服务器行业深度报告：AI和“东数西算”双轮驱动，服务器再起航

AI和“东数西算”双轮驱动，服务器再起航--服务器行业深度报告请务必阅读报告末页的重要声明证券研究报告|行业深度报告2024年2月19日电子行业评级 强于大市（维持评级）证券分析师：戴晶晶 执业证书编号：S0210523040003华福证券投资要点•服务器作为算力发动机，海内外需求共振。国家发展改革委等部门关于深入实施“东数西算”工程 加快构建全国一体化算力网的实施意见，其中提到算力是数字经济时代的新型生产力，以算力赋能经济发展为主线，发挥全国一体化算力网络国家枢纽节点引领带动作用，协同推进“东数西算”工程，并构建联网调度的全国一体化算力网。海外自2022年OpenAi发布的ChatGPT将大型语言生成模型和AI推向新高度以来，全球各大科技巨头纷纷拥抱AIGC。大模型通常包含数亿级的参数，需要消耗大量算力。服务器作为算力的发动机，算力需求的增长将迎来AI服务器及服务器需求的快速增长。•AI服务器产业链包括芯片CPU、GPU,内存DRAM和内存接口及HBM，本地存储SSD，NIC、 PCIe插槽、散热和等。服务器 CPU 架构包括 X86、ARM 、MIPS和 RISC-V等。AI芯片是AI服务器算力的核心，专门用于处理人工智能应用中的大量计算任务，AI芯片按架构可分为GPU、 FPGA、ASIC和NPU等。HBM作为内存产品的一种，已经成为高端GPU标配，可以理解为与CPU或SoC对应的内存层级，将原本在PCB板上的DDR和GPU芯片同时集成到SiP封装中，使内存更加靠近 GPU，使用 HBM 可以将 DRAM 和处理器（CPU，GPU 以及其他 ASIC）之间的通信带宽大大提升，从而缓解这些处理器的内存墙问题。服务器本地存储的选择方案则包括HDD和SSD ，SSD 的主要硬件组件包括 NAND Flash、主控芯片和 DRAM，核心软件为企业级 SSD 的固件，数据中心级SSD已不再是一个硬盘，而是一个具备处理、缓存、计算、安全保护的小型系统，SSD渗透率有望逐渐提升。•从服务器和AI 服务器构成看，芯片和存储都是核心，决定着AI服务器的算力和宽带大小。传统的通用型服务器中，售价10424美金的2x Intel Sapphire Rapids Server，CPU的成本占比约17.7%，内存和硬盘占比超过50%。而AI服务器，售价为268495美金的Nvidia DGX H100中，CPU占比仅1.9%，GPU占比高达72.6%。内存价值量提升，但占比下降至4.2%左右。AI服务器较通用服务器价值量提升明显。•投资建议：建议关注服务器产业链整机生产商中科曙光、弘信电子、朗科科技和零部件厂商等核心环节相关机遇，如芯片厂商海光信息、龙科中芯，存储厂商朗科科技，内存接口厂商澜起科技，接口厂商裕太微，服务器散热厂商飞荣达，服务器电源厂商欧陆通等。•风险提示：地缘政治风险，AI发展不及预期，客户认证及产品验证不及预期风险。2华福证券目录3◼第一部分：AI服务器成为算力发动机◼第二部分：AI服务器产业链解析◼第三部分：上市公司梳理及投资建议◼第四部分：风险提示华福证券41.1服务器行业演进历程本地IT部署云端IT部署AI特定算力需求5G、物联网应用IT部署形势仍以本地构建数据中心为主。只有政府、金融机构和大型企业能够负担。传统服务器2012年前后随着云技术成熟，下游云服务商深度定制化的云服务器成为市场增长的重要动力。。传统服务器云服务器本地云端神经网络需要更特殊的计算架构。AI极大的特定算力需求打开AI服务器蓝海市场。传统服务器云服务器AI服务器CPUGPU、FPGA、ASIC“云+边缘”的部署架构形势已成市场共识，边缘机房环境与传统数据中心迥异带来全新增量市场。传统服务器云服务器AI服务器边缘服务器中心边缘2016年前后2020年之后图表1：服务器行业演进历程资料来源：行行查研究中心、华福证券研究所华福证券图表3：2019-2023AI服务器市场规模及增速（单位：亿美元）资料来源：IDC，中商，华福证券研究所5•大模型推动算力需求增长。自2022年OpenAi发布的ChatGPT将大型语言生成模型和AI推向新高度以来，全球各大科技巨头纷纷拥抱AIGC（AI-Generated Content，人工智能生成内容）。大模型通常包含数亿级的参数，需要消耗大量算力。据OpenAI团队发表于2020年的论文《Language Models are Few-Shot Learners》，训练一次1746亿参数的GPT-3模型需要的算力约为3640PFlop/s-day。AI大模型可以用于训练和推理，主要用在云端（数据中心侧）和边缘侧（终端侧）。•AI服务器作为算力的发动机，算力需求的增长将迎来AI服务器需求的快速增长。据IDC统计，2023年全球AI服务器市场规模预计为211亿美元，2025年将达到达317.9亿美元，2023-2025年CAGR为22.7%。采购量方面，根据TrendForce的统计，截至2022年，北美四大云端服务提供商Microsoft、Google、Meta、AWS在全球AI服务器采购中的总份额达到约66%， Microsoft和Google分别占有全球19%以及17%的份额。图表2：算力需求增长趋势资料来源：:《COMPUTE TRENDS ACROSS THREE ERAS OF MACHINE LEARNING》，Jaime等，华福证券研究所1.2不断涌现的AI大模型推动算力需求激增0%5%10%15%20%25%30%05010015020025020192020202120222023E市场规模（亿美元）YOY华福证券图表5：浪潮NF5688M6逻辑结构（示例：8 盘配置）资料来源：《浪潮信息英信服务器技术白皮书》，华福证券研究所61.3 AI服务器出货量持续增长•服务器整机出货量放缓，AI服务器出货量稳步上升。2022年全球服务器出货量增长4.8%，达到约1360万台。然而，预计到2023年，全年增长将放缓至1.5%。服务器整机出货量放缓的主要原因是大型云服务提供商的整体服务器购买量下降，集体转向高价AI服务器。根据TrendForce数据，2023年AI服务器出货量逾达120万台，占据服务器总出货量的近9%，年增长达38.4%。预计2026年，AI服务器出货量为237万台，占比达15%，复合年增长率预计保持25%。•AI服务器整机逻辑结构可确保各组件高效运行。如浪潮的NF5688M6型号AI服务器，其逻辑结构采用NVIDIA NVLink互联架构，可基于硬件拓扑，实现 GPU：IB：NVMe=1：1：1的配比。此外，GPU之间交互效率高，可直接进行数据通信速率为400GB/s的P2P交互。最后通过UPI 总线互联设计，该型号AI服务器可为深度学习业务场景提供高效计算性能。图表4：2022-2026全球AI服务器出货量预估（单位：千台）资料来源：:TrendForce，华福证券研究所0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%0500100015002000250020222023E2024E2025E2026EAI服务器出货量YoY华福证券图表6：各大服务器