2024年PCB行业专题报告:AI催化交换机配套升级,PCB行业有望受益

1 交换机:AI 驱动网络底座新成长

交换机(Switch),全名交换式集线器(Switching Hub),其主要功能是进行数据 传输与共享。作为一种多端口网络设备,它可以接收来自计算机、摄像头等多种 设备的数据,并与其他交换机、路由器等相连。交换机通过学习和记忆设备的身 份标识(MAC 地址),将其与连接的端口关联起来,形成一个地址表。当交换机 接收到的数据需要发送到指定地址时,它便会根据地址表中的信息,将数据发送 到目标设备所连接的端口,从而实现高效的数据交换。

交换机可以按照网络所处位置分工、端口类型、传输速度、应用规模、下游应用 场景等不同维度进行分类。其中,企业级交换机的应用场景多元,种类丰富,技 术要求从高到低主要可分为中小网络精简型交换机(SMB)、园区交换机和数据中 心交换机。 中小网络精简型交换机(SMB)是面向商业地产、酒店及其他中小型企业推出的, 性价比较高的交换机,可广泛应用于企业办公、生产、监控等规模较小的场景; 园区交换机则主要面向企业、政府、教育、金融、制造等各行业,旨在构建易于 管理、稳定可靠且具备业务智能的园区网络;而数据中心交换机则主要针对云数 据中心和高端园区等场景,适用于各种场景和网络规则,为助力实现规模化、自 动化、可编程和可视化等目标而打造。

随着 AI 驱动,数据中心交换机占比有望逐步提升。根据 IDC 的研究报告,2023 年全球以太网交换机市场收入同比增长 20.1%,达到 442 亿美元。分应用场景来 看,数据中心交换机市场收入在 2023Q4 及全年分别同比增长 4.4%、13.6%,非数 据中心交换机市场收入在 2023 年全年同比增长 25.2%,但 2023Q4 同比下降 1.9%。 截至 2023Q4,数据中心交换机收入占比达 41.5%,非数据中心交换机收入占比为 58.5%。随着 AI 驱动,数据中心交换机占比有望逐步提升。

2 数据中心网络架构迭代升级

2.1 从传统三层架构到叶脊架构

随着互联网云业务的发展,东西向流量需求急剧增加。为提高计算和存储资源的 利用率,数据中心开始采用虚拟化技术。虚拟化技术能够将一台服务器虚化成多 台逻辑服务器,每个逻辑服务器均可独立运行,拥有自己的 OS、APP、独立的 MAC 地址和 IP 地址,它们通过服务器内部的虚拟交换机(vSwitch)与外部实体进行网络连接。虚拟化技术的引入使得应用的部署方式越来越分布式,导致东西向流量 大幅增加。根据思科的数据,2021 年数据中心东西向流量占比达到 71.5%,数据 中心到数据中心的流量占 13.6%,而南北向流量占比为 14.9%,此时东西向流量已 成为主导流量。

随着云计算的快速发展,传统三层网络架构难以满足运行大量东西向流量的需要, 带宽浪费、故障域大、时延较长、东西向流量不足、难以适应超大规模网络等缺 点愈发突出。 新型叶脊(Spine-Leaf)网络架构逐渐成为数据中心的首选。叶脊网络架构将架构 转变为扁平化拓扑结构。其中,脊交换机(Spine Switch)类似于传统三层架构中 的核心层交换机,用于与所有的叶交换机相连;叶交换机(Leaf Switch)类似于接 入层交换机,直接连接到服务器和脊交换机,且任意两台叶交换机的数据流量能 够通过一台脊交换机进行传输。 叶、脊交换机之间通过 ECMP 动态选择多条路径。当 Leaf 层的接入端口和上行链 路都没有瓶颈时,网络可实现无阻塞状态。Fabric 中的每个 Leaf 都会连接到每个 Spine,即使一个 Spine 出现问题,流量仍可通过其他 Spine 传输,数据中心的吞 吐性能只会轻微下降。叶脊网络架构可以达到低延迟性、可扩展性、高安全性和 可用性等优势。

2.2 后端网络:InfiniBand 率先起量,以太网紧随其后有望赶超

由于 HPC/AI 对于网络高吞吐、低时延的要求,TCP/IP 协议逐步过渡到 RDMA。 根据 Arista AI Networking White Paper,在高速数据中心网络中,传统的 TCP/IP 协 议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/网际协议)数据 需要通过用户空间发送到远程机器的用户空间,存在网络时延较长以及 CPU 负载 过大等缺点,处理 AI 应用相关的大量数据存在瓶颈。 在 AI 网络场景下,RDMA 在传输速率和低延迟性上优于 TCP/IP。RDMA(Remote Direct Memory Access,远程内存直接访问)技术的出现,为网络性能提升提供了 新的技术思路。它能直接通过网络接口访问内存数据,无需操作系统内核的介入, 适用于高吞吐、低延迟的网络通信。

目前有三种 RDMA 网络,分别是 InfiniBand(IB,“无限带宽”技术)、RoCE (RDMA over Converged Ethernet)和 iWARP。RoCE 和 iWARP 都是基于以太 网的 RDMA 技术;InfiniBand 也是引入了 RDMA 协议,最初是为了取代 PCI 总 线设计。其中,RoCE 协议有 RoCEv1 和 RoCEv2 两个版本。目前业界常用的网络 解决方案是 InfiniBand 和 RoCEv2。

RoCE 具有高通用性和较低成本的优势,但其性能难以满足高性能计算和存储需 求。RoCE 技术应用广泛,可用于传统以太网和高性能 RDMA 网络。在第 60 届 全球超级计算机 TOP500 榜单中,以太互联技术占比达 46.6%。然而,在交换机上 配置 Headroom、PFC(基于优先级的流量控制)和 ECN(显式拥塞通知)等参数 可能会变得复杂。并且,受限于传统以太网络的性能瓶颈,RoCE 在高性能业务中 存在拥塞丢包、延迟抖动等性能损失,在大规模部署中,RoCE 的总体吞吐量性能 略低于 InfiniBand,因此难以满足高性能计算和存储需求。 相比 RoCE 协议,InfiniBand 具有更低延迟、高可拓展性的优势。由于 IB 是端到 端的专用设备,每台 IB 交换机的延迟约为 150-200ns,远低于传统以太网交换机 (500ns 以上),在大网多跳后的延迟优势更大。根据 2017 年 ODCC 组织的测试 结果,在超算集群应用下,传统以太和专网的性能最高相差 30%。并且,InfiniBand 的单个子网可以支持数万个节点。它可以提供相对简单和可扩展的架构,通过 InfiniBand 路由器创建几乎无限的集群规模,支持比如 Fat-Tree、DragonFly、 DragonFly+和 Torus3D 等多种物理拓扑。

随着英特尔、微软等相继退出 IB 转向 PCIe 的研发,Mellanox 坚守 IB 并不断收 购该领域中的公司,到 2019 年英伟达以近 70 亿美元的价格收购 Mellanox,前瞻 性布局节点间互联技术,从此 IB 成为英伟达独有技术。InfiniBand 是生成式 AI 应用中以太网的可行替代方案,然而,InfiniBand 网络的价格较高,并且没有开放 的生态系统。 为了应对英伟达一家独大的局面,英特尔、AMD 等大厂成立超以太网联盟,定义 新的传输协议,有望与 InfiniBand 同台竞争。2023 年 7 月,AMD、Arista、Broadcom、 思科、Eviden、HPE、Intel、Meta 和 Microsoft 等行业领导者正式成立超以太网联 盟(Ultra Ethernet Consortium,UEC),旨在优化高性能网络的以太网标准,更好 地支持人工智能、机器学习和高性能计算的持续增长需求。UEC 传输是一种靠近 传输层的新形式,能够更好地实现语义调整、拥塞通知,并增强其安全功能。UEC 将提供更灵活的传输,不需要无损网络,支持 many-to-many 人工智能工作负载所 需的多路径和无序数据包传输等功能。UEC 新协议可以提供更好的以太网传输 (仍支持 RDMA),在提供 AI 和 HPC 应用程序所需性能的同时保留以太网/IP 的 优势,有望与 InfiniBand 同台竞争。

英伟达同时布局以太网(Spectrum)和 IB(Quantum)交换机。英伟达认为 AI 应用场景可分为 AI 云和 AI 工厂,在 AI 云中可以使用传统以太网交换机和 Spectrum-X 以太网支持多租户和多任务、每个用户单一任务算力需求并不太大的 场景;而在 AI 工厂中则需要使用 NVLink+InfiniBand 的方案提供对大模型训练有 极致性能需求的场景。

利用 GPU 优势推出 InfiniBand 交换机后,开始注重以太网交换机的发展。英伟 达推出高算力 GPU 时,优先推广利润和表现较高的 InfiniBand 交换机占据训练大 模型的主要位置,在 AIGC 进入商业化落地阶段后,模型推理需求有望占据较高地位,由于 InfiniBand 在线缆带宽和端口速度方面落后于以太网,构建同等规模 集群的网络时以太网成本更优,并且推理所消耗算力较训练少、对网络架构的延 时的容忍度更高,因此以太网具备更高的性价比。同时,考虑到随着计算集群的 规模不断扩大,以太网相比 InfiniBand 可以有更高的互联上限,因此公司开始注 重推广以太网产品,公司预计 Spectrum-X 将在一年内跃升至数十亿美元的产品线。

在云数据中心领域,以太网与InfiniBand交换机有望齐头并进。根据LightCounting 对于云数据中心以太网交换机、InfiniBand 交换机以及光交换机的 ASIC/OCS 硬 件销售预测,AI 硬件需求推动 InfiniBand 交换机销量率先起量,2023-2028 综合 CAGR 将达到 24%,而以太网交换机以其开放的生态优势未来有望增长将更多, 2023-2028 综合 CAGR 将达到 14%。

3 AI 网络集群时代来临,网络部署配套升级

3.1 AI 占全球云厂商 CAPEX 比重提升,仍是产业主旋律

AI 大模型快速演进,全球科技企业进入大模型“军备竞赛”。为追赶以 GPT 模型 为代表的生成式人工智能大模型,海外头部互联网企业均开始布局大模型,例如 谷歌的 Bard 和 Gemini、Meta 的 Llama、亚马逊的 Titan 等。国内互联网巨头立足 于自身庞大的数据量,纷纷跟进推出自研大模型,如百度的文心一言大模型、阿 里的通义千问大模型、腾讯的混元大模型、华为的盘古大模型等。

单模型算力需求不断提升,AI 服务器需求快速增长。随着人工智能的应用领域逐 步拓展到博弈、内容生成等领域,尤其是在 Transformer 模型出现以后,人工智能 算力需求的增速显著加快。由于模型大小、训练所需参数量等因素将直接影响人 工智能的质量,人工智能模型的准确性越高,训练该模型所需的算力就越高。据 IDC 测算,ChatGPT 模型所使用的 GPT-3 大模型所需训练参数量为 1750 亿个, 算力消耗为 3640PF-days(即每秒运算一千万亿次,运行 3640 天),需至少 1 万片GPU 支撑。而当模型参数扩大十倍时,算力投入却不止十倍,具体增加倍数受模 型架构、优化效率、并行处理能力以及算力硬件能力等因素影响。

AI 大模型对计算能力和数据提出更高要求,人工智能服务器市场将持续受益。据 IDC 预测显示,全球人工智能服务器市场预计将从 2022 年的 195 亿美元增长到 2026 年的 347 亿美元,五年 CAGR 达 17.3%;其中,用于运行生成式人工智能的 服务器市场规模在整体人工智能服务器市场的占比将从 2023 年的 11.9%增长至 2026 年的 31.7%。 与此同时,我国相关部门陆续出台相关文件支持行业发展。据 IDC 预测,中国 AI 服务器未来市场需求量将会实现大幅度上升,2023 年中国人工智能服务器市场规 模预计将达 91 亿美元,同比增长 82.5%,2027 年将达到 134 亿美元,五年 CAGR 为 21.8%。

AI 投资需求推动,数据中心需求景气度将延续。全球 AI 芯片龙头英伟达的业绩 超预期再次验证了算力的高景气。据 2024 年 5 月 22 日英伟达 2025 财年第一季 度财报显示,公司营收录得 260 亿美元,环比涨幅 18%,同比涨幅 262%。在 FY25Q1 核心业务数据中心的收入达到 226 亿美元,环比涨幅 23%,同比增长 427%。公司 对于 FY25Q2 收入指引为 280 亿美元(上下浮动 2%左右),持续高增。

生成式 AI 带动数据中心业务快速增长。公司 CEO 黄仁勋表示,数据中心业务的 增长得益于 Hopper 平台上对生成式 AI 训练和推理的持续强劲需求。除云服务提 供商外,生成式 AI 已扩展到消费互联网公司以及企业、主权 AI、汽车和医疗保 健客户,创造了多个价值数十亿美元的垂直市场。在下一季度英伟达将持续加强 和谷歌、亚马逊、微软等合作。 英伟达数据中心收入占全球云厂商资本性支出比重提升,AI 依然是核心主线。 2024 年第一季度,海外四大云计算厂商(亚马逊、微软、谷歌、Meta)资本开支 规模合计为 422.6 亿美元,同比上升 30.11%。AI 算力投入带动云计算基础设施产 业链景气度持续提升,在 2024 年财报会议中海外云厂商对 AI 投入高度重视,表 示资本性支出将在 AI 应用高景气的拉动下维持增长。

3.2 AI 服务器集群扩张,网络集群需求随之提升

云服务厂商配套数据中心用交换机设备需求提升。目前数据中心交换机市场的支 出主要用于连接通用服务器的前端网络,但由于大型人工智能应用需要处理的参 数快速增长,往往要求部署数千甚至数十万个加速节点,在大型集群中连接这些 加速节点需要一个数据中心规模的架构,即人工智能后端网络,它不同于主要用 于连接通用服务器的传统前端网络。据 Dell'Oro 发布的《AI Networks for AI Workloads Report》预计用于连接加速服务器的人工智能后端网络中的交换机支出 预计在未来五年内将接近 800 亿美元,几乎是数据中心交换机总市场机会的两倍。

在全球 AI 产业快速发展的趋势下,算力需求提升有望赋能全球交换机市场新一 波增长。根据 IDC 的研究报告,2023 年全球以太网交换机市场收入同比增长 20.1%, 达到 442 亿美元。在数字化转型和人工智能趋势的推动下,全球交换机市场规模 有望继续稳步增长。

AI 服务器建设需求有望拉动国内交换机市场迎来新一波增长。主要系国内高速交 换机尚处于商业化初期,同时受经济大环境、互联网监管政策影响,国内头部云 服务厂商增长疲软,网通需求承压。根据 IDC 数据,中国以太网交换机 2023 年 全年市场出货量同比下降 4.0%。展望未来,一方面中国各厂商积极推动 AI 大模 型应用,算力需求不断增长,中国人工智能服务器行业将迎来新一轮增长曲线; 另一方面国内也在加紧数字基础设施建设,东数西算、《数字中国建设整体布局规 划》等政策持续发力,数据中心建设需求有望受益,交换机市场有望迎来新一轮 增长。

3.3 算力配套驱动交换机速率上行,800G 强势来袭

算力持续迭代,带动交换机等配套硬件设备升级。GPU 技术迭代不仅体现在算力 层面,以英伟达 A100、H200、B200 为例,FP32 算力水平分别为 19.5TFLOPS、 67TFLOPS、1.1PFLOPS;同时配套显存容量、显存带宽和外部链接带宽均显著提 升,A100、H200、B200 的显存带宽分别达到 1.6TB、4.8TB、8TB,NVLink 连接 速率分别达 600GB/s、900GB/s、1.8TB/s。英伟达 GPU 数据交互速率升级对相关 配套硬件带来持续迭代升级的要求,对高速率交换机的需求显著提升。

高速交换机出货增长迅速,低速交换机受益于供应链复苏。超大规模厂商和云提 供商正在推动构建更高速的数据中心网络,因此高速数据中心交换机市场有望保 持强劲增长。根据 IDC《全球以太网交换机季度跟踪报告》显示,2023 年全年数 据中心领域 200/400GbE 交换机的市场收入同比增长 68.9%,2023 年第四季度环 比增长 14.8%。非数据中心领域的低速交换机市场表现却好坏参半:1GbE 交换机 的全年收入同比增长 24.2%,但 2023 年第四季度同比下降 7.0%。10GbE 交换机 全年收入增长 5.3%,但 2023 年第四季度同比下降 6.1%。根据 Arista 数据,2020- 2023 年数据中心高速以太网交换机(100G/200G/400G)出货量快速增长,Cisco、 ROM、Arista 三家 2023 年 Q4 合计端口出货量达 720 万。

800G、1.6T 交换机指日可待。根据 Arista 白皮书《Embracing 400G and 800G》报 告,目前高端计算和存储系统正向 200G/400G 或更高速度迁移。随着数据中心的 快速发展,网络边缘高速主机的增长会推动对更多结构带宽的需求,400G/800G 将 逐步成为主流。根据 Dell'Oro Group 预测,800Gbps 将在 2025 年超过 400Gbps 成 为主流速率。到 2027 年,近一半的数据中心交换机端口将由 400Gbps 及更高的速 度驱动。 目前英伟达主流的 H100 配套 CX-7/BF-3 NDR 网卡产品,对应 GPU 端口速率为 400Gbps,交换机端口速率为 2×400Gbps,主流组网方案采用交换机的容量为 12.8T/25.6T。英伟达最新发布的 Blackwell 系列产品 B100/B200/GB200,将采用 CX-8/BF-4 XDR 网卡产品,对应 GPU 端口速率为 800Gbps,交换机端口速率为 2×800Gbps,交换机容量亦将迭代至 25.6T/51.2T。2024 年,英伟达在 GTC 大会上 发布了适用于 InfiniBand 网络的 NVIDIA Quantum-X800 和适用于以太网的 NVIDIA Spectrum-X800 平台;并计划在 2025 年推出支持 10 万卡算力集群互联的 Spectrum X800 Ultra,在 2026 年推出支持百万卡算力集群互联的 Spectrum X1600, 带动以太网进入 3.2T 时代。

思科、博通、Arista、华为、新华三等国内外领先企业已率先布局数据中心 800G 交换机: 1)国内厂商方面,2023 年 6 月,华为发布了全球首款 800GbE 数据中心核心交换 机 CloudEngine 16800-X 系列,可支持最多 288 个 800GE 端口,同时实现 3.5 微 秒跨板转发时延,并能够实现 90%高吞吐的网络级负载均衡;在 2023 年 6 月的 NAVIGATE 领航者峰会上,紫光股份旗下新华三集团全球首发 51.2T800GCPO 硅 光数据中心交换机(新华三 S9827 系列)。该产品单芯片带宽高达 51.2T,支持 64 个 800G 端口,并融合 CPO 硅光技术、液冷散热设计、智能无损等先进技术,以 高品质网络联接助力 AIGC 时代极致算力释放。

2)国外厂商方面,2022 年 10 月,行业龙头思科发布了 800G 交换机 Nexus9232E, 以满足超级数据中心运营商和电信运营商对更大的交换容量、灵活性和提升功效 的要求,该交换机是思科 Nexus9000 系列产品中首款配备 800G 端口的交换机; Arista 于 22 年 12 月推出 7060X5 系列,该系列是适用于 800GbE、400GbE、200GbE 和 100GbE 的高密度和高能效固定配置的数据中心交换机,且针对采用高网络基 数的超大规模云、人工智能和机器学习环境进行了优化。博通 2023 年推出 51.2T 交换芯片 Tomahawk5,公司预计 2025 年底发布能够支持 100T 的 Tomahawk 6 系 列交换机。

4 交换机 PCB 产业链有望持续受益

全球交换机市场呈现“一超多强”竞争格局,市场集中度较高。根据 IDC 数据, 2023 年第四季度全球交换机市场前五大品牌厂商分别为思科、华为、Arista Networks、HPE 和新华三,其市场份额分别为 35.7%、29.2%、11.1%、9.4%和 2.0%, 目前思科在交换机领域相对处于霸主地位,其市场份额高于其余四家。交换机市 场的集中度较高,前五大品牌厂商的市场份额合计达到 87.4%。

海外以 Arista 为首的白盒交换机厂商悄然崛起,思科等传统品牌交换机厂商竞争 压力倍增。根据 Arista 及 Crehan 的数据,从销售额口径来看,Aista 高速数据中 心交换机市占率从 2012 年的 3.5%增长至 2023 年的 29.9%,11 年间提升 26.4%, 而同期思科的市占率由 78.1%下降至 34.3%,11 年间下滑 43.8%;从端口数口径 来看,Arista 的市占率由 2012 年的 4.9%增长至 2023 年的 28.1%,同期思科的市 占率由 71.4%缩减至 27.2%,被 Arista 实现反超。可以看出,在数据中心的快速发 展中,以 Arista 为首的白盒交换机厂商正不断蚕食传统品牌交换机厂商思科的市 场份额,随着未来大型及超大型数据中心建设的加速,这一趋势有望持续。

国内数据中心交换机市场呈现寡头竞争格局。据观研报告网数据,2023 年白盒交 换机代表华为市场份额 35.8%,排名第一;其次新华三市场份额为 32.4%,锐捷网 络、思科、中兴通讯的市场份额分别为 14.6%、4.8%和 2.1%。 在国内,以锐捷网络为首的白盒交换机厂商也正在抢占传统品牌交换机厂商的市 场份额。锐捷网络交换机策略与国外龙头 Arista 较为接近,采用硬件白盒化+软件 开放化。根据 IDC 以及锐捷网络公司公告数据,锐捷网络中国数据中心交换机市 占率从 2019 年的 8.64%增长至 2023 年 Q1 的 24.20%,市场份额仅 4 年就大幅提 升 15.56%。截止 2023 年底,锐捷网络行业排名第三,仅次于华为和新华三。基 于未来数据中心建设需求日增以及白盒交换机优势,国内白盒交换机市场未来几 年有望保持较黑盒交换机市场的更高速增长和市占率的进一步提升。

4.1 交换机结构性升级,PCB 配套提升

高端交换机渗透推升高频高速 PCB 需求。根据观研报告网,交换机中各组件中芯 片、光器件、插接件、阻容器件、壳体和 PCB 分别占总成本的 32%、14%、10%、 10%、8%和 7%。其中,PCB 是其核心组件之一,对交换机的性能、稳定性和可 靠性有着至关重要的影响。

高频高速 PCB 对材料、工艺提出更高要求。随着交换机从 100G、400G 到 800G, 其传输速率/交换数据量的增加对 PCB 性能要求逐步提高。据联茂电子,800G 交 换机预期 PCB 材料层数将达到 32 层以上并大量采用 Super Ultra Low Loss 级别的 板材。 原材料、辅料和加工工艺的差异会对 PCB 产品性能产生较大影响。在交换机 PCB 制造中,需要选择具有较低 Dk 和 Df 的材料以减少信号传输时的衰减和时延,提 高信号完整性,但相应的,高端的板材在处理时需要具备更高的技术水平。 加工工艺上,为提高交换速率和容量,交换机内部阻容料和芯片等布局需要更紧 凑,通常需要采用较细的线宽和线距以减小传输线的电阻和电容,从而降低信号 传输时的延迟和失真,并且对盲/埋孔(blind/buried vias)、mircro vias 及 build-up 的需求大大增加;层叠设计上,则需要采用合适的层间堆栈设计以减小信号回流 路径,降低串扰和噪声,难度加大。 因此,为制造适用于高端交换机的高性能 PCB,需要采取更先进制程、更高性能 材料以及更繁杂工艺,从而推高 PCB 单位价值量。

根据 IDC 的数据中心用交换机市场规模数据,并结合 Arista、思科、锐捷网络、 三旺通信等公告信息,我们测算 2024 年交换机 PCB 市场规模有望达到 6.90 亿美 元,2028 年有望增长至 11.16 亿美元,2024-2028 五年 CAGR 为 10.10%。

国内 PCB 头部厂商积极布局高速交换机领域。交换机迭代升级拉动高端 PCB 需 求,沪电股份、深南电路、生益电子、方正科技等国内 PCB 头部厂商紧抓发展机 遇,纷纷加大研发投入,积极布局高速交换机 PCB 产品,未来有望取得更大高端 市场份额。

4.2 覆铜板主要由台企和日企主导,国产替代正在加速

高速电路板需要适配高级别覆铜板材料。高速板材需要具备信号传输损失低、阻 抗小的特点。根据联茂电子,其材料按 Df 高低分为 6 个级别。Mid Loss 为入门级 高速板材;Low Loss 适合上限 10Gbps 的数字电路,使用毛面、光面粗糙度约 3μ m 的 RTF 铜箔;Ultra Low Loss 适用于上限 50Gbps 的数字电路;更高速的需要使 用 Super Ultra Low Loss 板材,采用毛面、光面粗糙度均在 2μm 以内的 HVLP 铜 箔。 以联茂电子产品IT-988G为例,其用于100G/400G交换机,级别为Ultra Low Loss, 单通道传输速率仅 56Gbps。800G 交换机单通道传输速率要求达 112Gbps,对 PCB 板材性能要求更高。

在高速覆铜板领域中,台企、日企占据主导地位。根据台光电子披露信息,截至 2023 年 6 月,全球高速覆铜板供应商主要有联茂电子、台光电子、台耀科技、生 益科技、南亚新材、松下电器、力森诺科等。其中,联茂电子产品最为先进,市占率最高;高速覆铜板市场占比前三名均为中国台企,合计份额高达 50%;松下 电器、力森诺科、三菱瓦斯等日企合计占比为 13%。

中国大陆企业积极布局高频高速覆铜板。大陆厂商积极布局高端覆铜板产品,有 望在 AI 带动的交换机配套升级浪潮中凭借性价比优势,抢占更多市场份额。目 前,国内多家企业在高速高频覆铜板领域取得突破性进展。生益科技、南亚新材、 华正新材等多家大陆厂商提前布局,加快开发适用于 AI 服务器、交换机以及 112Gbps、224Gbps 高速率传输等方面的高频、高速覆铜板,加速海内外大型终端 客户验证进度,提升高频高速领域的市场份额。

5 投资分析

5.1 沪电股份

沪电股份于 1992 年在昆山成立,初期专注于消费型电子元器件以双面四层板为 主,1997 年开始主攻通讯领域 PCB 并于 2000 年自主开发 HDI 技术,2002 年成 立子公司沪利微电拓展汽车 PCB,2010 年于深交所上市,随着昆山老厂的搬迁于 2015 年完成,公司各厂生产供应逐渐稳定,连续多年入选 Prismark、NTI 等行业 研究机构发布的全球 PCB 百强企业。 受益于高速运算服务器、人工智能等新兴计算场景对印制电路板的结构性需求, 2024 年上半年营业收入和净利润较上年同期均将有所增长。公司预计 2024H1 实 现归母净利润 10.8-11.6 亿元,同比增长 119.24%-135.48%,持续高增。 在数据通讯、高速网络设备、数据中心等领域,公司研发项目主要涉及 Class 8 及 以上材料的运用及开发、NoEtch 氧化技术&背钻 Stub 6/7mil max 的高速信号完整 性技术研发、PCB 供电技术方案研发等。在产品开发部分,基于 112Gbps 速率 51.2T 的盒式 800G 交换机已批量交付,224Gbps 速率的产品(102.4T 交换容量 1.6T 交换机)开始进行预研,NPO/CPO 架构的交换/路由目前正配合客户在研发 中;半导体芯片测试用产品中的高复杂 PCB 已批量交付并同步规划多阶 HDI 产 品。

5.2 深南电路

深南电路自 1984 年成立以来,经过 40 多年深耕与发展,已成为全球领先的无线 基站射频功放 PCB 供应商、内资最大的封装基板供应商、国内领先的处理器芯片 封装基板供应商、电子装联制造的特色企业。根据 Prismark 报告显示,2023 年公 司在全球印制电路板厂商中位列第 8 名。公司始终专注电子互联领域,拥有印制 电路板、封装基板和电子装联三大业务,形成业内独特的“3-In-One”业务布局。

2024 年上半年,公司把握行业结构性机会,持续扩展业务市场,订单同比增长, 稼动率保持良好水平,业务收入实现同比增长;同时由于 AI 加速演进和应用深 化,叠加通用服务器迭代升级等因素,公司产品结构优化,助力利润同步提升。 公司预计 2024H1 实现归母净利润 9.10-10.00 亿元,同比增长 92.01%-111.00%。 公司将坚持“3-In-One”战略,确保实现稳健增长。PCB 领域,持续优化下游市场 产品结构,提升技术水平,实现降本增效,强化成本竞争力;封装基板领域,紧 抓半导体市场需求,重点推进战略目标客户开发和关键项目落地,加快 FCBGA 产 品线能力建设,推进广州项目爬坡;电子装联领域,重点布局数据中心、汽车等 细分市场,持续加强辅助设计与增值服务能力,有望实现较好增长。

5.3 方正科技

方正科技成立于 1984 年,2003 年收购珠海多层电路板有限公司进入 PCB 行业, 2022 年完成破产重整,剥离低效资产,聚焦 PCB 主业,是全球领先的 PCB 厂商 之一。公司专业从事 PCB 产品的设计研发、生产和制造全流程,并为客户提供 QTA 和 NPI 服务。 在 2017 年-2022 年期间,受国家政策等外部环境变化,公司方正宽带和方正国际 两大业务模块经营亏损不断扩大,严重拖累公司业绩和 PCB 业务扩张步伐。通过 破产重整进行债务重组后,公司解决部分债务问题,财务费用同比大幅下降。重 组后公司财务费用 2023 年为-0.08 亿元,归母净利润为 1.35 亿元人民币,公司业 绩成功扭亏为盈。 随着数据中心、人工智能等领域快速发展,PCB 市场行情得到修复。公司前瞻性 预判客户技术方向和产品要求,大幅提升高端产能;不断突破关键技术,为客户 提供更好的 PCB 产品一站式解决方案;积极布局高增长领域,持续优化客户群和 产品订单结构;推进精细化管理,实现全面降本增效。公司预计 2024H1 实现归母 净利润 1.27-1.72 亿元,同比+164.33%-257.98%。

据公司公告称,在交换机领域,公司已具备 400G 和 800G 的技术和批量生产能 力。随着高速交换机快速发展,公司有望推进配套 PCB 产品市场应用,进一步巩 固和提升其在高端 PCB 领域的市场地位,形成业绩增长新引擎。

5.4 生益电子

生益电子成立于 1985 年,是专业制造高精度、高密度、高品质 PCB 的国家高新 技术企业。产品广泛应用于通讯设备、网络设备、计算机/服务器、汽车电子、消 费电子、工业控制、医疗、航空航天等领域。根据 CPCA 公布的《第二十三届(2023) 中国电子电路行业排行榜》,公司在综合 PCB100 中排名第 26 位,内资 PCB100 中排名第 12 位。 公司持续优化产品结构,积极完善产品业务区域布局,随着市场对高层数、高精 度、高密度和高可靠的多层印制电路板需求增长,公司产量、销量、营业收入均 较上年同期有所增长。公司毛利增长,带动净利润获得较大幅度的提升。公司预 计 2024H1 实现营收 18.70-22.00 亿元,同比增加 18.13%-38.97%;实现归母净利 润 9350-11000 万元,同比增加 8392.87-10042.87 万元。 公司依旧保持在通讯网络高端产品上的研发投入,持续与业内头部企业紧密合作, 目前正积极配合客户进行 5.5G、6G、卫星通讯、800G 交换机、光模块等应用领 域 PCB 产品的开发工作,公司预计 2024 年能够陆续实现批量生产。公司有望摆 脱以往在通讯基站侧价格竞争的压力,在通讯设备、AI 服务器以及汽车等领域获 得长足成长空间。

5.5 生益科技

公司是覆铜板领军企业,2015 年收购生益电子开启 PCB 第二主业。由于下游市 场需求低迷,终端持续去库存,2022 年公司整体业绩承压。2023 年开始,下游行 业周期复苏,公司稼动率有所提升,实现业绩端的修复。 在新能源汽车、家电、TV 等需求拉升稼动率时,公司覆铜板产销量同比上升,单 位制造成本下降,同时公司顺利向下游客户传导原材料涨价的压力,优化销售结 构,使得覆铜板产品营收与毛利率同比上升,以及享受增值税进项税额加计抵减 政策增加其他收益,推动盈利增加。公司预计 2024H1 实现归母净利润 9.00-9.50 亿元,同比增长 62%-71%。 公司实现全系列、全方位覆盖,产品行业领先,主营覆铜板业务景气度有望延续; 同时,积极配合下游 PCB 客户在 AI 训练侧、网络侧、端侧等方面进行产品研发。 公司周期+成长属性有望带来更多发展机遇。

5.6 南亚新材

公司创立于 2000 年,是国内专业从事覆铜箔板和粘结片等复合材料及其制品设 计、研发、制造及服务于一体的高新技术企业。其产品广泛应用于消费电子、计 算机、通讯、数据中心、汽车电子、安防、航空航天和工业控制等终端领域,形 成以覆铜板行业制造与方案解决的业务架构。公司陆续实现材料无铅无卤化、超 薄化、高频高速等重大技术突破,成为全球 20 大覆铜板厂商之一,也是大陆覆铜 板排名第三的优质厂商。其中,无卤覆铜板销售已跻身全球前十、内资厂第二。 目前是唯一一家各介质损耗等级高速产品全系列通过华为认证的内资覆铜板企业。 公司 2023 全年实现 29.83 亿元,同比-21.05%;归母净利润-1.29 亿元亏损,主要 来自于行业周期性下行带来的量价齐跌。据公司披露,2023 年上半年公司覆铜板 平均单价较上年同期下降约 20.31%,粘结片平均单价较上年同期下降约 19.9%, 而覆铜板平均单位成本较上年下降 13.56%,粘结片平均单位成本较上年下降 18.82%。因公司整体收入中覆铜板收入占比约 80%,故从整体来看,由于产品售 价降幅高于原材料价格降幅,从而导致产品毛利率下降较大。

2024Q1 实现近 7 个季度来首次扭亏为盈。公司 2024H1 实现营业收入 16.11 亿元, 同比+9.34%;归母净利润 0.55 亿元,同比扭亏为盈。公司持续优化产品结构,积 极拓展市场与业务,产品销量、营收、毛利均有较大改善,盈利能力有效提升, 同时享受增值税进项税额加计抵减政策增加其他收益助力盈利增长。当前行业走 出周期底部迎来反转局面,叠加具有成本优势的高速系列新品前期研发已取得显 著成果,转为量产交付,公司业绩有望持续向上改善。

通过重点客户群认证及优质 PCB 客户的开发,推进产品在服务器、存储、交换机、 光模块等数据中心产品领域及超算领域的应用,实现进口替代。同时,公司紧跟 国际行业技术最新发展方向,进行交换机配套覆铜板产品研发,努力寻求突破并 实现产业化,持续增强公司综合实力。

5.7 华正新材

公司成立于 2003 年,是华立集团的控股成员企业,是国内最早从事研发生产环氧 树脂覆铜板的企业之一。公司主要从事覆铜板及粘结片、复合材料和膜材料等产 品的设计、研发、生产及销售,产品广泛应用于 5G 通讯、服务器、数据中心、半 导体封装、新能源汽车、智慧家电、医疗设备、轨道交通、绿色物流等领域。 因为公司持续优化产品结构,加强内部治理,提升公司竞争力;下游需求端有所 修复,公司扩产后产品出口量提升,实现营收增长。公司预计 2024 上半年实现归 母净利润 900-1200 万元,实现扭亏为盈。 公司持续推进高频、高速两大方向的产品升级,年产 2400 万张高等级覆铜板珠海 基地项目一期工程按计划完成投产;同时,开发适用于 AI 服务器的更高阶的高速 材料,Ultra low loss 等级材料已完成国内大型通讯公司认证,可应用于 56Gbps 交 换机、400G 光模块以及高阶 AI 服务器领域;为响应 112Gbps 交换机领域及 800G 光模块领域的市场需求,公司开发 Extreme low loss 等级材料,已通过国内大型通 讯公司认证,完成 NPI 导入。 此外,在半导体封装材料方面,公司加大研发投入,持续开展终端验证。BT 封装 材料在 Mini&Micro LED、Memory、MEMS、Fingerprint 等应用场景实现批量稳定订单交付。同时超薄铜产品已配合多家国内外客户进行 NPI 导入并实现小批量交 付。CBF 积层绝缘膜加快研发节奏,积极推动终端验证,加速系列产品开发进程。


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