算力芯片看点系列：如何理解Scale-up网络与高速SerDes芯片？

证券研究报告·行业点评报告·电子 东吴证券研究所 1 / 13 请务必阅读正文之后的免责声明部分 电子行业点评报告 如何理解 Scale-up 网络与高速 SerDes 芯片？——算力芯片看点系列 2025 年 08 月 21 日 证券分析师 陈海进 执业证书：S0600525020001 chenhj@dwzq.com.cn 研究助理 李雅文 执业证书：S0600125020002 liyw@dwzq.com.cn 行业走势 相关研究 《 AI Scale-Up 趋势下，交换芯片迎千亿空间》 2025-08-18 《国产算力认知强化！H20 限售预期是本轮 GPU 行情的“底座”》 2025-08-14 增持（维持） [Table_Tag] [Table_Summary] 投资要点 ◼ AI 芯片 Scale-up 领域，英伟达一骑绝尘。在 Scale-up 领域，当前行业主流多采用闭环的自有协议方案，如业界发展最早和最成熟的英伟达NVLink 技术，可以将 GPU 和 GPU 互连，至多让 576 个 GPU 实现每秒1.8TB 的通信；而其他厂商的 Scale-up 互连大多以 PCIe 协议为基础，目前 PCIe5.0 技术单通道双向速率为 8GB/s，16 通道可达 128GB/s，远远低于 NVLink 同代技术。由 AMD、AWS、谷歌和思科等九家巨头宣布成立的 UALink 联盟则主张建立开放生态，从技术节奏来看，挑战英伟达 NVLink 的难度较大。UALink 初代 V1.0 标准已于 25Q1 发布，NVLink1.0 早在 2016 年已应用于 Pascal 架构 GPU。 ◼ 英伟达如何实现卡间互连？英伟达 GPU 中 NVLink 和 PCIe 同时存在，GPU 互连采用 NVLink，GPU 与 CPU 互连采用 PCIe。Grace Hopper 超级芯片引入 NVLink-C2C，可不通过 PCIe 直接访问 CPU，是一次重要的技术补齐。到英伟达 GB200 这一代，NVSwitch 技术进一步完善，一个 NVLink 域内最多连接 GPU 的数量从 8 升级为 576，使得内部互连更加庞杂。GB200 由两颗 B200 GPU 和一颗 Grace CPU 构成，B200 北向有基于 200G SerDes 的 1.8TB/s NVLink 5.0 链路，GB200 共包含 72 对200G SerDes。B200 南向包含 NVLink-C2C 接口和 2 个 PCIe 接口。我们分析接口的物理层结构发现，无论是 NVLink 还是 NVSwitch，SerDes都是物理层重要的底层技术支撑。在后续 Rubin 架构中，英伟达通过引入独立 I/O 芯片与第六代 NVLink 进一步提升互连带宽至 3.6TB/s，而Rubin Ultra 则在封装内采用多芯片分层互连与 1TB HBM4E 的高带宽设计，机柜架构亦演进至 Kyber，以支撑更大规模的 GPU 集群。 ◼ UALink 开放生态新机遇，关注高速 SerDes IP 供应商进展。在 AI 需求提升的背景下，SerDes 技术向 224G 升级的趋势加速确立。当前的高速SerDes 研发仍然由海外厂商主导，包括（1）第三方 SerDes 供应商：Cadence、Alphawave 等，授权 SerDes IP 给芯片商使用并收取专利授权费；（2）自研厂商：博通、Marvell、英特尔等厂商根据自身需求或帮下游客户设计 SerDes IP，定制化属性较强。以上海外 SerDes 供应商均已具备 224G SerDes 能力。国内能跟上高速 SerDes 芯片开发的队伍屈指可数，高速 SerDes 领域的市场格局仍未成型，主要玩家包括芯动科技、晟联科、集益威、芯耀辉等，最高能达到 112G 速率。在 AI 芯片 Scale-up 方面的国产化进程上，高速 SerDes 芯片也应当给予足够的重视。 ◼ 投资建议：重点推荐盛科通信、海光信息，关注万通发展、澜起科技等。 ◼ 风险提示：AI 应用进展不及预期，技术发展不及预期，市场竞争风险。 表 1：重点公司估值 代码 公司 总市值（亿元） 收盘价（元） EPS PE 投资评级 2024A 2025E 2026E 2024A 2025E 2026E 688702 盛科通信-U 472.44 115.23 -0.17 -0.07 0.02 -692.07 -1,646.14 5,761.50 增持 688041 海光信息 3,603.89 155.05 0.83 1.23 1.85 186.63 126.06 83.81 买入 数据来源：Wind，东吴证券研究所预测 注:收盘价截至 2025/8/21 -7%1%9%17%25%33%41%49%57%65%73%2024/8/212024/12/202025/4/202025/8/19电子沪深300 请务必阅读正文之后的免责声明部分 行业点评报告 东吴证券研究所 2 / 13 内容目录 1. Scale-up 全视角：英伟达一骑绝尘，UALink 联盟发起挑战 ......................................................... 4 2. NVLink 和 NVSwitch 如何理解？ ..................................................................................................... 5 3. 英伟达如何实现卡间互连？ .............................................................................................................. 6 4. 如何实现 AI 芯片 Scale-up 链路的国产替代？ ............................................................................. 11 5. 风险提示 ............................................................................................................................................ 12 请务必阅读正文之后的免责声明部分 行业点评报告 东吴证券研究所 3 / 13 图表目录 图 1： 主流 Scale-up 和 Scale-out 协议 ................................................................................................. 4 图 2： 主流 AI 芯片 Scale-up 互连技术梳理 .....