电子元器件行业专题:PCIe总线标准升级,服务器PCB迎景气周期
(报告出品方/作者:安信证券,马良)
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(Baseboard Management Controller,基板管理控制器)与其他设备通过 SPI 总线连接。
PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)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。
从结构上看,PCIe 总线是一个层次性很强的树状形总线接口,其主要功能为替 CPU 提供访 问外部设备的总线接口,CPU 是树根,承载了总线系统的主控角色,Root Complex 是处理 器接口、DRAM 接口等模块的集合,可以被认为是 CPU 和 PCIe 拓扑之间的接口,各个设 备则是这棵树的子父节点和叶节点,Switch 可以连接多个 PCIe 设备,PCIe 桥则能够连接传 统的 PCI和 PCI-X 设备。作为点对点连接的总线,一条 PCIe 链路只能两端各连接一个设备, 分别为数据发送端和数据接收端,传输数据量的大小由通道数决定,一般一条链路可以有 1- 32 个通道数,对应 PCIe 总线接口有 x1、x4、x8、x16 这 4 种常见的规格尺寸。
1.2. PCIe 脱胎于 PCI 架构,是服务器主流总线解决方案
PCIe 标准之前,PC 上的系统总线由 PCI 和 AGP 组成,AGP 主要用于连接显卡,是在 PCI 标准基础上针对 3D 应用拓展而来的,没有脱离 PCI 体系,其他的各种外接设备如网卡、独 立声卡等,都连接在 PCI 总线上,高度共享同一带宽。随着新技术的不断发展,PCI 总线的 传输能力逐渐力不从心。2001 年提出的 PCIe 标准完全脱胎于 PCI 架构,采用点对点传输的 串行方式,在时钟频率、传输带宽上具有明显优势,并且可以在软件层面与 PCI 兼容。
新兴总线标准层出不穷,但无法替代 PCIe 的主导地位。目前高性能 I/O 设备普遍采用 PCIe 总线,但是随着数据 TB 级增长、异构计算发展快速,PCIe 在内存使用效率、延迟和数据 吞吐量等方面存在一定局限性。一方面,PCIe 总线的拓扑呈现树形结构,设备 ID 号码数量 有限,无法形成大规模网络;另一方面,PCIe 网络中的存储器地址空间存在隔离,并且 PCIe 的事务层不支持 Cache Cohernecy 事务的处理,导致 PCIe 设备端每次都需要通过访问 Host RAM 来获取 CPU 地址域中的数据,访问延迟较高。为了解决该问题,实现设备内部高速高 效的互联,IBM 最早推出了 CAPI(Coherent Accelerator Processor Interface)接口,该版 本逐渐演化成为 OpenCAPI,该接口协议复用了 PCIe 物理层、链路层和事务层,将 CC 和 CAPI 控制事务装进 PCIe 链路层数据包中传送,在 CPU 一侧增加解析处理模块进行逻辑处 理。此后相继推出的 CXL、CCIX、Gen-Z 等新兴互联总线标准都为 PCIe 提供了替代方案。
OpenCAPI:OpenCAPI 是开放式一致性加速器接口标准,具有以下四点优势:1)高 性能,其单通道的最高传输速率可达 25Gbps。2)不占用 CPU 资源,允许外设在应用 程序空间内不经内核参与地自主运行。3)兼容性好,支持各种硬件加速器、高性能 I/O 设备和高性能存储设备的连接。4)完全开放。但 OpenCAPI 仅支持 CPU 直连,不支 持 Switch 连接。
CCIX:CCIX 是一种能够将两个或两个以上器件通过缓存一致性的方式来共享数据的片 间互联。CCIX 提供了一种平衡方法,通过创建由 CPU 和加速器组成的网状网络,使得 所有计算单元有对等的能力为内存扩展器件和加速器提供高性能、低延时、芯片与芯片 间的互联,最高连接速率升至 25GT/s。CCIX 特别为应对未来数据中心、云计算、大数 据及其它需要异构计算的应用的巨大挑战而设计,主要支持者是 Xilinx,目前已在 Xilinx 和华为的产品中得到应用,联盟成员超过 50 个。
Gen-Z:Gen-Z 是一种内存语义架构,通过 OpCodes 和 OpClasses 定义了大量的内存语义 操作,从而实现在不同组件的内存之间进行高效的数据传输。Gen-Z 具有如下技术优势:1) 不仅使存储器件互联,也使得 CPU 和加速器互联,减轻了 CPU 的处理压力。2)能够重新 配臵系统,因此在资源供应和共享方面更加灵活、响应更快。3)使用一种高带宽、低延迟 和高效的协议来简化软硬件设计,降低了解决方案的成本和复杂性。
CXL:CXL(Compute Express Link)是开放式互联新标准,由 Intel 在 2019 年提出,能够 提供 CPU 和专用加速器以及高性能存储系统之间的接口,具备高效、高速、低延时的特点。CXL 现已演进到 2.0 版本,CXL2.0 基于 PCIe 5.0 的物理层,但仅支持 CPU 点对点直连拓 扑。CXL 已应用于多个服务器产品,如 Intel 将于 2022 年下半年推出的 Sapphire Rapids 处 理器,将支持 PCIe 5.0 和 CXL 1.1,AMD 也宣布下一代 Epyc 处理器 Genoa 将支持 CXL。CPU 龙头的率先使用将推动其他组件设备商的跟进,完成自上而下的统合。2021 年 11 月, CXL 正式合并 Gen-Z ,将把所有 Gen-Z 规范转移给 CXL 联盟,双方联盟成员共同专注 于 CXL 这唯一的互联标准。
新兴总线标准层出不穷,但 PCIe 是异构计算机的 CPU、GPU、FPGA 以及加速器之间的主 要连接标准,NVlink、CCIX、CXL 等大多数标准仍然依赖 PCIe 的逻辑和物理层基本技术。未来这些新兴协议或将作为 PCIe 物理层之上运行的一种可选协议,无法取代 PCIe 的主导 地位。
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
1.3.1. 迭代周期约为三年,几乎每轮升级传输效率翻倍
传输速率和带宽大小是 PCIe 总线的核心性能,围绕这两大性能,PCIe 总线标准持续演进 升级,迄今为止该标准已经历了 5 代的更新迭代。按照数据传输技术的发展,处理器 I/O 带 宽的需求每三年就会倍增,PCIe 也大致按照三年一代的速度更新演进。
1.3.2. 市场需求分化,多代版本同期竞争
PCIe3.0 目前占据市场绝大多数份额,PCIe 3.0 到 4.0 的发展时间极长,据行业研究公司 Forward Insights 估计,2021 年 PCIe 3.0 SSD 的市场占比达到 81%。短期来看,消费市场 的大多数用户没有频繁大文件读写的需求,成本较低、发展成熟的 PCIe 3.0 仍将主导通用型 主机与周边装臵。PCIe 4.0 的产品自 2021 年下半年开始在数据中心进行切换,并逐步从数据中心等企业级市 场下沉到消费级市场。目前消费级硬件市场的主要阵营 Intel 和 AMD 已经全部支持 PCIe 4.0 技术,未来 1-2 年后消费市场将会迎来 PCIe 4.0 时代。据行业研究公司 Forward Insights 预测,2021年PCIe 4.0 在所有数据中心PCIe SSD的占比是19%,到2025年将增长至 77%。在同一时间段内,PCIe 3.0 SSD 占比在 2025 年将下降到 11%。PCIe 5.0 刚刚进入到数据中心领域,将聚焦在企业级服务器市场,满足高性能设备的高吞吐 量要求,尤其是在云计算和边缘计算领域,业内专家预测 PCIe 5.0 将在 2023 年左右占据 7-8 成的市场份额。
1.3.3. 全系列中生命周期最长的 PCIe 3.0,目前仍是消费市场的主流选择
从 2010 年至 2017 年,PCIe 3.0 作为最高级的总线技术标准存续时间长达 7 年,产品生态 完备。2010 年推出后,PCIe 3.0 在 PC 和服务器上逐渐普及,现已成为市场上最成熟的接 口协议。在 PC 市场,更高级的总线标准能带来性能上的跃迁,却并没有让普通终端用户的 使用体验产生质的飞跃。面对日常应用场景,PCIe 3.0 协议的通道带宽已能应付包括电竞游 戏、后期处理等主要存储应用的需求。据京东平台的售价(2022.6.23),1TB 的 PCIe 4.0 SSD 的平均售价在 1199 元左右,而同样容量的 PCIe 3.0 由于工艺成熟、存货充足,价格仅为 699 元左右。得益于 PCIe 3.0 产品的高性价比优势,该系列目前仍是消费市场的主流选择。
随着未来消费终端性能需求提升和 PCIe 4.0 成本逐步下降,PCIe 3.0 终将退出历史的舞台。随着 PC OEM 市场更多 CPU和主控的支持,主流 SSD 从 PCIe 3.0 逐渐过渡到 PCIe 4.0, 特别是在高性能 PC 应用上,更新迭代的表现尤为明显,部分 PC OEM 一线厂商已经开始陆 续停止 PCIe 3.0 平台的导入。
1.3.4. PCIe 4.0 在逐步构建生态,5.0 标准已经推出
PCIe 4.0 于 2017 年正式推出,第四代版本容量更大,通道数量更多,突破了上一代协议标 准的带宽限制,在超算、企业级高速存储、网络设备等产品上有着更广泛的应用和拓展。显 卡领域,PCIe 4.0 推动了大规模多显卡平台的落地,也让单显卡具备更好的计算能力,提高 了超高画质下的游戏性能;存储领域,PCIe 4.0 加速了固定硬盘产业的快速迭代,PCIe 4.0 发布不到一年的时间,固定硬盘读取速率从 3500MB/S 提升至超过 7000MB/S,实际最大性 能提升近 1 倍多。PCIe 4.0 相关产品生态还未建立,仅两年后新一代标准出台,龙头企业便着手 PCIe 5.0 的 产品研发。2019 年 AMD 联合群联发布了业内首款 PCIe 4.0 处理器平台和主控芯片,一年 后,Intel 出货支持 PCIe 5.0 的 Agilex FPGA,拉开了 PCIe 5.0 时代的大幕。
1.3.5. PCIe 5.0 性能升级,各大厂商快速推进产品布局
PCIe 5.0 标准发布于 2019 年 5 月,距上一代 PCIe 4.0 发布仅仅过了 2 年的时间,迭代时间 较短。通过改变电气设计改善信号完整性和机械性能,PCIe 5.0 新标准减少了延迟,降低了 长距离传输的信号衰减。与 PCIe 4.0 相比,PCIe 5.0 信号速率达到 32GT/s,x16 带宽(双 向)提升到了 128GB/s,能够更好地满足吞吐量要求高的高性能设备,如数据中心、边缘计 算、机器学习、AI、5G 网络等场景日益增长的需求。除了保证高速传输的能力,PCIe 5.0 还进一步加强了信号完整性,不仅适合连接显卡、SSD 等配件,也适用于平台总线的使用。目前 PCIe 5.0 已成为各大厂商竞争布局的热点,产业链各企业都已开启了相关产品研发和技 术积累,但下游终端市场需求还未释放,未来随着产品成本的不断优化和终端设备需求朝向 高端方向演进,PCIe 5.0 的主流价值将日益凸显。
PCIe 5.0 将先在服务器市场发挥主导作用。AI 应用生成海量数据,并产生了实时搬迁、处理 这些数据的需求。机器学习训练模型的大小,每 3-4 个月就会翻倍,同时因 AI 属于算力密集 型工作,对存储的快速访问也会很关键。企业应用数据中心转向云端,5G 和 AI 应用场景不 断增多,对大量的数据移动、实时速度、延迟都提出了更高的要求。当前服务器的技术进展 要领先于PC技术的进展,相应地服务器市场也更早地表现出了对PCIe 5.0产品的迫切需求。消费级市场价格导向为主,对售价更为敏感,未来要想进一步下沉到普通用户中,仍需要解 决较高的研发成本和物料成本。
1.3.6. PCIe 6.0 规范标准已经出台,商用落地尚处于早期阶段
PCIe 6.0 的规范标准 V1.0 版本于 2022 年 1 月 15 日正式发布。与以往版本采用 NRZ 调制 信号方式不同,第六代标准采用新的 PAM4 调制信号方式,可以携带两倍于 NRZ 信令的数 据,将上一代的带宽和功率效率又提高了一倍,达到了 64GT/s,并能够提供更低的延迟。此外,新标准还克服了整个通道传输长度及距离的限制,具备向前纠错(FEC)以及固定大小数据包(Flit)的新特性。但由于 PCIe 5.0 的许多产品也才刚刚面世,产业链尚处于起步 状态,下游需求的增长与技术的迭代并不同步,除 IP 和设计公司外,大部分产品公司对于 新标准的使用仍持观望态度。最先推出 PCIe 6.0 产品的是 Rambus,其发布的采用 PCIe 6.0 标准的控制器,主要面向数据中心、人工智能、机器学习、HPC、汽车、物联网、和航空航 天等领域应用。此外,群联的 PCI Rambus 首席战略官认为,PCIe 6.0 早期将主要应用于 AI 加速器等高性能计算场景,集中在 3 纳米和 5 纳米的高级节点应用,随着未来技术发展趋 于成熟,成本有所降低,PCIe 6.0 将陆续进入其他应用领域。
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
Intel 的服务器处理器品牌 Xeon,已相继推出 Grantley、Purley、Whitey、Eagle Stream 等 平台,每一个平台具有多个子代,在制程工艺、内存、PCIe 等方面存在差异。根据 Intel 规 划路线,当下服务器正从 Purley 平台向 Whitley 平台过渡,Intel 在 2022 年 4 月 28 日的财 报会议披露,公司即将推出的下一代 Eagle Stream 平台将采用 PCIe 5.0 总线标准,产品最 早将于 2022 年下半年批量出货。近年来 AMD 在服务器端市占份额不断增长,根据 Mercury Research 的数据,2021 年第四 季度 AMD 在服务器处理器的市场份额已经占到 10.7%,同比增加 3.6 个百分点,据 AMD 财报披露,在高性能计算领域,AMD 的渗透率不断提高,有 465 个云计算案例部署 AMD EPYC 服务器处理器,包括微软 Azure HBv3 虚拟机、Google Cloud C2D 虚拟机及亚马逊 EC2 C6a / Hpc6a,都使用 AMD 的产品,在 Green500 中,前 10 的超级计算机中有 8 台采 用 AMD 芯片。
据 AMD 公布最新的服务器处理器路线图,公司将在 2024 年前推出代号为 Turin 的 Zen5 架 构处理器,新架构将采取 4nm 和 3nm 的工艺。此前,AMD 分别于 2019 年 8 月推出第 2 代EPYC处理器,2020年推出代号为Milan的EPYC 7003 处理器,最新一代EPYC 7004 Genoa 处理器首次采用 PCIe 5.0 总线标准,将在 2022 年的第四季度推出。Intel 的 Eagle Stream 平台与 AMD 的 Zen4 架构下的 Genoa 处理器对标,两款产品均使用最新的 PCIe 5.0 技术, 将于 2022 年下半年推出,但相比之下 AMD 的制程更加先进,最新推出的 Milian-X 处理器 制程工艺已率先达到 7nm,并向更高端的 5nm 制程进军。
2. 新技术需求带动行业发展,服务器行业景气度向上
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
5G、AI、云计算等新一代信息技术加速发展和成熟,成为全球数据流量增长的主要动力,2016 年全球数据中心流量规模为 6.8ZB,2021 年数据中心规模增长至 20.6ZB,CAGR 为 25%。
IDC 数据显示,从服务器市场份额来看,浪潮在国内服务器行业中占比高达 30%左右,新华 三市场份额达到 17.10%,华为在市场中占比达到 11.2%,由于供应链方面的因素,华为 2021 年出货量较往年同期缩减,并在 2021Q4 退出了 x86 服务器市场,戴尔和联想所占服务器 市场份额合计达到 16%左右。
Al 在各大行业遍地开花。在金融业中,AI 应用可分为营销,运营,风控;在能源与制造行 业中,AI 应用包括产品工艺加工,生产流程优化,目前工业质检/巡检等工业视觉智能应用 落地较快,预测性维护等工业数据智能应用处于发展期。
云计算崛起,拉动服务器需求增长。数据中心是云计算的基础设施,计算需求的增长推动数 据中心规模扩大。根据 IDC 数据显示,2019-2022 年全球 IDC 市场规模稳健增长,中国市 场快速发展,增速始终保持在 25%以上。
边缘计算发展势头正盛,打开市场新增长点。边缘计算是云计算的延申和补充,2019 年被 看作是边缘计算元年。IDC 数据显示,2021 年中国边缘计算市场规模为 33.1 亿美元,同比 增长 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%。边缘计算对服务器的 需求特性提出了新要求,首先边缘计算场景下数据更加多样化,包括文本、语音、图像、视 频等,异构计算需求增加;其次边缘计算需要对异构服务器进行统一运维管理接口,并要求 实现自动化部署;同时,边缘服务器部署环境更加复杂,空间、温度、承载、电源系统等要 求更高。
2.2. 信创政策推动服务器国产化进程
信创是目前的一项国家战略,发展信创是为了解决本质安全的问题,将核心基础设施变成可 掌控、可研究、可发展、可生产的。党政部门是信创产业的示范者,金融行业通过将信创与 自身 IT 架构分布式转型结合,在信创推进中仅次于党政;能源、交通、航空航天、医疗也在 逐步推进与试点。
2021 年工信部印发《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023 年)》,其着重引导新型 数据中心走高效、清洁、集约、循环的绿色低碳发展道路。据中国信息通信研究院《数据中 心白皮书(2022 年)》,2019 年全球数据中心产业规模约 566 亿美元,全球主要国家均积极 设定数据中心能源消耗标准,规范数据中心的相关指标,在保证用度的基础上减少数据中心 的能耗。同时数据的东数西算将通过有序引导东部算力需求到西部,促进资源有效配臵,有 助于提升国内整体算力资源水平。
2.3. 前瞻指标出现拐点,服务器行业有望迎来向上周期
信骅科技作为服务器 BMC 芯片龙头企业,据信骅 2021 财报,公司在 BMC 芯片领域市场 占有率超过七成,因此月度营收能够作为服务器及云计算景气度的先验指标,通常领先行业 景气度大概 2-3 个月左右。从信骅公布月营收指标来看,2022 年 1 月份信骅科技收入同比 继续维持 60%增长,预计服务器行业将进入新一轮景气周期,厂商新一轮出货量或接近高 峰。
从 CPU 厂商来看, 2021 年四季度 Intel 数据中心收入同比增长 20.01%, 2021 年四季度 AMD 收入增速维持在较高水平,2022Q1 同比增长 70.89%,环比增长 21.99%。同时 Intel 与 AMD 积极推出新一代 CPU 平台,有望加快服务器升级节奏。
IDC 数据,全球服务器出货金额 2021 年为 961.61 亿美元, 2027 年预计将达到 1,265.22 亿美元,平均增速保持在 4%-5%水平,未来出货量预计平稳增长。
3. PCIe 标准升级增加 PCB 的工艺难度,带来价值量提升
3.1. PCIe 升级对 PCB 设计、走线、板材选择等要求均有所提高
PCIe 标准升级带来信号频率提高、信息损耗增大,对 PCB 设计提出更高要求。几乎每一代 PCIe 都将带宽和传输速率翻倍,并产生更高频率的信号。根据 PCIe 5.0 标准规范,PCIe 5.0 架构的数据传输速率升级到 32GT/s,需要将 BER 保持在 10-12 的条件下,并在高达 36dB 的损耗下工作。PCB 上走线的损耗量与走线的信号频率成正比,必须提高 PCB 物理层规格, 以解决 PCIe 升级演进带来的损耗增加问题。
在整个 PCB 设计过程中,布线设计是最为关键的一环。高速 PCB 设计要点主要包括电源的 设计、阻抗控制、板材的选择和叠层问题的处理,其中阻抗控制是一大技术难点,与信号走 线密切相关。此外,布线设计工作量大、设计程序繁多、技艺要求高,走线的好坏将直接影 响到整个系统的性能。PCIe 5.0 标准规定,在母板和 AIC 上具有与 PCIe 4.0 类似的走线长 度(小于 4 inch)。此外,PCIe Gen5 还新增许多设计规则,如优化了 CEM 连接器处的出线 方式设计、AIC 走线部分设计等。
要求 PCB 板层数增加,CCL 材质损耗降低。PCB 主流板材为 8-16 层,对应 PCIe 3.0 一般 为 8-12 层,4.0 为 12-16 层,而 5.0 平台则在 16 层以上。从材料的选择上来看,为衡量 CCL 性能的主要指标有 Dk(介电常数)和 Df(损耗因子),低介电常数和低介质损耗因子可以满 足通信设备中信号穿透能力差、信号延迟的问题。业内根据 Df 将覆铜板分为六个等级,传 输速率越高对应需要的 Df 值越低,相应材料的技术难度越高。以理论传输速度为 10-20Gbps 的 5G 通信为例,对应覆铜板的介质损耗性能至少需达到中低损耗等级,而 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。
3.2. 未来 5 年有望实现百亿市场增量
假设 1:根据 IDC 发布 2021 年全球服务器市场追踪报告,2021 年用户对数据中心基础设施 的投资持续上涨,全球服务器市场出货量为 1,353.9 万台,同比增长 6.9%。IDC 预测 2022E-2025E CAGR 保持在 6%左右。假设 2:根据产业调研,当前 Purley 平台 PCB 价值量在 2200-2400 左右,Whitley 平台 PCB 价值量比 Purley 平台高 30%-40%,Eagle 平台 PCB 价值量比 Purley 高一倍。假设 3:根据产业调研,22 年 CPU 平台仍以 Purley 为主,但随着 PCIe 标准升级和对应 CPU平台的成本下降,Whitley 平台会快速渗透,Purley 平台会逐步退出,Eagle 平台有望在 2023 年开始渗透,最终形成低端/中端/高端并存的情况。据产业调研,到 2025 年 Whitley 预计占 50%-60%,Eagle 占 20%,Purley 占 20%-30%。增量计算公式:服务器出货量*PCIE 4.0 渗透率*PCIe 4.0 PCB 价值增量 + 服务器出货量 *PCIE 5.0 渗透率*PCIe 5.0 PCB 价值增量。
4. 相关企业
4.1. 沪电股份
公司主导产品为 14-38 层企业通讯市场板、中高阶汽车板,并以工业设备板等为有力补充, 可广泛应用于通讯设备、汽车、工业设备、微波射频等多个领域。受外部环境冲击影响,2021 年报披露,公司 PCB 产品实现营业收入约 70.58 亿元,比去年同期下降约 2.84%;公司 PCB 产品毛利率约为 28.50%,比去年同期减少约 2.65 个百分点。根据公司 2021 年报披露,企业通讯市场板业务方面,公司坚持实施差异化产品竞争战略, 持续耕耘 5G 通讯,高速网路设备、数据存储、高速运算服务器、人工智能等市场领域。高 阶数据中心交换机 PCB 中用于 400G 交换机的产品已批量生产,用于 Pre800G 交换机的产 品已完成技术测试和小批量生产,基于 112G 交换芯片的 800G 交换机产品正在开发测试;高速 Interposer PCB 中对于使用 Class5-7 等级高速材料的 3 阶 HDI 产品已经实现量产,4 阶 HDI 产品已进入客户样品打样阶段,5 阶以上 HDI 产品正在开发测试。
2021 年报公司战略规划中提到,汽车板业务方面,对内公司适度扩充黄石二厂汽车板专线 的产能,满足客户需求;对外公司于 2022 年初投资参股胜伟策电子(江苏)有限公司,为 公司进一步拓展该领域汽车用 PCB 业务夯实基础。公司与客户在新能源车三电系统,自动 驾驶,智能座舱,车联网等方面深度合作,投入更多资源用于汽车高阶 HDI 及 Anylayer 技 术的可靠性评估和研发。在具体产品方面,应用于 4D 车载雷达,自动驾驶域控制器,智能 座舱域控制器,车载网关等领域的 PCB 产品已实现量产。未来,公司将进一步整合生产和 管理资源,将青淞厂 16 层以下 PCB 产品以及沪利微电中低阶汽车 PCB 产品加速向黄石厂 转移,以优化管理经营效率,应对复杂的外部政经环境。为进一步完善产业布局,强化高端 产品竞争优势,公司已规划投资新建年产 165,000 平方米应用于下一代高频高速通讯领域的 高层高密度互连积层板。
4.2. 深南电路
深南电路成立于 1984 年,始终专注于电子互联领域,经过三十余年的深耕与发展,拥有 PCB、 电子装联、封装基板三项业务。公司以互联为核心,在不断强化 PCB 业务领先地位的同时, 大力发展与其“技术同根”的封装基板业务及“客户同源”的电子装联业务。公司业务覆盖 1 级到 3 级封装产业链环节,具备提供“样品→中小批量→大批量”的综合制造能力,通过 开展方案设计、制造、电子装联、微组装和测试等全价值链服务,能够为客户提供专业高效 的一站式综合解决方案。2021 年报披露,公司 PCB 营收达到 87.37 亿,占营业收入比重为 62.66%,为公司营收增长的首要来源。
目前,公司已成为全球领先的无线基站射频功放 PCB 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 2021 年第一季度 Prismark 行业报告显示,2020 年公司在全球 PCB 厂商中位列第八。公司 PCB 业务下游营收以通信领域为主,其他主要领 域包括数据中心、工控医疗等,汽车电子领域占比相对较小。根据 5 月份机构调研记录,数 据中心方面,公司产品覆盖企业级服务器、存储器等,主流产品为 Whitley 平台服务器所用 PCB,对于新一代 Eagle Stream 平台所用 PCB 产品,公司已具备量产能力。据公司 2021 年报,为抓住产业发展机遇、进一步提升公司竞争力,公司在广州、无锡投资 建设封装基板工厂。其中广州封装基板项目拟投资 60 亿元,主要面向 FC-BGA、RF 及 FC-CSP 等封装基板,目前项目处于前期筹备阶段;无锡高阶倒装芯片用 IC 载板产品制造 项目拟投资 20.16 亿元,主要面向高端存储与 FC-CSP 等封装基板,预计 2022 年第四季度 可连线投产。
4.3. 景旺电子
公司是国家高新技术企业,拥有健全的研发体系,在生产经营过程中积累了多项非专利技术 并将其应用到生产中。与此同时,公司参与制定了多项行业标准,并荣获多项科技进步奖项, 其拥有的多品类的生产线,通过相互借鉴不同品类的技术资源,能够实现协同整合,从而助 力高端产品的研发。据 Prismark 预测,全球通讯、汽车、消费类服务和数据存储产业产值 2026 年将分别达到 8280 亿美元、3370 亿美元、4230 亿美元、2900 亿美元,2021 年至 2026 年年均复合增长 率分别为 5.58%、7.0%、2.99%、8.6%。凭借着对全球 PCB 行业发展趋势的深刻理解,公 司与华为、海康威视、西门子、法雷奥等国内外知名企业紧密合作,并陆续通过部分重点客 户的审核认证,为公司增加新的动能,实现营收稳步提升。
2022 半年报披露,2022 年上半年公司累计研发投入达 2.44 亿元,同比增长 20.96%。公司 的技术创新工作以市场需求为导向,持续优化以企业为主体、高等学府和科研机构共同参与 的技术研究体系,不断对高性能产品的各项技术、流程进行攻关。在智能手机高阶 HDI 主板、 5G 基站高频高速混压板、Mini LED 等产品上实现了量产,同时在 AR/VR 任意阶 HDI 板、 卫星通信高速板、400G 光模块板、高性能 CPU 高阶 HDI 等技术上取得了重大突破,满足 客户对高端产品的需求。
4.4. 胜宏科技
公司从事高密度印制线路板的研发、生产和销售,主要产品为双面板、多层板(含 HDI)等, 产品广泛用于 LED 显示器、SERVER(服务器)、通讯、医疗器械、新能源汽车、电脑周边等 领域。公司不断引入优质客户,2021 年,引进新客户 90 家,包含国内外知名大客户,产品 涉及车载、智能家居、手机、服务器、LED、网络通讯及消费电子,车载 PCB 是公司未来 业务重点布局领域,也将成为公司业绩主要驱动力。公司持续高效推进战略规划,2021 年年报披露,公司 HDI 二期持续爬坡释放产能,PCB 产 量同比增长 19.07%。公司正在实施建设的南通胜宏扩产项目,主要产品是高端多层、高阶 HDI印制线路板及 IC 封装基板,项目总投入资金为 30 亿元,达产后新增产能 199 万平方米, 预计净利润 5.58 亿元。该项目建设期 24 个月,四年起完全达产。
4.5. 生益电子
公司始终专注于各类 PCB 的研发、生产与销售业务,主要产品按照应用领域划分包括通信 设备板、网络设备板、计算机/服务器板、消费电子板、工控医疗板和其他板。公司在技术研 发领域具有竞争力,拥有国际先进、国内领先的技术实力,同时积累了一批优质的客户资源, 主要客户包括华为、中兴康讯、三星电子、IBM、浪潮信息、烽火通信、诺基亚等。公司科技创新能力突出,在 PCB 领域已具有行业领先的技术水平,通过实践探索掌握了大 尺寸印制电路制造技术、立体结构 PCB 制造技术、内臵电容技术、散热技术、分级金手指 制造技术、微通孔制造技术、微盲孔制造技术(HDI)、混压技术、微通孔局部绝缘技术、 N+N 双面盲压技术、多层 PCB 图形 Z 向对准技术、高速信号损耗控制技术、高速高频覆铜 板工艺加工技术等 13 项核心技术,截至 2021 年期末,公司已经获得了 196 项发明专利, 制定了 9 项行业标准及规范。根据公司 2021 年报,2021 年,生益电子 PCB 产量达到 122.21 万平方米,比上年同期增长 48.67%,PCB 销售量为 117.36 万平方米,比上年同期增长 44.67%。2022 年产能逐步释放, 公司在投资者问答平台披露,其投资的吉安生益的一期项目目前已经达到设计产能 62 万平 方米,二期多层印制电路板建设项目正在加速推进,预计 2023 年释放产能;东城工厂(四 期)5G 应用领域高速高密印制电路板扩建升级项目总投资 20 亿元,建成后产能将达到 35 万 平方米/年,将于今年四季度试生产。
4.6. 生益科技
公司成立于 1985 年,主要生产覆铜板、半固化片、绝缘层压板、金属基覆铜箔板、涂树脂 铜箔、覆盖膜类等高端电子材料。产品主要供制作单、双面线路板及高多层线路板,广泛用 于家电、手机、汽车、电脑、航空航天工业、通讯设备以及各种中高档电子产品中。2021 年公司年报披露,全年实现营业收入 202.74 亿元,较上年同期增长 38.04%,其中,覆铜板 和粘结片的营业收入为 161.9 亿元,比去年增长 49.23%,印制线路板的营收略有下降,为 35.08 亿元,主要系毛利率同比降低了 8.48 个百分点。公司加速布局高端覆铜板,着力研发适用于 112Gbps 传输速率的的产品,满足 32 层及以上 PCB 的可靠性和 Anti-CAF 要求;公司已开发出各个级别应用的多种基板材料和积层胶膜, Wire Bond 类封装基板产品已经大批量应用于传感器、卡类、射频、摄像头等产品领域,同 时已在更高端的以 FC-CSP、FC-BGA 封装为代表的 AP、CPU、GPU、AI 类产品进行开发 和应用。
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