 產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入約 70.58 億元，比去年同期下降約 2.84%；公司 PCB產(chǎn)品毛利率約為 28.50%，比去年同期減少約 2.65 個(gè)百分點(diǎn)。根據(jù)公司 2021 年報(bào)披露，企業(yè)通訊市場(chǎng)板業(yè)務(wù)方面，公司堅(jiān)持實(shí)施差異化產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略，持續(xù)耕耘 5G 通訊，高速網(wǎng)路設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、高速運(yùn)算服務(wù)器、人工智能等市場(chǎng)領(lǐng)域。高階數(shù)據(jù)中心交換機(jī) PCB 中用于 400G 交換機(jī)的產(chǎn)品已批量生產(chǎn)，用于 Pre800

59、G 交換機(jī)的產(chǎn)品已完成技術(shù)測(cè)試和小批量生產(chǎn)，基于 112G 交換芯片的 800G 交換機(jī)產(chǎn)品正在開(kāi)發(fā)測(cè)試；高速 Interposer PCB 中對(duì)于使用 Class5-7 等級(jí)高速材料的 3 階 HDI 產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，4階 HDI 產(chǎn)品已進(jìn)入客戶樣品打樣階段，5 階以上 HDI 產(chǎn)品正在開(kāi)發(fā)測(cè)試。2021 年報(bào)公司戰(zhàn)略規(guī)劃中提到，汽車(chē)板業(yè)務(wù)方面，對(duì)內(nèi)公司適度擴(kuò)充黃石二廠汽車(chē)板專(zhuān)線的產(chǎn)能，滿足客戶需求；對(duì)外公司于 2022 年初投資參股勝偉策電子（江蘇）有限公司，為公司進(jìn)一步拓展該領(lǐng)域汽車(chē)用 PCB 業(yè)務(wù)夯實(shí)基礎(chǔ)。公司與客戶在新能源車(chē)三電系統(tǒng)，自動(dòng)駕駛，智能座艙，車(chē)聯(lián)網(wǎng)等方面深度合作，投入更

60、多資源用于汽車(chē)高階 HDI 及 Anylayer 技術(shù)的可靠性評(píng)估和研發(fā)。在具體產(chǎn)品方面，應(yīng)用于 4D 車(chē)載雷達(dá)，自動(dòng)駕駛域控制器，智能座艙域控制器，車(chē)載網(wǎng)關(guān)等領(lǐng)域的 PCB 產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。未來(lái)，公司將進(jìn)一步整合生產(chǎn)和管理資源，將青淞廠 16 層以下 PCB 產(chǎn)品以及滬利微電中低階汽車(chē) PCB 產(chǎn)品加速向黃石廠轉(zhuǎn)移，以優(yōu)化管理經(jīng)營(yíng)效率，應(yīng)對(duì)復(fù)雜的外部政經(jīng)環(huán)境。為進(jìn)一步完善產(chǎn)業(yè)布局，強(qiáng)化高端產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，公司已規(guī)劃投資新建年產(chǎn) 165,000 平方米應(yīng)用于下一代高頻高速通訊領(lǐng)域的高層高密度互連積層板。圖 35：滬電股份營(yíng)業(yè)收入情況圖 36：滬電股份歸母凈利潤(rùn)情況8070605040302010