半导体

“AI革命”模拟&接口篇：配套核心计算，量价齐升

多相电源为CPU 供电核心。服务器内存、部分芯片组采用单相供电，而CPU/GPU由于功耗巨大，须采用多相供电保证其稳定工作。计算力系数字经济时代的核心生产力；云计算、人工智能、自动驾驶等应用，对核心处理器XPU（CPU、GPU、DPU、AI等）的算力要求越来越高，使这些主芯片对供电的要求越来越严苛，特别是中高端的 XPU 处理器，需要更多相数、多路输出、多种协议的电源管理芯片。典型的单相开关供电电路通常由PWM控制器（（PulseWidth Modulation）控制器）、电感(L)、电容(C)、一对场效应管(MOSFET)以及MOSFET驱动芯片(DriverMoS)组成。多个单相供电回路并联在一起，且工作时间交错，即组成多相供电。

杰华特：多相控制器送样中，DrMOS已出货服务器领域。公司DrMOS2022年已量产出货，公司应用最先进的工艺做最先进DrMOS。目前，公司DrMOS在笔电领域和服务器领域都有出货；公司多相控制器目前正在送样，多相产品也会陆续推出，会跟DrMOS配套出货。晶丰明源：全套电源方案值得期待。1）多相数字控制器：公司已发布10相BPD93010、16相 BPD93036,2)智能DrMOS:公司目前产品内部测试中，即将推向市场。3)全集成DCDC转换器 POL(Converter):12A BPD60312已量产，2A\~40A全系列陆续推出。4)电子开关/热插拔控制eFuse、Hotswap产品：大电流、多种规格、带PMBUS调节、支持多颗并联。芯朋微：布局高压数字电源控制芯片，有望拓展服务器应用场景。公司2022年定增项目布局高压数字电源控制芯片，拟开发集成32-bit数字内核，集成数字PID控制，可实现多相并联控制，用于多相并联Buck电源主控芯片。

互联及网络接口升级：（1）互联接口：A100 的NVLink3代和NVSwitch2代升级到了H100 的 NVLink4 代和 NVSwitch3 代。DGXA100 是8块A100通过12个 NVLink3 连接到6块 NVSwitch2；DGXH100 是8块H100 通过18个NVLink4连接到4块NVSwitch3。（2）网络接口：DGXA100 服务器计算网络是8张单口 200GbpS 的CX6 或者CX7的IB 网卡。DGXH100 服务器4个800G的OSFP接口内部是8个CX7的网卡芯片组成。

内存接口：服务器CPU与内存桥梁，迎DDR5升级。内存接口芯片行业高增长，AI、云计算等发展如火如茶，海量数据对存储的需求持续推动内存接口芯片量价齐升和市场高速扩容：（1）量：持续受益于服务器出货量增长和单台服务器内存模组用量不断上升（2）价：内存接口技术向DDR5升级及LRDIMM结构渗透驱动内存接口芯片ASP提升。

澜起科技：内存接口加速扩容，平台型布局展宏图。内存接口芯片行业壁垒高、格局优，澜起科技强者愈强。秉持“平台型”发展战略，拓展津逮服务器平台&PCIeRetimer和AI芯片产品线，向更广阔空间进军。聚辰股份：SPD 受益于算力需求增加及DDR5升级。SPD用于服务器等领域，受益于算力需求增加及DDR5升级。公司与澜起科技合作开发配套新一代 DDR5内存条的 SPD产品，该产品系列内置 SPD EEPROM，系DDR5内存模组不可或缺组件。

风险提示：下游需求不及预期，国产化替代不及预期，产品研发不及预期。

增持（维持）

行业走势

作者

分析师郑震湘

执业证书编号：S0680518120002

邮箱：zhengzhenxiang@gszq.com

分析师佘凌星

执业证书编号：S0680520010001

邮箱：shelingxing@gszq.com

内容目录

三、投资标的.. ..9
3.1 杰华特：多相控制器送样中，DrMOS已出货服务器领域.. ...9
3.2 晶丰明源：已发布16相数字控制器，全套电源方案值得期待. ....10
3.3 芯朋微：布局高压数字电源控制芯片，有望拓展服务器应用场景. ...11
3.4 澜起科技：内存接口加速扩容，平台型布局展宏图.. ..11
3.5 聚辰股份：SPD受益于算力需求增加及DDR5升级. .11
四、风险提示 ..12

图表目录

图表1：主板级供电方..
图表2：从主板级供电到数据中心级供电.. · ..3
图表3:CPU供电方案...
图表4:12V直流母线转低电压多相Buck的小占空比供电架构方案. ..4
图表5：主板电能转换过程原理图（">"代之电流流向.）. ...4
图表6:NVSwitch升级情况... ..5
图表7:英伟达产品NVLink升级情况.. ..5
图表8:DGXA100服务器网络接口. ..6
图表9:DGXH100 服务器网络接口... ....6
图表11:三类内存条对比 ...7
图表12:DDR4RDIMM与 LRDIMM对比.. ..7
图表13：内存接口芯片市场扩容推演
图表14:单核平均内存带宽呈现下降趋势...
图表15:DDR5相较 DDR4带宽大幅提升.. ..8
图表16:历代内存技术参数.. ....9
图表17:晶丰明源双路16相数字控制电源管理芯片BPD93036.. ...10
图表18:晶丰明源10相数字控制电源管理芯片BPD93010... ....10
图表19:晶丰明源DCDC四大产品系列.. .10

一、多相电源为CPU供电核心

多相电源为CPU供电核心。主板主要有两种供电方式：线性电源和开关电源，其中开关电源式为功耗相对较大的元器件，例如CPU、内存和芯片组等供电。其中，内存和芯片组皆采用单相供电，而CPU由于功耗巨大，须采用多相供电保证其稳定工作。计算力作为数字经济时代的核心生产力，推动着经济蓬勃向前发展。作为计算应用的代表领域，云计算、人工智能、自动驾驶等应用，对核心处理器 XPU（CPU、GPU、DPU、AI等）的算力要求越来越高，使这些主芯片对供电的要求越来越严苛，特别是中高端的XPU处理器，需要更多相数、多路输出、多种协议的电源管理芯片。典型的单相开关供电电路通常由PWM控制器（（PulseWidth Modulation）控制器）、电感(L)、电容(C)、一对场效应管(MOSFET)以及MOSFET驱动芯片(DriverMoS)组成。多个单相供电回路并联在一起，且工作时间交错，即组成多相供电。

图表1：主板级供电方案

资料来源：MPS，国盛证券研究所

图表2：从主板级供电到数据中心级供电

资料来源：MPS，国盛证券研究所

图表3：CPU供电方案

资料来源：桦汉科技，富士康科技集团，国盛证券研究所

图表4:12V直流母线转低电压多相Buck的小占空比供电架构方案

资料来源：矽力杰，国盛证券研究所

CPU电能基本来源于12V8PIN接口，下图以12V作为输入端。12V输入经过MOSFET上桥进入电容与电感，在电感与电容填充电能并达到所需的电压后，上桥中断，下桥开启。此时电容电感释放能量，同时起到滤波稳定功能，下桥控制电路。通过PWM控制器频繁切换实现持续稳定的电流与电压供给。整体流程循环如下：（1）MOS上桥开启，输入12V电压；（2）电感电容储电；（3）MOS上桥关闭，MOS下桥开启；（4）电感电容放电，提供所需电压与电能。

图表5：主板电能转换过程原理图（“>”代之电流流向）

资料来源：知乎，公众号电脑吧评测室，国盛证券研究所

二、互联&网络&内存等接口升级

互联接口升级：

A100的NVLink3代和NVSwitch2代升级到了H10O 的NVLink4代和NVSwitch3代。DGXA100 是8块A100 通过12个NVLink3 连接到6块NVSwitch2；DGXH100是8块 H100 通过18个NVLink4 连接到4块NVSwitch3。

第三代NVSwitch 芯片（NVSwitch3），可以连接服务器内部各GPU卡，同时还可以将GPU服务器扩展外连来建立一个独立完整的GPU高速集群。同时在NVSwitch芯片内通过硬件加速器来支持组播报文加速和引入SHARP(Scalable Hierarchical Aggregation andReduction Protocol)，主要用来加速和优化 All-Reduce 的 AI 计算性能。通过第三代NVSwitch芯片组成的物理交换机，可以建立一个最多256个H100GPU卡的集群，整网提供57.6TB/s的all-to-all带宽。NVLink4.0技术规范可以大大优化GPU的性能和扩展性。

图表6:NVSwitch升级情况

三
	First Generation	Second Generation	Third Generation
	First Generation	Second Generation	Third Generation
		Up to8	Upto8	Upto8
	NVSwitch GPU-t0-GPU bandwidth	300GB/s	600GB/s	900GB/s
	Totalaggregate bandwidth	2.4TB/s	4.8TB/s	7.2TB/s
	Supported NVIDIA architectures	NVIDIA Volta architecture	NVIDIA Ampere architecture	NVIDIA Hopper architecture

资料来源：英伟达官网，国盛证券研究所

NVLink是为了解决服务器内部GPU之间点到点通讯的一种协议。NVLink对比传统网络不会有例如端到端报文重传，自适应路由，报文重组等开销。极度简化的NVLink接口可以为CUDA提供从会话层，表示层到应用层的加速。NVLink随GPU架构演进而发展，从第一代P100 的NVLink1到现在H10O 的NVLink4。NVLink3可同时支持50GNRZ和56G PAM4，NVLink4首次引入112GPAM4 Serdes，可以提供900GB/s的双向带宽，较NVLink3 的600GB/s提升1.5倍。

图表7:英伟达产品NVLink升级情况

资料来源：MicroFLoW，国盛证券研究所

网络接口升级：

DGX 服务器包括4个网络：计算网络、存储网络、In-band 管理网络和Out-of-band 管理网络。

计算网络接口：DGXA100服务器计算网络是8张单口 200GbpS的CX6或者CX7的IB 网卡。DGXH100服务器4个800G的OSFP接口内部是8个CX7的网卡芯片组成，可支持IB或者 Eth，每个OSFP口可以通过分线来支持2个NDR400G的IB 网络或者2个400G以太网络，并且这里已经从A100的56GPAM4Serdes升级到了112G PAM4 的 Serdes。

存储&In-band 网络接口：DGXA100 服务器存储是两张双口 CX6或者CX7的 IB或者 Eth 网卡，每一块双口网卡上，一口作存储用，另一个口做 in-band 管理。

DGXH100服务器同样是使用两张双口 400G的CX7VPI网卡,可支持IB或者 Eth,官方建议一个NDR400G 走 IB 存储，另一个降速成 Eth200G走In-band 管理网。

Qut-of-band:_DGXA100服务器是两个千兆电口 Lan和 BMC。DGXH100服务器Out-of-band 网络还是推荐使用 BMC RJ45千兆电口。

图表8:DGXA100服务器网络接口

资料来源：MicroFlow，国盛证券研究所

图表9:DGXH100服务器网络接口

资料来源：MicroFloW，国盛证券研究所

内存接口升级：

内存接口芯片，是用于服务器内存模组（又称内存条）的核心逻辑器件，是服务器CPU与内存之间数据及指令传输的桥梁。内存模组用于暂时存放CPU中的运算数据，是影响服务器性能的重要因素，由于服务器CPU对内存模组的高传输速率、大容量需求日益增长，因此为了服务器系统性能得到最佳发挥，服务器内存模组往往需要配置内存接口芯片，用于提升访问速度和稳定性。从数量上来讲，服务器内存模组与内存接口芯片一一对应。

内存模组根据其结构,大致可分为UDIMM、RDIMM和LRDIMM3类,仅考虑 DDR\~DDR4,

UDIMM内存模组无缓冲，价格低廉，但容量较小，不能满足服务器的要求，多用于桌面式PC。

RDIMM支持Buffered 模式和高性能的Registered 模式，较UDIMM更为稳定，此外,RDIMM支持更高的容量和频率,容量最大可支持32GB,频率最大支持3200 MT/s。缺点在于由于寄存器的使用，其延迟较高，能耗也较大。

》LRDIMM作为RDIMM的替代品出现，其最大容量进一步提升至64GB。

图表10：三类内存条对比

	LRDIMM	RDIMM	UDIMM
结构特征	内存条上采用 RCD和DB套片	仅使用一个RCD	无 RCD和 DB
内存技术	DDR3、DDR4	DDR、DDR2、DDR3、DDR4	SDRAM、DDR、DDR2、 DDR3、DDR4
频率（MT/S）1333-3200		333-3200	266-2133
容量	16GB-64GB	512MB-32GB	32MB-4GB
性能	高	较高	低
价值量	高	较高	低
应用	服务器	服务器	桌面、服务器

资料来源：中关村在线，国盛证券研究所整理（未考虑DDR5技术更迭）

内存接口芯片主要包括DB芯片和RCD芯片,RDIMM与LRDIMM在结构上的差异主要在于有无RCD。DB即数据缓冲器，用来存储缓冲来自内存控制器或内存颗粒的数据信息；RCD即寄存缓冲器，用来存储缓冲来自内存控制器的地址、命令、控制信号。以目前主流的内存技术DDR4为例，DDR4RDIMM内存条需1个RCD，而 DDR4LRDDIM需1个RCD及9个DB，即“1+9”架构。

图表11:DDR4RDIMM与LRDIMM对比

资料来源：IDT，国盛证券研究所

我们判断，海量数据时代对数据处理和存储需求将持续推动内存接口芯片迎量价齐升和市场高速扩容。我们接下来将从量价两个维度展开分析：1）量的方面，受益于服务器出货量增长和单台服务器内存模组用量不断上升，2）价的方面，内存接口技术升级及内存接口芯片结构升级渗透带来内存接口芯片本身价值量提升。

图表12：内存接口芯片市场扩容推演

资料来源：国盛证券研究所绘制

内存接口芯片伴随内存技术的发展而发展，当前主流的DDR4内存技术面世至今历经多次迭代，已进入成熟期。2020年7月DDR5标准正式推出，内存技术迭代大幕正式拉起。我们判断未来内存技术升级将推动内存接口芯片市场加速扩容：1）DDR5突破处理器性能瓶颈，处理器及存储龙头大力推进，有望加速渗透替代DDR4市场份额；2）新一代内存接口芯片技术难度增大，ASP有望大幅抬升；3）DDR5时代内存接口芯片采用“1+10”架构，价值量相较前代提升。

图表13：单核平均内存带宽呈现下降趋势

资料来源：Micron，国盛证券研究所

图表14:DDR5相较DDR4带宽大幅提升

资料来源：EETOP，国盛证券研究所

DDR5内存性能远超DDR4的规格上限，配套内存接口芯片性能及技术难度随之提升，推高内存接口芯片ASP。DRR5相较于DDR4单颗DRAM内存密度提升4倍至64Gbit，最大数据传输速率提升一倍达到6.4Gbps，工作电压由1.2V压低至1.1V使对应功耗降低超过20%，故而DDR5内存将对保证内存数据传输速率和稳定性的内存接口芯片提出更高要求，进而新一代内存接口芯片在满足更高性能要求的同时技术难度也相应提升，从而提高新一代内存接口芯片价值量。

图表15：历代内存技术参数

	DDR5	DDR4	DDR3	DDR2	DDR
单颗 DRAM最大密度	64Gbit	16Gbit	8Gbit	4Gbit	1Gbit
最大等效频率	6400MHz	3200MHz	1600MHz	800MHz	400MHz
预读取位宽	16bit	8bit	8bit	4bit	2bit
最大数据传输速率	6.4Gbps	3.2Gbps	1.6Gbps	0.8Gbps	0.4Gbps
工作电压	1.1v	1.2v	1.5v	1.8v	2.5v

资料来源：CSDN，JEDEC，51CTO，国盛证券研究所整理

三、投资标的

3.1 杰华特：多相控制器送样中，DrMOS已出货服务器领域

公司DrMOS2022年已量产出货，公司应用最先进的工艺做最先进DrMOS。目前，公司DrMOS在笔电领域和服务器领域都有出货；公司多相控制器目前正在送样，多相产品也会陆续推出，会跟DrMOS配套出货。

模拟芯片新秀，切入龙头客户供应链。公司成立于2013年，创始人和股东均具有丰富的产业背景。产品开发上电源管理芯片和信号链芯片并重，应用领域包括消费电子、通讯、工业、计算和存储等。公司成功切入了中兴、比亚迪、海康威视等龙头企业的供应链，驱动2021年营收爆发式增长，净利扭亏为盈。公司拟募资15.71亿元加速高端模拟芯片和汽车电子芯片产业化，为后续增长提供动能。

特色工艺积累深厚，全产品线布局。公司采取虚拟IDM模式，与国内知名晶圆厂深度合作，构建了0.18微米的7至55V中低压BCD工艺、0.18微米的10至200V高压BCD工艺、以及0.35微米的10至700V超高压BCD工艺等三大类工艺平台，技术指标行业领先。公司坚持多产品线发展战略，截至2021年末,公司共拥有1000款以上可供销售、600款以上在研的芯片产品型号，658款在研料号。

汽车电子放量在即。新能源车渗透率不断提升，叠加智能化，推动单车价值量不断上升，纯电动新能源车单车半导体含量到2027年有望提升至1500美金。汽车模拟芯片市场海外公司主导竞争，国产替代空间巨大。汽车电子认证严格，杰华特已获得安全流程最高等级的ASILD认证，并按AECQ标准完成中低压和超高压BCD工艺平台升级。量产了满足AECQ100 的功率驱动芯片和限流开关芯片，并有6款满足AECQ100 的DC-DC产品处于量产准备阶段，15款产品处于研发与送样阶段。公司客户包括比亚迪、长城、长安、小鹏等多个品牌。

杰华特作为虚拟IDM模式下技术优秀的模拟芯片公司，我们看好公司在客户拓展和汽车电子领域的新动能。维持“买入”评级。

风险提示：市场竞争加剧、下游需求不及预期，增长持续性风险。

3.2 晶丰明源：已发布16相数字控制器，全套电源方案值得期待

公司已发布国产16相双通道数字控制电源管理芯片BPD93036以及10相数字控制电源管理芯片BPD93010。BPD93036支持原生1-16相BuCk控制器；两路输出，Rail1最大16相,Rail2最大8相，可以灵活配置不同输出相数组合，满足客户不同应用需求;同时集成了PMBUS、AVSBUS、PWMVID等多个协议，满足各种XPU（CPU、GPU、DPU、AI等）的供电需求。BPD93010支持原生1-10相Buck控制器、数字方式控制、外围极简；既可支持传统DCR功率检测，也可以支持DrMOS功率级方案；同时，满足低压大电流 Core 供电需求。

图表16:晶丰明源双路16相数字控制电源管理芯片BPD93036

资料来源：晶丰明源公众号，国盛证券研究所

图表17:晶丰明源10相数字控制电源管理芯片BPD93010

资料来源：晶丰明源公众号，国盛证券研究所

全套电源方案值得期待。1）多相数字控制器：公司已发布10相BPD93010、16 相BPD93036，此外，公司正开发支持更多XPU平台、兼容更多VR调压协议，并且多路输出的产品，满足更多XPU芯片的供电需求。2）智能DrMOS：大电流、高效率、低静态电流，单晶制程BCD工艺，可以自行侦测电流和温度，各种不同规格的封装都对标市场上通用的欧美系产品。公司目前产品内部测试中，即将推向市场。3）全集成DCDC 转换器 POL(Converter):12A BPD60312已量产，2A\~40A全系列陆续推出，小封装、高效率、超低静态电流，满足各种应用需求。4）电子开关/热插拔控制eFuse、Hotswap产品：大电流、多种规格、带PMBUS调节、支持多颗并联。

图表18:晶丰明源DCDC四大产品系列

资料来源：晶丰明源公众号，国盛证券研究所

风险提示：下游需求不及预期，市场竞争加剧，公司产品矩阵拓展不及预期。

3.3 芯朋微：布局高压数字电源控制芯片，有望拓展服务器应用场景

公司布局高压数字电源控制芯片。公司 2022年定增项目布局高压数字电源控制芯片，公司拟基于公司已有的数字电源设计平台，开发集成32-bit数字内核，集成数字PID控制，可实现多相并联控制，用于多相并联BuCk电源主控芯片。数据中心建设加快以及服务器的出货量持续上升，带来电源管理芯片显著的增量需求。

坚持研发投入，迈向新能源汽车领域。公司将沿着“消费级-工业级-车规级”的产品路线升级技术平台并丰富产品线。2022年公司发布定增预案，拟投入3.98亿元，用于新能源汽车高压电源及电驱功率芯片研发及产业化项目，公司将开发面向400V/800V电池的高压电源转换分配系统、高压驱动系统的系列芯片，包括高压电源控制芯片、高压半桥驱动芯片、高压隔离驱动芯片、高压辅助源芯片以及智能IGBT和 SiC 器件，并配套建设车规级半导体可靠性实验中心及封测产线。

风险提示：下游需求不及预期，新品推进不及预期，竞争加剧风险。

3.4 澜起科技：内存接口加速扩容，平台型布局展宏图

内存接口芯片行业壁垒高、格局优，澜起科技强者愈强。内存接口芯片受益于高耸的生态认证壁垒以及技术壁垒，具备高毛利属性，竞争格局也随技术更迭不断优化，至今形成澜起科技、IDT及RambuS三强割据的局面。我们认为IDT被收购竞争力或弱化，而澜起科技凭借被纳为行业标准的创新性“1+9”架构、全面通过Intel认证、高研发转化率以及强大的盈利能力,未来随行业扩容及国产DRAM崛起,有望实现市占率不断突破。

秉持“平台型”发展战略，拓展津逮服务器平台&PCIeRetimer和AI芯片产品线，向更广阔空间进军。公司面向服务器硬件安全与Intel、清华大学合作开发津逮CPU平台，已赢得国内多家服务器OEM厂商的青睐，生态建设稳步推进。面向接口领域延展布局PCIe Retimer，公司是全球可量产 PCIe 4.0 Retimer 芯片唯一的中国公司；PCIe 5.0Retimer芯片研发顺利，有望成为国内首家PCIe5.0Retimer芯片提供商。同时，公司面向人工智能领域挖掘云端AI芯片机遇，构筑长期新增长点。

澜起科技为全球内存接口芯片领域龙头供应商，市场地位稳固。内存接口芯片赛道持续扩容，竞争格局不断优化，公司有望受益行业发展红利实现主业规模加速扩张，另外基于强大的研发能力、深厚的技术积淀和良好的行业生态关系，未来多项业务皆有望贡献较大业绩弹性。综上，维持“买入”评级。

风险提示：下游需求不及预期，新品研发不及预期，中美贸易摩擦加剧。

3.5 聚辰股份：SPD受益于算力需求增加及DDR5升级

公司目前拥有非易失性存储芯片、音圈马达驱动芯片和智能卡芯片三条主要产品线，产品广泛应用于智能手机、液晶面板、计算机及周边、汽车电子、工业控制、通讯、蓝牙模块、白色家电、医疗仪器等众多领域。

SPD 用于服务器等领域，受益于算力需求增加及DDR5升级。公司与澜起科技合作开发配套新一代DDR5内存条的 SPD产品，该产品系列内置SPDEEPROM，用于存储内存模组的相关信息以及模组上内存颗粒和相关器件的所有配置参数，并集成了I2C/I3C 总线集线器（Hub）和高精度温度传感器（TS），主要应用于计算机领域的UDIMM、SODIMM内存模组和服务器领域的 RDIMM、LRDIMM内存模组，为 DDR5 内存模组不可或缺的组件，也是内存管理系统的关键组成部分。

风险提示：下游需求不及预期，中美贸易摩擦加剧。

四、风险提示

下游需求不及预期：文中观点很大程度上基于下游需求正常情况，倘若未来下游需求不及预期，则将对观点判断造成一定影响。

国产化替代不及预期：目前海外企业主导全球多相电源市场，国内企业存在市场推广不及预期、未来国产化率提升速度不及预期风险。

产品研发不及预期：若上述公司新一代产品研发进展不及预期,存在市场份额下滑风险，进而影响营收端。

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投资建议的评级标准		评级	说明
评级标准为报告发布日后的6个月内公司股价（或行业指数）相对同期基准指数的相对市场表现。其中A股市场以沪深 300 指数为基准；新三板市场以三板成指（针对协议转让标的）或三板做市指数（针对做市转让标的）为基准；香港市场以摩根士丹利中国指数为基准，美股市场以标普500 指数或纳斯达克综合指数为基准。	股票评级	买入	相对同期基准指数涨幅在15%以上
		增持	相对同期基准指数涨幅在5%~15%之间
		持有	相对同期基准指数涨幅在-5%~+5%之间
		减持	相对同期基准指数跌幅在5%以上
	行业评级	增持	相对同期基准指数涨幅在10%以上
		中性	相对同期基准指数涨幅在-10%~+10%之间
		减持	相对同期基准指数跌幅在10%以上

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