DDR5 产业升级趋势拉开帷幕!澜起科技:全球内存接口芯片设计龙头

互联网 2023-01-31 17:21:18

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(报告出品方/分析师:浙商证券 蒋高振)

1 全球内存接口芯片设计厂商龙头,多元布局推动稳建增长

1.1 内存接口芯片领域起家,布局细分赛道搭建新产品矩阵

公司成立于2004年,是国际领先的数据处理及互连芯片设计公司,致力于为云计算和人工智能领域提供高性能、低功耗的芯片解决方案。

目前拥有互连类芯片和津逮®服务器平台两大产品线。是业界领先的集成电路设计公司,为全球仅有的三家内存接口芯片供应商之一,于 2019 年在科创板上市

公司成立至今获得多项荣誉,形成独特的品牌优势。

产品持续受到客户及行业的肯定,与三星电子、海力士、美光科技等 DRAM 市场龙头企业保持良好合作。2021 年当选工信部 “制造业单项冠军示范企业”、“国家技术创新示范企业”,荣获“百年上海工业百个知名品牌”、“2021 年度科创板硬科技领军企业”奖、第十二届天马奖“最佳董事会”及“最佳董秘”,其研发的 PCIe 4.0 Retimer 芯片荣获第九届“中国电子信息博览会创新奖”,并于 2021 年 2 月 22 日入选全球微电子行业标准制定机构 JEDEC 固态技术协会董事会。

公司目前主营业务为互连类芯片和津逮®服务器平台产品线。

其中,互连类芯片产品主要包括内存接口芯片、内存模组配套芯片、PCIe Retimer 芯片,津逮®服务器平台产品包括津逮®CPU 和混合安全内存模组(HSDIMM®),目前正在研发 AI 芯片,且 2022 年 5 月 27 日宣布与三星电子合作推出 CXL 内存产品。

出于优化资源配置、提升运营效率、团队自主性和积极性考虑,公司于 2017 年将消费电子芯片业务转让给关联企业成都澜至、澜至半导体及 Montage Group,同年 8 月起不再销售及研发。

把握市场风向,推进新产品研发。2022 年公司启动多项新产品的研发工作,主要包括 CKD 芯片、MCR RCD/DB 芯片以及 MXC 芯片。CKD 可为计算机提供更高速率的内存解决方案,MCR RCD/DB 芯片可满足服务器系统及数据中心对内存子系统带宽的更高要求,MXC 芯片为服务器系统提供高带宽、低延迟的内存访问性能。

1.2 新一代 DDR5 芯片成功量产,主营业务增长强劲

DDR5 产品逐步导入市场,推动业绩稳步增长。

2021 年,公司营收为 25.6 亿元,同比增长 40.49%。截至 2022Q3,营收和归母净利润分别为 28.81、9.99 亿元,同比增长 80.88%和 94.94%。公司自主研发的 DDR5 内存接口芯片及内存模组配套芯片于 2021Q4 的成功量产,产品渗透率稳步提升,助推营收和归母净利润实现大幅增长。

“互联类芯片 津逮®服务器”双面开花,核心产品营收高增。

分业务来看, Intel 和 AMD 支持 DDR5 的新一代 CPU 发布在即,受益于下游客户积极备货,截至 2022Q3 互连类芯片实现营收 19.52 亿元,同比增长 74.91%,未来有望持续受益于行业从 DDR4 切换至 DDR5 带来的成长红利。2021 年津逮®服务器平台取得突破式进展,营收同比增长 2750%,目前仍维持快速发展态势,截至 2022Q3 营收达到 9.28 亿元,同比增长 94.65%。

盈利能力稳中向好,研发投入持续加码。

公司净利率受产品周期影响明显,2021 年为 32.4%,较 2020 年下降 28.7%,主要受 DDR4 产品到达生命周期后期毛利率回落影响。2022Q3 受益于 DDR5 持续放量,净利率提升至 34.7%,未来有望稳步回升。截至 2022Q3研发费用累计 3.24 亿元,同比增长 33.43%;截至 2022H1 累计获得专利 209 项,研发能力持续增强,核心竞争力稳步提升

1.3 股权结构清晰,激励计划促进长期发展

公司股权结构分散,不存在实际控股人。第一大股东为中国电子控股有限公司,持股比例为 12.92%。第二大股东为 Intel Capital 持有公司 8.97%的股权,2006 年获 Intel Capital A 轮 1000 万美元融资,因而成立早期拥有英特尔股权投资背景。

公司 2004 年创立至今,先后经历在美纳斯达克上市、完成私有化退市、科创板上市及整体变更为股份有限公司。

现任高管团队多毕业于国内外知名高校,拥有资深的管理经验。

高管层大部分来自复旦、中科大等高等院校,公司董事长兼首席执行官杨崇和曾在美国国家半导体等企业任职,于 1997 年与同仁共同创建硅谷模式的集成电路设计公司新涛科技,并于 2010 年当选美国电气和电子工程师协会院士,荣获“IEEECAS 产业先驱奖”和“白玉兰荣誉奖”。公司总经理 Stephen Kuong-Io Tai 曾参与创建 Marvell 科技集团并就任该公司的工程研发总监,拥有逾 25 年的半导体架构、设计和工程管理经验。

持续发布股权激励计划,不断健全长效激励制度。

继 2019 年公司发布股权激励计划后,2022 年 4 月公司再次披露新一轮股权激励计划草案,并于 6 月首次向 209 名核心技术、中层管理及技术骨干人员授予 260 万股,10 月向 55 名激励对象授予预留的 65 万限制性股票。公司持续性出台激励政策,充分调动员工的积极性,吸引和留住优秀人才,有利于为公司未来发展夯实基础。

2 内存接口及配套芯片量价齐升,MXC 芯片全球率先问世

2.1 内存进入 DDR5 世代,标准升级拉动相关芯片需求

内存标准升级,性能大幅提升。与 DDR4 相比,DDR5 的优势可简单地概括为:

(1)速度更快:DDR5 内存的带宽是 DDR4 的两倍,起始频率比 DDR4 标准频率增加 50%(2)容量更大:单个存储芯片密度是 DDR4 最大密度的 4 倍(3)能耗更低:工作电压从 1.2V 降低到 1.1V,降低功耗(4)稳定性更佳:增加了空比调节器(DCA)、片上 ECC、DRAM 接收 I/O 均衡、RD 和 WR 数据的循环冗余校验(CRC)以及内部 DQS 延迟监控等.

内存模组(也叫“内存条”)主要分为 RDIMM、LRDIMM、UDIMM 和 SODIMM。其中 RDIMM、LRDIMM 主要用于服务器内存模组,UDIMM 和 SODIMM 主要用于普通台式机和笔记本。内存模组的类型决定了所需的内存接口芯片和内存模组配套芯片。

内存接口芯片是 CPU 存取内存数据的必由通路,主要作用是提升内存数据访问的速度及稳定性,以匹配 CPU 日益提高的运行速度及性能。在 DDR4 世代和 DDR5 初期,内存接口芯片只用于服务器内存模组(RDIMM、LRDIMM)。

目前,内存接口芯片按功能可以分为寄存缓冲器(RCD)和数据缓冲器(DB)。RCD 用来缓冲来自内存控制器的地址/命令/控制信号,DB 用来缓冲来自内存控制器或内存颗粒的数据信号。在 DDR5 世代,LRDIMM 的国际标准从全缓冲”1 9“架构演化为“1 10”架构,与 DDR4 相比增加了 1 颗 DB。

随着传输速率的不断提升,原先对信号缓冲要求不高的内存模组(UDIMM、SODIMM)将需要一颗时钟驱动器对内存模组的时钟信号进行缓冲再驱动,从而提高时钟信号的信号完整性和可靠性。

目前 JEDEC 正在制定一款高速时钟驱动芯片(CKD 芯片)的国际标准,预计在 DDR5 中期,“CKD SPD PMIC”将成为 UDIMM、SODIMM 的标配。公司于 2022 年正式启动 CKD 芯片的研发工作,计划 2022 年底前完成 DDR5 第一代 CKD 芯片工程样片的流片。

在 DDR5 世代,内存模组上除了需要内存接口芯片,同时还需要配置内存模组配套芯片。根据 JEDEC 组织的定义,服务器内存模组 RDIMM、LRDIMM 上需要配置三种配套芯片,包括 1 颗 SPD 芯片、1 颗 PMIC 芯片和 2 颗 TS 芯片;普通台式机、笔记本电脑的内存模组 UDIMM、SODIMM 上,需要配置两种配套芯片,包括 1 颗 SPD 芯片和 1 颗 PMIC 芯片。在 DDR5 世代,由于电源管理从主板移动到内存模组上,内存模组配套芯片增加了 1 颗 PMIC。

高吞吐、低延迟、高密度的处理需求催生了对更高带宽、更快速度、更高容量内存模组的需求,MCR 内存模组应运而生。

MCR 内存模组(Multiplexer Combined Ranks DIMM,多路合并阵列双列直插内存模组)是一款服务器高带宽内存模组。

与 LRDIMM 相比,MCR 内存模组可以同时访问内存模组上的两个阵列,提供双倍带宽,第一代产品最高支持 8800MT/s 速率,预计在 DDR5 世代还会有两至三代更高速率的产品。MCR RCD/DB 芯片用于 MCR 内存模组,采用 LRDIMM”1 10”的基础架构。

与普通的内存接口芯片相比,MCR 内存模组需要搭配的内存接口芯片 MCR RCD 和 MCR DB 具有更高的技术要求、更高的研发难度和更长的研发周期,未研发过 RCD/DB 芯片的厂商难以在短时间内突破。公司于 2022 年启动 MCR RCD/DB 芯片的研发,计划 2022 年完成量产版本并实现出货。

2.2 市场格局高度集中,行业地位持续稳固

内存接口芯片及配套芯片下游市场高度集中,业务模式稳定。

内存接口芯片及配套芯片在销售给内存模组厂商整合成内存模组后,经服务器厂商将采购来的内存模组和 CPU 等进行整机组装,销售给下游的谷歌、微软、阿里巴巴等云服务厂商。

内存接口芯片及配套芯片的下游主要是 DRAM 内存模组市场。全球 DRAM 行业高度集中,90%以上的市场份额由三星电子、海力士及美光科技占据,导致公司客户集中度也相对较高。2020 年,公司前五大客户的销售占比达到 82.22%。随着大数据、物联网、人工智能等新兴产业发展,存储芯片市场巨大,公司下游客户需求具有增长潜力。

内存接口芯片行业集中度高,竞争格局呈三足鼎立之势。

内存接口芯片行业准入门槛高,一方面是因为低功耗芯片的技术难度较大,只有少数公司具备研发能力;另一方面是内存接口芯片认证过程严格,需要经过下游厂商多重认证才能大规模商用。从 DDR4 世代开始,全球内存接口芯片厂商仅剩澜起科技、瑞萨(原 IDT)和 Rambus 三家厂商,2019 年公司市占率达 47%。

全球只有为数不多的几家厂商可以提供 DDR5 内存模组配套芯片。

公司和瑞萨是 SPD、TS 目前的主要供应商,PMIC 芯片主要由澜起、瑞萨、三星、德州、芯源五家厂商供应,竞争格局更为复杂。

公司与聚辰股份合作开发 DDR5 SPD 芯片,与 GMT 合作开发 DDR5 PMIC 和 TS 芯片,可为 DDR5 系列内存模组提供完整的内存接口及模组配套芯片解决方案。

DDR5 系列产品渗透率预计 2023 年超过 DDR4。

公司 DDR5 内存接口芯片及配套芯片第一子代已于 2021Q4 实现量产。前期 DDR5 渗透率较低,但随着支持 DDR5 的服务器规模上量,渗透率将大幅增加。预计 2023 年 DDR5 的渗透率超过 DDR4。受益于 DDR5 产品更迭带来的销量增长,公司营收有望进一步增加。

2.3 数字浪潮催生高算力需求,服务器景气度长期向好

服务器行业迎来周期拐点,长期看好成长趋势。“十四五”时期数字经济发展上升至国家战略,云计算、物联网等应用,数据流量爆发增长刺激数据运算和存储需求快速增长。作为数字经济底层算力支撑,服务需求快速放量。

近年来,全球服务器出货量和中国服务器出货量均呈上升趋势。疫情导致线上办公增加,服务器行业经过复苏调整后,目前正处于繁荣阶段,技术升级是推动市场持续繁荣的又一动力,这将带动内存接口芯片及配套芯片未来需求大幅上涨。

内存接口芯片市场规模持续扩大。

在高性能服务器成本构成中,内存占比约为 25.6%,内存接口芯片及配套芯片是内存的重要组成部分。2016 年内存接口芯片市场规模约为 28 亿美元,2021 年内存接口芯片的市场规模约为 44 亿美元,2016-2021 年实现 9.45%的 CAGR。

DDR4 世代,单个 CPU 对应 8-12 个插槽,而 DDR5 世代预计将有 12-16 个存储通道,预计随着插槽数的增加,单个 CPU 对应的内存条数会持续增加,对应的内存接口芯片需求也会继续上升。

2.4 技术迭代带动价格攀升,DDR5 产品乘势而上

互连类芯片仍为公司核心业务,有望迎接快速增长。

互连类芯片营收稳定在 17 亿元以 上。由于津逮®CPU 产品增长迅猛,截至 2022Q3,互连类产品线营收占比从 2020 年 98.4%下降至 67.8%,但仍占公司营收的主要部分。互连类产品以内存接口芯片为主,近年来拓展至内存模组配套芯片和 PCIe Retimer 芯片。

2021 年 DDR4 内存接口芯片进入产品生命周期后期,产品价格逐渐下滑,而 DDR5 相关产品在 2021Q4 才正式量产从而导致公司互连类芯片产品线毛利率从 2020 年的 73.08%下降至 2022Q3 的 59.04%。

内存产品持续迭代,平均售价稳定上行。

DDR4 内存接口芯片的价格规律显示,当某一子代产品上量后在其生命周期里销售价格会逐步降低。当新子代出现时,由于其技术和性能的升级,其售价较上一子代将有所提高。2021Q4 公司 DDR5 内存接口芯片及内存模组配套芯片实现量产,开启全新的 DDR5 世代。

随着 DDR5 第一子代产品逐渐上量,公司于 2022Q2 率先试产 DDR5 第二子代 RCD 芯片 M88DR5RCD02,支持的数据速率高达 5600MT/s,与第一子代相比 RCD02 最高支持速率提升 16.7%。未来互连类产品线将受益于内存技术更迭带来的成长红利。

深度参与国际标准制定,产品矩阵完整。

公司深耕内存接口芯片市场,是全球唯一一家可以提供从 DDR2 到 DDR5 内存全缓冲完整解决方案的供应商。公司在细分领域标准制定上有重要话语权,牵头制定了 DDR5 第一子代和第二子代内存接口芯片的产品标准。

已与全球主流的处理器供应商、服务器厂商、内存模组厂商及软件系统提供商建立长期稳定 的合作关系,是全球唯一在 DDR3 和 DDR4 两代内存全缓冲解决方案上得到英特尔认证的 公司。

2.5 CXL/MXC 芯片全球首发,技术领先有望先享红利

CXL(Compute Express Link)是一种开放性互连协议标准,旨在提供 CPU 和专用加速器、高性能存储系统之间的高效、高速、低延时接口,以满足资源共享、内存池化和高效运算调度的需求。

2019 年初英特尔公司牵头,多家国际知名公司共同推出 CXL 标准。CXL 协议是市场上最具竞争力和市场前景的一致性协议,该技术可以提升系统间各模块的数据交换效率,解决缓存一致性问题,显著改善多路 CPU、CPU 与加速器之间的通信能力,降低延迟,实现数据中心 CPU 和加速器芯片之间的超高速互连,从而提高数据密集型应用程序的性能。

在没有 CXL 互连技术之前,内存扩展的瓶颈在于 CPU 和内存插槽数量的限制和每个 CPU 对应的内存容量的限制,内存池化的难点在于内存只可以被 CPU 访问,而无法被其他设备共享。CXL 互连技术诞生后,可由 MXC 芯片与 DIMM 颗粒组成内存扩展卡,实现内存的扩展或池化功能,有利于数据中心灵活配置内存空间,有效降低总拥有成本。

CXL 技术未来市场潜力较大。

根据美光科技在 2022 年 5 月召开的投资人说明会资料,受异构计算快速发展的驱动,2025 年 CXL 相关产品的市场规模可达到 20 亿美元,到 2030 年超过 200 亿美元。

MXC 芯片(内存扩展控制器芯片)主要应用于大数据、AI、云服务的内存扩展和池化应用场景。MXC 芯片是一款 CXL DRAM 内存控制器,属于 CXL 协议所定义的第三种设备类型。该芯片支持 JEDEC DDR4 和 DDR5 标准,同时也符合 CXL2.0 规范,支持 PCIe5.0 的速率。

MXC 芯片可为 CPU 及基于 CXL 协议的设备提供高带宽、低延迟的高速互连解决方案,从而实现 CPU 与各 CXL 设备之间的内存共享。在大幅提升系统性能的同时,显著降低软件堆栈复杂性和数据中心总体拥有成本(TCO)。

公司作为技术领先者有望率先享受 CXL 技术发展的红利。2022 年 5 月,公司与三星电子合作推出 CXL 内存产品。其 MXC 芯片已获三星电子采用,用于研发三星的首款 512GB CXL DRAM,为服务器系统提供容量和延时性能显著提升的内存解决方案。

公司将持续与业界领先的内存厂商保持紧密合作,共同打造基于 CXL 内存扩展器的生态系统,实现产品的更新迭代。

3 PCIe4/5 时代刚需产品,互连芯片新战略要地

3.1 PCIe 升级加重信号衰减,Retimer 成主流解决方案

PCIe 总线是当前最流行传输总线,具有传输速度快,兼容性、拓展性强的特点。

由于硬件数据交互传输速度要求日益提升,驱动传统并行总线向高速串行总线的过渡,PCIe 相比以往 PCI、AGP、PCI-X 具有更快传输速率,得到广泛认可,并且正在不断迭代升级,朝着更高传输速率方向发展。

从兼容性来看,以硬盘为例,PCIe 总线支持 AHCI、NVMe 和 SCSI 协议,有 SATA Express、M.2、PCIe、U.2 等多种接口,具有兼容性、拓展性强等特点。无线网卡、有线网卡、声卡、采集卡、转接卡等设备均可以直接插入插槽。

伴随 PCIe 标准升级,总线传输速率几乎翻倍提升,同时带来严重信号衰减。

主板 PCIe 通道分为 x1、x2、x4、x8 和 x16 等多种配置,通道数量越多意味着带宽越高,传输速度越快。同时每一代 PCIe 标准升级,其传输速度几乎翻倍上升,从 PCIe 4.0 到 PCIe 5.0,传输速度由 16GT/s 提升至 32 或 25GT/s,而整个链路插损预算从 4.0 时代的 28dB,增长到 5.0 时代的 36dB。信号衰减将限制超高速数据传输协议在下一代计算平台应用范围。

依靠成本优势,引入 Retimer 成为解决信号衰减主流方案,呈现“刚性化”趋势。

自 PCIe 4.0 之后,解决因传输速度提升带来损耗通常有两种做法,一是选用低损 PCB,增加 PCB 层数。提升频率增加带宽对材料升级提出要求,而服务器物理尺寸受限于工业标准,板材升级边际成本将越来越大,也不能有效覆盖多连接器应用场景。

二是引入 PCIe Retimer,采用模拟信号和数字信号调理和重定时技术来补偿信道损耗并消除各种抖动影响,从而提升 PCIe 信号完整性,增加高速信号有效传输距离。

PCle Retimer 成本主要与通道数量有关,假定成本为 1.25 美元/链路,采用 x16 PCIe 服务器成本仅为 20 美元。

此外,Retimer 解决方案在性能、标准化和生态系统支持等方面具有一定的比较优势。未来根据系统配置,Retimer 可以灵活切换 PCIe 或 CXL 模式,更受用户青睐。

3.2 技术壁垒构建三分格局,蓝海市场发展前景广阔

下游服务器市场高景气度,推动 PCIe Retimer 业务爆发。伴随大数据、云计算与 5G 技术发展成熟,服务器市场将持续增长。

特别是疫情以来,居家办公趋势致使服务器放量,2021 年全球与中国服务器出货量同比增长 11.63%、11.74%。

2022 年“东数西算”工程拉开帷幕,大型云服务与互联网厂商对于数据中心基础设施投资将持续扩大,预计服务器需求将快速增长,有望驱动 PCIe Retimer 需求持续扩大。

PCIe Retimer 开启蓝海市场,技术壁垒高,参与者较少,发展潜力巨大。

目前全球只有澜起科技、谱瑞科技与 Astera labs 三家公司可提供 PCIe 4.0 Retimer,并且澜起是唯一一家中国公司。Astera Labs 是 Retimer 领头公司,于 2020 年最先实现 PCle4.0 Retimer 量产,目前约占 60%市场份额,2022 年又率先宣布其面向 PCIe 5.0 和 CXL 2.0 的 Aries Smart Retimers 量产。

谱瑞科技在信号衰减解决方案业务起步较早,具有技术积累,PCIe 4.0 Retimer 产品市场份额约占 30%。

公司起步较晚,依靠在互连芯片设计技术与经验积累,仅晚于 Astera labs 一个季度于 2020 年 9 月成功实现 PCle4.0 Retimer 系列量产,达到行业先进水平,目前约占 10%市场份额。

PCIe Retimer 市场规模预计将保持增长。

保守估计,每台服务器需要 1 个 Retimer 芯片,3.0/4.0/5.0 标准下单台服务器平均链路数均为 16,假定价格是 1/1.25/2 美元,并且 ASP 按照 23 年 10%、24 年 5%速率下降。

根据 PCI-SIG 信息,假定 PCIe 3.0 在 22 年后逐渐走入尾声,PCIe 4.0 自 22 年后随新一代 CPU 逐渐普及而加速渗透,Intel 与 AMD 计划 22 年首发采用 PCIe 5.0 服务器 CPU,但截至 22Q3 尚未发布,预计第五代将在 23 年后开始渗透。我们预计 22-24 年 PCIe Retimer 市场规模将达 2.70/2.80/2.95 亿美元,CAGR 约为 4.5%。

3.3 Retimer 后起之秀,国内领先厂商

公司在 Retimer 业务上起步较晚,2020 年实现量产 PCIe 4.0 Retimer,2021 年开始贡献营收。

公司 PCIe Gen4 Retimer 产品采用先进信号调理技术来补偿信道损耗并消除各种抖动源影响,从而提升信号完整性,增加高速信号的有效传输距离,是服务器、企业存储、异构计算和通信系统中 PCIe 信号完整性问题理想解决方案。该系列 Retimer 符合 PCIe 4.0 规范,支持业界主流封装,功耗和传输延时等关键性能指标达到国际先进水平,并已与 CPU、网卡、固态硬盘、GPU 和 PCIe 交换芯片等进行了广泛的互操作测试。

公司研发的 PCIe 4.0 Retimer 包括 8/16 通道两款产品,并完成成品质量认证。2021 年营收 1220 万元,实现了从零到一的实质性突破。

公司将进一步深化在 PCIe Retimer 领域布局,逐步实现 PCIe 5.0 Retimer 量产,开启 PCIe 6.0 Retimer 研发。根据 2021 年 12 月公告,公司拟投入约 5.20 亿元开展新一代 PCIe Retimer 研发,将有望建立技术壁垒,形成先发优势,建立较高市场地位。

4 全球服务器行业高景气,国产化浪潮助推业绩新高

4.1 服务器市场前景广阔,中国增速持续领跑全球

服务器中游为各类服务器产品,主要包括云/智能/边缘/储存服务器。

产业链上游主要包括电子材料及零部件/配套;下游需求主体为数据中心服务商、互联网企业、政府部门、金融机构、电信运营商等。中游服务器厂商主要通过向上游供应商采购核心零部件,然后根据下游客户需求设计主板、管理软件等,最后进行装配和测试。

2021 年全球服务器市场逐渐恢复增长,x86 架构服务器占绝对主导地位。

受益于全球经济的快速复苏,2021 年用户对数据中心基础设施的投资持续上涨,全球服务器市场出货量和销售额分别为 1353.9 万台和 992.2 亿美元,同比增长 6.9%和 9.0%。

据 IDC 预测,2022 年全球服务器市场规模有望突破 1000 亿美元,2027 年将达到 1265 亿美元,2022-2027 年 CAGR 为 4.56%。

服务器按照指令集架构可分类为 CISC 和 RISC 两类,其中 CISC 典型架构为 x86,RISC 典型架构包括 ARM、Power、Alpha、MIPS。x86 架构服务器作为主流服务器,其销售额实现大幅增长。

2020 年全球 x86 服务器销量为 1180.2 万台,同比增长1.82%,销售额达到 826.5 亿美元,同比增长 3.31%。

中国服务器市场表现强劲,增速持续领涨全球。

2021 年中国服务器市场出货量和销售 额分别为 391.1 万台和 250.9 亿美元,同比增长 11.7%和 15.9%。

据 IDC 预测,2025 年中国服务器市场销售额有望达到 424.7 亿美元,2021-2025 年的 CAGR 为 14.06%。其中,2025 年 x86 服务器市场销售额预计达到 414.2 亿美元,2021-2025 年的 CAGR 为 13.26%。

中国 x86 服务器出货量呈波动变化趋势,2020 年实现恢复性增长。2014-2018 年,我国 x86 服务器出货量处于持续增长态势,受中美贸易摩擦和全球经济下行压力的影响,2019 年出货量增速放缓,2020 年市场逐渐回暖出货量 343.9 万台。

受益于关键核心技术的不断突破,我国 x86 服务器出货量或将进一步增长,根据华经产业院数据预测 2025 年将达到 525.2 万台,2021-2025 年 CAGR 为 8.78%。

4.2 国内服务器市场份额稳提升,加速启动服务器国产化步伐

2021 年全球服务器市场格局发生变化,国产浪潮以 127.1 万台的出货量跻身全球第二。在 2021Q3 浪潮就以 10%的市占率跃居全球服务器出货量第二名,第一和第三名分别为戴尔和 HPE,市占率为 14.6%和 8.8%。按产品分类计,浪潮“服务器及部件”占总营收 98%,2021 年服务器实现营收 88 亿,同比增长 6.8%,其市占率超越国际巨头 HPE 上升至全球第二,这是继 2017 年首次跻身全球服务器前三后的又一次突破。

新黑马超聚变以 11.25%市场份额跃进 2021Q4 中国 x86 服务器市场前三。

2021Q4 中国 x86 服务器市场规模为 456.63 亿元,出货量 114.4 万台。市场排名前三的厂商为浪潮、新华三和超聚变,营收分别为 149.53、81.27 和 51.36 亿元;出货量分别为 35.01、15.17 和 13.87 万台,占比达 32.75%、17.80%、11.25%。2021 年华为受到 Intel 芯片供应不足的影响,将 x86 产品线出售,由超聚变接手,同年 12 月,移动战略入股超聚变,进一步提升其竞争力。

根据 IDC 数据,互联网在中国 x86 服务器行业下游用户中占比达 31%,服务器需求和云计算及互联网领域客户的资本开支高度相关。

从国际市场来看,2022Q2,谷歌、Meta、苹果资本支出分别同比增长 24.24%、64.18%、20.11%。

从国内市场来看,2021Q4,百度、阿里、腾讯资本支出分别为 42.37、92.53、116.61 亿元,同比增长 94.54%、90.04%、20.73%。全球互联网厂商的资本支出呈上升趋势,长期增长潜力较大,预期服务器行业将迎来高景气。

电信、移动、联通三大运营商国产服务器采购订单陆续放量,国产化趋势加速启动。

以中国电信为例,2020-2021 年近 7 万台的服务器集中采购中,国产占比为 35.5%,总量为 2.5 万台;2022-2023 年服务器集中采购中,基于鲲鹏、海光、飞腾等国产 CPU 的服务器采 购量为 5.34 万台,占比 26.7%。

4.3 津逮®CPU 持续迭代升级,为公司增长注入新动力

津逮®服务器平台主要由津逮® CPU 和混合安全内存模组(HSDIMM®)构成。津逮® CPU 是公司推出的一系列具有预检测、动态安全监控功能的 x86 架构处理器,并集成清华大学的 DSC 技术。

混合安全内存模组采用公司具有自主知识产权的 Mont-ICMT ®内存监控技术,目前分为标准版(HSDIMM®)和精简版(HSDIMM®-Lite),为各大数据中心及云计算服务器等提供了基于内存端的硬件级数据安全解决方案。

津逮®服务器业务收入呈爆发式增长,未来有望成为公司的长期驱动力。

随着津逮 ®CPU 持续迭代升级,产品获得了客户的广泛认可并实现快速推广。2021 年津逮®服务器平台产品线实现营收 8.45 亿元,较 2020 年增长 27.5 倍,2017-2021 年 CAGR 为 156.61%。

2022 年公司乘胜追击,截至 2022Q3 津逮®服务器平台产品线再创营收新高,达 9.28 亿元,同比增长 94.65%,毛利率为 11.37%,为公司贡献可观收益。

受益于服务器国产化浪潮,津逮®服务器市场需求持续提升。2021 年公司津逮®服务器平台相关产品的销售量超过 15 万片,按照一台服务器平均配两颗 CPU 计算,公司销售量的市占率约为 2%左右,未来可拓展的市场空间潜力较大。

5 长线布局打造技术优势,持续研发催生新增长点

5.1 国内行业早期快速扩张,多方政策利好产业发展

“无芯片不 AI ”, AI 芯片是人工智能产业的核心硬件。以 AI 芯片为载体实现的算力是人工智能发展水平的重要衡量标准。

从广义上来说,AI 芯片指专门用于处理人工智能应用中大量计算任务模块的芯片,即面向人工智能领域、能够运行人工智能算法即可的芯片。

从狭义上来说,AI 芯片指专门针对人工智能算法做出特殊加速设计的芯片。现阶段,人工 智能算法一般以深度学习算法为主,也包括其它机器学习算法。人工智能芯片现有分类有三种形式,按技术架构分类、按实践目标分类、按应用场景分类。

国内 AI 芯片行业萌芽壮大,需求增加助推市场产品涌现。

当前,我国人工智能芯片行业正处在生命周期的幼稚期,整体市场特征呈快速增长趋势,新技术、新合作模式不断涌现,未来发展空间广阔。

随着云计算、边缘计算、智慧型手机和物联网产品等下游需求不断增加,传统芯片将逐渐被 AI 芯片所取代,传统芯片的应用场景将逐渐被 AI 专用芯片所取代。

市场对 AI 芯片需求的快速增长,促使国内众多芯片制造企业纷纷推出研发规划,相继发布自产 AI 芯片,促使市场产品稳步放量。

国家战略建立优良政策环境,引导 AI 芯片行业持续快速发展。

长期以来我国芯片高度依赖进口,不利于国家安全与行业发展。故近年来,国家持续聚焦于高端芯片领域以及人工智能相关人才的培养,相继颁布一系列产业支持和人才引进政策,部分企业也开始与高校进行合作,以产学研深度合作教学模式共同培养综合能力突出的优质人才,进一步扶持 AI 芯片产业发展。

5.2 云端推理芯片发展迅猛,公司潜在成长空间广阔

人工智能技术日趋成熟,数字化基础设施不断完善,人工智能商业化应用将加速落地,推动 AI 芯片市场高速增长。

根据 Tractica 数据,全球 AI 芯片市场规模由 2018 年的 51 亿美元增长到 2025 年 726 亿美元,2018-2025 年 CAGR 为 46.14%。根据应用领域,AI 芯片可用于训练和推理两种场景。

公司产品面向推理场景应用,潜在价值含量大,未来发展可期。

对于 AI 领域来说,2022 年是一个重要节点。随着大规模地方性数据中心的建设陆续完成,云端训练芯片增长速度将放缓,云端/终端推理芯片市场增速将持续上升。到 2022 年,中国云端推理芯片市场规模将首次超过云端训练市场。

从 2018 年至 2022 年,随着多方应用场景的算法和模型逐渐成熟,大多已做到真正规模化应用。而公司 AI 芯片正是面对大数据吞吐应用下的推理应用场景,顺应市场发展大趋势,有望成为未来的新型收入增长点。

AI 芯片全球市场主要由 NVIDIA、Intel、Google 等国际芯片巨头占据,其中 NVIDIA 在云端芯片领域占据主要地位,国内寒武纪、华为海思等企业加速国产替代紧追其后。

在 AI 芯片细分领域,国内芯片厂商与国外芯片巨头基本处于相似的发展阶段。随着 AI 相关 技术的进步,应用场景将更加多元,中国 AI 市场进一步扩张,公司把握机遇进入 AI 芯片市场,未来挑战与机遇并存。

5.3 新拓业务驱动公司未来增长,技术优势开拓新型成长赛道

在人工智能芯片领域,公司聚焦客户需求以深入挖掘潜在商机,研发竞争力强劲的 AI 芯片,为公司可持续发展提供新的业务增长点。

公司目前正在研发的人工智能芯片解决方案由 AI 芯片等相关硬件及相应的适配软件构成,采用了近内存计算架构,主要用于解决 AI 计算在大数据吞吐下推理应用场景中存在的 CPU 带宽、性能瓶颈及 GPU 内存容量瓶颈 问题。公司致力于为客户提供低延时、高效率的 AI 计算解决方案。

公司目前研发进展顺利,计划于 2022 年底前完成流片工序。

按照经营计划,公司预计在 2022 年底前完成第一代 AI 芯片工程样片的流片,2023 年或可量产。依托在消费电子芯片、内存接口芯片、PCle Retimer 芯片和服务器方面的研发经验和人才基础,2019 年已初步完成人工智能相关芯片架构定义和技术可行性研究。

经过数年持续研发投入积累,截至 2022Q1,公司已完成 AI 芯片主要子系统的逻辑设计、系统集成和验证,成功推进 AI 及大数据软件生态的系统建设,完成了典型应用场景的主要功能验证和性能评估,并在 AI 芯片方面已累计申请发明专利 28 项,其中 3 项已获授权。

定位多方应用领域,提供高价值解决方案。

公司定位互联网领域大数据吞吐下的推荐系统、医疗领域生物医学大图片流处理等应用场景,以先进技术为客户提供更有效率、更具性价比的解决方案。目前业界针对上述场景的现有解决方案,基于硬件如接口带宽及其内存等限制,仍存在着诸如搜索效率等一系列瓶颈。

而相较传统方案,公司在研的 AI 解决方案将通过大幅提升内存容量、整合多重步骤、平衡算力和内存容量等手段,使计算资源和内存得以高效利用,解决系统效率瓶颈等众多传统方案无法解决的问题。

公司计划利用在内存和高速连接方面的技术优势,解决各应用场景中存在的瓶颈问题,为客户提供低延时、高效率的 AI 计算解决方案。

AI 芯片是解决方案的核心硬件,主要由 AI 计算子系统、CXL 控制器、DDR 内存控制器等模块组成。该芯片面向大数据场景下 AI 的应用进行了针对性设计,集成了 AI 高性能计算、异构计算、CXL 高速接口技术、DDR 内存控制技术等相关技术,具有对大容量数据搜索和排序等高效的硬件加速功能,并且兼具数据压缩和数据加解密等功能。

通过差异化解决方案,公司有望进军数据处理和算法新赛道,成为公司的新型业务看点,未来持续向好迈进。公司的 AI 芯片解决方案将支持完善的 AI 软件生态,能够针对性地对各类 AI 算法和模型进行软硬件联合深度优化,可支持业内主流的各类神经网络模型,比如视觉算法、自然语言处理和推荐系统等方向,有利于后续软硬件生态建设及市场推广工作。

在 AI 芯片解决方案的研发过程中,公司自主研发及系统整合了一系列关键的核心技术,攻克了在大数据高性能计算场景下存在的内存墙的技术难点,支持异构多核、高速稳定的互连互通以及与 x86 软硬件生态的无缝兼容,提升了 AI 推理计算和大数据吞吐应用场景下的运算效率。

6 估值与盈利预测

6.1 关键假设

目前内存行业迎来 DDR5 新世代,相关产品渗透率持续上升,同时大数据及人工智能的快速发展对服务器算力、CPU 性能和安全性提出更高要求。

公司密切关注行业前沿技术,积极推进已有产品的迭代升级及新产品的研发布局,形成优质客户关系网络,综合竞争实力不断提升。

预期内存接口芯片领域将维持竞争优势,内存模组配套芯片和 PCIe Retimer 芯片稳步发展,津逮®服务器平台有望爆发式成长,总体营收稳步增长,毛利率保持较高水平。

核心假设如下:

互连类芯片产品业务:

1、内存接口芯片

公司攻克核心技术难关,深度参与行业标准制定,产品成功跨越服务器生态系统的高准入门槛,长期占据全球市场的重要份额。提前布局的 DDR5 第一子代,2021Q4 季度实现量产,巩固技术领先地位。

预计公司在内存接口芯片细分领域可维持相对领先优势,稳定保持 40%市场份额。随着插槽数的增加和云计算、大数据等数字浪潮催生高算力需求,单个 CPU 对应的内存条数增加,因此 22-24 年预计内存接口芯片销量为 7303 /7980/8522 万颗。

按照过往产品规律,新子代内存接口芯片产品因技术和性能升级,销售定价一般会高于上一子代。随着产品推出时间越长,价格又会有所下降。随着高毛利 DDR5 世代产品占比提 升,公司将实现收入持续增长,预计 22-24 年营收为 20.31/26.96/33.10 亿元,毛利率为 74%/74%/73%。

2、DDR5 内存模组配套芯片

公司实行多产品布局,内存模组配套芯片应用范围覆盖服务器、台式机及笔记本内存模组领域。基于 DDR5 快速渗透带来的成长红利,公司的技术领先性及研发团队的稳定性,考虑到内存接口芯片业务的稳固优势地位,预计内存模组配套芯片 SPD、TS、PMIC 产品销售规收入也将同步实现稳步增长,我们预计 22-24 年营收为 3.95/7.59/11.74 亿元,毛利率为 40%/42%/44%。

3、PCIe Retimer 芯片

作为全球量产 PCIe 4.0 Retimer 芯片的唯一中国厂商,公司产品 2021 年已逐步导入市场,销售实现突破,并计划 2022 完成 PCIe 5.0 量产版本的研发。由于行业正处于向 PCIe 4.0 逐步过渡的过程,随着相关生态逐步完善,预计产品会趋渐成熟、供应日趋稳定,价格将有所下降,预计 22-24 年分别为 8.47/7.62/7.24 元/颗。

随着 PCIe 4.0 于 21Q2 实现量产出货,已逐步导入部分客户,具备国产优势,有利于市场份额提升,预计 22-24 年销售量分别为 1252 /2896 /4707 万颗。因此,预计公司 22-24 年营收为 1.06/2.21/3.41 亿元。PCIe 4.0 Retimer 开始规模出货,和 PCIe 5.0 研发推进,产品规模上量及结构优化将拉动毛利率上升,预计 22-24 年分别为 60%/67%/74%。

4、津逮®服务器平台产品业务:

针对中国本土市场,持续更新迭代,客户广泛认可,市场推广快速。服务器机型已广泛应用于金融、能源、政务、交通、数据中心及智慧城市等下游行业。高性能、独特的安全功能以及国产化优势,有力推动业务实现爆发式成长,销售量与市场份额有望快速提升,我们预计 22-24 年津逮®服务器销量为 12.68 /20.00/29.31 万台。

目前,公司处于攻占市场份 额阶段,预计产品价格不会显著上涨,故假设 22-24 年价格与 21 年一致,为 11271 /11271 /11271 元/台。

因此,预计公司 22-24 年营收为 14.29/22.55/33.03 亿元。同时随着市场份额的增加产生规模效应以及持续研发实现的技术改进,我们认为津逮®服务器毛利率有将有所改善,预计 22-24 年分别为 12%/14%/15%。

6.2 估值与盈利预测

公司是国际领先的数据处理及互连芯片设计公司,深度聚焦互连类芯片和津逮®服务器平台两大产品线,是目前全球可以提供 DDR5 内存接口及模组配套芯片全套解决方案的两家供应商之一。

我们预测公司 2022-2024 年营收为 39.61/59.30/81.27 亿元,YOY 为 54.6 0%/49.73%/37.04%;归母净利润为 13.58/19.60/26.44 亿元,YOY 为 63.77%/44.34%/34.91%;EPS 为 1.20/1.73/2.33,当前股价对应 PE 为 54.69/37.89/28.09 倍。

我们选取同为半导体芯片设计类上市公司卓胜微、思瑞浦和圣邦股份作为可比公司,分别主营射频前端分立器件及模组、信号链模拟芯片、信号链模拟芯片及电源管理模拟芯片。

参考可比公司平均估值,同时考虑到 DDR5 新世代的到来、数据浪潮的快速发展的催生高算力需求,以及公司行业领先的产品和研发布局,预期公司将维持竞争优势,成长确定性强。

我们给予公司 2023 年 50 倍 PE(对应 2022 年 72 倍 PE),对应市值约 980 亿元,潜在收益空间超 30%。

7 风险提示

1. 贸易争端风险。

鉴于公司所在的集成电路产业是典型的全球化分工合作行业,全球贸易摩擦的不断升级可能造成产业链上下游交易成本增加,下游需求受限,上游供给不畅,从而将对公司的经营造成不利影响。

2. 疫情风险。

2022 年疫情再次蔓延可能导致公司主要供应商、主要客户停工停产,或物流效率下降甚至中断,若疫情无法及时控制造成下游需求下降,可能对公司盈利、研发产生负面影响。

3. 汇率风险。

公司日常经营的销售采购业务大部分以美元结算,2021 年境外营收占比达 62.5%,由于外币交易在初始确认和资产负债表日所采用的折算汇率不同,或导致公司存在汇兑损失风险。

4. 新产品推广不及预期风险。

公司于 2021 年 4 月发布第三代津逮®CPU,该业务取得了突破性进展,但不排除未来因市场、政策、客户、产能等因素的影响而导致业务存在短期波动或不及预期,进而对公司短期收入造成一定的扰动。

5. 供应商集中风险。

公司前五大供应商的采购占比为 91.65%,集中度较高。目前,晶圆制造和封装测试产能较为紧张,原材料价格逐渐上涨。如果市场环境及供求关系变化造成原材料价格继续上涨,公司将面临成本上升、毛利率下降等相关经营风险。

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