资源描述
敬请参阅最后一页特别声明 1 从 DGX A100 看:顶级 AI 服务器单机 PCB 1.5 万是怎么来的。我们以 DGX A100 为例,按功能性将 PCB 的分 布 分为三个部分,即 GPU 板组、CPU 母板 组和配件:1)GPU 板组,单机 PCB 面积 达 到 0.624 平方 米,对 应 PCB 单机 价 值量为 12250 元;2)CPU 母板组,对应 PCB 用量面积合计为 0.662 平方米,单机价值量约为 2845 元;3)配 件,对应PCB 板用量面积约为 0.188 平方米,单价价值量合计约为 226 元。综合来看,我们估测 DGX A100 整机PCB 用量 面积为 1.474 平方米,单机价值量为 15321 元,其中 GPU 板组、CPU 母板组、配件的 PCB 价值量占比分别为 80%、19%、1%;从板级的分类来看,载板级别单机价值量为 7670 元、占比达到 50.1%,PCB 板级单机价值量为 7651 元、占 比为49.9%。普通 vs A100:普通单机 2425 元,95%的价值增量 贡献 来自 GPU 板组。我们选取 市面上较为先进的 2U 普通服务器 华为 2288H V6(双路服务器,PCIE 4.0)为普通服务器代表,通过拆解分析,我们估测普通服务器的 PCB 用量面积为0.630 平方米,单机价值量为 2425 元。对比普通服务器和以 DGX A100 为代表的 AI 服务器,AI 服务器所用 PCB 单机价值量相对普通服务器提升 532%,增量贡献主要来自算力需求(贡献增量的 95%)和集中度提升(贡献增量的 5%),其中载板级的单机价值量提升 490%,PCB 板级的单机价值量提升 580%。A100 vs H100:H100 单机 1.95 万元,83%的价值 增量 贡 献来 自 GPU 板组。我们 估 测 DGX H100 服务器的 PCB 用 量面积为 1.428 平方米,单机价值量为 19520 元,其中 GPU 板组单机价值量达到 1.57 万元、占 比达 到 81%,CPU 母 板组单机价值量为 3554 元、占比为 18%,其他配件单机价值量 226 元、占比为 1%;从板级的分类来看,载板级别单 机价值量为 10140 元、占比达到 51.9%,PCB 板级单机价值量为 9380 元、占比为 48.1%。对比 DGX A100 和 DGX H100,平台升级将使得 PCB 单机价值量提升 27%,增量贡献 83%来自 GPU 板组、17%来自 CPU 母板组,其中载板级的单机 价值量提升 32%,PCB 板级的单机价值量提升 23%。AI 服 务器 PCB 存 在三 种供 应关 系,须分 别把 握产 业链 逻 辑。1)GPU 板组,均 由 GPU 设计厂商全权设计,对应的 PCB板的供应关系决定权也就由 GPU 设计厂决定;2)CPU 板组,遵循既有的服务器厂商供应链关系,即 CPU 载板 由 CPU设计厂决定,CPU 模板和整套系统所需的拓展卡板由终端客户决定,而其他带芯片的 PCB 板大部分的场景是客户 向功能件厂商提出设计需求,然后由功能件厂商自行决定 PCB 的采购。3)配件,配件通常是客户直接购买模组厂成 熟的产品,部分场景是客户会向配件模组厂商提 出一定的设计需求,但不影响模组厂商对 PCB 采购 的决定权。根据前述,AI 服务器 PCB 价值量是普通服务器的价值量的 56 倍,随着 AI 大模型和应用的落地,市场 对 AI 服 务器的需求日益增加,市场扩容在即。以 DGX A100 为例,15321 元单机价值量中 7670 元来自载板、7651 元来自 PCB 板,因此我们应当关注在载板和服务器 PCB 上具 有较 好格 局的 厂商,建 议关 注:沪电股份、生益科技、联 瑞新材、生益电子、兴森科技等。需求景气度不及预期;原材料价格居高不下;竞争加剧。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 2 内容目录 前言.4 一、从 DGX A100 看:顶级 AI 服务器单机 PCB 1.5 万是怎么来的?.4 1.1、五大硬件部分可归纳为三大价值量部分 GPU 板组、CPU 母板组、配件.4 1.2、GPU 板组:单机价值量 1.2 万,载板 占 比 52%、PCB 板占 48%.5 1.3、CPU 母板组:单机价值量 2845 元,载板 占 46%、主板占 40%.7 1.4、其他配件:单机价值量合计 226 元.10 二、普通 vs A100 vs H100,PCB 价值量到底如何提升.11 2.1、普通 vs A100:普通单机 2425 元,95%的价值增量贡献来 自 GPU 板组.11 2.2、A100 vs H100:H100 单机 1.95 万元,83%的价值增量贡献来 自 GPU 板组.13 2.3、价值增量来自 GPU 板 组,后续升级载板增速高于 PCB 板级.17 2.4、AI 服务器 PCB 存在三种供应关系,须分别把握产业链逻辑.18 三、投资建议及风险提示.19 3.1、投资建议.19 3.2、风险提示.19 图表目录 图表 1:英伟达 DGX A100 的爆破图.4 图表 2:英伟达 DGX A100 的正面图(Front).5 图表 3:英伟达 DGX A100 的背面图(Rear).5 图表 4:DGX A100 GPU 板组的 PCB 分解.5 图表 5:2.5/3D 封装与载板示意图.5 图表 6:NVSwitch 功能示意图.6 图表 7:NVSwitch Die Shot.6 图表 8:英伟达 A100 加速卡两种版本示意图.6 图表 9:英 伟达 A100 加速卡 PCIE 版本规格.6 图表 10:DGX A100 UBB 在整机内的位置示意.7 图表 11:英伟达 DGX A100 GPU 板组 PCB 单机价值量.7 图表 12:英伟达 DGX A100 CPU 母板组构成图.8 图表 13:CPU 系统内存卡示意图.9 图表 14:英伟达 Mellanox 网卡板示意图.9 图表 15:DGX A100 横置网卡需要一张纵向拓展卡.9 图表 16:DGX A100 系统驱动器示意图.9 图表 17:英伟达 DGX A100 CPU 母板 组 PCB 单机价值量.9 图表 18:DGX A100 电源配置示意图.10 图表 19:DGX A100 硬盘和前控制台示意图.10 图表 20:英伟达 DGX A100 配件 PCB 单机价值量.10 图表 21:英伟达 DGX A100 PCB 单机价值量.11 图表 22:DGX A100 所用 PCB 板分布(按功能组).11 ZXDWwPnQtQoPtNpMtOoRnM7NcMbRnPoOsQnOeRpPtPjMoMpM7NnNzRNZsRpQNZsPnN行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 3 图表 23:DGX A100 所用 PCB 板分布(按板级).11 图表 24:华为 2288H V6 整机爆破图.12 图表 25:华为 2288H V6 主板图.12 图表 26:华为 2288H V6 PCB 单机价值量.12 图表 27:2288H V6 所用 PCB 板分布(按功能组).12 图表 28:2288H V6 所用 PCB 板分布(按板级).12 图表 29:DGX A100 与 2288H V6 单机 PCB 价值量对比.13 图表 30:AI 服务器相对普通服务器 PCB 增量贡献来源.13 图表 31:DGX A100 与 2288H V6 载板级 PCB 价值量对比.13 图表 32:AI 服务器相对普通服务器载板增量贡献来源.13 图表 33:DGX A100 与 2288H V6 PCB 级板价值量对比.13 图表 34:AI 服务器相对普通服务器 PCB 级板增量来源.13 图表 35:DGX H100 整机宣传图.14 图表 36:DGX H100 爆破图示意.14 图表 37:DGX H100 背面示意图.14 图表 38:DGX H100 信号通信架构图.14 图表 39:DGX H100 CPU 母板组示意图.15 图表 40:DGX H100 GPU 板组(NVSwitch 为 4 片).15 图表 41:DGX H100 网卡集成度提升.15 图表 42:英伟达 DGX H100 PCB 单机价值量.16 图表 43:DGX H100 所用 PCB 板分布(按功能组).16 图表 44:DGX H100 所用 PCB 板分布(按板级).16 图表 45:DGX A100 与 DGX H100 单机 PCB 价值量对比.16 图表 46:DGX A100 与 DGX H100 PCB 增量贡献来源.16 图表 47:DGX A100 与 DGX H100 单机载板级 PCB 价值量对比.17 图表 48:DGX A100 与 DGX H100 单机 载板 级 PCB 价值量增量贡献来源.17 图表 49:DGX A100 与 DGX H100 单机板级 PCB 价值量对比.17 图表 50:DGX A100 与 DGX H100 单机 板 级 PCB 价值量增量贡献来源.17 图表 51:三款服务器单机 PCB 价值量对比.17 图表 52:三款服务器单机 PCB 价值量增幅.17 图表 53:三款服务器的 PCB 单机价值量分布(按功能).18 图表 54:三款服务器的 PCB 单机价值量分布(按板型).18 图表 55:AI 服务器所用 PCB 供应关系.18 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 4“AI 行情”已经演绎了 2 个多月,市场上对于 AI 相关的软硬件价值量与空间的想象已经形成相对较为 一致 的预期,“模糊的正确”股价效应时期似乎已经走到分岔 路口。在这样的阶段,基于打破基础认知分歧的想法,我们推出这样一篇关于“一台 AI 服务器到底要用多少 PCB”的深度报告,旨在通过拆解服务器 PCB 构成的过程让读者了 解一台服务器内部真实的情况,希望 读者能够对服务器中所用 PCB 情况有更为直观的了 解,从而把握未来升级过程中真正的价值所在。1.1、五大 硬件 部 分可 归纳 为三 大价 值量 部分 GPU 板组、CPU 母板组、配件 电子 产品 一旦 出现 标杆 性的 产品,那 么全 市 场的 玩家 在产 品设 计上 就会 向 标杆 看齐,因为对于新发电子产品来说,研究标杆产品能够对远期空间展望找到锚点。AI 服务器我们瞄准英伟达 DGX A100 和 DGX H100 两款 具有标杆性产品力的产品进行分析,鉴于 H100 发布时间较短、资料详尽度不够,我们首先从 DGX A100 出发来观测具有产品力的 AI 服务器的 基本 架构。英伟达 DGX A100 外形类似于常见的家用主机,通过对部件构成进行深度分解,我们认为 DGX A100 大体上可以分为五个硬件板块:1)风扇模组,从前部(Front)入手,首先看到的是风扇模组板块,DGX A100 的风扇模组由 8 个风扇组成,这一搭配与传统服务器 8U 规格的基本一致;2)硬盘,前 部风 扇模 组 板块 的 下方 摆 放了 硬盘 和 前控 制 台板(控制 与 外接 设备 的 信号传输),DGX A100 配备了 8 个 3.84TB 的硬盘,合计内部存储 30TB;3)GPU 板组(GPU Board Tray),后部(Rear)是整个 AI 服务器的关键组件组装区域,最核心的板块 就是 GPU 板组,这也是 AI 服务 器 区别 与普 通服 务器 的关 键,从 DGX A100 的架构来看,GPU 板组主要包含 GPU 组件、模组板、NVSwitch 三块,这三块都会涉及到不同类型的 PCB 产品;4)CPU 母 板组(CPU Motherboard Tray),这 一 部分 是所 有 服务 器的 核 心部 件(包 括普通服务器和 AI 服务 器),其 中包 含 CPU 母板、系统内存、网卡、PCIE Switch 等部件,CPU 母 板、系统内存、网卡是主要涉及到 PCB 用量的部分;5)电源模组,DGX A100 后部的下方还配有 6 组电源,电源内部会涉及到厚铜 PCB 板的使用。从功能 性的角度,我们认为 AI 服务器 的 PCB 价值量计算可以归纳为三个部 分,其一是AI 服务器最为核心的 GPU 板组,其 二是所有服务器都必备的 CPU 母板 组,最后 是风扇、硬盘、电源板块 等 配件组。本文将 基于 这三大部分 逐一分解。图表1:英伟达 DGX A100 的爆破图 来源:英伟达官网,国金证券研究所 风扇模组FrontRear硬盘行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 5 图表2:英伟达 DGX A100 的正面图(Front)图表3:英伟达 DGX A100 的背面图(Rear)来源:英伟达官网 技术文件,国金证券研究所 来源:英伟达官网技术文件,国金证券研究所 1.2、GPU 板组:单机价值量 1.2 万,载板占比 52%、PCB 板占 48%GPU 板组的 PCB 主要是由 4 个部分组成,GPU 载板、NVSwitch、OAM、UBB。图表4:DGX A100 GPU 板组 的 PCB 分解 来源:英伟达官网,国金证券研究所 1)GPU 载板,英伟达 A100 的 GPU 和 DRAM 采用 2.5/3D 先进封装工艺,用于承载的板材采用 70*70mm100*100mm、1416 层的 FCBGA 载板,数量上与 GPU 数量存在一一对应关系,按照 DGX A100 搭载 8 颗 GPU 的数量来看,1 台 AI 服务器需要用到8 颗 GPU 载板;根据产业链调研,单颗价值量约为 100 美元,即 650 元人民币/颗,由此对应单机 GPU 载板价值量为 5200 元。图表5:2.5/3D 封装与载板示意图 来源:产业链调研,国金证券研究所 2)NVSwitch,基于 NVLink 标准 用于 GPU 之间通信的基础模组,搭载 NVSwitch 的载体是类 似于 载板 的产 品,加 工 性要 求 较简 单、关 键是 承 担多 数 据量 高 速传 输的 性 能,根据产业链调研单颗价值量约为 30 美元,即 195 元/颗,按 A100 搭载 6 颗计算可得OAMNVSwitchUBBGPU载板HBM DRAM DieHBM DRAM DieHBM DRAM DieHBM DRAM DieLogic Die PHY PHY GPU/CPU/Soc DieInterposerPackage SubstrateTSVMicrobump行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 6 单机价值量为 1170 元。图表6:NVSwitch 功能示意图 图表7:NVSwitch Die Shot 来源:英伟达官网技术文件,国金证券研究所 来源:英伟达官网技术文件,国金证券研究所 3)OAM,OCP Accelerator Module,中文简称 GPU 加速卡,是用于承载 GPU 芯片 的板卡,数量上看 OAM 与 GPU 存在一一对应的关系,以 DGX A100 搭载 8 个 GPU 的数量来看,1 台 AI 服务器 需要用到 8 块 OAM;面积上来看,借鉴 PCIE 版本 267.7mm*111.15mm的尺寸规格(内部 PCB 规格 与外 壳 规格 基本 一致),可 测算 出 OAM 的面 积尺 寸 约为0.03 平方米;PCB 板型上来看,由于 OAM 涉及到 GPU 高速多线路信号传递,根据产业链调研,DGX A100 OAM 的 SXM 版本 需要用到 20 层、Ultra Low Loss 等级 CCL 材料、4 阶 HDI 工艺,对应产品单价 为 12000 元/平方米,DGX A100 OAM 的 PCIE 版本1相对规格较低,只需要用到 14 层、Ultra Low Loss 和高 Tg FR4 等级 CCL 材料混压、1 阶 HDI 工艺,对应产品单价 7000 元/平方米。综合来看,如果按照 DGX A100 机型配置,高端 AI 服务器的 OAM 单价价值量将达到 2880 元。图表8:英伟达 A100 加 速卡 两种 版本 示意 图 图表9:英伟达 A100 加速卡 PCIE 版 本规 格 来源:英伟达官网,国金证券研究所 来源:英伟达官网技术文件,国金证券研究所 4)UBB,Unit Baseboard,中文简称 GPU 模组板,是用于搭载整个 GPU 平台的 PCB 板,1 台 AI 服务器对应 1 块 UBB,根据 DGX A100 整机底面规格和产业链调研,我们预估UBB 面积约为 0.30 平方米,需要用到 26 层通孔 PCB 板,CCL 材料运用 Ultra Low Loss,对应单价约为 10000 元/平方米,对应单机价值量为 3000 元。1 A100 PCIE 版本销售给客户 用于 AI 服务器上 的自行 插拔,技术指标低于直接集成在 DGX A100 上的 SXM 版本。SXM 版行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 7 图表10:DGX A100 UBB 在整 机内 的 位置 示意 来源:英伟达官网,国金证券研究所 综上 合计,英伟达 DGX A100 GPU 板组主要由 GPU 载板、NVSwitch、GPU 加速卡、GPU 模组板四部分组成,四部分合计单机 PCB 面积达到 0.624 平方米,对应 PCB 单机价值量为12250 元,其中载板级别的产品单机价值量为 6370 元、占比 52%,PCB 级别的产品单机价值量 5880 元、占比 48%。图表11:英伟达 DGX A100 GPU 板组 PCB 单机价值量 单机个数 单 机 面 积(平方 米)单 机 价 值 量(元/台)GPU 载板 8 0.048 5200 NVSwitch 6 0.036 1170 GPU 加速卡(OAM)8 0.240 2880 GPU 模组板(UBB)1 0.300 3000 合计-0.624 12250 来源:产业链调研,英伟达官网技术文件,国金证券研究所 1.3、CPU 母板组:单机价值量 2845 元,载板占 46%、主板占 40%CPU 母板组涉及到 CPU 载板、CPU 主板 和 配板,其中功能性 配板 包括系统内存卡、网卡、拓展卡、存储操作系统驱动板。载板级,52%PCB 级,48%行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 8 图表12:英伟达 DGX A100 CPU 母板组构成图 来源:英伟达官网技术文件,国金证券研究所 1)CPU 载板,根据产业链调研,CPU 载板与 GPU 载板规格相近,如果按单颗 CPU 载板价值量 100 美元、DGX 搭载 2 颗 CPU,则单机价值量约为 1300 元。2)CPU 主板,主要用于承载 CPU 芯片、PCIE Switch 芯片、TPM 模组 及各种功能性配板卡,该类 PCB 板的规格主要由 CPU 平台设计和总线标准,按照 DGX A100 的方案主要采用 64 核 AMD Rome 的 CPU 芯片、总线标准仍然 为 PCIE 4.0,因此 CPU 主板仍然采用 1012 层、Low Loss 等级 CCL 材料、通孔板的设计,根据产业链调研,单价约为3000 元/平方米;按照 DGX A100 的尺寸规格设计,估测 CPU 主板面积为 0.38 平方米,由此可计算 CPU 主板单机价值量为 1140 元。3)功能性配板,配板种类较多,根据产业链调研,配板一般采用的规格是 810 层板、Mid Loss 等级 CCL,单价约为 1500 元/平方米,面积和数量参照 DGX A100 则为:CPU 内存卡,DGX A100 设计配置 32 块 CPU 内存 卡、合 计 2TB RAM,一般来说服务器 CPU 内存 卡行 业有 较 为统 一的 标准 尺 寸,估测 单块 内 存卡面积约为 0.004平方米/片;网卡,DGX A100 网卡采用 Mellanox ConnectX 系列产品(有 X-7 和 X-6 的产品选配),标 配的 网卡 为 10 张(8 个单 端 口 200Gb/s 的 IB,2 个双端口 200Gb/s 以太网),根据英伟达官网披露 Mellanox ConnectX-7 的尺寸 68.90mm*167.65mm,计算可得单块 网卡板面积约为 0.012 平方米/张;拓展卡,Riser Card,服务 器 会因 为板 卡摆 放设 计而 用一 些 拓展 卡来 拓展 PCIE接口,DGX A100 中因为有一张 横置 Storage networking 网卡,因此需要设置一张拓展卡,根据产业链调研该拓展卡面积约为 0.01 平方米/张;存储操作 系统驱动板,DGX A100 中会搭载 2 个 1.92TB M.2 NVMe 的系统驱动器,但两个驱动器是搭载在一张 PCB 板的两面,因此系统驱动板只有 1 块,面积约为 0.01 平方米/张。上述四部分合计,功能性配板单机面积为 0.27 平方米,对应单机价值量约为 405 元。网卡板存 储 操 作系统驱动板拓 展 卡(用于插拔横直网卡)内存卡主板Motherboard行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 9 图表13:CPU 系统内存卡示意图 图表14:英伟达 Mellanox 网卡板示意图 来源:英伟达官网技术文件,国金证券研究所 来源:英伟达官网,国金证券研究所 图表15:DGX A100 横置网卡需要一张纵 向拓展卡 图表16:DGX A100 系统驱动器示意图 来源:英伟达官网技术文件,国金证券研究所 来源:英伟达官网技术文件,国金证券研究所 综上合计,英伟达 DGX A100 CPU 母板 组 PCB 用量面积合计为 0.662 平方米,单机价值量约为 2845 元,其中载板级产品占比 46%,PCB 级的主板产品占比 40%,PCB 级的配板产品占比 14%。图表17:英伟达 DGX A100 CPU 母板组 PCB 单机 价值 量 单机个数 单 机 面 积(平方 米)单 机 价 值 量(元/台)CPU 载板 2 0.012 1300 CPU 母板 1 0.380 1140 DIMM 系统内存 32 0.128 192 网卡 10 0.120 180 拓展卡 1 0.010 15 存储操作系统驱动板 1 0.012 18 合计-0.662 2845 来源:产业链调研,英伟达官网技术文件,国金证券研究所 载板级,46%PCB 级-主板,40%PCB 级-配板,14%行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 10 1.4、其他 配件:单机 价值 量合 计226 元 除 GPU 板组和 CPU 模板组外,其他配件还包括电源、硬盘、前控制 台 板等,根据产业链调 研,这 一 类 产 品 主 要 采 用 610 层、FR4/Mid Loss 等级 CCL 的 规 格,单 价 约 为10001500 元/平方米不等,参照 DGX A100 规格对用量和面积进行计算则为:1)电源,从 用量 上 看 DGX A100 搭配 6 个电源,参照 台达 电 2200W 服务 器电 源 DPS-2200-AB-2 型号 73.5*265.0mm 的规格,我们估测单个电源用 PCB 板面积为 0.019 平方米;2)硬盘,从用量上看 DGX A100 搭配 8 个硬盘,参照行业标 准 3.5 盘,我们估测单块硬盘中 PCB 面积为 0.008 平方米;3)前控制台板,主要用于控制外接设备,是放在 8 个硬盘中间的 1 块 PCB 板,根据产业链调研,我们估测该板面积约为 0.010 平方米。图表18:DGX A100 电源配置示意图 图表19:DGX A100 硬盘和前控制台示意 图 来源:英伟达官网技术文件,国金证券研究所 来源:英伟达官网技术文件,国金证券研究所 综合来看,DGX A100 的配件用 PCB 板用量面积约为 0.188 平方米,单价价值量合计约为226 元。图表20:英伟达 DGX A100 配件 PCB 单机价值量 单机个数 单机面积(平方 米)单机价值量(元/台)电源 6 0.114 137 硬盘 8 0.064 77 前控制台板 1 0.010 12 合计-0.188 226 来源:产业链调研,英伟达官网技术文件,国金证券研究所 综合 GPU 板组、CPU 模板组和配件,我们估测 DGX A100 整机 PCB 用量面积为 1.474 平方米,单机价值量为 15321 元,其中 GPU 板组单机价值量达到 1.2 万元、占 比达 到 80%,CPU 母板组单机价值量为 2845 元、占比为 19%,其他配件单机价值量 226 元、占比 为 1%;从板级的分类来看,载板级别单机价值量为 7670 元、占比达到 50.1%,PCB 板级单机价值量为 7651 元、占比为 49.9%。6 个 电 源配置8 个SSD前 控 制 台板行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 11 图表21:英伟达 DGX A100 PCB 单机价值量 单机个数 单 机 面 积(平方 米)单 机 价 值 量(元/台)GPU 板组-合计-0.624 12250 GPU 载板 8 0.048 5200 NVSwitch 6 0.036 1170 GPU 加速卡(OAM)8 0.240 2880 GPU 模组板(UBB)1 0.300 3000 CPU 母 板组-合计-0.662 2845 CPU 载板 2 0.012 1300 CPU 母板 1 0.380 1140 DIMM 系统内存 32 0.128 192 网卡 10 0.120 180 拓展卡 1 0.010 15 存储操作系统驱动板 1 0.012 18 配板-合计-0.188 226 电源 6 0.114 137 硬盘 8 0.064 77 前控制台板 1 0.010 12 三部分合计-1.474 15321 来源:产业链调研,英伟达官网技术文件,国金证券研究所 图表22:DGX A100 所用 PCB 板分 布(按功 能组)图表23:DGX A100 所用 PCB 板分 布(按板 级)来源:产业链调研,英伟达官网技术文件,国金证券研究所 来源:产业链调研,英伟达官网技术文件,国金证券研究所 在分解完 DGX A100 后,基于边际变化分析的角度,我们认为可以通过两方面的对比来把握未来变化 关键点,一方面对比 DGX A100 和普通服务器,以观测 AI 带来的价值增量;另一方面对比 DGX A100 和 DGX H100,以观测未来 AI 技术继续迭代的情况下 PCB 的增量点。2.1、普通 vs A100:普通单机 2425 元,95%的价 值增 量贡 献来 自GPU 板组 依据前述拆解方式,我们选取 市面上较为先进的 2U 普通服务器 华为 2288H V6(双路服务器,PCIE 4.0)为普通服务器代表,通过拆解分析,我们估测普通服务 器的 PCB 用量面积为 0.630 平方米,并且根据产业链调研,普通服务器功能板块 的 PCB 板型 规格 与 AI服务器中 CPU 母板组和配件组相差不大,由此合计估测单机价值量为 2425 元。GPU 板组,80%CPU母板组,19%配板,1%载板级,50.1%PCB 级,49.9%行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 12 图表24:华为 2288H V6 整机爆破图 图表25:华为 2288H V6 主板图 来源:华为官网,国金证券研究所 来源:华为官网,国金证券研究所 图表26:华为 2288H V6 PCB 单机价值量 单机个数 单 机 面 积(平方 米)单 机 价 值 量(元/台)CPU 母 板组-合计-0.414 2167 CPU 载板 2 0.012 1300 CPU 母板 1 0.176 527 DIMM 系统内存 32 0.136 153 网卡 2 0.002 4 拓展卡 1 0.001 2 存储操作系统驱动板 1 0.016 24 M.2 SSD 2 0.002 3 FlexIO 1 0.013 19 内置驱动模组 1 0.019 29 PCIe 转接卡1 号 2 号 2 0.029 43 PCIe 转接卡4 号 1 0.007 11 TPM 模组板 1 0.001 1 配件-合计-0.216 259 电源板 2 0.033 40 硬盘 18 0.144 173 硬盘背板 1 0.038 46 合计-0.630 2425 来源:产业链调研,华为官网,国金证券研究所 图表27:2288H V6 所用 PCB 板分 布(按功 能组)图表28:2288H V6 所用 PCB 板分 布(按板 级)来源:产业链调研,华为官网,国金证券研究所 来源:产业链调研,华为官网,国金证券研究所 对比 普通服务器和以 DGX A100 为代表的 AI 服务器,AI 服务器所用 PCB 单机价值量 相对普通 服 务器 提升 532%,增量 贡献 主 要来 自算 力需 求(贡献 增量 的 95%)和集 中度 提升(贡 献 增量 的 5%),其 中载 板级 的单 机价 值 量提 升 490%、增 量贡 献主 要 来自 算力 需求(贡献增量 100%),PCB 板级的单机价值量提 升 580%、增量贡献 90%来自 算力 而 10%来自集中度提升。CPU母板组,89%配板,11%载板级,54%PCB 级,46%行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 13 图表29:DGX A100 与 2288H V6 单机PCB 价值量对比 图表30:AI 服 务器 相对 普通 服务 器 PCB 增 量贡 献来 源 来源:产业链调研,英伟达官网技术文件,华为官网,国金证券研究所 来源:产业链调研,英伟达官网技术文件,华为官网,国金证券研究所 图表31:DGX A100 与 2288H V6 载板级PCB 价值量对比 图表32:AI 服 务器 相对 普通 服务 器 载板 增量 贡 献来 源 来源:产业链调研,英伟达官网技术文件,华为官网,国金证券研究所 来源:产业链调研,英伟达官网技术文件,华为官网,国金证券研究所 图表33:DGX A100 与 2288H V6 PCB 级板价值量对比 图表34:AI 服 务器 相对 普通 服务 器 PCB 级 板增 量来 源 来源:产业链调研,英伟达官网技术文件,华为官网,国金证券研究所 来源:产业链调研,英伟达官网技术文件,华为官网,国金证券研究所 2.2、A100 vs H100:H100 单机1.95 万元,83%的 价值 增量 贡献 来自 GPU 板组 再对比新款 DGX H100 和 DGX A100,我们发现新产品架构 有一些 变化,同 样 分三 个部 分来看:1)GPU 板组,性能提升之后相应 PCB 的规格也会有所提升,具体来看,GPU 载板,芯片性能增加,封装架构也会升级(如搭配 HBM3),根据产业链调研,H100 单片载板价值量会提升 30%、约为 150 美元/片,在数量和面积变化不大的情况下,估测单机价值量为 7800 元,单机价值量相对 A100 方案提升 50%;NVSwitch,集成度提高导致数量减少为 4 片,单价估测提升至 40 美 元/片,因CPU母板组+配件=3071CPU母板组+配件=2425GPU 板组=12250020004000600080001000012000140001600018000DGX A100 2288H V6CPU母板组 配件 GPU 板组-1=532%集成度提升(CPU 母板组+5.3%,配件-0.3%)贡献占比5%算力需求增加(GPU板组)贡献占比95%CPU 母板组=1300CPU 母板组=1300GPU板组=63700100020003000400050006000700080009000DGX A100 2288H V6CPU母板组 GPU板组-1=490%算力需求增加,贡献占比100%CPU母板组+配板=1771CPU母板组+配板=1125GPU 板组=58800100020003000400050006000700080009000DGX A100 2288H V6CPU 母板组 配板 GPU 板组=580%集中度提升,贡献占比10%算力需求增加,贡献占比90%行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 14 此对应单机价值量为 1040 元,单机价值量 相对 A100 方案有所下降 11%;GPU 加速卡(OAM),由 于芯 片性 能有 所提 升,加速 卡的 工艺规格升级为 5 阶 HDI,对应单价提升至 15000 元/平方米,在数量和面积没有变化的情况下,估测单机价值量提升至 3600 元,相比 A100 提升 25%;GPU 模组板(UBB),集 成度 提高 使得 模组 板 的设计相对更紧凑,但层数和工艺变化不大,对应单价提升至 11000 元/平方米,在数量和面积没有变化的情况下,估测单机价值量提升至 3300 元,相比 A100 提升 10%。由此,DGX H100 GPU 板组 PCB 用 量 的面 积 为 0.612 平 方 米,单 机 价值 量 提 升 至15700 元,相比 A100 版本提升 28%,主要提升点来自 GPU 载板、GPU 加速卡(OAM)和模组板(UBB)。2)CPU 母板组,CPU 母板有升级,网卡集成度显著提升,具体来看,CPU 载板,CPU 芯片虽然有相应升级,但封装承载结构变化不大,根据产业链调研预估 DGX H100 的 CPU 载板价值量保持为 1300 元;CPU 母板,DGX H100 采用 PCIE 5.0 总线标准,CPU 芯片平台升级,根据产业链调研 PCIE 5.0 服务器主板的单价会提升至 5000 元/平方米,因此在面积不变的情况下单机价值量提升至 1900 元,相比 A100 方案提升 67%;其他配板,整体变化不大,值得一提的是网卡板的形态由 A100 的 Mellanox 成熟设计插拔的方案变为 2 张集成 4 芯片 的 ConnectX-7 的 PCB 板(对应 8 个端口)、2 张单芯片双端口的 NVIDIA BlueField-3 DPU VPI 网卡板、1 张 RJ45 接口板载网卡、1 张以太网可选网卡合计 6 张网卡板,相较 A100 方案网卡板数量下降但集成度和性能有所提升;综合计算,我们估测 DGX H100 CPU 板组 PCB 用量的面积为 0.628 平方米,单机价值量提升至 3554 元,相比 A100 版本提升 25%,主要提升点来自 CPU 母板。3)配件,DGX H100 仍然保持电源 6 个、硬盘 8 个、前控制台板 1 块的配置,PCB 板规格变化也不大,因此我们估测配件用量仍为 0.188 平方米,单机 价值量 为 226 元。图表35:DGX H100 整机宣传图 图表36:DGX H100 爆破图示意 来源:英伟达官网,国金证券研究所 来源:英伟达官网技术文件,国金证券研究所 图表37:DGX H100 背面示意图 图表38:DGX H100 信 号 通 信架 构图 来源:英伟达官网,国金证券研究所 来源:英伟达官网 技术文件,国金证券研究所 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 15 图表39:DGX H100 CPU 母板 组 示意 图 来源:英伟达官网技术文件,国金证券研究所 图表40:DGX H100 GPU 板组(NVSwitch 为 4 片)图表41:DGX H100 网卡集成度提升 来源:英伟达官网,国金证券研究所 来源:英伟达官网,国金证券研究所 我们估测 DGX H100 服务器的 PCB 用量面积为 1.428 平方米,单机价值量为 19520 元,其中 GPU 板组单机价值量达到 1.57 万元、占比达到 81%,CPU 母板组单机价值量为 3
展开阅读全文