半导体行业跟踪报告之二十五：AI服务器驱动铜缆市场持续高景气，建议关注远东股份

敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2024 年 11 月 23 日 行业研究 AI 服务器驱动铜缆市场持续高景气，建议关注远东股份 ——半导体行业跟踪报告之二十五 电子行业 买入（维持） 作者 分析师：刘凯 执业证书编号：S0930517100002 021-52523849 kailiu@ebscn.com 分析师：黄筱茜 执业证书编号：S0930524050001 021-52523813 huangxiaoqian@ebscn.com 行业与沪深 300 指数对比图 -29%-17%-6%6%17%11/2301/2405/2408/24电子行业沪深300 资料来源：Wind 1、 铜连接：GB200 NVL 引领创新，AI 服务器将驱动铜缆持续高景气 1.1 铜缆是短距离互联的最佳路径 直连铜缆（Direct Attach Cable，DAC），或称 Twinax 铜缆、高速线缆，是一种固定长度、两端有固定连接器的线缆组件。 图 1：直连铜缆 资料来源：华为官网，光大证券研究所 DAC 铜缆包含有源（active）和无源（passive）两种，有源 DAC 铜缆内置了放大器和均衡器，可以提升信号质量，但相对成本较高。大多数情况下，当传输距离小于 5 米时，可以选择使用无源 DAC 铜缆，而当传输距离大于 5 米时，可以选择有源DAC 铜缆。 DAC 铜缆上的连接器与光模块相比，接口类型相同，但缺少了昂贵的光学激光器和其他电子元件，因此可以大大节省成本和功耗，广泛应用于数据中心网络中的短距离连接。在 TOR 场景下，DAC 铜缆是进行机柜内短距离布线的最佳选择。在 EOR场景下，如果传输距离小于 10 米，也可以选择使用 DAC 铜缆。 要点 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 电子行业 表 1：网线、光纤、直连铜缆的对比 线缆类型 优点 缺点 使用场景 网线 价格低廉 安装方式简单 传输速率低 传输距离短 低成本要求下，电口互连可以选用网线，且目前六类、超六类网线也能达到较高速率。 光纤 传输容量大 传输速率高 传输距离远 抗干扰性好 部署成本高 安装方式复杂 对环境要求高 长距离、大容量、高可靠的数据传输要求下，可以选用光纤，并且全光网络是未来的趋势，可以支撑数据中心的未来演进。 直连铜缆 部署成本低 传输速率高 抗干扰性好 传输距离短 长度固定，灵活性差 数据中心网络内部的短距离、高可靠的光接口互连，且部署成本比光纤更低. 资料来源：华为官网，光大证券研究所 DAC 电缆可分为两种类型：无源铜电缆（PCC）和有源 DAC。有源 DAC 可以进一步分为有源铜线（ACC）和有源电缆（AEC）。无源和有源 DAC 电缆都可以通过铜线直接传输电信号。前者可以在没有信号调节的情况下进行传输，后者在收发器内部配备了电子设备以增强信号。 ACC 有源铜线作为一种有源铜线，利用 Redriver 芯片架构，并采用 CTLE 均衡来调整 Rx 端的增益。本质上，ACC 的作用是作为一根有源电缆放大模拟信号。 AEC 有源电缆代表了有源铜线电缆的一种更具创新性的方法，AEC 利用 Retimer芯片架构放大和均衡 Tx 和 Rx 端子，而且重塑 Rx 端子处的信号。 表 2：AOC/DAC/AEC 比较 类型 AOC DAC(Passive) AEC 400G 传输距离 <300m <3m <7m 800G 传输距离 <300m <2m <2.5m 功耗 高 低 低 费用 高 低 中等 重量 DAC 重量的 25% 带宽越高，导线资金越大，重量越重 800G AEC 质量仅为 DAC的 25% 资料来源：CSDN，光大证券研究所 1.2 英伟达 GB200 NVL 使用铜缆连接 Switch Tray 和Compute Tray GB200 的前端、后端和带外网络基本相同，但 NVLink 扩展到机箱外部则会产生差异，每一代超大规模定制都会有所不同。 HGX H100 中 8 个 GPU 和 4 个 NVSwitch4 ASIC 使用 PCB 走线连接在一起，它们位于同一 PCB（即 HGX 基板）。在 HGX Blackwell 上，NVSwitch ASIC 位于中间，以减少 PCB 走线的长度， 同时 224G SerDes 进行了升级。 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 电子行业 图 2：HGX H100 和 HGX B100/B200 对比 资料来源：semianalysis 但是在 GB200 上，NVSwitches 与 GPU 位于不同的托盘上，因此需要使用光学或 ACC 在它们之间进行连接。 NVL72 中保留了与 HGX Hopper/Blackwell 相同的扁平 1 层 NVLink 拓扑，因此只需通过 NVSwitch 进行 1 跳（hop）即可与同一机架内的任何 GPU 通信。 而在 NVL36x2 中，只需 1 跳即可到达同一机架中 36 个 GPU 的任何一个，但为了与旁边机架中的其他 36 个 GPU 通信，需要 2 个 NVSwitch 才能跨机架。直观地看，一个额外的 NVSwitch 连接会增加延迟，但对于训练模型来说这个延迟并不明显。一个额外的 NVSwitch 连接会对推理运算产生轻微影响。 图 3：GB200 NVL36/72 连接（Paladin） 资料来源：semianalysis 敬请参阅最后一页特别声明 -4- 证券研究报告 电子行业 图 4：GB200 NVL72 NVLink 拓扑结构 资料来源：semianalysis 1.3 铜连接用量有望大幅提升 Nvidia 表示，如果使用光模块，则需要为每个 NVL72 机架增加 20kW 的功耗。Semianalysis 表示，如果需要使用 648 个 1.6T 双端口光模块，每个光模块的功耗约为 30W，则功耗为 19.4kW/机架，与 Nvidia 的说法基本相同。每个 1.6T光模块的价格约为 850 美元，仅光模块成本一项就高达每机架 550,800 美元。如果按 Nvidia 75%的毛利率计算，则意味着最终客户需要为每机架 NVLink 收发器支付 2,203,200 美元。这是 DGX H100 NVL256 因光模块成本过高而从未发货的主要原因之一。此外，与铜缆甚至上一代光纤相比，1.6T NVLink 光模块等前沿光模块的可靠性要差得多。 因此，有源铜缆 (ACC)铜缆更便宜、省电且可靠。每个 GPU 都有 900GB/s 的单向带宽。每个差分对 (DP) 能够在一个方向上传输 200Gb/s，因此每个 GPU 需要 72 个 DP 才能实现双向传输。由于每个 NVL72 机架有 72 个 GPU，这意味着有 5184 个差分对。每条 NVLink 电缆包含 1 个差分对，因此有 5184 条电缆。 图 5：NVL72 NVLink 互联系统 资料来源：semianalysis 每个 Blackwell GPU 都