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高速铜互连技术趋势

随着生成式AI技术的普及,基于“大数据+大计算量”模型的应用不断涌现,算力需求以每100天翻一倍的速度增长,远超摩尔定律。作为算力核心载体,数据中心对短距互联的需求持续攀升。铜连接方案凭借低成本和低功耗优势,在数据中心短距离连接中的市场份额显著提升。英伟达NVL72服务器采用5000根铜缆实现内部互联,总长度超3219米,为铜连接市场打开新增长空间。东方证券从技术趋势、市场空间、产业链三个维度,深入分析高速铜互连行业的发展机遇。

AI算力爆发——数据中心互连需求全面升级

从2012年至2018年,AI算力需求增长了30万倍;目前AI算力需求增速更为迅猛,平均每100天翻一倍,远超摩尔定律每18个月翻一倍的速度。TrendForce预测全球AI服务器出货量从2022年约85万台增长至2026年超230万台,CAGR超28%。中国加速计算服务器市场预计从2023年约80亿美元增长至2027年超160亿美元。

数据中心作为计算能力的物理载体,涵盖物理服务器、存储设备、网络设备及连接设施。生成式AI应用和AI模型训练对算力资源的需求,推动数据中心在多互联计算节点间分配工作负载。由于单个分布式任务运行时间受最慢节点限制,设备间高效互联成为突破算力系统瓶颈的关键。PCIe 6.0单通道速度达64.0 GT/s,PCIe 7.0预计2025年推出,单通道速度可能达128 GT/s,高速互连标准持续升级推动铜连接技术迭代。

铜连接方案优势——DAC成本仅光模块1/9,功耗远低于AOC

数据中心交换网络主要采用铜缆和光纤通信方案。虽然光纤在长距离通信中优势明显,但铜缆凭借高性价比、低功耗和高可靠性,在短距离传输中占据重要地位。DAC线缆端口由简单连接器组成,不包含光电转换模块,成本仅为光模块的约九分之一。对于大规模AI算力集群,铜缆的成本优势能大幅降低总体拥有成本。

DAC铜缆在传输过程中功耗极低,同时实现高达100Gbps的数据传输速率。与依赖光电转换的光纤模块相比,铜缆方案不仅有助于控制能源消耗,还有效提升散热能力。LightCounting预测,未来五年高速线缆市场将翻倍,2028年达28亿美元。DAC销售额CAGR达25%,AEC受益于AI集群短距互联需求增速最快(CAGR 45%),AOC销售额CAGR为15%。

数据中心铜需求增长——2030年预计72.5万吨

国际铜业协会研究显示,超大规模数据中心的扩展与边缘计算需求的增长显著增加了铜的需求。预计到2030年,大型和超大规模数据中心将占建筑铜需求的67%。铜需求将从2020年54.3万吨增加到2030年72.5万吨。2023年我国数据中心耗电量约2700亿千瓦时,占全社会用电量约3%,低功耗铜连接方案对数据中心节能降耗具有重要意义。

数据中心的高运营成本是算力行业面临的另一挑战。2022年到2023年全球数据中心平均建设成本增加6%,新兴市场增幅高达22%。建设数据中心成本为每平方英尺600到1100美元,冷却技术和电力分配系统寿命仅6-7年。降低整体运营成本、优化布局和提高能效已成为关键方向,铜连接技术契合数据中心当前需求。

铜互连厂商机遇——线材+连接器+线缆全产业链受益

铜连接方案已成为芯片产业链焦点。英伟达Blackwell架构推出后,厂商对铜连接技术重视程度提升,预计铜互联市场份额将扩大并带动上下游产业链增长。建议关注线材厂商(沃尔核材、精达股份、新亚电子、神宇股份)、连接器及组件厂商(鼎通科技、华丰科技、意华股份、得润电子)、高速线缆厂商(立讯精密、兆龙互连、FIT HON TENG)及铜箔厂商(方邦股份)等。随着国产化进程加快,国内铜连接厂商将迎来更有利发展条件。
表1:高速线缆市场预测对比
品类2023年份额2028年预测CAGR
DAC约40%最大份额25%
AEC较小快速增长45%
AOC约45%份额下降15%
点击阅读报告原文: 电子行业深度报告:集群算力大势所趋高速铜互连深度受益-240828(28页)
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