2025电子行业年度策略:AI算力+端侧方兴未艾,自主可控之道行则将至

  • 来源:西部证券
  • 发布时间:2024/12/25
  • 浏览次数:1232
  • 举报
相关深度报告REPORTS

2025电子行业年度策略:AI算力+端侧方兴未艾,自主可控之道行则将至.pdf

2025电子行业年度策略:AI算力+端侧方兴未艾,自主可控之道行则将至。半导体:自主可控已初现成效,超精密设备及高端封测产业链发展前景广阔。半导体设备:1)12月2日美国BIS将136个中国相关实体添加到“实体清单”,涉及多家国内半导体设备厂商,关键设备自主可控刻不容缓。近年来,我国在刻蚀、离子注入、CMP、清洗等多个关键半导体设备领域国产化工作已取得积极进展,部分设备已经可以覆盖14nm及以下节点;在光刻机和高端量检测设备领域,当下发展仍然道阻且长,但发展前景广阔。光刻机方面,光刻机光源涵盖汞灯、准分子激光器、全固态深紫外激光器、激光等离子体等,目前以上海微电子为首的...

一、2024年电子板块回顾

Q4 电子行业进入复苏阶段。2024 年初至今(12 月 23 日),SW 电子累计涨幅为 21.08%, 排名第五,领先沪深 300 指数 6.44pct。其中,前三季度 SW 电子累计涨幅为 3.75%,跑 输沪深 300(17.10%);然而,得益于 AI 端侧的加速落地叠加自主可控的持续推进,Q4 电子行业进入复苏阶段。Q4 至今(9 月 30 日-12 月 11 日),SW 电子累计涨幅为 31.80%, 大幅跑赢沪深 300(6.21%)。

分板块来看,截至 2024 年 12 月 23 日,年初以来 SW 电子二级行业中,元件、其他电子 II、半导体、消费电子、光学光电子、电子化学品 II 累计涨幅分别为 30.41%、29.42%、 27.72%、15.68%、7.06%、1.37%。SW 电子三级行业中,数字芯片设计、印刷电路板、半导体设备涨幅领先,累计涨幅分别为 43.22%、36.85%、31.20%;模拟芯片设计、品 牌消费电子跌幅领先,累计跌幅分别为-5.06%、-3.50%。

Q4电子板块估值显著提升。截至2024年12月23日,SW 电子板块整体PE-TTM为55.66x, 已超过去十年估值平均水平(46.57x),处于过去十年历史分位 75.36%。分板块来看,半 导体、其他电子 II、元件、光学光电子、消费电子、电子化学品 II 的 PE-TTM 分别为 90.81x、 60.52x、38.08x、56.83x、30.22x、56.86x,处于过去十年历史分位的 62.61%、74.95%、 49.10%、70.34%、28.67%、57.94%,元件和消费电子仍有较大的估值修复空间。

二、半导体:设备国产替代大势所趋,高端封测前景广阔

2.1 半导体设备:关键设备陆续突破,自主可控正当时

2.1.1 概述:半导体设备制裁持续加码,设备国产化率稳步提升

半导体设备种类繁多,市场空间持续增长。半导体设备是指用于制造、处理或测试半导体 材料和器件的设备,分为前道工艺设备(晶圆制造)和后道工艺设备(封装测试):前道 晶圆制造分为 7 大工艺,包括氧化/扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、清洗和金 属化等;后道设备包括减薄、划片、打线、Bonder、FCB、BGA 植球、检查、测试设备 等。过去几年中全球半导体设备市场持续增长,尤其是在先进工艺制程、AI、5G、汽车电 子等新兴应用的推动下,光刻机、刻蚀机、沉积设备等需求大幅增加。 全球市场方面,根据 SEMI 数据,2024 年上半年全球半导体设备出货总额为 532 亿美元; 预计 2024 年全球半导体制造设备市场将达到 1090 亿美元的新高,同比增长 3.4%;2025 年全球销售额有望继续增长至 1280 亿美元。中国市场方面,SEMI 数据显示中国大陆是 世界上最大的半导体设备市场,24H1 中国在芯片制造工具上的支出达到创纪录的 250 亿 美元,超过中国台湾地区、韩国和美国的支出总和。

美国发起多次有关半导体设备的制裁,关键设备自主可控刻不容缓。12 月 2 日晚美国商 务部工业和安全局(BIS)修订了新的《出口管理条例》(EAR),将 136 个中国相关实体 添加到“实体清单”,其中有多个实体与半导体设备有关,涉及北方华创、拓荆科技、凯 世通、盛美半导体、中科飞测、华海清科、芯源微等公司,涵盖了涂胶显影、刻蚀、薄膜 沉积、清洗、去胶、离子注入、CMP、封装测试等半导体设备的大部分领域。此前美、日、 荷等国曾多次发布对华半导体设备管制措施,涉及先进节点的光刻机、ALD、沉积等多种 关键设备。我们认为,制裁虽然对当前国内半导体产业发展带来一定影响,但关键设备的 自主可控也为国内半导体设备厂商带来了良好的国产替代机遇。

国内厂商加速研发验证,部分设备已可覆盖 14nm 及以下节点。从 2023 年的半导体前道 设备上市公司营收角度来看,清洗设备和 CMP 设备的国产化率已经比较高,刻蚀设备的 国产化率预计在 30%左右,薄膜沉积设备的国产化率小于 20%,其余设备如光刻机等国 产化仍有待提高。从工艺覆盖角度来看,国产设备在成熟制程上基本已经突破,并持续向 先进节点迈进,设备国产替代持续加速。

2.1.2 光刻机:半导体工业皇冠上的明珠,国产光刻机加速落地

光刻机是技术难度最大、最关键的半导体设备,主要由光源、照明及投影物镜、双工台三 大系统组成。光刻机是半导体制造中的关键设备,它使用特殊的光源通过光罩照射到涂有 光敏材料的硅片上,形成有效电路图案。光刻机是半导体芯片制造中最精密复杂、难度最 高、价格最昂贵的设备,是整个制造流程工艺先进程度的重要指标。光刻机主要结构涵盖 光源、照明系统、掩模台、掩模传输系统,投影光刻物镜、工件台、硅片传输系统等,其 中根据光源的不同光刻机可分为 G-line 光刻机、I-line 光刻机、KrF 光刻机、ArF 光刻机 (包括 ArF Dry 和 ArFi,统称为 DUV 光刻机)、EUV 光刻机等。

光刻机的光源提供曝光所需光线,多种技术路线各有优劣。光源系统是光刻设备的核心, 光源波长决定工艺能力,光源波长越短,则晶体管线宽越小,芯片性能越强。目前光刻机 光源主要技术路线涵盖高压汞灯、准分子激光器、全固态深紫外激光器、激光等离子体技 术(LPP)等。

高压汞灯:目前 g-line(436nm)和 i-line(365nm)主流光源。高压汞灯是利用汞 蒸气在高气压状态下,通过电极间施加高电压使汞原子电离激发,汞原子在从激发态 回到基态的过程中发射紫外线(如波长 436nm 或 365nm)。高压汞灯方案技术成熟, 有着宽光谱输出、高亮度的优势,但其在更先进的制程所需的短波长(如深紫外248nm) 分辨率不足,限制了其在高精度光刻中的应用。目前高压汞灯是 g-line 和 i-line 主流 光源,广泛应用于 ASML、Canon 与 Nikon 的光刻机中。

准分子激光器:广泛用于 ASML 的 DUV 光刻机中。准分子激光器是利用稀有气体和 卤素气体的混合物在激发态形成准分子(Excimer)产生激光的装置,能够发出深紫 外(DUV)波长的激光(如 248nm 的 KrF 和 193nm 的 ArF),是 ASML 光刻机光源 的主流技术路线。准分子装置有着高能量短脉冲、波长稳定性高等优势,但也存在光 束质量较差、稳定性较低、可调谐范围较小,而且还有技术复杂、气体有毒和工作气 体寿命有限等缺点。

全固态深紫外激光器:采用非线性晶体的多级变频原理产生紫外光,倍频与和频是关 键技术。全固态深紫外激光器的原理是通过全固态激光器(DPL)产生基础光源,再 结合非线性光学频率变换技术,将光的波长转换为深紫外区域。全固态深紫外激光器 主要涉及倍频与和频技术:1)倍频(SHG):利用非线性晶体将输入光的频率加倍, 由于波长与频率呈反比,输出波长转为输入光波长一半;2)和频(SFG):将两束不 同频率的光在非线性晶体中相互作用,生成频率等于两者之和的光。

全固态深紫外激光器结构紧凑,优点众多。全固态深紫外激光器优点包括高效率输出、 光束质量优异、高重复频率、性能稳定可靠等,同时由于采用激光二极管泵浦源和固 体增益介质,全固态激光器省去了传统气体激光器的复杂管道和高压设备,整体设计 更加紧凑,适合集成到各种设备中。

全固态深紫外激光器难点在于晶体,中国在该领域全球领先。目前常用的非线性晶体 包括 LBO、BBO、KBBF、LSBO 等。在频率变换过程中,非线性晶体的特性(晶体 类型、晶体长度、切割角度、相位匹配类型、走离角、接收角、潮解特性、吸收特性、 温度特性、保护环境)将直接决定整个激光系统的效率和复杂程度。应用方面,目前 中国科学院的研究人员已经实现了使用三硼酸锂(LBO)晶体产生的 193 nm 和 221 nm 激光器的最高功率输出。这一成就为该激光器在深紫外(DUV)光谱中的更多应 用奠定了基础。

LSBO 优势突出,有望成为新一代全固态深紫外激光器晶体。2015 年中国科学院发 现新型无铍深紫外非线性光学晶体材料 LSBO,有望成为下一代深紫外非线性光学晶 体的优秀候选材料。LSBO 即指锂掺杂的硼酸锶(SBO,SrB4O7)晶体,相比 LBO、 BBO 与 KBBF,LSBO 的优势在于更宽的透过范围、较低的吸收损耗、非线性光学效 应更优、较高的抗光学损伤能力等。

EUV 光刻机光源采用激光等离子体技术(LPP),由高能激光轰击金属锡滴产生等离 子体辐射。EUV 光源的原理为高功率的 CO2 激光打在锡液滴上,使其产生等离子体, 从而发出 13.5nm 波长的 EUV 光。EUV 光源技术难度极高,其激光系统结构极为复 杂,由大约 45 万个零件组成,重约 17 吨;仅检查标准就多达 1000 多条,从种子光 发生器到锡珠有 500 多米的光路。目前仅有 ASML 拥有生产 EUV 光刻胶的能力。

光刻机的照明及投影物镜、双工作台也是实现优异光刻性能的关键。 照明及投影物镜:将光源发出的光线均匀地照射到掩膜版上。通过光束整容器、光束 均匀器和照明镜组等部件的协同工作,照明物镜系统能够将光源发出的光线进行高效 处理,并均匀、准确地照射到掩膜版上,为高精度的光刻操作提供了保障。双工台:承载晶圆的工作台。光刻机的工作台能够实现高精度的定位和移动,确保晶 圆在曝光过程中的位置精度;而双工台可以在一个工作台进行曝光操作时,另一个工 作台进行晶圆的上料、对准等准备工作,极大提高光刻机的工作效率。

市场方面,光刻是半导体制造的三大核心工艺之一,2023 年占前道设备细分市场的 17%。 根据 SEMI 数据,2022 年全球半导体设备市场规模为 1076.5 亿美元,其中光刻机市场规 模达到约 258.4 亿美元,2023 年约为 271.3 亿美元。中商产业研究院预测 2024 年全球光 刻机市场规模将增至 315 亿美元。

高端光刻机市场被 ASML 垄断,出口管制下光刻机自主可控刻不容缓。ASML、Nikon 和 Canon 三大供应商占据了光刻机市场 99%的市场份额,2022 年 ASML、尼康和佳能三家 厂商市场份额占比分别为 82.14%、10.20%和 7.65%,其中 ASML 垄断了高端光刻机市 场:EUV 方面 ASML 市占率达 100%;ArFi 方面 ASML 市占率高达 95%以上;ArF 方面 ASML 占有 87%以上的市场份额。 中国大陆方面,长期以来我国在光刻机领域一直受制于人,高端设备主要依赖进口。根据 中国海关总署数据,2023 年 ASML 中国大陆销售额达到 80.1 亿美元;而根据《瓦森纳协 定》,美国及其盟友限制向中国出口高端技术和设备,光刻机是其中之一。2018 年中国大 陆企业中芯国际向 ASML 支付了一台 EUV 光刻机的定金,但最终却没有完成交付;此后先进的浸润式 DUV 光刻机如 NXT 2050i、NXT 2100i 亦无法向中国大陆地区交付。2024 年 9 月 6 日,荷兰政府宣布扩大光刻机出口管制范围至浸没式深紫外光刻设备,ASML 如 果要向中国出口 TWINSCAN NXT:1970i 和 1980i 型号浸润式 DUV 光刻系统,需要先向 荷兰政府申请出口许可证。我们认为,目前先进制程的重要性日益凸显,高端光刻机作为 半导体制造的核心支柱有着极其关键的战略意义,在有关光刻机出口管制持续加码背景下 国产光刻机自主可控刻不容缓。

国内光刻机领域持续取得积极进展,国产光刻机呼之欲出。EUV 等高端光刻机的核心技 术主要包括顶级光源系统、高精度物镜系统和工件台等,随着国内研发工作的持续推进, 光刻机关键核心技术持续取得突破。 2024 年 9 月工业和信息化部印发《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2024 年版)》在重大技术装备文件,列表中包含了国产氟化氪光刻机(110nm)和氟化氩 (ArF)光刻机(65nm)的内容,其中氟化氩光刻机光源为 193nm,分辨率≤65nm, 套刻≤8nm。这也标志着我国在高端光刻技术领域取得了重大进展,在深紫外(DUV) 光刻机领域取得了里程碑式进步。 9 月 10 日上海微电子装备(集团)股份有限公司公开了一项名为“极紫外辐射发生 装置及光刻设备”的发明专利,其中涉及的极紫外光刻技术(EUV lithography)是 面向 7nm 及以下节点的主流光刻技术。 我们认为,随着光刻机关键技术持续取得进展,国产光刻机自主可控将加速发展。

2.1.3 量检测设备:国外厂商长期垄断市场,国内厂商未来可期

量检测设备品类众多,贯穿晶圆制造全过程。半导体质量控制是控制芯片良率的关键,可 分为前道检测、中道检测和后道测试三个环节。 检测(Inspection)指在晶圆表面上或电路结构中检测其是否出现异质情况,如颗粒 污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷;量测(Metrology)指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述, 如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测等,主要包括关键 尺寸量测、薄膜厚度量测与套刻对准量测等。 设备方面,前道制程与先进封装量检测设备品类众多,其中检测设备包括无图形晶圆缺陷 检测设备、图形晶圆缺陷检测设备、掩膜检测设备等;量测设备包括三维形貌量测设备、 薄膜膜厚量测设备(晶圆介质薄膜量测设备)、套刻精度量测设备、关键尺寸量测设备、 掩膜量测设备等。

国内前道量检测设备市场广阔,2023 年有望达到 43.60 亿美元。根据中科飞测招股书,以 中芯天津 T3 集成电路 12 寸成熟制程晶圆产线为例,月产 1 万片晶圆产线需配置约 50 台 质量控制设备,在国内晶圆厂持续扩产的带动下,中国半导体量检测设备市场稳步增长。 根据 VLSI Research 数据,2023 年中国大陆半导体检测与量测设备市场规模达到 43.60 亿美元,2019 年至 2023 年的年均复合增长率为 26.61%。细分市场方面,根据 VLSI Research,2020 年半导体检测设备占比为 62.6%,量测设备占比 33.5%;纳米图形晶圆 缺陷检测设备、掩膜版缺陷检测设备与关键尺寸量测设备销售额占据前三,占比分别为 24.7%/11.3%/10.2%。

KLA 等国外厂商长期垄断市场,国内厂商持续发力未来可期。国外厂商方面,目前中国 半导体量检测设备市场中,科磊、应用材料、日立等垄断全球市场的国外企业占据主导地 位,科磊一家独大。根据 VLSI Research,2020 年科磊半导体在中国半导体检测和量测 市场的市占率达 54.8%,科磊、应用材料、日立前三家合计占比超过 70%,呈现高度集 中的竞争格局。国内厂商方面,过去长川科技、华峰测控等多家国内设备厂商在后道测试 设备领域进行布局,而前道量检测设备国产厂商则相对较少。近年来上海精测(精测电子 控股)、上海睿励(中微公司持股)、中科飞测等积极布局前道量检测设备,这些国产设备 企业以成熟制程领域一类或几类产品为切入点,逐步实现技术突破,并向更多品类及更先 进制程水平发展。随着技术逐渐成熟,未来国产替代前景广阔。

2.2 高端封测:超越摩尔定律,先进封装重要性日益提升

半导体产品在由二维向三维演进,先进封装成为未来发展方向。先进封装技术通过优化连 接、在同一个封装内集成不同材料、线宽的半导体集成电路和器件等方式提升集成电路的 连接密度和集成度,主要包括系统级封装(SiP)、倒装(FlipChip)、凸块(Bumping)、 晶圆级封装(Wafer level package)、2.5D 封装(interposer,RDL 等)与 3D 封装(TSV) 等。先进封装进一步缩小芯片间的连接距离,提高元器件的反应速度,提高芯片的综合性 能,被视为高性能芯片发展的“最佳拍档”。

先进封装可以超越摩尔定律,同时在一定程度上弥补国内在先进制程领域的差距。一方面, 随着芯片特征尺寸已接近物理极限,芯片制造节点难以进一步缩小,同时功耗、散热和量 子效应等技术挑战也日益严峻,摩尔定律发展至今已遇到瓶颈。先进封装通过提升芯片集 成度和互连密度,实现更小体积、更高性能和更低功耗,从而成为延续摩尔定律的重要途 径。 另一方面,在国内先进制程持续受到关键设备出口管制制裁的背景下,国内企业能够通过 3D 封装、系统级封装(SiP)等技术,在较低的制程节点上实现更高的集成度和性能,降 低对尖端制程的依赖,从而在一定程度上弥补制程技术上的差距,保持技术进步和市场竞 争力。因此先进封装对我国高端芯片产业发展有重大战略意义。

全球先进封装市场持续增长,重要性日益提升。由于高端消费电子、AI、数据中心等应用 领域大量依赖先进封装,故先进封装的成长性要显著好于传统封装,其占封测市场的比重 预计将持续提高。根据 Yole 数据,2023 年全球先进封装市场规模约为 439 亿美元左右, 同比增长 19.62%;预计 2024 年先进封装市场规模将达到 472.5 亿美元。市场结构方面, 根据中商产业研究院数据,预计 2024 年全球先进封装市场以 FCBGA 为主,占比达 34%。 2.5D/3D 封装和 FCCSP 封装在全球市场占比约为 20%,同为重要组成部分。SIP、FO、 WLCSP 市场份额分别为 12%、7%、7%。

国内外各大晶圆厂与封测厂持续聚焦先进封装赛道。目前全球先进封装厂商主要包括台积 电、英特尔、三星、日月光、安靠、甬矽电子、通富微电、长电科技等。 台积电:台积电是先进封装技术创新的引领者之一,早在 2008 年便成立集成互连与 封装技术整合部门入局先进封装,目前已形成 CoWoS、InFO、SoIC 技术阵列。其 中 CoWoS 是台积电推出的一种 2.5D 封装技术,可分为 CoWoS-S、CoWoS-R 以及 CoWoS-L,英伟达 H100、A100、B100、B200 都采用了台积电 CoWoS 封装技术。 英特尔:英特尔推出了 EMIB、Foveros 和 CO-EMIB 等先进封装技术,通过 2.5D、 3D 和埋入式 3 种异质集成形式实现互连带宽倍增与功耗减半的目标; 三星:三星电子提供 2.5D 封装 I-Cube、3D 封装 X-Cube 等,2022 年 12 月在半导 体业务部门内成立先进封装(AVP)业务团队,2024 年 7 月 AVP 业务团队重组为 AVP 开发团队,以加强 2.5D、3D 等先进封装技术。国内厂商方面,长电科技、通富微电、 甬矽电子等国内封装厂积极布局先进封装技术,不断提升技术实力与竞争力。

三、消费电子:端侧AI催化加速,行业迎来新一轮创新周 期

3.1 手机:端侧AI最佳落地终端,看好AI手机带来的产业链升级

3.1.1 手机出货复苏,产业链压力有所缓解

2024H1 以来手机出货回暖。根据 IDC 数据,24Q3 全球智能手机出货量同比增长 4.36%, 达到 3.16 亿部;而根据 TechInsights 数据,预计 2024 年全球智能手机出货量将同比增长 5%。国内市场方面,根据中国信通院数据,2024 年 10 月国内市场手机出货量 2967.4 万部,同比增长 1.76%;2024 年 1-10 月,国内市场手机累计出货量 2.5 亿部,同比增长 8.9%。

存储涨价压力缓解,叠加补贴政策持续推出,有望加速行业修复。自 2023Q3 开始,由于 三星等储存制作厂通过控制产量、涨价,叠加下游逐渐复苏、高性能存储需求升温等因素, 存储行业进入涨价周期。进入 24Q4 以来,储存的涨价压力得以缓解,根据 Trend Force 最新调查,因原厂增产和需求疲软,预计 2024Q 闪存 NAND Flash 合约价将下调 3%至 8%,DRAM 存储器价格涨幅放缓。 此外,国补政策覆盖到手机品类,补贴额度可达 10%,手机行业有望加速复苏,品牌厂商 将迎来真正的量价齐升。江苏省 3c 数码产品补贴专项活动采取线下补贴形式,补贴额度 按产品成交价格的 15%,最高可优惠 1500 元;贵州省《贵州省全力推动经济持续回升向 好若干政策措施》文件要求,补贴按照产品成交价格的 15%,最高可优惠 1500 元;珠海 市“以旧换新”促消费活动产品种类新增参与 3 类家电品类产品包括手机、平板、智能穿 戴设备。

3.1.2 AI与智能手机加速融合,苹果AI探索持续领先

端侧 AI 持续升级,AI 手机成为端侧 AI 的最优落地方式。AI 手机很重要的配套技术是 AI agent,又叫“人工智能代理”,是一种能够感知环境、进行决策和执行动作的智能实体。 与 LLM 之类的 AI 大模型不同,AI agent 不仅会实现“如何做”,更会具体帮助用户去做。 简单来说,用户只需要提供一个目标,比如写一个游戏、开发一个网页,AI agent 就会根 据环境的反应和独白的形式生成一个任务序列开始工作。

苹果 AI 发展有所领先,国内厂商纷纷发力。

苹果:Apple Intelligence 需要强大的底层硬件支持,新 AI 生态有望推动苹果换机 潮。由于 24 年 6 月苹果推出的 Apple Intelligence 的运行需要高端的处理能力, 目前仅支持搭载 A17 Pro 或 M 系列系统级芯片(SoC)的设备,在手机端苹果全 新 AI 技术将仅支持 iPhone 15 Pro 以及 iPhone 15 Pro Max 两款机型,在 iPad 端则支持 M1 芯片及以上机型,在 Mac 和 iMac 端也仅支持 M1 芯片及以上机型。 而根据 CIRP 数据,过去一年高达 71%的 iPhone 用户和 68%的 Mac 用户的相 关设备已经使用了超过两年时间,而 2020 年这两个比例分别为 63%和 59%。我们 认为,Apple Intelligence 的发布标志着苹果 AI 的一次“全面进化”,各类重磅 AI 能 力在苹果生态全家桶中的打通、应用,苹果系统级的 AI 能力构建,都给行业树立了 一个新的 AI 体验标准。由于新 AI 生态对设备硬件有较高要求,Apple Intelligence 端侧落地有望催生 iPhone、iPad、Mac 等苹果终端设备换机潮,产业链相关企业 有望持续受益。

安卓:各厂家顺应 AI 发展,涌入大模型/AI 操作系统浪潮。23 年 8 月以来,国内安 卓厂家接续宣布 AI 大模型研发进展,各家 24 年新品发布会上相继展示了相关 AI 功 能:搭载盘古大模型的华为 Mate 70 系列,宣布一系列 AI 手势、AI 分身、AI 防窥 等提升了用户体验的 AI 功能;首次搭载澎湃 OS 2 的小米 15 系列推出了 AI 动态壁 纸、AI 电影感锁屏、AI 写作、AI 识音、AI 字幕和 AI 妙画等 AI 功能,同时将小爱同 学升级为“超级小爱”,是小米旗舰级 AI 助手;“中国销冠”vivo 举办了以“同心·同 行”为主题的 2024 开发者大会,发布了全新 AI 战略“蓝心智能”,几天后发布 X200 系列,蓝心小 V 与 Jovi 语音正式合并为一键唤醒的“小 V 搜索”;OPPO 也在几乎 同期分别召开了两场发布会,先后发布了新一代 Color OS 和 Find X8 系列;在今年 2 月份魅族宣布 All in AI 战略后,今年暂无旗舰机型发布的最新消息。

3.1.3 AI催化换机周期,硬件升级带来行业机会

我们认为,一方面 AI 手机有望催化换机周期,另一方面 AI 手机对硬件方面新的要求带动 产业链创新升级。 AI 催化出货量上:根据 Canalys 数据,受消费者对 AI 助手和端侧处理等增强功能需求的 推动,2023 年至 2028 年间 AI 手机市场以 63%的年均复合增长率(CAGR)增长。AI 持 续渗透也有望引领新一轮换机潮,以 AI 手机三星 Galaxy S24 为例,根据 Counterpoint 数 据,Galaxy S24 系列的前三周全球销量相比 Galaxy S23 系列增长 8%。

硬件创新上:智能终端对芯片、存储、散热、电池和电源/充电器等零组件提出更高要求, 同时也带来了广阔的升级空间。

芯片与存储:AI 模型提高芯片综合性能需求,16GB RAM 将成为新一代 AI 手机标 配。芯片方面,大模型的应用需要处理大量数据,并在训练过程中占用大量计算资源, 对手机芯片的综合性能提出了更高要求。以苹果 A 系列为例,不支持 Apple Intelligence 的 A16 Bionic 神经引擎算力为 17 TOPS;相比之下支持 Apple Intelligence 的 A17 Pro 芯片神经引擎算力达 35 TOPS。存储方面,大内存可以轻松 容纳更大规模的 AI 模型,使得设备能够运行更复杂、精度更高的算法,从而提升图 像识别、自然语言处理、智能推荐等 AI 功能的性能。根据 IDC 预测,16GB RAM 将 成为新一代 AI 手机的基础配置。

散热:散热成为制约算力提升的阻碍之一,也是限制 AI 终端产品创新升级的重要因 素。随着 AI 终端行业快速发展,高强度、高精度的运算需求不仅仅带来了高能量的 消耗,同时也产生各种发热、散热的现实问题。以芯片为例,根据极客湾测评数据, 苹果 A 系列芯片的主板功耗随 CPU 性能提升而持续增加。在算力提升、性能升级趋 势下,未来 AI 终端核心组件中散热组件日趋复杂,散热系统的价值量有望显著提升。

电池:以 iPhone 为例,通过对 2007 到 2023 年间苹果发布的 42 款手机电池容量的 对比可以看出,容量最大的是最新发布的 iPhone 15 Pro Max 的 4422 mAh,对比电 池容量最小的 iPhone(iPhone 3G)多出 3272mAh,电池升级趋势明显。随着功耗 的提升,为缓解用户充电焦虑,未来 AI 终端产品的电池有望持续提升。电池容量的 提升带来的影响包括:1)手机内部设计方案更新,电池容量变大带来的体积提升对 手机内部 PCB 与相关结构件的布局带来影响,以苹果为例,随着电池容量升级,苹 果内部 PCB 经历了由 L 型到三明治结构、再到双层结构主板的演变。2)散热需求提 升,大电池容量需要更多的导热石墨片等;3)电池配套的电源管理芯片等也有望同 步升级。

电源/充电器:安卓系手机快充向平价机型渗透,苹果手机快充功率提升潜力大。根 据 Counterpoint Research 统计数据,18Q1 全球智能手机快充平均功率 18W,而 23Q1 提升至 34W。安卓方面,大功率充电在成为中高端机型标配后,逐步向平价机 型渗透,目前 iQOO、Redmi、OPPO 等品牌的多款 2000 元以下的手机充电功率达 到 67W 以上,其中首发价格 1599 元的 iQOO Z8 可支持 120W 快充。苹果方面,苹 果手机从 iPhone 8 开始支持 USB-PD 快充协议,该标准协议本身支持 240W 快充, 但 iPhone8-iPhone15 系列手机的充电功率都在 30W 以下。

快充功率提升有望带来充电器等硬件产品升级。以快充所需的电荷泵芯片为例,目前 常见的电荷泵架构有 2:1、4:1、4:2、6:2 等,目前单颗电荷泵芯片就可以实现 60W 以下的手机快充,而支持 120W 及以上充电功率的手机则一般需要 2-3 颗电荷泵充电 管理芯片。充电器方面,此前苹果曾多次对手机充电器进行升级,根据充电头网数据, 对比两种 MagSafe 充电器的性能,采用新 174 固件后 iPhone 全程充电时间相比旧 171 固件减少 15 分钟。我们认为,充电器等硬件有望随手机充电功率的提升同步升 级,未来充电器的单机价值量有望呈逐步增加趋势。

3.2 PC:AI PC持续突破,未来想象空间巨大

3.2.1 PC产品迎来大模型时代变革,AI PC有望激发PC行业出货

全球 PC 市场持续复苏,国内市场增长面临挑战。根据 Canalys 数据,2024 年第三季度, 全球 PC 市场连续四个季度实现增长,台式机、笔记本和工作站的总出货量增长 1.3%, 达到 6640 万台,其中笔记本(包括移动工作站)的出货量为 5350 万台,台式机(包括 台式工作站)的出货量为 1290 万台。由于微软宣布 2025 年 10 月 Windows 10 将终止服 务,所以仍有大量 Windows PC 装机需求。同时,54%的渠道合作伙伴预计 2024 年下半 年 PC 市场与去年同期相比有所增长。中国 PC 市场复苏轨迹与全球趋势并不一致。2024 年第二季度,中国大陆 PC 出货量(包括台式机、笔记本和工作站)同比下降 6%至 910 万台,其中消费市场和商用市场分别下降 3%和 9%,主要由于需求持续疲软导致。

端侧 AI 发展下, AI PC 有望重塑传统 PC 产品形态,通过多元产品形态满足用户需求。 AI PC 是一个内嵌大模型且能在本地运行的计算机产品。在当前,AI PC 更多是指配有能 在本地运行大模型、且具有良好能耗平衡能力芯片的 PC,它具有初级的 AI 能力。作为 AI 的载体,AI PC 涵盖多种产品形态,包括 AI 笔记本电脑、AI 平板电脑、AI 台式机等, 其中 AI 台式机不仅包括传统的桌面台式电脑、工作站、一体机(AIO)等形态,也包括与 终端紧密协同的边缘设备家庭 AI 主机、企业 AI 边缘主机。这些产品形态可以在家庭和企 业场景中灵活组合,以满足不同用户的需求。同时,AI PC 在实现 AI 模型和硬件融合的 基础上,具备了五大特征:能够实现自然语言交互、内嵌个人大模型、混合 AI 算力、开 放的 AI 应用生态、保护个人数据和隐私。

AI PC 渗透率持续提升,后续有望拉动 PC 市场整体增长。根据 Canalys 数据,24Q3 AI PC 出货量达到 1330 万台,环比增长 49%,占本季度 PC 总出货量的 20%。预计未来 AI PC 将加速渗透,根据 Omdia 数据,2024 年作为 AI PC 元年,其在全球 PC 出货量中的渗透 率仅为 0.5%;预计到 2028 年 AI PC 在 PC 市场渗透率将达到 79.5%。国内市场方面, AI PC 也将拉动 PC 市场进入新一轮增长。根据 IDC 预测,AI PC 在中国 PC 市场中新机 的装配比例将在 2027 年达到 85%,成为 PC 市场主流。PC 市场也将因 AI PC 的到来结 束负增长,在未来 5 年中保持稳定的增长态势。

3.2.2 各大厂商争相布局,未来AI PC仍有巨大想象空间

头部 PC 厂商纷纷入局 AI PC,加速产业升级创新。大模型支持方面,各大厂商积极在产 品中搭载大模型,多数产品支持 200 亿参数的语言大模型,部分产品如微软的 Surface Pro 11 版和 Surface Laptop 7 支持端侧运行 130 亿参数的语言大模型。AI 功能方面,现有产 品的 AI 功能覆盖了会议、创作、翻译、图像处理、内容创作、个人助理等多个方面,可 以提高用户的工作效率和体验。价格方面,不同品牌的 AI PC 产品价格差异较大,价格在 5399 到 19999 元不等,覆盖了中端到高端的不同价格区间。

芯片厂商积极完善生态平台,英伟达等高算力厂商将优先推动游戏场景“掘金”。目前, 各主要芯片厂商也在密集推出产品,并实现市场化。同时,各厂商不仅推出硬件产品,还 积极构建和完善其生态平台,包括开发工具、软件框架和合作伙伴关系,旨在吸引开发者, 优化芯片性能,以及促进硬件与软件的协同工作。应用场景方面,以英伟达为例,其除了 提供算力升级外,其 DLSS 技术为游戏赋能,AIPC 对游戏场景的优化与体验升级有望优 先落地。

基于各大厂商的布局,AI PC 已初步实现落地,未来仍有巨大想象空间。随着技术不断创 新,未来的 AIPC 有望更安全、更智能。AIPC 未来发展路线或将聚焦两大方面:一是用 户数据和隐私保护,二是算力提升。

更安全:用户生态话语权或将持续提高,数据主权与隐私保护地位日益凸显。在 AI PC 的推动下,PC 产业生态将从应用为本转向以人为本,从应用驱动转变为意图驱动。 随着 AI 技术的不断进步,越来越多的企业加入 AI PC 的开放生态,形成用户、终端 厂商、模型、应用、算力多层开放的繁荣生态,用户的需求是推动整个生态发展的关 键要素。同时,随着用户话语权的提升,用户数据主权的重要性也日益提升。根据艾 瑞咨询数据,用户对于 AI PC 未来推广最大的顾虑来自隐私和数据安全性,占比达 69.3%。为更好地保护和利用用户的数据,隐私加密技术亟须进一步发展。

更智能:AI PC 算力有望持续提升,跨端协同、端边协同效应值得期待。为实现更高 效的运行,未来 AI PC 的算力将持续升级。一方面,以 CPU+GPU+NPU 的异构算力 形式将会长期存在,算力持续提升,未来可能还会演变为 CPU+GPU+NPU+DPU 等 模式;另一方面,AI PC 将会调用云端算力,可能未来将以 AI PC 为主要处理中心、 AI PC 与云端协同处理为主。同时,随着算力的提升,AI PC 与其他终端的关系必将 有所变更:1)AI PC 与其他终端的端-端互联与协同将会加强;2)AI PC 可以扮演边 的角色,为其他终端提供一定算力支持。

3.3 可穿戴设备: AI眼镜蓄势待发,AI耳机新品涌现

3.3.1 AI眼镜:Rayban Meta引领变革,AI眼镜浪潮已来

2023 年 9 月 28 日,Meta 与 EssilorLuxottica 合作的新款 Ray-Ban Meta 智能眼镜正式 发布,起售价 299 美金。2024 年 4 月,Ray-Ban Meta 在 AI 方面进行更新,新型号搭载 Meta Llama 3 大模型并可实现语音交互、物体识别、文字翻译等诸多功能。Ray-Ban Meta“AI+眼镜”的模式一经推出便广受好评,根据 The Verge 数据,截至 24 年 5 月 Ray-Ban Meta 的全球销量可能已经突破 100 万副;相比之下,根据 VR 陀螺数据,初代产品 Ray-Ban Stories 从 2021 年 9 月至 2023 年 2 月累计只售出 30 万副。 图 65:Ray-Ban Meta 智能眼镜外观 图 66:Ray-Ban Meta 智能眼镜设计细

我们认为,RayBan Meta 作为 AI 智能眼镜,取得成功的主要原因是其拥有出色的 AI 交 互能力、多模态性能与设计理念,为用户带来了良好的佩戴体验。

1)RayBan Meta 搭载高通 AR1 Gen1 芯片并集成 Meta AI,提供对话式 AI 助手功能, 有望为 AI+眼镜提供成功范例。

硬件方面,RayBan Meta 眼镜采用 4nm 工艺制程的主控芯片高通 AR1 Gen 1,该平 台配备第三代 Hexagon NPU,同时专门针对散热限制在功耗方面进行独特设计优化, 终端侧 AI 还能够提供音质增强、视觉搜索和实时翻译等个人助手体验。

软件方面,2024 年 4 月 RayBan Meta 上线 AI 功能,眼镜用户可以通过“Hey Meta” 指令唤起 AI,主要功能包括:1)播放歌曲、开启相机拍摄/录制等基本功能;2)询 问天气、对话交流等互动功能;3)物体识别等多种视觉化操作。2024 年 9 月 Meta connect 2024 大会上,Rayban Meta 的 AI 功能再度升级,可提供时尚穿搭建议、记 忆用户日常细节、实时语音翻译和“Be My Eyes”智能识物等多项功能。

2)Ray-Ban Meta 视频、音频等硬件升级带来了更加强大的多模态性能。

视频方面,Ray-Ban Meta 眼镜拥有 1200 万像素超广角摄像头,支持 1080p/ 60fps 视频录制,同时支持用户直接在 Facebook 或 Instagram 上进行直播;

音频方面,Ray-Ban Meta 眼镜采用新设计的扬声器和 5 麦克风阵列,支持空间音频 录制,低音相比初代产品提升 2 倍,最大音量提高 50%,缓解了音频失真缺陷并优 化了漏音问题。

3)设计理念方面,Meta 侧重于眼镜的时尚与佩戴属性,更好控制产品形态。 Meta 选择了“先发展智能眼镜产品,随后叠加 AR 显示”的产品逻辑,2021 年初版 Ray-Ban Stories 发布时就提出了“兼顾外形与功能、提供第一人称视角、让用户停留在当下”的 准则,使得 Ray-Ban Meta 眼镜尽量趋近于普通墨镜,提高用户穿戴体验。以产品重量为 例,根据 Wellsenn XR 的数据,普通眼镜的重量通常在 10-30g,而 Ray-Ban Meta 智能 眼镜重量在 50g 左右,与传统眼镜相差不大。 AI 智能眼镜作为 AR 眼镜的过渡形态,有望推动 AR 眼镜实现加速发展。传统 AR 发展思 路下,厂商一般是先解决显示问题,再解决轻便美观的问题。但是 AR 行业需要同时解决 “成本、重量、显示性能和交互体验”难题,难度巨大。而 AI 眼镜的出现带动行业发现 了新的 AI 渐进式发展思路,也就是先解决美观轻便问题,再逐步解决显示问题,新的思 路下可以让用户尽早体验到 AI 眼镜的乐趣,给企业带来更多的时间和信心,进而给行业 更充足的条件逐步攻克微显示的成本、重量与性能问题。

展望未来,随着端侧算力提升,摆脱对手机的依赖,泛 AI 智能眼镜(AI 音/视频眼镜+AR 眼镜)有望成为比肩手机的下一代计算平台。原因: 在产品形态上,相比其他 AI 产品(VR、MR、AI PIN 等),眼镜产品由来已久,AI 智能眼镜佩戴成本较低; 信息获取上,AI 智能眼镜贴近人体,能实现随时随地的交互和信息获取,同时 AI 智 能眼镜具有独特的视角优势,可以实时对佩戴者所看到的场景进行分析反馈; 用户体验上,与手机、PC 等传统产品不同,AI 智能眼镜可以通过虚拟成像等技术来 突破物理尺寸的局限,为佩戴者提供更广阔的视觉感受。根据 Statista 数据,2023 年全球太阳眼镜出货量约为 8.5 亿副;传统眼镜出货量约为 5.8 亿副,合计 14.3 亿 副(2023 年智能手机出货量 11.7 亿部),因此长期来看,AI 智能眼镜的潜在市场规 模巨大。

各大厂商纷纷布局,AI 眼镜百花齐放。近期百度、小米、三星、雷鸟、Rokid、INMO 等 厂商纷纷进入眼镜市场。据 VR 陀螺不完全统计,目前已公开的 AI 眼镜数量预计超过 50 款+,预计将于 24Q4 开始陆续发售。我们认为,随着各大厂商的积极入局,AI 眼镜有望于明年上半年迎来放量。

2024 年 11 月 12 日,百度正式发布全球首款搭载中文大模型的原生 AI 眼镜——小度 AI 眼镜,该产品搭载百度文心大模型和 DuerOS AI 操作系统,具备第一视角拍摄、 边走边问、卡路里识别、识物百科、视听翻译、智能备忘等功能,预计于 25H1 上市。

2024 年 11 月 18 日,Rokid 发布新品 Rokid Glass,通过搭载通义千问多模态大模型, 支持接打电话、AI 问答搜索、AI 识别物体、AI 拍照答题、AI 多语种翻译、AI 导 航、AI 转译、AI 健康提醒等,重量约 49g,定价 2499 元,预计于 25Q2 上市。

2024 年 11 月 29 日,INMO 发布两款 AR 眼镜新品 INMO Air 3 和 INMO GO2,其中 INMO Air3为全球首款实现1080P分辨率的一体式AR眼镜,主打全彩显示应用场景, 如观影、游戏、办公,首发价为 4299 元;INMO GO2 为全行业首款同传翻译眼镜, 以信息提示与同传翻译两大高频应用场景为主,首发价为 3299 元。新品发售 48 小 时,两款产品盲订突破 10000 台,并已同步开启第二批预定。

2024 年 12 月 3 日,亿道信息子公司亿境虚拟发布第一代全链路 AI 眼镜解决方案, 硬件参数基本对标 RaybanMeta。搭载高通 AR1 芯片,12MP 摄像头,5MIC。与此 同时,亿境虚拟披露未来的 AI/AR 产品路线图:1)AI 眼镜:2024Q4 EVT;2025Q1 大 规模量产;2)AR(单色)眼镜:2025Q2 EVT;3)AR(全彩)眼镜:2025Q3 EVT。

产业链拆分:以 RayBan Meta 为例,该产品 BOM 成本中占比前三依次为芯片、结构件、 OEM/ODM,国产供应商价值量占比 38.90%。据 wellsenn XR 数据,RayBan Meta 的 BOM 成本约为 164 美元。按品类看,芯片成本约为 85.6 美元(占比 52.20%);结构件成 本约为 19 美元(占比 11.59%);OEM/ODM 成本约为 15 美元(占比 9.15%);摄像头成 本约为 9 美元(占比 5.49%)。按供应商看,国内供应商约 63.8 美元,占比 38.90%,其 中包括佰维(11 美元)、舜宇(6 美元)、歌尔(5.5 美元)、飞毛腿(5 美元)等。

3.3.2 AI耳机:字节跳动发布Ola Friend,耳机成为AI交互新入口

2024 年 10 月 10 日,字节旗下豆包正式发布首款 AI 智能体耳机 Ola Friend,售价 1199 元。Ola Friend 为 OWS 开放式耳机,单耳重量为 6.6g,可基本实现无感佩戴;与此同时, 该产品接入了豆包大模型的 Seed ASR(语音识别)技术模型并与豆包 APP 深度结合, 可通过语音直接与豆包进行互动,可应用于信息查询、旅游出行、英语学习等场景。

AI 技术赋能,助力耳机出货加速。2024 年上市的六款代表性的耳机中,iKKO ActiveBuds、 讯飞会议耳机 iFLYBUDS Nano、时空壶 W4 Pro 同声传译耳机重点强调实时翻译功能; Cleer ARC 3 内置 AI 运动算法,可以提供个性化的运动指导;声智科技的耳夹式耳机接入 自研大模型 AzeroGPT、字节跳动的 Ola Friend 耳机接入豆包大模型,从而提供更加丰富 的智能助理服务,如实时翻译、个性化推荐等。我们认为,AI 技术的落地助力耳机实现应 用场景的拓展,进而推动 AI 耳机实现加速出货。据洛图科技(RUNTO)预测,2024 年 中国 AI 耳机的线上电商市场销量有望突破 20 万副,同比增速预计可达 488.7%。

3.4 面板: 供需格局持续优化,利润中枢有望继续上扬

2024 年前三季度全球 TV 面板出货稳健增长。根据奥维睿沃《AVC 产业链-全球电视面板 产销存月度报告》显示,2024 年前三季度全球 TV 面板出货量 186.6Mpcs,同比增长 1%; 出货面积 135M ㎡,同比增长 4%。其中 24Q3 TV 面板出货 62.1Mpcs,同比增长 1%, 环比下滑5%;出货面积44.3M㎡,同比环比分别下滑2%、8%。同时根据洛图科技(RUNTO) 数据,2024 年 11 月,中国 TV 市场品牌整机出货量为 381.5 万台,仍处于高位,同比增 长达 6.9%。 图 76:23Q3-24Q3 全球电视面板出货量出货面积及

三季度 TV 面板需求呈现尺寸分化,整体均价或将维持平稳。出货量方面,三季度海外 LCD 中小尺寸需求强劲,43 寸及以下的小尺寸 TV 面板出货量大幅增长;中大尺寸 50 寸~75 寸因二季度备货多库存高,三季度需求相对下滑,而超大尺寸 85 寸及以上的面板需求虽 在持续增加,但体量远小于小尺寸增加的幅度,因此三季度 LCD TV 面板平均尺寸同环比 双降。价格方面,根据群智咨询数据,各尺寸受终端市场和品牌采购需求影响,11 月价格 平稳,预计 12 月均价持平趋稳。

多因素催化需求旺盛,供给端产能优化升级,行业格局景气上行。 从需求端看:2024 年 8 月,商务部等 4 部门办公厅发布《关于进一步做好家电以旧 换新工作的通知》,明确各地自主确定补贴“8+N”类家电品种,每件最高补贴 2000 元。下半年,北京、湖北、西安、海南、宁德、云南、重庆等各个地方政府也相继出 台具体的补贴政策,刺激了存量产品的升级换代需求。国补政策落地以来(9 月 25 日-12 月 1 日),国内电视市场整体销量较同期增长 28.41%,其中,百吋超大屏和 Mini LED 增长最明显:百吋及以上超大屏销量同比增幅高达 296.65%,可见国补有 效加速了电视市场的大屏化,尤其是百吋化进程;此外,Mini LED 电视销量也较同 期迅速增长。从供给端看:12 月 9 日,夏普与日本电信巨头 KDDI 正式签署合作协议,后者将全 盘接手夏普堺工厂(10 代线面板厂,85K/M 产能)原址的土地、建筑物以及供电设 备等,并着手在此打造数据中心。夏普 10 代线面板厂正式退出,意味着面板供需格 局进一步优化。此前因市场竞争激烈,堺工厂在与中韩工厂的价格战中失利,且中国 企业的制作的 65 英寸和 75 英寸面板成为主流,堺显示器产品公司的 60 英寸和 70 英寸面板被动降价,最终导致产能退出,并于 24 年 8 月全面停产。

四、算力:AI发展催生需求,市场空间加速释放

4.1 铜缆:DAC铜缆优势显著,AI驱动下市场腾飞

DAC 铜缆凭借高带宽、高速、低成本的优势,有望成为数据中心网络连接的最优解。高 速铜缆(DAC)是一种两端带有固定接头的线缆组件,主要可以分为无源铜缆(Direct Attach Cable)、有源铜缆(Active Copper Cables)与有源电缆(Active Electrical Cable)三大 类,用于实现设备间的高速数据传输。相比于传统的有源光缆 AOC 方案,DAC 通常用于 短距离的高速数据传输,具有低延迟、低功耗、低成本等特点,目前广泛应用于短距离、 高带宽的连接,如在同一机架或相邻机架内的服务器之间的互联,或在交换机和存储设备 之间的连接。

AI 高性能计算催生铜缆需求,高速互连市场有望持续增长。目前大多数高速电缆用于高 性能计算机(HPC)、数据中心与 AI 集群,根据以太网联盟 (Ethernet Alliance)数据, 全球数据传输需求将逐渐由当前的 400-800Gbps 阶段向甚至 1.6Tbps 甚至更高的方向发 展。数据中心网络吞吐规模越大,需求的网络设备与收发器也随之增加,为 DAC 高速数 据传输线缆带来了广阔的市场空间。根据 LightCounting 数据,预计 2024-2028 年 DAC 和 AEC 的销售额将分别以 25%和 45%的复合年均增速增长,2028 年全球 AOC、DAC 和 AEC 市场将达 28 亿美元。

以英伟达为例,NVIDIA Blackwell 架构是 AI 高性能计算领域的重大突破,高速铜缆连接 发挥重要作用。24 年 3 月英伟达在 GTC 2024 开发者大会上发布了新的 GPU 架构 Blackwell,有望成为通用计算全栈矩阵的终极解决方案。Blackwell 中采用的第5 代NVLink 技术,一组 NVIDIA GB200 NVL72 使用了 5000 多根、总长度超过 2 英里的 NVLink 铜缆 来进行 GPU 之间的互联,为每个 GPU 提供了突破性的 1.8TB/s 的双向吞吐量,确保复杂 LLM 之间 576 个 GPU 之间的无缝高速通信。通过采用 DAC 铜互连方案,当代英伟达 DGX 带宽量直接增加了 18 倍,AI FLops 增加了 45 倍,但功率仅仅增加了 100 千瓦。市场方 面,根据 Trendforce 数据,2025 年 GB200 机柜合并出货有望达到 6 万台,其中 NVL36 可能达到 5 万台,为 DAC 铜缆带来了广阔的市场空间。

4.2 PCB:AI服务器提高PCB要求,升级驱动价值量跃升

PCB 是电子行业关键互连件,广泛应用于消费电子、服务器等领域。印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)又称印制线路板,按产品结构分为刚性板、挠性板(FPC)、刚挠 结合板、HDI 板、封装基板等。PCB 是组装电子零件用的关键互连件,不仅为电子元器件 提供电气连接,也承载着电子设备数字及模拟信号传输、电源供给和射频微波信号发射与 接收等业务功能,为绝大多数电子设备及产品的必须配备。

2024 年 PCB 市场有望复苏,HDI 与 SLP 细分市场持续增长。PCB 行业是全球电子元件 细分产业中产值占比最大的产业,2023 年全球经济承压,印制电路板产业所受影响也较 为显著。根据 Prismark 数据,2023 年全球 PCB 市场产值 695.17 亿美元,同比下降 15%。 但从中长期来看,随着人工智能、汽车电子、云计算等下游应用行业的拓展,进而直接或 间接地带动了 PCB 产业的发展。预计 2024 年全球 PCB 市场有望回暖,根据 Prismark 数据,2024 年全球 PCB 产值有望达到 729.71 亿美元,同比增长 5%。高性能 PCB 方面, 根据 Prismark 数据,随着高性能计算和 AI 服务器领域 HDI 技术应用增加,中长期看 18 层以上多层板与HDI将保持相对较高的增长,2023至2028年CAGR分别为7.8%、6.2%, 高于总体增长水平。

AI 服务器 PCB 主要涵盖主板、UBB、OAM 三类。AI 服务器 PCB 即应用于人工智能服 务器的印刷电路板,是 AI 服务器的核心组件之一。它承载着处理器、内存、网络接口等 关键电子元件,为这些元件之间的信号传输提供稳定的物理层支持。 交换主板:AI 服务器交换板支撑着 AI 服务器系统的整体性能,负责系统高速信号的 交换,通常具备高性能、高宽带、低延迟、可扩展性、高可靠性等特点,在 PCB 板 上有非常多的 PCIe 通道以及各类高速连接器的插接通道。 UBB 板:在 AI 领域,UBB 主板的主要作用是搭载整个 GPU 平台,在 AI 服务器中 与 GPU 加速模块(SXM/OAM 模块)直接相连,为 GPU 加速模块提供高效的数据 传输与交换通道,同时具备一定的数据管理功能,通常具备高性能、高稳定性和高可 拓展型等特点。OAM 交换模块板:在 AI 领域,开放加速模组(Open Accelerator Module,简称 OAM) 可以用于各种需要高性能计算的场景,如图像识别、自然语言处理、机器学习等。通 过使用开放加速模组,用户客户更加灵活地构建 AI 系统,提高系统性能和效率,是 AI 加速的核心单元。

相较于传统服务器,AI 服务器在面积、层数、材料方面升级趋势明显。由于 AI 服务器所 承载任务的特殊性,其对 PCB 的技术要求也相对较高,高端服务器的要求一般为高层、 高密、高速等,将带动 PCB 产品的价值的提升。AI 服务器 PCB 板价值量提升主要来自 三方面: PCB 板面积增加。AI 服务器中除了搭载 CPU 的主板外,每颗 GPU 需要分别封装在 GPU 模块板,相比传统服务器仅使用一块主板,PCB 面积大幅增加。 PCB 板层数增加。AI 服务器相对于传统服务器具有高传输速率、硬件架构复杂等特 征,需要更复杂的走线,因而需要增加 PCB 层数以加强阻抗控制等性能。 PCB 用 CCL 材料标准更高。AI 服务器用 PCB 需要更高的传输速率、更高散热需求、 更低损耗等特性,其核心材料 CCL 需要具备高速高频低损耗等特质,CCL 材料等级 需要提升,材料的配方以及制作工艺复杂度攀升,推动价值量提升。

以 NVIDIA GB200 为例,GB200 NVL72 内部 PCB 主要包括 Superchip、NIC、DPU、 NVLinkSwitch 以及其它配卡等,其整机集成度不断提升,同时性能、高频高速材料、带 宽传输速率、功耗散热各个维度均有成倍提升,对 PCB 提出了更高要求。根据《PCB: AI 引领新增长 覆铜板有望先行》测算,预计 GB200 NVL72 的 PCB 总价值量约为 24900~33945 美元,对应单 GPU HDI 价值量约为 263~459 美元,较 H100 的 97 美元提 升幅度约为 171.9%~374.4%。

编辑:火腿肠
  • 相关标签
  • 相关专题
  • 热门文档
  • 热门文章
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 本月热门
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 本月热门
分享至