AI算力链更新:光互连+AI散...
发布者:乐晴
1)AI硬件真正的瓶颈在半导体产能
CSP AI资本开支直接用于采购算力、存力、运力、电力,整个数据中心的构建仍然是以半导体芯片为核心,包括GPU、HBM、COWOS、SoIC、CPU、Switch、PMIC、DSP、TIA、PIC、MLCC等等。在最近流程很广的NVL72成本拆分里面,半导体芯片(GPU、memory、cpu等)成本占比达85%。
在数据中心基建中,半导体芯片的成本占比约60%。意味着1万亿美金的资本开支,将有6000亿美金用于芯片采购,对比2024年全球半导体销售总额约6300亿美金,AI新增的半导体采购额将在全球存量基础上新增一倍。半导体的产能扩张速度才是AI硬件真正的瓶颈。
2)AI挤压一切半导体,AI全面重估半导体
HBM挤压DRAM产能,GPU挤压CPU产能,COWOS挤压65-90nm逻辑代工,硅光挤压PMIC,AI挤压一切非AI的芯片供给。
挤压的根本原因在于价格,单片COWOS代工费5000美金,BCD代工费1800美金;硅光代工费4000美金,PMIC代工费700美金。晶圆厂接谁的订单,扩谁的产能一目了然。非AI订单将只能通过涨价去锁定紧张的产能,芯片各个环节将全面通胀,无论是否AI。
我们判断,电子终端将迎来一轮残酷的涨价,过滤掉非刚需,消费者被迫接受新的高价格水位。AI将全面重估半导体,设备、材料、制造、封装、设计,一切产能都在被挤压。
3)NVLink出机柜大幅提升CPO用量
英伟达高密度机柜kyber 576降规并非空穴来风,超高密度机柜带来的散热难题以及互联难题,迫使英伟达从Super Rack转向多机柜互联的Super Pod方案。
这一转变推动了NVlink由柜内互联扩展至柜间互联,从而大幅提升了英伟达在柜间互联的话语权。
根据我们的测算,8机柜Scale up互联的NVL 576方案在原有Scale out需求不变的基础上,Scale Up带来的全新增量:一台机柜(72卡)新增9台CPO交换机需求以及324颗3.2TNPO需求。
假设2027年英伟达1200万颗GPU出货,NVL 576集群方案渗透率30%,Scale up CPO增量需求达45万台,3.2T NPO 增量需求达1620万颗。
相关:半导体上游:华虹公司、华海清科、ASML;PMIC:杰华特;CPO:致尚、长盈通。
我们简单回顾下昨晚观点:
关于mSAP,我们认为,市场很大的预期差是没有计算npo对mSAP的需求,进而低估了光互联行业对mSAP 27-30年的绝对需求规模和中长期增速。
另外,今年mSAP在光模块大厂紧张程度甚至超过了光芯片/激光器,不过我们相信随着上游PCB公司加速扩产,mSAP供需紧张关系将逐步缓解。
重点关注扩产幅度大、光模块公司重点扶持的公司。
近期调研中,我们难得的见到旭创/新易盛/天孚/源杰等龙头近期集中对行业短/中/长期表示乐观。龙头们的新产品卡位、物料、客户等领域均有优势。
风险提示:产业发展不及预期
方向1: 传统消电光学公司切入光互联器件等
CPO/OCS所需的大量核心器件本质上与手机光学在玻璃加工、精密模造、镀膜、微纳加工、主动对准等工艺上具备较强共通性,因此具备精密光学能力的平台型公司拥有天然迁移优势。
蓝特光学(玻璃非球面耦合器件供应索尔思,布局CPO硅透镜、V型槽等产品)、水晶光电(布局滤光片,CPO硅透镜、FAU、HDD玻璃基板等,深度合作康宁),新增美迪凯,具备传统冷加工、纳米压印、刻蚀等工艺能力,已布局硅透镜、HDD玻璃基板、TGV等多个方向,部分已进入客户验证阶段。
方向2: 消费电子中上游公司切入光模块、NPO/CPO领域
思特威牵头Micro-LED CPO整体方案,除LED光源对外采购,收发芯片、PD均自己设计,预计6-7月推出原型方案送样验证。环旭电子,收购光引擎厂商光创联,800G光引擎(C客户代工)预计26H2开始供货,1.6T硅光新方案、ELSFP外置光源于Q2第二次送样。鸿腾精密,ELSFP外置光源产品已送样(博通102.4T CPO方案),预计Q2有验证结果。
方向3: 传统射频特色工艺IDM公司切入光互联芯片代工环节
其它相关:果链龙头、水晶光电、蓝特光学、环旭电子、思特威,以及美迪凯、卓胜微、宇瞳光学、弘景光电等。
1)硅光渗透率将跳升。AI拉动算力需求激增,传统分立方案在产能/成本/功耗等面临瓶颈。硅光/PIC通过多器件集成,改造产能结构,重塑光通信产业。是光通信从“组装模式”走向“芯片化制造”的范式革命。
2)PIC是光通信重中之重。汇聚产业链价值核心。传统光模块价值链.上游光电芯片占大头。而PIC将上游的调制等部分集成在芯片端实现,具备PIC设计能力的企业能定义光路架构.主导工艺路线,掌握话语权与高附加值,重构利润分配格局。
3)PIC是光入柜内的入场券。(柜内光大概率以芯片级光互联形态演绎)集成光路PIC不仅是芯片级的集成突破,更为CPO、3D封装等奠定基础,推动光互联从数据中心的scale out向scale up场景渗透,打开从中长距到短距互联的更大规模市场。
PIC是光子行业规模扩张后的必然结果。光模块需求量级从数百万到数千万级,以及未来的数亿级,产业链必然需要新的产能形态。集成光路PIC将光通信从“手工业”改造到“芯片级精密工业”。
PIC设计:旭创/新易盛/可川科技等
PIC配套芯片/器件:天孚/源杰/东田微/腾景/仕佳/永鼎/光库等
封装与系统集成:索尔思/光迅/华工/剑桥/联特等
1)高算力需求促使芯片功耗持续攀升,散热需求成为技术瓶颈。根据信通院数据,2024年全球数据总产量达173.4ZB,预计到2029年将攀升至527.47ZB。芯片的三维集成技术在同等面积下将算力密度提升3-5倍,散热需求成为亟待突破的技术瓶颈。
2)IC散热片仍作为主流选择,微通道液冷板渗透率目前较低。在三维集成的复杂架构下,单一散热方式难以独力解决热管理难题。当前以铜材金属散热片仍为主要选择,铜的热导率高达385W/(m·K),是金的1.3倍,更是陶瓷和硅的3倍以上。当GPU功耗迈入2kW+级别时,传统散热能力逐渐接近极限,微通道液冷板依靠技术优势能够有效缩短了传热路径。
3)全球集成散热器市场由日本、美国及中国台湾地区厂商占据主导。其中中国台湾地区2024年占全球约57%的市场份额。中国内地企业2024年合计占全球份额为4.98%,具备较大提升空间。国内散热企业依托本地化供应链优势,持续追赶产品工艺,叠加下游客户供应链安全考量,高端散热器件国产替代进程显著加快,有望迎来量价齐升。
相关:液冷散热:鸿日达、台湾健策(未覆盖) 、淳中科技、英维克、中石科技;PCB:科翔股份、兴森科技、沪电股份、深南电路、崇达技术;金刚石散热:四方达(未覆盖)、沃尔德(未覆盖);连接器 :鼎通科技、瑞可达; 线缆 :新亚电子。
风险提示:金属散热片原材料价格波动风险;技术发展不及预期。
我们上周前瞻组织了金刚石全产业链调研,产业进展超出我们预期。金刚石作为在声光电热领域的终极材料之一,应用前景非常广阔,同时全球90%的金刚石产能在中国,国内厂商强受益。
1)金刚石散热进度超预期
金刚石散热材料包括金刚石复合材料(铜金刚石、铝金刚石、碳化硅金刚石等)、单晶/多晶金刚石片等材料,可用于冷板、盖板、TIM、衬底等,作为现有材料的升级。产业强烈看好金刚石散热的应用前景,多家公司合计投入近20e扩充产能, 预计将在今年完成0到1产业落地。
2)金刚石钻针进度持续推进
PCB材料升级对钻针的硬度要求持续提升,金刚石作为自然界最硬材料,是钻针的核心升级方向,下游多家企业布局PCD金刚石微钻,送样进度良好。
3)半导体领域需求增长
晶圆划片刀、减薄砂轮等半导体生产耗材均需要大量金刚石粉来提升硬度,目前三磨所已实现半导体金刚石耗材大部分产品的国产化,后续国产化率将持续增加。
此外,金刚石本身是第四代半导体材料,各项性能全面领先,远期空间想象力大。相关包括:国机精工、四方达、沃尔德、中兵红箭、惠丰钻石等。
天风通信 王奕红/余芳沁/曾庆亮/唐海清
我们对比了2022年底ChatGPT发布后与94年底Netscape发布后的纳指走势,本轮全球AI行情与科网泡沫相比,无论涨幅、斜率与节奏都有诸多相似之处。
对比来看,本轮AI行情在时间维度上对应科网泡沫阶段的1998年6月(66%的进程),空间上完成了24%的涨幅。
一句话总结科网泡沫时期的纳斯达克行情,就是分母端(流动性、风险偏好)的冲击往往创造买点,而分子端(盈利、产业趋势)则决定了最终的终点:
科网泡沫行情过程中,也曾出现诸多与当下相似的担忧,包括市场“非理性繁荣”、美联储政策收紧等,但仅对行情形成短期扰动,并没有造成一段大的产业趋势行情的终结,背后核心在于产业的景气趋势依然能够得到验证。最后科网泡沫在2000年3-4月的破灭,本质上还是新一轮财报披露验证龙头业绩低于预期后,产业景气难以维持的确认。
*公开资料整理,仅作为行业分析参考,不构成任何投资建议!