[Table_Title] 数字经济专题报告之二十：AI算力高成长，持续挖掘算力硬件新技术

[Table_Title2通信行业

[Table_Summary]1、AI 算力板块投资机会及逻辑

1）AI 时代算力的增长也远远超过了摩尔定律每 18 个月翻番的速率，AI 的奇点的到来也将会成就算力领域的黄金时代。

2）以英伟达 DGX SuperPOD 为例拆解 AI 算力基础设施产业链：SuperPOD 基本硬件构成包括 DGX H100 服务器、NVSwitch 交换机、光模块等。

4）AI 算力相关领域，行业受益方向及上市标的包括：AI 服务器（紫光股份、中兴通讯等）、服务器代工（菲菱科思、共进股份）、GPU 液冷散热（高澜股份）、服务器电源（新雷能）、高速PCB（沪电股份、深南电路）、BIOS(卓易信息)、服务器高速背板连接器（中航光电）、光模块（中际旭创、新易盛、天孚通信、德科立、光迅科技、联特科技）、激光器（源杰科技）、AI 算力中心（光环新网、奥飞数据、首都在线等）。

2、通信板块观点

当前时间节点，结合业绩确定性及估值两方面因素考虑，我们建议关注包括军工通信、面板以及低估的算力基础设施及工业互联网个股：

1）持续推荐算力基础设施

服务器等设备商：紫光股份（华西通信&计算机联合覆盖）、中兴通讯等；

算力中心：光环新网；

2）军工通信：新雷能、烽火电子（华西通信&军工联合覆盖）、海格通信（华西通信&军工联合覆盖）、七一二等；

3）工业互联：金卡智能（华西通信&机械联合覆盖）等；

4)液晶面板拐点：TCL 科技（华西通信&电子联合覆盖）等；

5)AI 应用：航天信息（华西通信&计算机联合覆盖）等

3、风险提示

AI底层相关顶层政策滞缓影响行业应用落地；AI厂商相关资本开支不及预期。

评级及分析师信息

[Table_Industr行业评级：推荐

[Table_Pic]行业走势图

[Table_Aut分析师：宋辉

邮箱：songhui@hx168.com.cn

SAC NO：S1120519080003

联系电话：

分析师：柳珏廷

邮箱：liujt@hx168.com.cn

SAC NO：S1120520040002

联系电话：

1.AI 算力高成长，持续挖掘算力硬件新技术

1.1.智能算力规模将持续高速增长，算力硬件黄金时代

未来五年中国智能算力规模将持续高速增长：IDC 与浪潮信息联合发布《2022-2023 中国人工智能计算力发展评估报告》（以下简称《报告》）。报告指出，中国人工智能计算力继续保持快速增长，2022 年智能算力规模达到 268 百亿亿次/秒(EFLOPS)，超过通用算力规模。

IDC 预测， 2021 年中国智能算力规模达 155.2 EFLOPS，预计到 2026 年将达到 1271.4 EFLOPS。2021 年中国通用算力规模达到 47.7 EFLOPS，预计到 2026 年将达到 111.3 EFLOPS；2021-2026 年，预计中国智能算力规模复合增长率将达52.3%，同期通用算力规模复合增长率为 18.5%。

图 1 中国智能算力市场规模

资料来源：IDC,华西证券研究所

OpenAl 数据显示，从 2012 年到 2020 年，其算力消耗平均每 3.4 个月就翻倍一次，8 年间算力增长了三十万倍。

此外，AI 时代算力的增长也远远超过了摩尔定律每 18 个月翻番的速率，根据中国信息通信研究院的估算，2021 年全球超算算力规模大约为 14EFlops，预测到 2030年全球超算算力将达到 0.2ZFlops，平均年增速超过 34%。（数据来源：元宇宙内参）

AI 的奇点的到来也将会成就算力领域的黄金时代。

图 2 OpenAl 算力需求情况

资料来源：OPEN AI,华西证券研究所

1.2.以英伟达 DGX SuperPOD为例拆解 AI算力基础设施产业链

NVIDIA DGX SuperPOD 是一个 AI 数据中心基础设施平台，可让 IT 为每个用户和工作负载提供高性能 AI 算力，SuperPOD 基本硬件构成包括 DGX H100 服务器、NVSwitch交换机、光模块等，其中相关配置如下：

采用 NVIDIA DGX H100 系统的 DGX SuperPOD 由 8 个机架组成，每个机架有 4 台DGX H100 服务器，总共 32 台服务器，共 256 块 H100 GPU 卡，可提供 1 exaFLOP(一百亿亿次)的 FP8 精度稀疏 AI 算力。

SuperPOD 内通过 NVLink 网络连接，可以为 256 块 GPU 提供总共 57.6TB/s all-to-all 双向带宽，同时 32 台 DGX H100 服务器可以与 IB 交换机互联，提供 25.6TB/s的双向带宽。

GPU 与 CPU 的互联是通过 CX7 网卡内的 PCIe GEN5 Switch 来连接: CX7 以网卡芯片的形式做成 2 块板卡来插入服务器，每 4 个 CX7 芯片组成一块板卡并且对外输出 2个 800G OSFP 口，8 块 CX7 网卡芯片组成 2 块板卡，共 4 对 OSFP 800G（2*400G）端口。

GPU 互联层面采用 NVSwitch 芯片（NVS），其中 L2NVS 代表 NVSwitch 物理交换机（以下以满配置为假设条件）：每个 DGX H100 内的一个 GPU 向北伸出 18 个 NVLink 连接共 18*50GB=900GB/s 双向带宽，18 个 NVLink 以 5,4,4,5 四组形式分别连接到 4 个板载的 NVSwitch 芯片上。每台 DGX H100 服务器 8 块 GPU 每个 NVS 芯片南向就连接了40,32,32,40 共 114 根 NVLink4，然后每个 NVS 芯片做 2:1 的收敛，北向以 5,4,4,5 四组形式分别连接到外置的 18 个 L2NVS 端口（NVSwitch 1U 交换机），交换机端口以5,4,4,5 的形式分成了 4 组形成一个板载。NVS 芯片北向一共是 20,16,16,20 共 72 个NVLink，而南向是 114 个 NVLlink,形成了 2:1 的收敛比。每一个 NVLink 是 2 个 112GPAM4 通道组成,每 4 个 NVLink 链路就需要一对 800G OSFP 的模块来端到端连接。

图 3 英伟达 DGX SuperPOD 网络连接示意图

资料来源：MicroFlow,华西证券研究所

图 4 NVIDIA DGX H100 服务器（背面视角）

资料来源：HPC SYSTEMS，华西证券研究所

图 5 NVIDIA DGX H100 服务器（顶部视角）

资料来源：HPC SYSTEMS，华西证券研究所

图 6 英伟达 DGX SuperPOD 实物图

资料来源：智源社区,华西证券研究所

1.3.中国 AI服务器市场规模

随着 AI 各行业渗透不断提高，AI 加速服务器市场需求将越来越大，根据 IDC 预测，2025 年中国加速服务器市场规模达到约 110 亿美元。AI 服务器和传统通用服务器在设计方案上主要区别在于对高性能计算资源、内存和存储、网络连接（PCB）等。

AI 服务器 70%以上成本为 GPU 等加速芯片板卡，可以预计 2025 年国内 AI 加速芯片板卡市场约为 77 亿美元（约 520 亿元），2021-2025 年复合增速 17%以上。

图 7 中国加速服务器市场规模

资料来源：IDC，华西证券研究所

图 8 不同类型服务器成本构成

资料来源：IDC，华西证券研究所

1.4.新技术层出不穷，重点关注光引擎、液冷等降低功耗技术

NVIDIA为了将Hopper GPU的强大算力引入主流服务器，推出了全新的融合加速器H100 CNX。H100 CNX 将网卡与 GPU 直接相连， H100 GPU 与英伟达 ConnectX-7 400Gb/sInfiniBand和以太网智能网卡，使网络数据通过DMA以50GB/s的速度直接传输到H100，能够避免带宽瓶颈，为 I/O 密集型应用提供更强劲的性能。

图 9 H100 CNX 融合加速器

资料来源：搜狐,华西证券研究所

另外，英伟达与硅光公司 Ayar Labs 签署了合作研发协议，同时英伟达还参与Ayar Labs C 轮融资，与其联合开发带外激光器与硅光互连方案。我们判断英伟达下阶段的发展目标是用硅光芯片做成光引擎，传输将功耗降低一半，并将设备间的传输距离提高到 100 米（NVSwitch 结构使用的电信号传输范围约为 300 厘米）。

每个 GPU 对应两个光学引擎，每个光学引擎包含 24 根光纤，初步信号传输速率为200 Gb/秒，总带宽为 4.8 Tb/秒，用以提供基于 NVSwitch 结构的双工传输带宽。包含6 个光学引擎的 NVSwitch 初始速率为 28.8 Tb/秒。

谷歌 TPU v4（中间的 ASIC 加上 4 个 HBM 堆栈）和带有 4 个液冷封装的印刷电路板 (PCB)。该板的前面板有 4 个顶部 PCIe 连接器和 16 个底部 OSFP 连接器。

图 10 GPU 与 NVSwitch 使用光引擎将电信号转为光信号

资料来源：置顶网，华西证券研究所

图 11 谷歌 TPU V4 与前两代产品对比

资料来源：nextplatform，华西证券研究所

2.投资逻辑及机会

1）AI 时代算力的增长也远远超过了摩尔定律每 18 个月翻番的速率，AI 的奇点的到来也将会成就算力领域的黄金时代；

2）以英伟达 DGX SuperPOD 为例拆解 AI 算力基础设施产业链： SuperPOD 基本硬件构成包括 DGX H100 服务器、NVSwitch 交换机、光模块等；

3）新技术层出不穷，重点关注光引擎、液冷等降低功耗技术；

4）AI 算力相关领域，行业受益方向及上市标的包括：AI 服务器（紫光股份、中兴通讯等）、服务器代工（菲菱科思、共进股份）、GPU 液冷散热（高澜股份）、服务器电源（新雷能）、高速 PCB（沪电股份、深南电路）、BIOS(卓易信息)、服务器高速背板连接器（中航光电）、光模块（中际旭创、新易盛、天孚通信、德科立、光迅科技、联特科技）、激光器（源杰科技）、AI 算力中心（光环新网、奥飞数据、首都在线等）。

表格 1 A I 算力产业链受益方向及标的

AI产业链				相关受益标的	其他相关标的
算力方面	算力运营			中国移动、中国电信、中国联通
	服务器产业链	服务器		紫光股份、中兴通讯	烽火通信
		服务器代工		菲菱科思、共进股份
		服务器上游	GPU散热	高澜股份
			BI0S	卓易信息
			高速PCB	沪电股份、深南电路	生益电子
			高速背板连接器	中航光电	兆龙互联、立讯精密、华丰科技(已报材料)
			服务器电源	新雷能
			接口芯片	裕太微
	数通设备			星网锐捷、紫光股份、中兴通讯
	算力中心		光环新网、奥飞数据、首都在线	超讯通信、鸿博股份、铜牛信息、宝信软件、数据港
光通信	光模块		中际旭创、新易盛、天孚通信、光迅科技、联特科技、德科立	华工科技、光库科技、铭普光磁、博创科技
	光连接器		太辰光、中航光电	意华股份、特发信息、兆龙互联
	零组件		中瓷电子、腾景科技
	激光器		源杰科技	仕佳光子
	材料	砷化镓、磷化铟	云南锗业
		锯酸锂材料	天通股份
	装备	硅光及薄膜锯酸锂封测设备	罗博特科
AI应用	政务		航天信息
	AIGC		平治信息	梦网科技

资料来源：华西证券研究所

3.近期通信板块观点及推荐逻辑

3.1.本周持续推荐

当前时间节点，结合业绩确定性及估值两方面因素考虑，我们建议关注包括军工通信、面板以及低估的算力基础设施及工业互联网个股：

1）持续推荐算力基础设施

服务器等设备商：紫光股份（华西通信&计算机联合覆盖）、中兴通讯等；

算力中心：光环新网；

2）军工通信：新雷能、烽火电子（华西通信&军工联合覆盖）、海格通信（华西通信&军工联合覆盖）、七一二等；

3）工业互联：金卡智能（华西通信&机械联合覆盖）等；

4)液晶面板拐点：TCL 科技（华西通信&电子联合覆盖）等；

5)AI 应用：航天信息（华西通信&计算机联合覆盖）等；

3.2.中长期产业相关受益公司

1）算力设备提供商：中兴通讯、紫光股份、星网锐捷、烽火通信等主设备商；光通信厂商：中天科技、亨通光电、中际旭创、天孚通信、新易盛、光迅科技等；

2）算力运营商：中国移动、中国电信、中国联通等；

3）算力&智算中心：光环新网、奥飞数据、科华数据

4）军工通信：新雷能、烽火电子、七一二、上海瀚迅、海格通信等；

5）卫星互联网：雷科防务、震有科技、康拓红外等；

6）AI 应用层面：亿联网络、东方国信、平治信息、航天信息等；

4.风险提示

AI 底层相关顶层政策滞缓影响行业应用落地；AI 厂商相关资本开支不及预期。

[分析师与研究助理简介Table_AuthorInfo]

宋辉： 3年电信运营商及互联网工作经验，6年证券研究经验，主要研究方向电信运营商、电信设备商、5G产业、光通信等领域；

柳珏廷：理学硕士，3年证券研究经验，主要关注云和5G相关产业链研究。

分析师承诺

作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于作者的职业理解，通过合理判断并得出结论，力求客观、公正，结论不受任何第三方的授意、影响，特此声明。

评级说明

公司评级标准	投资说明评级
以报告发布日后的6个月内公司股价相对上证指数的涨跌幅为基准。	买入	分析师预测在此期间股价相对强于上证指数达到或超过15%
	增持	分析师预测在此期间股价相对强于上证指数在5%—15%之间
	中性	分析师预测在此期间股价相对上证指数在-5%—5%之间
	减持	分析师预测在此期间股价相对弱于上证指数5%—15%之间
		卖出分析师预测在此期间股价相对弱于上证指数达到或超过15%
行业评级标准
以报告发布日后的6个月内行业指数的涨跌幅为基准。		推荐分析师预测在此期间行业指数相对强于上证指数达到或超过10%
		中性分析师预测在此期间行业指数相对上证指数在-10%—10%之间
	回避	分析师预测在此期间行业指数相对弱于上证指数达到或超过10%

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地址：北京市西城区太平桥大街丰汇园11号丰汇时代大厦南座5 层

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