2022年電子元器件行業(yè)專(zhuān)題：PCIe總線標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)服務(wù)器PCB迎景氣周期

2022年電子元器件行業(yè)專(zhuān)題：PCIe總線標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)，服務(wù)器PCB迎景氣周期1.PCIe標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)，帶動(dòng)服務(wù)器新一輪迭代周期1.1.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?？偩€是主板傳輸數(shù)據(jù)的“道路”，負(fù)責(zé)CPU與芯片組的連接?？偩€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（BaseboardManagementController，基板管理控制器）與其他設(shè)備通過(guò)SPI總線連接。PCIe（PeripheralComponentInterconnectExpress）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(mǎn)足更高的帶寬和吞吐量需求。相比于PCI總線采用的并行總線結(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。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，RootComplex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。1.2.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。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CacheCohernecy事務(wù)的處理，導(dǎo)致PCIe設(shè)備端每次都需要通過(guò)訪問(wèn)HostRAM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（CoherentAcceleratorProcessorInterface）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)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)。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（ComputeExpressLink）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PCIe5.0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SapphireRapids處理器，將支持PCIe5.0和CXL1.1，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)。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的邏輯和物理層基本技術(shù)。未來(lái)這些新興協(xié)議或?qū)⒆鳛镻CIe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。1.3.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1.3.1.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)。1.3.2.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，PCIe3.0到4.0的發(fā)展時(shí)間極長(zhǎng)，據(jù)行業(yè)研究公司ForwardInsights估計(jì)，2021年P(guān)CIe3.0SSD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(hù)沒(méi)有頻繁大文件讀寫(xiě)的需求，成本較低、發(fā)展成熟的PCIe3.0仍將主導(dǎo)通用型主機(jī)與周邊裝臵。PCIe4.0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PCIe4.0技術(shù)，未來(lái)1-2年后消費(fèi)市場(chǎng)將會(huì)迎來(lái)PCIe4.0時(shí)代。據(jù)行業(yè)研究公司ForwardInsights預(yù)測(cè)，2021年P(guān)CIe4.0在所有數(shù)據(jù)中心PCIeSSD的占比是19%，到2025年將增長(zhǎng)至77%。在同一時(shí)間段內(nèi)，PCIe3.0SSD占比在2025年將下降到11%。PCIe5.0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(mǎn)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)PCIe5.0將在2023年左右占據(jù)7-8成的市場(chǎng)份額。1.3.3.全系列中生命周期最長(zhǎng)的PCIe3.0，目前仍是消費(fèi)市場(chǎng)的主流選擇從2010年至2017年，PCIe3.0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，PCIe3.0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)性能上的躍遷，卻并沒(méi)有讓普通終端用戶(hù)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，PCIe3.0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PCIe4.0SSD的平均售價(jià)在1199元左右，而同樣容量的PCIe3.0由于工藝成熟、存貨充足，價(jià)格僅為699元左右。得益于PCIe3.0產(chǎn)品的高性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)，該系列目前仍是消費(fèi)市場(chǎng)的主流選擇。隨著未來(lái)消費(fèi)終端性能需求提升和PCIe4.0成本逐步下降，PCIe3.0終將退出歷史的舞臺(tái)。隨著PCOEM市場(chǎng)更多CPU和主控的支持，主流SSD從PCIe3.0逐漸過(guò)渡到PCIe4.0，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PCOEM一線廠商已經(jīng)開(kāi)始陸續(xù)停止PCIe3.0平臺(tái)的導(dǎo)入。1.3.4.PCIe4.0在逐步構(gòu)建生態(tài)，5.0標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)推出PCIe4.0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，PCIe4.0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，PCIe4.0加速了固定硬盤(pán)產(chǎn)業(yè)的快速迭代，PCIe4.0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。PCIe4.0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PCIe5.0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PCIe4.0處理器平臺(tái)和主控芯片，一年后，Intel出貨支持PCIe5.0的AgilexFPGA，拉開(kāi)了PCIe5.0時(shí)代的大幕。1.3.5.PCIe5.0性能升級(jí)，各大廠商快速推進(jìn)產(chǎn)品布局PCIe5.0標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于2019年5月，距上一代PCIe4.0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，PCIe5.0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PCIe4.0相比，PCIe5.0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(mǎn)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Γ琍CIe5.0還進(jìn)一步加強(qiáng)了信號(hào)完整性，不僅適合連接顯卡、SSD等配件，也適用于平臺(tái)總線的使用。目前PCIe5.0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)，PCIe5.0的主流價(jià)值將日益凸顯。PCIe5.0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)PCIe5.0產(chǎn)品的迫切需求。消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)價(jià)格導(dǎo)向?yàn)橹鳎瑢?duì)售價(jià)更為敏感，未來(lái)要想進(jìn)一步下沉到普通用戶(hù)中，仍需要解決較高的研發(fā)成本和物料成本。1.3.6.PCIe6.0規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出臺(tái)，商用落地尚處于早期階段PCIe6.0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PCIe5.0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)品公司對(duì)于新標(biāo)準(zhǔn)的使用仍持觀望態(tài)度。最先推出PCIe6.0產(chǎn)品的是Rambus，其發(fā)布的采用PCIe6.0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PCIRambus首席戰(zhàn)略官認(rèn)為，PCIe6.0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，PCIe6.0將陸續(xù)進(jìn)入其他應(yīng)用領(lǐng)域。1.4.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Grantley、Purley、Whitey、EagleStream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EagleStream平臺(tái)將采用PCIe5.0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)MercuryResearch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3.6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AMDEPYC服務(wù)器處理器，包括微軟AzureHBv3虛擬機(jī)、GoogleCloudC2D虛擬機(jī)及亞馬遜EC2C6a/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。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T(mén)urin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的EPYC7003處理器，最新一代EPYC7004Genoa處理器首次采用PCIe5.0總線標(biāo)準(zhǔn)，將在2022年的第四季度推出。Intel的EagleStream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PCIe5.0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。2.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2.1.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%。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)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。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)性維護(hù)等工業(yè)數(shù)據(jù)智能應(yīng)用處于發(fā)展期。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。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)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。2.2.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)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)。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)（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。2.3.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。從CPU廠商來(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。IDC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)。3.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3.1.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)PCIe5.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，PCIe5.0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。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。PCIe5.0標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在母板和AIC上具有與PCIe4.0類(lèi)似的走線長(zhǎng)度（小于4inch）。此外，PCIeGen5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。要求PCB板層數(shù)增加，CCL材質(zhì)損耗降低。PCB主流板材為8-16層，對(duì)應(yīng)PCIe3.0一般為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(mǎn)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。3.2.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(hù)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-2025ECAGR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*PCIE4.0滲透率*PCIe4.0PCB價(jià)值增量+服務(wù)器出貨量*PCIE5.0滲透率*PCIe5.0PCB價(jià)值增量。4.相關(guān)企業(yè)4.1.滬電股份公司主導(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Pre800G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I(mǎi)nterposerPCB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(hù)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(mǎn)足客戶(hù)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(hù)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?xún)?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。4.2.深南電路深南電路成立于1984年，始終專(zhuān)注于電子互聯(lián)領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)三十余年的深耕與發(fā)展，擁有PCB、電子裝聯(lián)、封裝基板三項(xiàng)業(yè)務(wù)。公司以互聯(lián)為核心，在不斷強(qiáng)化PCB業(yè)務(wù)領(lǐng)先地位的同時(shí)，大力發(fā)展與其“技術(shù)同根”的封裝基板業(yè)務(wù)及“客戶(hù)同源”的電子裝聯(lián)業(yè)務(wù)。公司業(yè)務(wù)覆蓋1級(jí)到3級(jí)封裝產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，具備提供“樣品→中小批量→大批量”的綜合制造能力，通過(guò)開(kāi)展方案設(shè)計(jì)、制造、電子裝聯(lián)、微組裝和測(cè)試等全價(jià)值鏈服務(wù)，能夠?yàn)榭蛻?hù)提供專(zhuān)業(yè)高效的一站式綜合解決方案。2021年報(bào)披露，公司PCB營(yíng)收達(dá)到87.37億，占營(yíng)業(yè)收入比重為62.66%，為公司營(yíng)收增長(zhǎng)的首要來(lái)源。目前，公司已成為全球領(lǐng)先的無(wú)線基站射頻功放PCB供應(yīng)商、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的處理器芯片封裝基板供應(yīng)商、電子裝聯(lián)制造的特色企業(yè)。根據(jù)2021年第一季度Prismark行業(yè)報(bào)告顯示，2020年公司在全球PCB廠商中位列第八。公司PCB業(yè)務(wù)下游營(yíng)收以通信領(lǐng)域?yàn)橹鳎渌饕I(lǐng)域包括數(shù)據(jù)中心、工控醫(yī)療等，汽車(chē)電子領(lǐng)域占比相對(duì)較小。根據(jù)5月份機(jī)構(gòu)調(diào)研記錄，數(shù)據(jù)中心方面，公司產(chǎn)品覆蓋企業(yè)級(jí)服務(wù)器、存儲(chǔ)器等，主流產(chǎn)品為Whitley平臺(tái)服務(wù)器所用PCB，對(duì)于新一代EagleStream平臺(tái)所用PCB產(chǎn)品，公司已具備量產(chǎn)能力。據(jù)公司2021年報(bào)，為抓住產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇、進(jìn)一步提升公司競(jìng)爭(zhēng)力，公司在廣州、無(wú)錫投資建設(shè)封裝基板工廠。其中廣州封裝基板項(xiàng)目擬投資60億元，主要面向FC-BGA、RF及FC-CSP等封裝基板，目前項(xiàng)目處于前期籌備階段；無(wú)錫高階倒裝芯片用IC載板產(chǎn)品制造項(xiàng)目擬投資20.16億元，主要面向高端存儲(chǔ)與FC-CSP等封裝基板，預(yù)計(jì)2022年第四季度可連線投產(chǎn)。4.3.景旺電子公司是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，擁有健全的研發(fā)體系，在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中積累了多項(xiàng)非專(zhuān)利技術(shù)并將其應(yīng)用到生產(chǎn)中。與此同時(shí)，公司參與制定了多項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并榮獲多項(xiàng)科技進(jìn)步獎(jiǎng)項(xiàng)，其擁有的多品類(lèi)的生產(chǎn)線，通過(guò)相互借鑒不同品類(lèi)的技術(shù)資源，能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同整合，從而助力高端產(chǎn)品的研發(fā)。據(jù)Prismark預(yù)測(cè)，全球通訊、汽車(chē)、消費(fèi)類(lèi)服務(wù)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值2026年將分別達(dá)到8280億美元、3370億美元、4230億美元、2900億美元，2021年至2026年年均復(fù)合增長(zhǎng)率分別為5.58%、7.0%、2.99%、8.6%。憑借著對(duì)全球PCB行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的深刻理解，公司與華為、海康威視、西門(mén)子、法雷奧等國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)緊密合作，并陸續(xù)通過(guò)部分重點(diǎn)客戶(hù)的審核認(rèn)證，為公司增加新的動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)營(yíng)收穩(wěn)步提升。2022半年報(bào)披露，2022年上半年公司累計(jì)研發(fā)投入達(dá)2.44億元，同比增長(zhǎng)20.96%。公司的技術(shù)創(chuàng)新工作以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，持續(xù)優(yōu)化以企業(yè)為主體、高等學(xué)府和科研機(jī)構(gòu)共同參與的技術(shù)研究體系，不斷對(duì)高性能產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)、流程進(jìn)行攻關(guān)。在智能手機(jī)高階HDI主板、5G基站高頻高速混壓板、MiniLED等產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，同時(shí)在AR/VR任意階HDI板、衛(wèi)星通信高速板、400G光模塊板、高性能CPU高階HDI等技術(shù)上取得了重大突破，滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)高端產(chǎn)品的需求。4.4.勝宏科技公司從事高密度印制線路板的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售，主要產(chǎn)品為雙面板、多層板(含HDI)等，產(chǎn)品廣泛用于LED顯示器、SERVER(服務(wù)器)、通訊、醫(yī)療器械、新能源汽車(chē)、電腦周邊等領(lǐng)域。公司不斷引入優(yōu)質(zhì)客戶(hù)，2021年，引進(jìn)新客戶(hù)90家，包含國(guó)內(nèi)外