电子行业AIGC发展给电子带来的投资机遇：AI服务器拆解，产业链核心受益梳理

中泰电子王芳团队 分析师：王芳 执业证书编号：S0740521120002 分析师：李雪峰 执业证书编号：S0740522080004 证券研究报告 2023年04月07日 1 AI服务器拆解，产业链核心受益梳理 ——AIGC发展给电子带来的投资机遇 分析师：杨旭 执业证书编号：S0740521120001 mNmRpPuMtOsOrRsPtQqPoP7N8Q7NoMoOtRoNfQmMtPjMnMoO6MnMqNvPoNoRNZqNvM3 来源：浪潮官网，戴尔官网，腾讯官网,中泰证券研究所 服务器按CPU体系架构分类：可分成x86架构和非x86架构。x86架构服务器又称CISC（复杂指令集）架构服务器，是采用Intel或其他兼容x86指令集的CPU和Windows操作系统的服务器。非x86服务器使用RISC（精简指令集）或EPIC（并行指令代码），主要采用UNIX或其他操作系统。相比x86架构，非x86架构价格昂贵、体系封闭，但整体运行稳定性更好。 按处理器数量分类：可分成单路、双路、四路以及多路服务器。 按应用场景分类：可分成存储服务器、云服务器、AI服务器和边缘服务器等。 服务器是数字经济发展的基础要素之一 图表：服务器按CPU架构、处理器数量、应用场景分类 CPU架构 技术特点 优劣势 X86架构 CISC指令集，单核能力强，后向兼容历史指令集 优势：软件生态好，市占率高 劣势：后向兼容历史包袱重、实现复杂、芯片面积大、功耗高、价格昂贵 非X86架构 ARM RISC指令集，重视低功耗设计、多核技术路线，追求能效比 优势：可拥有完整知识产权、芯片厂商多，够匹配数据中心发展趋势 劣势：软件生态弱于X86 MIPS RISC指令集，小型 化、低功耗，嵌入式设备使用较多 服务器领域生态较 弱，市占率低，影响力逐步减弱 Power RISC指令集，单核能力强，追求极致可靠性，成本较高 技术及生态由IBM掌控，主要应用于金融行业，其他行业应用少 Alpha RISC处理器中最快，获得windowsNT支持 服务器领域生态较弱，市占率低，影响力正逐步减弱 类别 可支持的CPU数量 CPU配臵方式 单路 1 小型企业：1～2路处理器； 中型企业：2～4路处理器； 大型企业：4～8路处理器 双路 2 四路 4 多路 多个 类别 应用场景 存储服务器 数据存储和调用应用程序、基于简单数据存储的应用 云服务器 企业官网、多媒体、数据库、访问量波动较大的APP或网站 AI服务器 医学图像智能分析、人脸识别、语音识别、指纹识别、安全监控、零售预测、金融服务 边缘服务器 零售/金融/远程连接的“开箱即用云”、移动互联、通用用户场所设备、通用用户场所设备 4 来源：IDC，腾讯官网,中泰证券研究所 服务器按应用场景可分成存储服务器、云服务器、AI服务器和边缘服务器等。近年来，随着全球物联网、数据中心的快速发展，服务器需求量不断增长。据IDC数据显示，2021年全球服务器出货量达到1354万台，yoy+11%；2021年全球服务器市场规模达到992亿美元，yoy+9%。其中，大陆服务器出货量由229万台增长至391万台，CAGR+11%；市场规模由93亿美元增长至251亿美元，CAGR+22%，两项增速远超全球。 政策支持将推动国内AI服务器进入快速增长期。2023年中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》，明确指出“夯实数字中国建设基础”，我们认为“数字基础设施”将拉动大数据中心、超算中心等基建建设，国内AI服务器规模有望迎来快速增长。 国内AI服务器进入快速增长期 图表：2016-2021年全球服务器出货量（万台） 955 1018 1179 1174 1220 1353.9 6.60% 15.82% -0.42% 3.92% 10.98% -2%0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%02004006008001000120014001600201620172018201920202021出货量（万台） yoy-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%050100150200250300350400450201620172018201920202021出货量（万台） yoy图表：2016-2021年大陆服务器出货量（万台） 79.318 145.957 231.423 284 353 427 515 603 650 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%010020030040050060070020192020202120222023E2024E2025E2026E2027E出货量（千台） YoY2091.6 3195.7 5388.7 7255.3 8987.2 10721.6 12690.5 14692.7 16399.4 52.79% 68.62% 34.64% 23.87% 19.30% 18.36% 15.78% 11.62% 0%10%20%30%40%50%60%70%80%02000400060008000100001200014000160001800020192020202120222023E2024E2025E2026E2027E销售额（百万美元） YoY5 来源：IDC,中泰证券研究所 AI服务器和通用型区别主要在于： 1）硬件架构：AI 服务器是采用异构形式的服务器，根据应用的范围采用不同的组合方式，如 CPU+GPU、CPU+TPU、CPU+其他的加速卡等。与普通的服务器的差别主要在大数据及云计算、人工智能等方面需要更大的内外存。 2）卡的数量：普通的 GPU 服务器一般是单卡或者双卡，AI 服务器需要承担大量的计算，一般配置四块 GPU 卡以上，甚至要搭建 AI 服务器集群。 3）独特设计：AI 服务器由于有了多个 GPU 卡，需要针对性的对于系统结构、散热、拓扑等做专门的设计，才能满足 AI 服务器长期稳定运行的要求。 随着国内数字基础建设数据负载量的需求量不断上升，我国AI服务器市场保持较快增速。根据IDC数据，2022年大陆AI服务器出货量达28.4万台，预计到2027年达到65万台，CAGR为17.9%，按金额计算，2022年大陆AI服务器销售额为72.55亿美元，预计到2027年销售额将达到163.99亿美元， CAGR为17.7%。 图表：2019-2027年大陆AI服务器出货量 图表：2019-2027年大陆AI服务器销售额 国内AI服务器进入快速增长期 6 来源：智通财经，Counterpoint，IDC，芯八哥，中泰证券研究所 AI服务器下游主要由互联网和运营商占据主导。根据IDC数据，2022年中国AI服务器市场按销售额统计，互联网厂商占据47.5%，运营商占比19.6%，其次通信、政府、制造、教育、金融分别占据8.6%、6.3%、5.1%、5%、3.8%。 图表：2022中国加速服务器市场份额（按销售额） 图表： 2022中国加速服务器市场份额（按出货量） 互联网厂商是国内AI服务器主要下游 47% 20% 9% 6% 5% 5% 4% 4% InternetServicesTelecomGovernmentManufacturingEducationFinanceOthersTotal $6693.2M 46% 23% 7% 6% 5% 4% 4% 5% InternetServicesGovernmentTelecomManufacturingEducationFinance0thersTotal 285K 7 来源：智通财经，Counterpoint，IDC，芯八哥，中泰证券研究所 中国在AI服务器水平位于世界前列。AI服务器采用CPU+加速芯片的架构形式，在进行模型的训练和推断时会更具有效率优势。与国外AI芯片厂商的垄断局面不同，中国AI服务器水平位于世界前列。据IDC数据，2022年中国AI服务器市场（按销售额），浪潮以46.6%份额占据首位，新华三、宁畅分别以11%和9%占据第二、第三名。 图表：2022年中国AI加速服务器市场份额（按出货量） 国产服务器厂商水平位于世界前列 图表：2022年中国AI加速服务器市场份额（按销售额） 37% 11% 10% 9% 8% 7% 6% 4% 8% InspurKunQianNettrixEnginetechH3CPowerleaderHuaweiDellOthers47% 11% 9% 7% 6% 6% 5% 2% 7% InspurH3CNettrixEnginetechKunQianHuaweiPowerleaderSitonholyOthers 8 来源：IDC，中泰证券研究所 各厂商AI服务器下游占比 9 来源：IDC，中泰证券研究所 图表：2021/2022年大陆X86服务器终端应用变化（按出货量）（单位：千台） 服务器是数字经济发展的基础要素之一 图表：2021/2022大陆X86服务器竞争格局变化（按出货量） ）（单位：千台） -18% 57.60% 32.50% -2.40% -1.30% -8.70% 15.50% -11.70% -35.70% 8.60% -19.70% -27.80% -25.30% -7.50% -60%-40%-20%0%20%40%60%80%020040060080010001200140016001800互联网 通信 服务 金融 政府 制造业 公用事业 交通 教育 能源 健康 流通业 媒体 建筑 20212022YoY-4% -7.20% -30.00% -16.40% 56.10% -26.00% 4.50% 35.90% 7.50% 3.40% -35.70% -60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%0200400600800100012001400浪潮 新华三 超巨变 戴尔 联想 中兴 ODM DirectNetrix宝德 烽火 超微 其他 20212022YoY 10 来源：智通财经，Counterpoint，IDC，芯八哥，中泰证券研究所 技术升级推动行业进步：服务器的升级迭代依赖于CPU、GPU、存储介质和网络接口等上游核心组件在性能上的提升。近年来，部分企业正积极提高自身服务器的性能，如浪潮服务器在设计上实现了多项技术创新和升级，可支持3组或4组CPUXGMI灵活互联配置；戴尔新一代DellPowerEdge服务器，提供了比PERC11高2倍、比PERC10高4倍的性能。 随大数据需求增长，4卡和8卡的AI加速服务器成为大客户的主流。云计算带动AI训练推理需求增长，22H1, A100的出货量表现突出，占据GPU服务器市场的44%，随大模型推出后下游需求火热，8卡高端GPU服务器份额有望持续增长。 图表：2022中国加速服务器市场份额（按销售额） （单位：百万美元） 图表： 各品牌AI加速服务器增长率（出货量，2022/2021） 4卡/8卡GPU服务器逐步成为主流 050010001500200025003000350040008 GPU4 GPU20 GPU2 GPU16 GPU7 GPU10 GPUOthers23.1% 40.9% 209.5% 178.2% 150.5% 236.0% 189.5% 0.0%50.0%100.0%150.0%200.0%250.0% 85% 10% 5% NvidiaHuaweiOthers11 来源：IDC，中泰证券研究所 图表：2022中国服务器AI芯片份额 图表：大陆各类架构服务器份额（按销售额） 英伟达占据AI服务器市场主要地位 图表：AI服务器推理/训练占比（按销售额统计） 89.50% 9.30% 1.10% 0.10% GPUNPUASIC