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2022年安信证券-电子元器件行业:PCIe总线标准升级,服务器PCB有望迎来新一轮景气周期PDF

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Table_BaseInfo
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2022年08月10日行业深度分析
电子元器件证券研究报告
PCIe总线标准升级,服务器PCB有望
投资评级领先大市-A
迎来新一轮景气周期维持评级
■PCIe作为服务器主流总线标准正逐步升级,CPU主流厂商加速推出Table_Chart
行业表现
新品:PCIe是Intel主导的高速串行计算机扩展总线标准,是当前服务
电子(中信)沪深300
器主流的总线解决方案。PCIe标准迭代周期约为3年/代,PCIe3.0是2%
-4%2021-082021-122022-04
目前消费市场的主流选择,4.0于2017年正式推出,自2021年下半年-10%
-16%
开始在数据中心逐步应用,并逐渐从企业级市场下沉到消费市场。目-22%
前Intel/AMD等主流CPU厂商正快速推出PCIe5.0产品,首先在高性-28%
-34%
能企业级服务器市场应用。PCIe6.0标准V1.0版本于2022年1月份正-40%
式发布,传输带宽和效率相较上一代产品又提高一倍,目前尚处于早资料来源:Wind资讯
期阶段。目前PCIe4.0将逐步渗透,5.0在高端市场陆续开始应用,未%1M3M12M
来几年内PCIe3.0/PCIe4.0/PCIe5.0三代共存将成为市场主旋律。相对收益11.1416.24-2.90
绝对收益4.9922.28-20.49
■AI/边缘计算/云计算等新技术对IDC需求提升,服务器行业景气度马良分析师
SAC执业证书编号:S1450518060001
向上:AI在金融业、能源制造业等传统场景中带来新应用,云计算、maliang2@essence
边缘计算发展势头正盛,成为驱动服务器行业增长的重要引擎。IDC021-35082935
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23.9%,预计未来五年边缘计算市场规模年复增长率达到22.2%。IDC6月复苏,折叠屏与VR/AR发展提速
2022-07-27
数据显示,2019-2022年中国数据中心市场规模稳健增长,增速始终保国产替代仍为主线,关注长景气产业上
持在25%以上。从上下游指标观察,BMC芯片龙头信骅科技2022年一游
月的收入同比继续维持60%增长,2021Q4季度Intel数据中心同比增--2022年电子行业中期投资策略
2022-06-30
长20.01%,2022Q1季度微软、谷歌等企业资本开支维持高位,预计服半导体产业月度跟踪:台湾晶圆厂5月
务器行业将进入新一轮景气周期。营收表现亮眼,持续看好上游设备国产
替代2022-06-28
消费电子产业月度跟踪:促消费政策密
■PCIe标准升级对PCB要求提高,带来百亿增量市场:PCIe标准升级集发布,22H2需求有望回暖
下信息交互速度不断提升,对PCB的设计、走线、板材选择等要求提2022-06-24
产品智能化+需求多元化,安防行业稳中
高。目前PCB主流板材为8-16层,对应PCIe3.0一般为8-12层,4.0有进
2022-06-16
为12-16层,而5.0平台则在16层以上。从材料的选择上来看,PCIe
升级后服务器对CCL的材料要求将达到高频/超低损耗/极低损耗级
别。据产业调研,目前支持PCIe3.0标准的Purley平台PCB价值量约
2200-2400元,支持PCIe4.0的Whitley平台PCB价值量提升30%-40%,
支持PCIe5.0的Eagle平台的PCB价值量比Purley高一倍。根据我们测
算,PCIe5.0的升级有望为服务器平台PCB带来百亿的价值增量。
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各项声明请参见报告尾页。
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■相关标的:建议关注沪电股份、深南电路、景旺电子、胜宏科技、
生益电子、生益科技
■风险提示:行业竞争加剧风险、上游原材料持续涨价风险、下游需
求不及预期风险
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各项声明请参见报告尾页。行业深度分析/电子元器件
内容目录
1.PCIe标准升级,带动服务器新一轮迭代周期..............5
1.1.PCIe总线连接CPU与PCIe设备,是CPU平台重要组成部分......5
1.2.PCIe脱胎于PCI架构,是服务器主流总线解决方案........7
1.3.PCIe标准持续演进升级,5.0正加速推进,三代共存成为市场主旋律.........9
1.3.1.迭代周期约为三年,几乎每轮升级传输效率翻倍...........9
1.3.2.市场需求分化,多代版本同期竞争.........10
1.3.3.全系列中生命周期最长的PCIe3.0,目前仍是消费市场的主流选择...11
1.3.4.PCIe4.0在逐步构建生态,5.0标准已经推出........11
1.3.5.PCIe5.0性能升级,各大厂商快速推进产品布局...........11
1.3.6.PCIe6.0规范标准已经出台,商用落地尚处于早期阶段......12
1.4.服务器CPU更新迭代速度加快,Intel与AMD陆续推出PCIe5.0产品......13
2.新技术需求带动行业发展,服务器行业景气度向上..........14
2.1.云计算/AI/边缘计算等新技术不断演进,对算力要求不断提高......14
2.2.信创政策推动服务器国产化进程...............17
2.3.前瞻指标出现拐点,服务器行业有望迎来向上周期........18
3.PCIe标准升级增加PCB的工艺难度,带来价值量提升..........20
3.1.PCIe升级对PCB设计、走线、板材选择等要求均有所提高........20
3.2.未来5年有望实现百亿市场增量...............21
4.相关企业.................22
4.1.沪电股份...............22
4.2.深南电路...............23
4.3.景旺电子...............24
4.4.胜宏科技...............24
4.5.生益电子...............25
4.6.生益科技...............26
5.风险提示.................26
图表目录
图1:服务器主板总线类型.................5
图2:PCIe总线拓扑图...............6
图3:PCIeSwitch内部结构图..................6
图4:PCI-E插槽的四种形式..............6
图5:PCIe架构设计...................7
图6:OpenCAPI系统设计.................8
图7:CCIX分层架构..................8
图8:Gen-Z架构图....................9
图9:CXL协议架构图................9
图10:PCIe技术迭代路线图..................10
图11:1TB的PCIe4.0SSD产品售价(2022.6.23)..........11
图12:1TB的PCIe3.0SSD产品售价(2022.6.23)..........11
图13:Cadence的PCIePHY和控制器解决方案.............12
图14:2016-2021年全球数据中心流量规模(ZB)...........14
图15:中国x86服务器出货量(万台)................15
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aZdV8WOAoOpMbRaO9PsQoOoMoMkPmNpPkPpNtN7NpPrRxNmQqQwMqMqO行业深度分析/电子元器件
图16:2021年服务器行业市场份额...............15
图17:2021年金融业应用Al需求.................16
图18:2021年能源与制造行业中服务器需求...............16
图19:2019-2022年中国IDC市场规模及预测(亿元)............16
图20:2019-2022年全球IDC市场规模及预测(亿美元).........16
图21:中国边缘计算服务器市场规模及预测..........17
图22:中国数据经济增速高于GDP增速..............18
图23:信骅科技月度营收与成长率.................18
图24:Intel数据中心业务季度收入及增速............19
图25:AMD季度收入及增速..................19
图26:微软资本支出.................19
图27:微软收入与增速.............19
图28:谷歌资本支出.................19
图29:谷歌收入与增速.............19
图30:亚马逊资本支出.............20
图31:亚马逊收入与增速.................20
图32:全球服务器出货额和增速预测(亿美元)..........20
图33:覆铜板按材质分类.................21
图34:覆铜板不同材料性能等级.............21
图35:沪电股份营业收入情况.................23
图36:沪电股份归母净利润情况.............23
图37:深南电路营业收入情况.................23
图38:深南电路归母净利润情况.............23
图39:景旺电子营业收入情况.................24
图40:景旺电子归母净利润情况.............24
图41:胜宏科技营业收入情况.................25
图42:胜宏科技归母净利润情况.............25
图43:生益电子营业收入情况.................25
图44:生益电子归母净利润情况.............25
图45:生益科技营业收入情况.................26
图46:生益科技归母净利润情况.............26
表1:PCIex1、x4、x8、x16的主要区别...............6
表2:PCIe与PCI总线技术对比...............7
表3:PCIe标准升级历程................10
表4:各大厂商PCIe5.0产品进展.................12
表5:各大厂商PCIe6.0产品进展.................13
表6:CPU市场份额统计.................13
表7:Intel服务器CPU平台及产品升级规划.........14
表8:AMDEPYC霄龙架构升级路线图..........14
表9:信创相关国家政策...................17
表10:PCIe4.0与PCIe5.0的传输损耗要求..........20
表11:PCIe阻抗控制...............21
表12:增量价值计算.................22
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1.PCIe标准升级,带动服务器新一轮迭代周期
1.1.PCIe总线连接CPU与PCIe设备,是CPU平台重要组成部分
CPU平台由“CPU+芯片组+总线”构成,PCIe总线标准是其重要组成部分。CPU平台由
“CPU+芯片组+总线”构成,CPU内部集成PCIe控制器和内存控制器,PCIe标准每一
代升级几乎能够实现传输速率翻倍,PCIe总线标准的演进推动CPU平台的升级迭代。
总线是主板传输数据的“道路”,负责CPU与芯片组的连接。总线包含QPI总线、PCIe总
线、USB总线、SPI总线和DMI总线等。其中,CPU与CPU、CPU与PCIe设备分别
通过QPI总线和PCIe总线连接,PCH与USB、SATA硬盘、SAS硬盘和网卡等分别
通过USB总线、SATA总线、SAS总线、PCIe总线等连接,BMC(BaseboardManagement
Controller,基板管理控制器)与其他设备通过SPI总线连接。
图1:服务器主板总线类型
资料来源:CSDN,安信证券研究中心
PCIe(PeripheralComponentInterconnectExpress)是一种高速串行计算机扩展总线标
准,最早由Intel于2001年提出,用于替代旧的ISA和PCI总线标准,从而满足更高的带宽
和吞吐量需求。相比于PCI总线采用的并行总线结构,PCIe总线属于高速串行点对点双通
道高带宽传输,所连接的设备分配独享通道带宽,不共享总线带宽,可以使用更高的时钟频
率、更少的信号线、更高的总线带宽。因此PCIe的传输效率更高、传输距离更远、功耗更
低、抗干扰能力更强、可拓展性更好,能够连接多种高速扩展设备,如显卡、AI加速卡、固
态硬盘、无线网卡、有线网卡、视频采集卡等。
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