高速连接器如何受益于AI?

兴业证券认为,随着人工智能技术的发展,数据中心对高速连接器的需求将显著增长,特别是高速背板连接器和高速IO连接器市场,国内厂商有望受益于国产化替代和海外需求的扩大。

随着人工智能技术的飞速发展,数据中心对于高速数据处理和大带宽的需求日益增长。兴业证券在其最新的行业研究报告中指出,这一趋势将深度推动高速连接器市场的扩张,特别是在高速背板连接器和高速IO连接器领域。这些连接器作为数据中心系统互连的关键硬件,预计将从AI算力需求的增长中受益。

高速背板连接器:需求受AI驱动,国产厂商加速替代

首先,以高速背板连接器为例,分析师认为该硬件的需求有望伴随AI服务器、高吞吐量交换机的需求量的扩大而持续增加。且在华为、中兴等国内通信设备商的扶持下,高速背板连接器领域内的国产替代正不断加速。

所谓高速背板连接器(backplane connector),指的是用于连接背板和子板等的一套系统,通常用于模块化设计的服务器、交换机和路由器等通信设备、算力设备中。

而高速背板是电子系统中各模块间进行物理连接的部分复杂系统,依赖于背板上的连线、走线和连接器来处理大量的高速数据流。

高速背板连接 器根据不同的应用场景,具有非常丰富的应用架构,主要包含四大种类。一是传统背板和平行板方式(分为正向平行和反向平行),二是正交形式(包括90°正交与270°正交),三是板对板形式,四是线缆背板形式。

目前,最受市场欢迎的是板对板形式,即将两块PCB板成180°平行排布,通过扣合高速板对板连接器,实现两块不同PCB板的连接和数据传送。这种模式的优点在于灵活的定制化,是当前112G和未来224G热门的解决方案之一。

兴业证券报告提到,从需求端来看,随着数据传输速率的提升以及各设备向小型化、轻量化的发展,为减少信号损耗等,高速背板器在架构上向正交架构和线缆背板架构等方向演进。

分析师指出,伴随以太网传输单通道传输速率和总体速率的提升,高速背板连接器作为系统模块互连的关键组件,传输速率已经升级至112G,正在向224G演进,市场规模在不断扩大:

随着人工智能、云计算、互联网的快速发展,AI服务器、高吞吐量交换机的需求量不断扩大,将带动高速背板连接器需求增长。根据Business Research Insights,全球来看,2021年全球背板连接器市场规模为19.402 亿美元,预计到2031年将达到36.945亿美元,预测期内复合年增长率为6.65%。中国来看,根据华丰科技 《会计师第二轮问询回复意见(2022年年报更新版)》数据,据Bishop&Associates 的预测,2021年、2022年我国高速背板连接器市场规模分别达到6.08亿美元(约合人民币38.76亿元)、6.13亿美元(约合人民币39.08亿元)。

从供给端来看,分析师认为,虽然在56G及以下领域,海外厂商技术领先国内公司约5到10年;但在最新一代的112领域,国内外厂商技术起点基本一致,因此,112G 时代,国内厂商无需规避专利技术壁垒,可降低产品的研发成本和难度,国内龙头厂商等正在加速国产化替代,以满足市场需求。

目前,多家厂商已推出112G高速背板连接器并已完成主要客户的产品测试。部分国内厂商已经完成112G高速背板连接器的客户测试,并开始布局224G高速背板连接器的研发。

高速IO连接器:深度受益光模块技术升级需求

高速连接器另一大正在蓬勃发展的市场是高速IO连接器,这是一种用于连接计算设备(交换机、服务器、光纤网络等)的接口,它能够实现更高速度、更长距离的数据通信,将高性能计算设备互连为一个整体。IO是输入/输出(Input/Output)的缩写,高速IO连接器一般用于和光模块对插。

举个例子,假设我们把计算设备比作一家工厂,高速IO连接器就相当于连接工厂和外界的高速公路。这条高速公路能够快速高效地运送货物(数据)进出工厂。

如果没有高速IO连接器,工厂和外界只能依赖窄窄的乡村小路来运送货物,货物运输速度就会非常缓慢,工厂的生产效率也会大大降低。

分析师指出,伴随光模块传输速率的提升,有效带动了和光模块对插使用的高速IO连接器需求增长。目前,光模块的传输速率,已经逐渐从400G等升级至800G、1.6T 等;对应的,和光模块配套使用的高速 IO 连接器需求也将随之同步升级:

目前,单通道56Gbps 速率的高速 IO 连接器产品已经成熟。112Gbps 技术的商用渗透率也在快速提升,泰科、安费诺、莫仕等厂商均推出相关产品。224 Gbps 领域,Molex 等连接器头 部厂商也已经开始开发;2023年5月,Molex 莫仕率先推出芯片对芯片 224G 产品组合,其中包括高速 I/O、接插端不分公母的背板电缆、中间层板对板连接器和 Near-ASIC 连接器对电缆解决方案等,可连接224Gbps-PAM4 传输速率的信号电路,支持新一代数据中心和生成式 AI 应用。

不过,受制于专利和技术先发优势等,这一市场主要由泰科等欧美企业把控,这些企业在2003年通过统一标准占领市场,并凭借自身技术优势、市场优势、规模优势形成较高的进入壁垒,国内连接器企业与之差距较大。

不过,随着进口替代需求攀升,许多国内厂商也开始加大高速IO连接器领域的开发力度。目前多家国内厂商已经以代工模式切入海外高速IO连接器供应链,其最新产品单通道速率已达到112G,这些公司可直接受益于海外AI算力需求的增长,以及光模块技术迭代带来的产品传输速率升级。在此背景下,国产厂商的市占率有望持续提升。

本文主要内容来自兴业证券分析师章林 S0190520070002 代小笛 S0190521090001 仇新宇 S0190523070005撰写的报告,有删节

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