2023年電子行業(yè)專題報(bào)告 人工智能高速發(fā)展對電子行業(yè)的加持

2023年電子行業(yè)專題報(bào)告人工智能高速發(fā)展對電子行業(yè)的加持一、人工智能高速發(fā)展對電子行業(yè)的加持1.1ChatGPT點(diǎn)燃新一輪人工智能熱情ChatGPT是由OpenAI于2022年11月推出的人工智能聊天機(jī)器人，該程序使用基于GPT-3.5架構(gòu)的大型語言模型，并通過人類反饋的監(jiān)督學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)進(jìn)行訓(xùn)練。ChatGPT通過問答形式與用戶完成交互，可以完成自動生成文本、自動問答、自動摘要等多種任務(wù)。ChatGPT因其能提供類似人類的響應(yīng)，迅速成為近期發(fā)展最快和關(guān)注度最高的應(yīng)用之一，上線5天用戶突破百萬，上線兩個月活躍用戶突破1億，使其成為歷史上用戶增長最快的應(yīng)用程序，它的爆火出圈使得人工智能賽道迅速升溫。人工智能AI顧名思義就是通過高性能計(jì)算機(jī)來模擬人腦的認(rèn)知及推理過程，尤其是在收集大量原始數(shù)據(jù)后，再通過高性能計(jì)算機(jī)加上各類特殊的AI算法來訓(xùn)練和提高AI的認(rèn)知能力，其中包括視覺（圖像，視頻），聽覺（語言，聲音）等各類能力。當(dāng)AI的認(rèn)知能力訓(xùn)練完成后，推理算法能夠使用高性能計(jì)算機(jī)舉一反三完成數(shù)據(jù)收集、推理和決策，形成對人類部分工作的代替。人工智能正在由云端應(yīng)用場景走向終端應(yīng)用場景。人工智能平臺（包括芯片，模組，軟件）在一般人看起來像是一種新型應(yīng)用,但在我們看來人工智能芯片在整合軟硬件后將成為各類終端應(yīng)用的提升效能工具平臺,各類AI+應(yīng)用即將落地，像ChatGPT對話機(jī)器人，以及特斯拉即將自動駕駛中引入AI學(xué)習(xí)框架，傳統(tǒng)應(yīng)用在引入AI后將迎來巨變。這就像我們常用的微軟bing搜索,微軟bing搜索是我們應(yīng)付各種陌生問題的生財(cái)工具,引入類ChatGPT的AI模型后能夠直接給用戶提供部分答案。因此人工智能平臺除了被廣泛利用在云端大數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練和推斷外,我們認(rèn)為人工智能平臺也將出現(xiàn)在各式各樣的應(yīng)用端的邊緣運(yùn)算及終端。AI的第一波浪潮是學(xué)習(xí)感知和推理，例如自然語言處理、機(jī)器視覺、推薦算法等，而AI的下一波浪潮將會是人工智能規(guī)劃，AI將感知、學(xué)習(xí)和推理的結(jié)果通過各類機(jī)器人形成計(jì)劃和付諸行動。人工智能技術(shù)已在人機(jī)交互、智能家居、智能駕駛、智慧金融、智能安防等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)落地，且應(yīng)用場景愈來愈豐富，AI產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入全方位商業(yè)化的發(fā)展階段。根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)，2021年全球人工智能市場規(guī)模達(dá)到885.7億美元，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到2218.7億美元，21-25年CAGR達(dá)26.2%。當(dāng)前我國人工智能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，從基礎(chǔ)支撐、核心技術(shù)到行業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈條基本形成，一批創(chuàng)新活躍、特色鮮明的創(chuàng)新企業(yè)加速成長，新模式、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，整體呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢。政策支持、投資引導(dǎo)和巨頭布局將推動中國AI產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，進(jìn)一步擴(kuò)大市場規(guī)模。根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)，中國人工智能市場規(guī)模預(yù)計(jì)2025年有望達(dá)184.3億美元，21-25年CAGR達(dá)24.4%。人工智能產(chǎn)業(yè)鏈可分為基礎(chǔ)層、技術(shù)層、應(yīng)用層三個層面。我們以英偉達(dá)的加速計(jì)算平臺為例：基礎(chǔ)層包括各類軟硬件設(shè)施（CPU、GPU、DPU、ASIC、FPGA、存儲芯片等）以及數(shù)據(jù)服務(wù)。技術(shù)層包括各類技術(shù)框架和算法模型，涵蓋深度學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、自然語言處理、語音識別等。應(yīng)用層包括各類解決方案和終端應(yīng)用場景。2017年谷歌提出Transformer模型使得深度學(xué)習(xí)進(jìn)入了大模型時代，大模型所需算力的增長幅度遠(yuǎn)超過摩爾定律提供的性能成長速度，勢必帶來更多人工智能芯片需求。在2010年前，AI模型所需算力的增長幅度與摩爾定律同步，約每20個月翻倍。2015年以后出現(xiàn)的大模型所需算力為原來的10-100倍，所需算力的翻倍時間縮短到10個月。這意味著，AI芯片基于摩爾定律的性能迭代和升級速度可能不如算力需求的增長速度，云計(jì)算廠商需要堆疊更多的人工智能芯片等來滿足模型訓(xùn)練。根據(jù)PrecedenceResearch的數(shù)據(jù)，2022年全球人工智能芯片市場規(guī)模為168.6億美元，22-32年CAGR有望達(dá)29.7%。1.2計(jì)算芯片：AI拉動GPU/FPGA/ASIC量價齊升人工智能芯片多用傳統(tǒng)型芯片，或用昂貴的圖形處理器(GPU),或用現(xiàn)場可編程門陣列芯片配合中央處理器(FPGA+CPU)為主,用以在云端數(shù)據(jù)中心的深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練和推理,通用／專用型AI芯片（ASIC），也就是張量處理器或特定用途集成電路(ASIC)，主要是針對具體應(yīng)用場景，三類芯片短期內(nèi)將共存并在不同應(yīng)用場景形成互補(bǔ)。中央處理器CPU:X86和ARM結(jié)構(gòu)在內(nèi)的傳統(tǒng)CPU處理器架構(gòu)往往需要數(shù)百甚至上千條指令才能完成一個神經(jīng)元的處理，但對于并不需要太多的程序指令，卻需要海量數(shù)據(jù)運(yùn)算的深度學(xué)習(xí)的計(jì)算需求，這種結(jié)構(gòu)就顯得不匹配。中央處理器CPU需要很強(qiáng)的處理不同類型數(shù)據(jù)的計(jì)算能力以及處理分支與跳轉(zhuǎn)的邏輯判斷能力，這些都使得CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜,現(xiàn)在CPU可以達(dá)到64bit雙精度，執(zhí)行雙精度浮點(diǎn)源計(jì)算加法和乘法只需要1～3個時鐘周期，時鐘周期頻率達(dá)到1.532～3gigahertz。CPU擁有專為順序邏輯處理而優(yōu)化的幾個核心組成的串行架構(gòu)，這決定了其更擅長邏輯控制、串行運(yùn)算與通用類型數(shù)據(jù)運(yùn)算,當(dāng)前最頂級的CPU只有6核或者8核，但是普通級別的GPU就包含了成百上千個處理單元，因此CPU對于影像，視頻計(jì)算中大量的重復(fù)處理過程有著天生的弱勢。國產(chǎn)服務(wù)器芯片滲透率低，對應(yīng)巨大空間。根據(jù)海光信息招股說明書的數(shù)據(jù)，2020年國內(nèi)x86服務(wù)器芯片出貨量698.1萬顆，絕大部分市場份額被Intel和AMD兩家公司占據(jù)，合計(jì)市場份額超過95%，其中Intel產(chǎn)品市場占有率遙遙領(lǐng)先。2020年海光信息CPU產(chǎn)品銷售量約占總體市場份額的3.75%，占據(jù)了國產(chǎn)x86服務(wù)器CPU絕大部分市場份額。除了海光之外，國內(nèi)CPU廠商主要有海思、龍芯、兆芯、飛騰、申威等。我們測算國內(nèi)x86服務(wù)器用CPU市場規(guī)模為315.1億美元。IDC數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2025年國內(nèi)x86服務(wù)器出貨量將達(dá)到525.2萬臺。根據(jù)x86服務(wù)器出貨量和x86服務(wù)器路數(shù)分布情況進(jìn)行計(jì)算，2020年中國市場x86服務(wù)器芯片出貨量約為698.1萬顆。假設(shè)到2025年x86服務(wù)器的平均路數(shù)為3，預(yù)測2025年中國市場x86服務(wù)器芯片出貨量可達(dá)1575.6萬顆，對應(yīng)市場空間可達(dá)315.1億美元，22-25年CAGR達(dá)19%。我們測算2025年整體x86架構(gòu)國產(chǎn)PC+服務(wù)器端CPU空間達(dá)554.3億元，22-25年CAGR為32%。我們認(rèn)為服務(wù)器領(lǐng)域空間，主要在于政府機(jī)關(guān)、事業(yè)單位以及核心國央企等，有望率先放量。測算邏輯如下：1）相關(guān)人數(shù)測算：根據(jù)人社部2016年發(fā)布的《2015年人力資源和社會保障事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，中國共有公務(wù)員716.7萬人，我們假設(shè)目前公務(wù)員人數(shù)為800萬人。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局，2020年我國國有單位就業(yè)人員共5563萬人，此口徑以政府機(jī)關(guān)、事業(yè)單位為主，根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局，剔除教育、衛(wèi)生&社會保障和社會福利院后，2020年中口徑國有單位就業(yè)人員共3032萬人，因此假設(shè)國央企及事業(yè)單位人數(shù)預(yù)計(jì)有8000萬人。2）假設(shè)每人配備一臺PC，PC與服務(wù)器配置比例為10:1，根據(jù)海光3000系列，PC端CPU單顆價值1000元/顆，服務(wù)端：海光目前最高端7200芯片ASP11000元，低端7100ASP4000元，整體服務(wù)器CPU均價大約8000元/顆。3）假設(shè)到2025年黨政機(jī)關(guān)國產(chǎn)服務(wù)器替換比例為95%，其中國產(chǎn)x86服務(wù)器占比20%；國央企及事業(yè)單位國產(chǎn)x86服務(wù)器替換比例為20%。那么測算得出，預(yù)計(jì)2022年X86架構(gòu)國產(chǎn)PC+服務(wù)器CPU替換空間為242.8億元，到2025年有望達(dá)到554.3億元，22-25年CAGR為32%。近年來，隨著人工智能、數(shù)據(jù)挖掘等新技術(shù)的發(fā)展，集成電路行業(yè)迎來了數(shù)據(jù)中心引領(lǐng)發(fā)展的階段，對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理將成為帶動集成電路行業(yè)發(fā)展的新動能大規(guī)模張量運(yùn)算、矩陣運(yùn)算是人工智能在計(jì)算層面的突出需求，高并行度的深度學(xué)習(xí)算法在視覺、語音和自然語言處理等領(lǐng)域上的廣泛應(yīng)用使得計(jì)算能力需求呈現(xiàn)指數(shù)級增長。根據(jù)Cisco的預(yù)計(jì)，2021年全球數(shù)據(jù)中心負(fù)載任務(wù)量將超過2016年的兩倍，從2016年的不到250萬個負(fù)載任務(wù)量增長到2021年的近570萬個負(fù)載任務(wù)量。這也將驅(qū)動全球范圍內(nèi)云數(shù)據(jù)中心、超級數(shù)據(jù)中心的建設(shè)速度不斷加快，SynergyResearchGroup預(yù)計(jì)到2024年，全球范圍內(nèi)計(jì)算能力更強(qiáng)的超大數(shù)據(jù)中心將超過1000個。人工智能算法的不斷普及和應(yīng)用，以及對商業(yè)計(jì)算和大數(shù)據(jù)處理的算力需求的不斷增長，使得全球范圍內(nèi)對于計(jì)算加速硬件的需求不斷上升。根據(jù)VerifiedMarketResearch的數(shù)據(jù)，2021年全球GPU市場規(guī)模335億元，2028年全球GPU市場規(guī)模有望達(dá)到4774億元，22-30年CAGR達(dá)33.3%。作為GPU領(lǐng)域的代表性企業(yè)，英偉達(dá)在全球獨(dú)立顯卡的市占率高達(dá)80%。其高端GPU如H100，A100和V100等占據(jù)了AI算法訓(xùn)練市場絕大部分的份額。英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入在2017年僅為19億美元，2021年高速增長至為106億美元。從2017年至2021年，英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的CAGR達(dá)53%，其增速遠(yuǎn)超英偉達(dá)其他板塊業(yè)務(wù)的收入增速。英偉達(dá)數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入的快速增長體現(xiàn)了下游數(shù)據(jù)中心市場對于GPU等AI芯片的旺盛需求。國內(nèi)廠商GPU市占率不足1%，美國對華制裁加速GPU。2015年以來美國對GPU的制裁不斷升級，美國國防部研究員曾提出中美競爭中，利用人工智能更多且更快的一方將獲勝。前幾年主要是美國將中國超算中心及相關(guān)GPU芯片企業(yè)拉入實(shí)體清單，以此達(dá)到限制中國AI以及超級計(jì)算機(jī)的發(fā)展，但是限制范圍限于超算單一場景。2022年9月，美國針對AI、HPC及數(shù)據(jù)中心研發(fā)所用的高端GPU發(fā)出限制，英偉達(dá)的A100和H100以及AMD的MI250芯片暫停向中國客戶銷售。2022年10月，美國升級禁令限制范圍，對高算力芯片的連接速度和每秒運(yùn)算次數(shù)等具體參數(shù)做限制，除英偉達(dá)和AMD外，國內(nèi)廠商海光信息的部分產(chǎn)品也被加入到限制范圍內(nèi)。美國將制裁限制范圍由應(yīng)用場景擴(kuò)大到芯片和產(chǎn)品層面，其實(shí)也是代表著國內(nèi)相關(guān)GPU產(chǎn)品或下游應(yīng)用發(fā)展超過美國政府的預(yù)期。我們認(rèn)為美國持續(xù)加大對中國高端芯片的出口限制，高速運(yùn)算相關(guān)的GPU、CPU等芯片國產(chǎn)化進(jìn)程必然加快。從方案來看，景嘉微、海光信息、好利科技、壁仞科技（未上市）等廠商有望受益?，F(xiàn)場可編程門陣列芯片F(xiàn)PGA的優(yōu)勢在低功耗，低延遲性:CPU內(nèi)核并不擅長浮點(diǎn)運(yùn)算以及信號處理等工作，將由集成在同一塊芯片上的其它可編程內(nèi)核執(zhí)行，而GPU與FPGA都以擅長浮點(diǎn)運(yùn)算著稱。FPGA和GPU內(nèi)都有大量的計(jì)算單元，它們的計(jì)算能力都很強(qiáng)。在進(jìn)行人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN,RNN,DNN)運(yùn)算的時候，兩者的速度會比CPU快上數(shù)十倍以上。但是GPU由于架構(gòu)固定，硬件原來支持的指令也就固定了，而FPGA則是可編程的，因?yàn)樗屲浖c應(yīng)用公司能夠提供與其競爭對手不同的解決方案，并且能夠靈活地針對自己所用的算法修改電路。雖然FPGA比較靈活,但其設(shè)計(jì)資源比GPU受到較大的限制，例如GPU如果想多加幾個核心只要增加芯片面積就行，但FPGA一旦型號選定了邏輯資源上限就確定了。而且，F(xiàn)PGA的布線資源也受限制，因?yàn)橛行┚€必須要繞很遠(yuǎn)，不像GPU這樣走ASICflow可以隨意布線，這也會限制性能。FPGA雖然在浮點(diǎn)運(yùn)算速度,增加芯片面積，及布線的通用性比GPU來得差，卻在延遲性及功耗上對GPU有著顯著優(yōu)勢。英特爾斥巨資收購Altera是要讓FPGA技術(shù)為英特爾的發(fā)展做貢獻(xiàn)。表現(xiàn)在技術(shù)路線圖上，那就是從現(xiàn)在分立的CPU芯片+分立的FPGA加速芯片，過渡到同一封裝內(nèi)的CPU晶片+FPGA晶片，到最終的集成CPU+FPGA系統(tǒng)芯片。預(yù)計(jì)這幾種產(chǎn)品形式將會長期共存，因?yàn)镃PU和FPGA的分立雖然性能稍差，但靈活性更高。隨著全球新一代通信設(shè)備以及人工智能與自動駕駛技術(shù)等新興市場領(lǐng)域需求的不斷增長，預(yù)計(jì)全球FPGA市場規(guī)模將從2021年的68.6億美元增長至2025年的125.8億美元，年均復(fù)合增長率約為16.4%。根據(jù)Gartner預(yù)測，軍工、航天特種FPGA市場穩(wěn)定增長，占FPGA市場整體份額維持在15%左右，F(xiàn)PGA在航空航天和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，包括飛行控制、傳感器接口和圖像處理的無人機(jī)系統(tǒng)，軍用雷達(dá)射頻信號處理等。國內(nèi)復(fù)旦微電和紫光國微在特種FPGA領(lǐng)域已經(jīng)陸續(xù)突破2xnm及1xnm，下游國產(chǎn)化率持續(xù)提升。另一方面FPGA下游最大應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橥ㄐ判袠I(yè)，占比超過40%，國內(nèi)民用FPGA龍頭為紫光同創(chuàng)（紫光國微持股30%）和安路科技，在通信領(lǐng)域驗(yàn)證加速，持續(xù)快速增長。海外廠商主導(dǎo)全球FPGA市場，Xilinx和Intel形成雙頭壟斷，國內(nèi)企業(yè)持續(xù)加大FPGA芯片的布局，成長空間巨大。專用人工智能芯片（ASIC）的優(yōu)勢在于高性能和低功耗：ASIC是面向人工智能領(lǐng)域而專門設(shè)計(jì)的芯片，其架構(gòu)和指令集針對人工智能領(lǐng)域中的各類算法和應(yīng)用作了專門優(yōu)化，以使芯片在計(jì)算精度降低的情況下更耐用，這意味每一個操作只需要更少的晶體管，可以使用更多精密且大功率的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，同時用戶能得到更正確的結(jié)果，ASIC每瓦能為機(jī)器學(xué)習(xí)提供比所有商用GPU和FPGA更高的量級指令。但ASIC并不擅長科學(xué)計(jì)算任務(wù)（CPU和GPU）、圖形渲染任務(wù)（GPU）、通信調(diào)制解調(diào)任務(wù)（DSP）、對硬件架構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)（FPGA），且需要大量研發(fā)投入，研發(fā)周期長，產(chǎn)品定制程度高若不能保證出貨量則單顆成本難以下降。ASIC的典型代表是谷歌TPU和寒武紀(jì)思元AI芯片，除此之外各大云廠商、互聯(lián)網(wǎng)廠商，如從百度AI業(yè)務(wù)分拆而來的昆侖芯，阿里平頭哥，特斯拉以及比特大陸等也紛紛涉獵。以谷歌TPU為例，因?yàn)樗芗铀倨淙斯ぶ悄芟到y(tǒng)TensorFlow的運(yùn)行，而且效率也大大超過GPU，谷歌的深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是由TensorFlow引擎驅(qū)動的，其第四代張量處理器(第四代TPU的性能是第三代的2.7倍)是專為機(jī)器學(xué)習(xí)由谷歌提供系統(tǒng)設(shè)計(jì)，博通提供芯片設(shè)計(jì)服務(wù)及IP授權(quán)服務(wù)，臺積電提供7納米制程工藝量身定做的，執(zhí)行每個操作所需的晶體管數(shù)量更少，自然效率更高。1.3存儲芯片：看好23年存儲板塊有望迎來拐點(diǎn)，DDR5內(nèi)存放量根據(jù)應(yīng)用材料提供的資料，機(jī)器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量在2018年首次超越人類所創(chuàng)造的數(shù)據(jù)量，從2019年，每年幾乎以倍數(shù)的幅度來增加，從2020年到2025年，全球數(shù)據(jù)增量將達(dá)到157Zetabytes(1Yotabyte=1000Zetabytes;1Zetabyte=1000Exabytes;1Exabyte=1000Petabytes;1Petabyte=1000Terabytes;1Terabyte=1000Gigabytes)，5年高達(dá)89%的復(fù)合增速。以這樣的速度增長，我們很快在2028年就會看到超過1Yotabyte的數(shù)據(jù)增量。這么龐大的數(shù)據(jù)增量，不可能用人工來處理分析，必須運(yùn)用各種具備高速運(yùn)算的人工智能芯片來過濾、處理分析、訓(xùn)練及推理，這將持續(xù)帶動7nm以下高速運(yùn)算HBM存儲器，3DNAND,CPU,AIGPU,FPGA,網(wǎng)絡(luò)芯片晶圓代工的需求，及順勢帶動成熟制程的配套芯片如電源管理芯片，PCIEGen4/5retimer等的需求。從NAND供給端看，各大廠商已有實(shí)質(zhì)性減產(chǎn)動作，2023年NAND供給位元漲幅收斂到21%，投片量漲幅收斂到1%。根據(jù)TrendForce的數(shù)據(jù)，以存儲位元計(jì)算，2023年全球NAND供給位元達(dá)8954億（等價8GB），同比增加21%。以晶圓產(chǎn)出計(jì)算，2023年全球NAND晶圓產(chǎn)量2061萬片（等價12英寸），同比增加1%。展望2023年各大存儲廠商N(yùn)AND產(chǎn)能情況，三星、YMTC將增產(chǎn)，鎧俠/WDC、海力士和美光都將減產(chǎn)，同時國內(nèi)NAND大廠長江存儲受困于美國制裁，也將減產(chǎn)128層以上NANDFlash產(chǎn)品。在終端需求不景氣以及NAND價格持續(xù)下跌的背景下，三星激進(jìn)擴(kuò)產(chǎn)的原因主要在于：1）NAND芯片競爭對手較多，部分競爭對手如鎧俠與WDC的聯(lián)盟產(chǎn)品組合單一，專注于NAND業(yè)務(wù)，缺乏DRAM的產(chǎn)品組合來保護(hù)營業(yè)利潤，因此總體抗風(fēng)險能力略遜于其他同時專注于DRAM和NAND的存儲廠商。三星或希望通過激進(jìn)的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，來搶占部分競爭對手的份額（歷史上前幾輪也是如此）。2）三星一部分NAND的產(chǎn)能來自西安工廠，長期來看西安廠擴(kuò)產(chǎn)能力有限，三星或在韓國廠增加彌補(bǔ)西安廠產(chǎn)能下滑的風(fēng)險。從NAND需求端看，2023年NAND終端需求位元同增27%，供過于求的競爭格局有望緩解。2023年NAND需求位元達(dá)8608億，同比增長27%。手機(jī)、企業(yè)級SSD和PCSSD成為需求位元最大的三大細(xì)分領(lǐng)域，2023年需求占比分別達(dá)31%、26%和22%。其中，企業(yè)級SSD和手機(jī)端成為增長的主要貢獻(xiàn)力量，需求位元分別同比增長39%和23%。PCSSD受到需求萎靡與單機(jī)搭載容量增速下滑的影響，需求位元成長僅10%。企業(yè)級增長的原因主要系服務(wù)器單機(jī)搭載閃存容量的上升，全球數(shù)據(jù)量指數(shù)級增長，數(shù)據(jù)存儲的需求持續(xù)，因此預(yù)計(jì)2023年服務(wù)器單機(jī)容量會成長到4167GB，同比增長24.3%。手機(jī)端，我們看到UFS的滲透率在不斷提高，UFS3.1成為中高端手機(jī)的標(biāo)配，甚至部分旗艦手機(jī)已經(jīng)搭載UFS4.0，有望帶動2023年手機(jī)閃存容量成長到219GB，同比增長21.6%。此外，鑒于ChatGPT的橫空出世，我們認(rèn)為將推動超高算力數(shù)據(jù)中心的需求，后續(xù)隨著各種智能化應(yīng)用終端的出現(xiàn)將有望帶動存儲器的需求。從DRAM供給端看，2023年DRAM位元供給增幅不足10%，DRAM廠商擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃延后。根據(jù)TrendForce的數(shù)據(jù)，以位元計(jì)算，2023年全球DRAM位元供給1146億（等價2GB），同比增加9%。以投片量計(jì)算，2023年全球DRAM晶圓產(chǎn)量1587萬片（等價12英寸），同比增加1%。展望2023年各大存儲廠商DRAM供給位元情況，服務(wù)器有望首次超過手機(jī)DRAM業(yè)務(wù)成為供給位元的第一大產(chǎn)出，服務(wù)器占比38%，手機(jī)占比37%。服務(wù)器和Consumer則成為供給增速的主要貢獻(xiàn)力量，分別同比成長18%和11%，Consumer的高增長主要來自車用DRAM。從投片量看，三星、海力士和CXMT將增產(chǎn)，分別同比增加5%、2%和26%。美光、南亞和力積電都將減產(chǎn)，分別同比減少12%、21%和22%。從DRAM需求端看，消費(fèi)類需求的萎靡導(dǎo)致2023年DRAM位元需求僅成長10%。預(yù)計(jì)2023年DRAM需求位元達(dá)1071億，同比增長10%。其中，服務(wù)器和手機(jī)DRAM為需求最大的細(xì)分領(lǐng)域，分別為410億（38%）、385億（36%），分別同比增長17%和5%。2023年DRAM位元需求增長幅度接近歷史低位，主要基于以下原因：1）PC市場或?qū)⑾萑胨ネ?。期間各類企業(yè)和學(xué)校等超前消費(fèi)各類IT設(shè)施，PC出貨量持續(xù)超預(yù)期，未來PC出貨量有恢復(fù)常態(tài)的需求，海外PC市場陷入同比下滑的可能性較大。下游PCOEM已連續(xù)兩季調(diào)低PCDRAM的采購量。2）DRAM單機(jī)搭載容量增速不如NAND，安卓的內(nèi)存容量短期內(nèi)接近上限，23年能夠期待的也僅僅是iPhone15的內(nèi)存提升到8GB。總體來看，手機(jī)內(nèi)存容量也僅僅從5.2GB成長到5.6GB，同比增加6.3%。綜合供需情況看，我們認(rèn)為23年存儲行業(yè)供過于求的競爭格局有望改善，NAND或先于DRAM復(fù)蘇。2022年NAND供需差占需求的比例約9%，2023年這一數(shù)字將下降到3.9%，供過于求的情況大幅度緩解。大部分NAND廠商從2022年第四季度開始實(shí)質(zhì)減產(chǎn)，同時疊加海外云廠商在2023年上半年消化完原有的高價SSD庫存后，有望在2023年下半年重啟采購。2022年DRAM供需差占需求的比例約8%，2023年這一數(shù)字將下降到7%，供過于求的情況主要在2023年下半年開始緩解，供過于求的緩解要慢于NANDFlash市場。我們認(rèn)為DRAM市場更晚復(fù)蘇主要基于以下原因：DRAM和NAND競爭格局不同。DRAM市場呈現(xiàn)三星、海力士和美光三強(qiáng)爭霸的格局，CR3高達(dá)96%，且呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。隨著DRAM制程越來越接近10nm，EUV成為DRAM邁向更先進(jìn)制程的必備工具，進(jìn)一步提高新玩家進(jìn)入DRAM行業(yè)的門檻。在競爭格局穩(wěn)定的情況下，三大廠商在DRAM上的減產(chǎn)意愿并不明顯，導(dǎo)致DRAM庫存可能在23年第三季度才能見頂。而NAND所有原廠早已明確開始減產(chǎn)，并且NAND價格在2022年第四季度已經(jīng)跌破了現(xiàn)金成本，各廠商減產(chǎn)意愿更顯著，我們看好NAND廠商庫存更早見頂迎來拐點(diǎn)。今年我們建議關(guān)注半導(dǎo)體領(lǐng)域彈性最大的存儲板塊，有望在2023年下半年迎來止跌。回顧世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織（WSTS）披露的歷年全球半導(dǎo)體各板塊銷售同比增速，存儲行業(yè)的營收增速從見頂?shù)揭姷淄ǔ?-2年：2H2006-1H2008，②2H2020-1H2011,③2H2014-1H2016,④2H2017-1H2019。從上一輪周期看，存儲板塊的銷售增速在2017年上半年見頂，2019年年中見底。本輪周期中，存儲的銷售增速在2021Q3見頂，2022年增速轉(zhuǎn)負(fù)，但隨著三大廠商陸續(xù)降價去庫、削減資本開支等減少供給，同時汽車智能化快速推進(jìn)、高端制造信息化升級驅(qū)動汽車、工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)強(qiáng)勁的市場需求，以及ChatGPT將大力推動數(shù)據(jù)中心建設(shè)均將帶來大量存儲器需求，我們預(yù)計(jì)存儲板塊有望在23Q3-23Q4迎來止跌。服務(wù)器用DDR5即將放量：在英特爾已于23年1月份正式推出支援4800MT/s，DDR5的Intel7服務(wù)器CPUSapphireRapids,而AMD在22年1月推出的5nm服務(wù)器Zen4CPUGenoa,也將支援5200MT/s的DDR5。我們認(rèn)為DDR5將比DDR4芯片面積及價格提升25-30%，意思就是消耗掉更多的內(nèi)存DRAM芯片產(chǎn)能。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2022年全球內(nèi)存模組市場規(guī)模達(dá)420億美元，其中PC市場規(guī)模66億美元，同比下滑36%，服務(wù)器市場規(guī)模331億美元，同比增加0.4%。2028年全球內(nèi)存模組市場規(guī)模有望達(dá)963億美元，22-28年CAGR達(dá)16%，服務(wù)器端CAGR達(dá)19%。2022年全球內(nèi)存模組出貨量5.11億，其中DDR4出貨5.0億，DDR5出貨0.11億。2028年全球內(nèi)存模組出貨量有望達(dá)6.5億，DDR5占比超過98.7%,22-28年DDR5內(nèi)存模組出貨量CAGR達(dá)97%。除此之外，為了能夠梳理CPU與DDR5內(nèi)存之間大量的數(shù)據(jù)存取，整體DDR5模組中DDR51+10內(nèi)存接口芯片比重應(yīng)該會提升超過10%，內(nèi)存接口芯片面積也會加大，還要推新串行檢測，溫度傳感，電源管理芯片等配套芯片。Trendforce研究機(jī)構(gòu)還預(yù)期DDR5模組的電源管理芯片因產(chǎn)能短缺，可能面臨缺貨的窘境。我們估計(jì)2022年瀾起，Renesas/IDT,Rambus將分食40%/40%/20%的DDR5內(nèi)存接口芯片份額，而目前僅瀾起及Renesas/IDT能提供完整的內(nèi)存接口芯片加配套芯片解決方案。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2022年內(nèi)存接口芯片及配套芯片市場規(guī)模達(dá)11億美元，2028年市場規(guī)模有望成長到40億美元，21-28年CAGR達(dá)28%。1.4以太網(wǎng)芯片：有限局域網(wǎng)通信之基，服務(wù)器端大有可為以太網(wǎng)是IEEE電氣電子工程師協(xié)會制訂的一種有線局域網(wǎng)通訊協(xié)議，應(yīng)用于不同設(shè)備之間的通信傳輸。以太網(wǎng)自1973年發(fā)明以來，已經(jīng)歷40多年的發(fā)展歷程，因其同時具備技術(shù)成熟、高度標(biāo)準(zhǔn)化、帶寬高以及低成本等諸多優(yōu)勢，已取代其他網(wǎng)絡(luò)成為當(dāng)今世界應(yīng)用最普遍的局域網(wǎng)技術(shù)，覆蓋家庭網(wǎng)絡(luò)以及用戶終端、企業(yè)以及園區(qū)網(wǎng)、運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)、大型數(shù)據(jù)中心和服務(wù)提供商等領(lǐng)域，在全球范圍內(nèi)形成了以太網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，為萬物互聯(lián)提供了基礎(chǔ)。機(jī)器學(xué)習(xí)需要海量的數(shù)據(jù)資源素材作為基礎(chǔ)，高清攝像頭、語音采集等終端設(shè)備聯(lián)網(wǎng)增多帶來數(shù)據(jù)量不斷上升，圖像視頻處理、模式識別和計(jì)算機(jī)視覺等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸量巨大，均急需快速、高效、可靠、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)傳輸作為基礎(chǔ)。云服務(wù)商最早在2010年就在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心中采用10GbE服務(wù)器。隨著人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等應(yīng)用的快速發(fā)展，超大規(guī)模服務(wù)器已經(jīng)開始使用25GbE，并正在向50GbE及更高級別過渡。數(shù)據(jù)中心獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)推動了100、200和400GbE的多種多模和單模光纖解決方案。以英偉達(dá)為例，英偉達(dá)可以提供完整的以太網(wǎng)解決方案，從服務(wù)器連接到電纜再到交換，端到端解決方案可跨各種應(yīng)用領(lǐng)域（例如云計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲、人工智能等）提供行業(yè)領(lǐng)先的性能、可擴(kuò)展性、可靠性和價值。其中英偉達(dá)的Spectrum以太網(wǎng)交換機(jī)系列支持16~128個端口，最高可支持高達(dá)400GbE的規(guī)模。以太網(wǎng)芯片主要包括PHY（物理層）芯片和交換芯片。以太網(wǎng)PHY芯片工作于OSI網(wǎng)絡(luò)模型的最底層，是以以太網(wǎng)有線傳輸為主要功能的通信芯片，用以實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的連接，廣泛應(yīng)用于信息通訊、汽車電子、消費(fèi)電子、監(jiān)控設(shè)備、工業(yè)控制等眾多市場領(lǐng)域。具體而言，PHY芯片連接數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)備（MAC）到物理媒介，并為設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體，處理信號的正確發(fā)送與接收。當(dāng)涉及到多個端口的數(shù)據(jù)交互時，需要使用以太網(wǎng)交換芯片，其工作原理為對需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、報(bào)文進(jìn)行分類、檢測、交換、緩存、修改等處理，從而達(dá)到數(shù)據(jù)交換傳輸目的。近年來，隨著云計(jì)算政策環(huán)境日趨完善及技術(shù)不斷發(fā)展成熟，其應(yīng)用逐漸從互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)向政務(wù)、金融等傳統(tǒng)行業(yè)發(fā)展，同時加上加速企業(yè)上云的進(jìn)度，疊加人工智能應(yīng)用的強(qiáng)力拉動，市場對數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換芯片行業(yè)需求將逐漸加大。根據(jù)觀研天下數(shù)據(jù)，以銷售額計(jì)，2020年，我國商用數(shù)據(jù)中心用以太網(wǎng)交換芯片行業(yè)市場規(guī)模為52.6億元，預(yù)計(jì)至2025年將達(dá)到120.4億元，并且將成為以太網(wǎng)交換芯片行業(yè)市場增長的主要推動力。在全球以太網(wǎng)物理芯片市場競爭中，博通、美滿電子、瑞昱、德州儀器、高通和微芯穩(wěn)居前列，前五大以太網(wǎng)物理層芯片供應(yīng)商市場份額占比高達(dá)91%。在中國大陸市場，以太網(wǎng)物理層芯片市場基本被境外國際巨頭所主導(dǎo)。在中國大陸市場，以太網(wǎng)物理層芯片市場基本被境外國際巨頭所主導(dǎo)。同時在技術(shù)上，我國廠商也較海外巨頭有一定差距。以太網(wǎng)PHY芯片當(dāng)中，裕太微目前僅有100兆、1000兆、2.5GPHY芯片，而5G/10G的以太網(wǎng)芯片還在技術(shù)預(yù)研階段。而景略微電子只有百兆和千兆的PHY芯片，而博通PHY芯片單端口速率最高達(dá)到100G，并可以通過多個端口實(shí)現(xiàn)支持800G以太網(wǎng)的能力。而在交換芯片領(lǐng)域，裕太微的千兆交換芯片仍在研發(fā)當(dāng)中，景略半導(dǎo)體的千兆交換芯片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，而海外巨頭廠商的交換芯片最高單端口速率已達(dá)到100G。1.5電源管理芯片：2023年下半年有望迎來需求回暖電源管理芯片屬于模擬芯片，是電子設(shè)備的電能供應(yīng)心臟，負(fù)責(zé)電子設(shè)備所需的電能變換、分配、檢測等管控功能。電源管理芯片是電子設(shè)備中的關(guān)鍵器件，其性能優(yōu)劣對電子產(chǎn)品的性能和可靠性有著直接影響，廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品和設(shè)備中，是模擬芯片最大的細(xì)分市場之一。電源管理芯片同步電子產(chǎn)品技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域升級，產(chǎn)品種類繁多。主要類型包括：電源管理、AD/DC、DCDC、鋰電池充電管理芯片、CPU電源監(jiān)測電路、負(fù)載開關(guān)、LED驅(qū)動器等。廣泛應(yīng)用于手機(jī)與通訊、消費(fèi)類電子、工業(yè)控制、醫(yī)療儀器、汽車電子等應(yīng)用領(lǐng)域，隨著物聯(lián)網(wǎng)、新能源、人工智能、機(jī)器人等新興應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，電源管理芯片下游市場持續(xù)發(fā)展。根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年電源管理芯片占全球通用模擬芯片市場規(guī)模的62%，信號鏈產(chǎn)品占比約為38%。根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會的數(shù)據(jù)，2012至2020年，全球模擬集成電路的銷售額從401億美元提升至557億美元，年均復(fù)合增長為4.45%。全球模擬集成電路市場在2019年經(jīng)歷短期下滑后恢復(fù)增長，到2021年模擬集成電路銷售額預(yù)計(jì)將達(dá)到728億美元，同比增長30.87%。未來，隨著電子產(chǎn)品在日常生活中的更廣泛普及，以及通訊、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等新興行業(yè)的發(fā)展變革，模擬集成電路行業(yè)憑借“多品類、廣應(yīng)用”的特點(diǎn)，將有更加廣闊的發(fā)展空間。人工智能有望加速服務(wù)器電壓轉(zhuǎn)向48V，DC-DC受益明顯?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)中心的每個機(jī)架平均提供3kW-5kW的功率，為服務(wù)器、存儲器和網(wǎng)絡(luò)機(jī)架供電。大部分功率會供給基礎(chǔ)CPU，以確保其能高效率工作。因此，傳統(tǒng)12V電源架構(gòu)被廣泛采用。但隨著云計(jì)算、人工智能應(yīng)用以及大功率處理器和加速器需求的不斷增長，數(shù)據(jù)中心也在不斷發(fā)展以適應(yīng)新的大功率需求。例如，早期AI市場超級計(jì)算機(jī)的整個電源系統(tǒng)需要3200W的功率。第二代AI的功率需求增長了三倍，使整個電源系統(tǒng)的總功率達(dá)到了10kW。由于分配大電流時功率損耗隨電流的平方增大，必須在背板或走線中使用更多的銅來控制配電損耗。這樣最終會限制系統(tǒng)的功率傳輸。因此電源采用48V配電電壓，能夠?qū)⑴潆姄p耗降低16倍，可以有效滿足行業(yè)發(fā)展的需求。48V直流供電需要從AC/DC電源應(yīng)用到各運(yùn)算板的DC-DC電源輸入端，根據(jù)松下公司所提供的兩種參考方案，需要引入一個DC-DC轉(zhuǎn)換器，或者兩個DC/DC轉(zhuǎn)換器。因此未來服務(wù)器電源轉(zhuǎn)向48V的趨勢，將大幅拉動DC-DC產(chǎn)品的需求。國內(nèi)模擬集成電路市場仍舊主要被德州儀器、恩智浦、英飛凌、思佳訊和意法半導(dǎo)體等國際龍頭模擬集成電路企業(yè)所占據(jù)，上述五大廠商占據(jù)了35%的國內(nèi)集成電路市場份額。而在電源管理芯片領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)CR5不到10%，高端產(chǎn)品仍然被海外廠商占據(jù)。電源管理芯片的空間廣闊。我國電源管理芯片利用虛擬IDM模式，與晶圓廠緊密合作，產(chǎn)品性能已能與國際大廠產(chǎn)品對標(biāo)。根據(jù)杰華特招股說明書，其應(yīng)用于汽車電子、通訊電子和工業(yè)應(yīng)用的100V大電流DC-DC降壓控制器，以及應(yīng)用于通訊電子、計(jì)算和存儲領(lǐng)域的DC-DC智能功率級模塊，核心指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。1.6PCB/CCL：AI催化算力需求，服務(wù)器主板和載板量價齊升1）AI需求興起，服務(wù)器PCB/CCL升級大潮將至需求端，為了更高的數(shù)據(jù)運(yùn)算和傳輸效率來支持技術(shù)不斷迭代更新云計(jì)算平臺，PaaS對IaaS以及更上游零部件提供的新代更優(yōu)產(chǎn)品有較為迫切的需求。供應(yīng)端，數(shù)據(jù)運(yùn)算和傳輸效率的性能提升來自兩方面：服務(wù)器設(shè)備數(shù)量的增加和單設(shè)備算力的提升，其中服務(wù)器算力的提升主要依靠整個服務(wù)器平臺（CPU+芯片組+總線）。AI需求興起將加速服務(wù)器平臺向更強(qiáng)大性能設(shè)備方向的產(chǎn)品換代需求。PCB/CCL行業(yè)在這一發(fā)展過程中將呈現(xiàn)產(chǎn)品價值量普遍提升的趨勢。從主流廠商規(guī)劃來看，目前Intel服務(wù)器平臺正經(jīng)歷從Whitley升級至EagleStream的過程，其中PCB層數(shù)將從12-16層升級到16-20層，價值量將會至少提升50%，CCL等級將從LowLoss升級至VeryLowLoss，價值量將提升50%~100%，可見服務(wù)器升級將給PCB/CCL帶來顯著的價值增長。從格局上來看，大陸PCB廠商因配合國內(nèi)服務(wù)器廠商研發(fā)和供應(yīng)，已經(jīng)在全球服務(wù)器PCB競爭中占有一席之地，只要服務(wù)器升級放量，則會對相應(yīng)的大陸PCB廠商帶來拉動；大陸CCL在全球市場競爭中布局相對較慢，全球特種基材CCL市場（包括高速CCL）競爭中僅有生益科技進(jìn)入全球前十大供應(yīng)商，可見國內(nèi)CCL在高端CCL市場仍處于追趕的階段。基于此，我們認(rèn)為從投資上對PCB和CCL應(yīng)當(dāng)采取兩種策略，大陸PCB廠商因已經(jīng)形成明確的格局，行業(yè)層面放量能夠直接催化公司基本面上行。2）算力對CPU/GPU要求大幅提升，先進(jìn)封裝凸顯載板價值A(chǔ)I對算力提出了較高要求，但隨著先進(jìn)制程的提升越發(fā)緩慢，先進(jìn)封裝將成為解決多芯片之間高速互連的關(guān)鍵方向（預(yù)計(jì)未來復(fù)合增速達(dá)到9.8%），而載板作為先進(jìn)封裝的核心材料（成本占比達(dá)到50%），有望在算力提升的大背景下打開價值空間。載板的作用是為CPU等芯片與PCB母板之間提供電氣連接與物理支撐。隨著GPU/CPU芯片的性能提升，其對相應(yīng)載板的要求也水漲船高，具體來說，F(xiàn)CBGA載板最能夠滿足AI運(yùn)算高性能需求。AI技術(shù)發(fā)展對先進(jìn)封裝技術(shù)要求進(jìn)一步提升，而FCBGA作為能夠?qū)崿F(xiàn)芯片高速化與多功能化的高密度半導(dǎo)體封裝基板，相較FCCSP產(chǎn)品而言具有層數(shù)多、面積大、線路密度高、線寬線距小等特點(diǎn)，能夠承載AI高性能運(yùn)算。根據(jù)CPCA，PGA/LGA/BGA產(chǎn)品2021-2026間CAAGR將達(dá)11.5%，到2026市場空間超120億美元，為載板產(chǎn)品中增長最快、價值量最高的產(chǎn)品。載板應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈壁壘和技術(shù)壁壘較高，因此該市場長期被日韓臺廠商高度壟斷，根據(jù)2021年數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)主要載板公司深南電路、興森科技在全球的市占率合計(jì)不到5%。我們認(rèn)為隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈趨勢凸顯，國內(nèi)廠商布局步伐加快將帶來快速成長機(jī)會，行業(yè)上升空間較大。國內(nèi)載板廠商已經(jīng)形成鮮明的布局梯隊(duì)，其中深南電路、興森科技、珠海越亞因布局較早成為國內(nèi)布局第一梯隊(duì)廠商，景旺電子、博敏電子、中京電子、崇達(dá)技術(shù)等也在相應(yīng)做載板相關(guān)布局，我們認(rèn)為在當(dāng)前迫在眉睫的階段，應(yīng)當(dāng)首先關(guān)注第一梯隊(duì)廠商與大客戶配合情況，其次應(yīng)跟蹤第二梯隊(duì)廠商的技術(shù)突破情況。1.7光芯片：數(shù)通和電信市場水大魚大，光芯片空間廣闊受益于全球數(shù)據(jù)量快速增長，光通信逐漸崛起。在全球信息和數(shù)據(jù)互聯(lián)快速成長的背景下，終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量每隔幾年就實(shí)現(xiàn)翻倍增長，當(dāng)前的基礎(chǔ)電子通訊架構(gòu)漸漸無法滿足海量數(shù)據(jù)的傳輸需求，光電信息技術(shù)逐步崛起。光通信是以光信號為信息載體，以光纖作為傳輸介質(zhì)，光芯片實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換，將信息以光信號的形式進(jìn)行信息傳輸?shù)南到y(tǒng)。光通信傳輸過程中，發(fā)射端將電信號轉(zhuǎn)換成激光信號，然后調(diào)制激光器發(fā)出的激光束，通過光纖傳遞，在接收端接收到激光信號后再將其轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)調(diào)制解調(diào)后變?yōu)樾畔ⅲ渲行枰庑酒瑏韺?shí)現(xiàn)電信號和光信號之間的相互轉(zhuǎn)換，光芯片是光電技術(shù)產(chǎn)品的核心，廣泛應(yīng)用于5G前傳、光接入網(wǎng)絡(luò)、城域網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心等場景，處于光通信領(lǐng)域的金字塔尖。光芯片可以進(jìn)一步組裝加工成光電子器件，再集成到光通信設(shè)備的收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。光芯片按功能可以分為激光器芯片和探測器芯片。激光器芯片主要用于發(fā)射信號，將電信號轉(zhuǎn)化為光信號，探測器芯片主要用于接收信號，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。激光器芯片根據(jù)諧振腔制造工藝的不同可分為邊發(fā)射激光芯片（EEL）和面發(fā)射激光芯片（VCSEL）。邊發(fā)射激光器芯片是在芯片的兩側(cè)鍍光學(xué)膜形成諧振腔，沿平行于襯底表面發(fā)射激光，而面發(fā)射激光器芯片是在芯片的上下兩面鍍光學(xué)膜，形成諧振腔，由于光學(xué)諧振腔與襯底垂直，能夠?qū)崿F(xiàn)垂直于芯片表面發(fā)射激光。面發(fā)射激光器芯片有低閾值電流、穩(wěn)定單波長工作、可高頻調(diào)制、容易二維集成、沒有腔面閾值損傷、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，但輸出功率及電光效率較邊發(fā)射激光芯片低。面發(fā)射芯片包括VCSEL芯片，邊發(fā)射芯片包括FP、DFB和EML芯片；探測器芯片主要包括PIN和APD兩類。需求端，數(shù)據(jù)中心和電信雙輪驅(qū)動，預(yù)計(jì)2027年全球光模塊市場規(guī)模超200億美元，22-27年CAGR達(dá)11%。隨著光電子、云計(jì)算技術(shù)等不斷成熟，更多終端應(yīng)用需求不斷涌現(xiàn)，并對通信技術(shù)提出更高的要求。受益于全球數(shù)據(jù)中心、光纖寬帶接入以及5G通訊的持續(xù)發(fā)展，光模塊作為光通信產(chǎn)業(yè)鏈最為重要的器件保持持續(xù)增長。根據(jù)LightCounting的數(shù)據(jù)，2027年全球光模塊市場規(guī)模預(yù)計(jì)將超過200億美元，22-27年CAGR達(dá)11%。供給端，海外光芯片廠商具備先發(fā)優(yōu)勢，國內(nèi)廠商乘東風(fēng)正迎頭趕上。我國光芯片產(chǎn)業(yè)參與者主要包括海外頭部光通信廠商、國內(nèi)專業(yè)光芯片廠商及國內(nèi)綜合光芯片模塊廠商。1）海外頭部光通信廠商：三菱電機(jī)、住友電工、馬科姆（MACOM）、朗美通（Lumentum）、應(yīng)用光電（AOI）、博通（Broadcom）等；2）國內(nèi)專業(yè)光芯片廠商：源杰科技、武漢敏芯、中科光芯、雷光科技、光安倫、云嶺光電等；3）國內(nèi)綜合光芯片模塊廠商或擁有獨(dú)立光芯片業(yè)務(wù)板塊廠商：光迅科技、海信寬帶、索爾思、三安光電、仕佳光子等。從競爭格局和產(chǎn)品布局看，以住友電工、馬科姆（MACOM）、博通（Broadcom）為代表的歐美日綜合光通信企業(yè)在高速率光芯片市場占據(jù)主導(dǎo)地位，而中國廠商在中低速率芯片市場占據(jù)優(yōu)勢，國產(chǎn)化率較高，但高速光芯片仍存在差距。二、人工智能高速發(fā)展對通信行業(yè)的加持2.1ChatGPT大幅提振算力需求，帶動服務(wù)器增長與AI服務(wù)器占比提升ChatGPT引發(fā)高算力需求，帶動服務(wù)器出貨量增長。ChatGPT背后的支撐是人工智能大模型。在大模型的框架下，每一代GPT模型的參數(shù)量和數(shù)據(jù)量均高速擴(kuò)張，需要龐大的算力基礎(chǔ)設(shè)施維持。據(jù)OpenAI，截至2023年1月，ChatGPT月活躍用戶數(shù)已達(dá)1個億；2月7日-2月9日ChatGPT官網(wǎng)多次因?yàn)闈M負(fù)荷而無法登入，再次顯示當(dāng)前算力不足的問題，未來隨著AIGC逐步普及，用戶訪問量提升。ChatGPT的快速滲透、落地應(yīng)用，將大幅提振算力需求，帶動服務(wù)器等基礎(chǔ)設(shè)施迅速增長。據(jù)TrendForce預(yù)測，2023年全球服務(wù)器出貨量約1,443萬臺，年成長率收斂為1.31%。隨著AI應(yīng)用的快速發(fā)展，服務(wù)器出貨量明顯增加，據(jù)MIC預(yù)測，2025年全球服務(wù)器出貨量將達(dá)到1570萬臺。2022-2025年全球服務(wù)器出貨量年均復(fù)合增長率約3.3%。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，全球服務(wù)器市場規(guī)模將在2023年放緩，但預(yù)計(jì)2021-2026年CAGR達(dá)到10.2%。服務(wù)器是數(shù)據(jù)中心最大的成本支出部分。根據(jù)中商情報(bào)局?jǐn)?shù)據(jù)，在硬件采購成本中，服務(wù)器占比達(dá)69%，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)和路由器）、安全設(shè)備、存儲設(shè)備和光模塊/光纖/網(wǎng)線等分別占數(shù)據(jù)中心硬件采購成本的11%、9%、6%和5%，不同方案略有不同，但總體上服務(wù)器成本占數(shù)據(jù)中心硬件成本70%左右，是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。ChatGPT帶動AI服務(wù)器占比提升。除存儲型服務(wù)器以外，數(shù)據(jù)中心還具有比例不小的算力型服務(wù)器，此類服務(wù)器的重要應(yīng)用是人工智能。TrendForce觀察到自2018年新興應(yīng)用題材的興起，包含自動駕駛汽車、AIoT與邊緣運(yùn)算，諸多大型云端業(yè)者開始大量投入AI相關(guān)的設(shè)備建設(shè)。據(jù)TrendForce統(tǒng)計(jì)，截至