半導體行業：AI爆發服務器模擬IC鵲起-230404（22頁）.pdf

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1、1 敬請關注文后特別聲明與免責條款 AIAI 爆發爆發，服務器服務器模擬模擬 ICIC 鵲起鵲起 方正證券研究所證券研究報告方正證券研究所證券研究報告 行業專題報告 行業研究 半導體行業半導體行業 2023.04.04/推薦 分析師：分析師：吳文吉 登記編號：S1220521120003 Table_Author 聯系人：聯系人：萬瑋 重要數據：重要數據：上市公司總家數上市公司總家數 114 總股本總股本(億億股股)790.21 銷售收入銷售收入(億元億元)3653.45 利潤總額利潤總額(億元億元)635.84 行業平均行業平均 PEPE -110.41 平均股價平均股價(元元)70.52

2、行業相對指數表現行業相對指數表現：-24%-17%-10%-3%4%2022/42022/72022/102023/1半導體滬深300 數據來源：wind 方正證券研究所 相關研究相關研究 士蘭微：再獲大基金二期增資，期待汽車級功率模塊放量2023.03.31 中穎電子：短期業績承壓，23 年增長動能充足2023.03.31 AIGC 賦能服務器芯辰大海2023.03.26 必易微：ACDC 快充鵲起，DCDC+AFE 破浪前行2023.03.25 全球算力規模保持高速穩定增長態勢全球算力規模保持高速穩定增長態勢。結合華為 GIV 預測，2030年人類將迎來 YB 數據時代，全球算力規模將達

3、56 ZFlops，其中基礎算力規模/智能算力規模/超算算力規模將分別達3.3/52.5/0.2 ZFlops，整體平均年增速達 65%。算力需求驅動全球服務器市場持續增長算力需求驅動全球服務器市場持續增長，訓練數據規模和模型訓練數據規模和模型復雜度提升，推動復雜度提升，推動 AIAI 服務器需求快速增長服務器需求快速增長。整機方面，據 IDC統計數據，2021 年，全球 AI 服務器市場規模達 156 億美元，同比增長 39.1%，超過全球 AI 整體市場(含硬件、軟件及服務)增長率 22.5%，成為 AI 整體市場增長的驅動力量。芯片方面，傳統芯片巨頭加速完善 AI 芯片產品體系，不斷推進

4、全能力建設，搶占多樣性算力生態主導權。服務器服務器模擬模擬 ICIC 方面，方面，AIAI 驅動驅動服務器用服務器用電源管理電源管理 ICIC 和和信號鏈信號鏈 ICIC市場市場的的持續增長。持續增長。一方面，迅速增長的 AI 市場和與日俱增的電源需求相輔相成，大電流省電超頻之星多相控制器+DrMOS 可高能效、高密度地提供高功率的電源管理系統。相較于通用服務器，AI 服務器通常配置 4/8 顆 GPGPU，且常用 16 相多相電源方案（1 顆多相控制器+16 顆 DrMOS），按單臺 AI 服務器配置 8 顆GPGPU 計算，單臺 AI 服務器將帶來 8 顆多相控制器+128 顆DrMOS。

5、另一方面，先進的超薄封裝和 3D 技術是下一代高性能節能電源設計的核心驅動力；同時服務器對高速信號傳輸及高精度低功耗檢測提出更高要求。根據根據 MPSMPS 官網官網，服務器，服務器從板級電源到機架及以上從板級電源到機架及以上的的電源電源 ICIC 市場市場規模規模超過超過 4 40 0 億美金億美金并且并且快速增長快速增長，其中在服務器主板電源解決方案上，CPU 供電/存儲DDR5 供電/PoL 供電/eFuse 供電以及 GPU供電的市場規模分別約為 10 億/6 億/2.8 億/0.6 億以及 10 億美金。建議關注建議關注：核心標的核心標的：服務器服務器模擬模擬 ICIC：杰華特，晶豐

6、明源，芯朋微，必易微，納芯微，帝奧微，賽微微電，雅創電子，希荻微 擴散擴散標的：標的：GPU/CPUGPU/CPU：景嘉微，龍芯中科，海光信息 存儲存儲 ICIC：兆易創新，普冉股份，恒爍股份，東芯股份，江波龍，北京君正，瀾起科技，聚辰股份 AI+SOCAI+SOC：瑞芯微，晶晨股份，富瀚微 SOCSOC 測試設備：測試設備：華峰測控，長川科技 2 行業名稱-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 SOCSOC 封裝：封裝：通富微電，華天科技，長電科技，深科技，利揚芯片，晶方科技 IPIP：芯原股份 FPGAFPGA：復旦微電，安路科技，紫光國微，概倫電子 功率半導體：功率半導體：士蘭微

7、，東微半導，新潔能，捷捷微電，揚杰科技，斯達半導，時代電氣，華潤微，銀河微電 射頻：射頻：卓勝微 MCUMCU：國芯科技，峰岹科技，中穎電子，中微半導，樂鑫科技，國民技術 CISCIS：韋爾股份，格科微，思特威 MEMSMEMS：敏芯股份 SOCSOC：翱捷科技，納思達，匯頂科技，創耀科技，恒玄科技，全志科技，國科微，炬芯科技，中科藍訊 ODMODM：聞泰科技 風險提示風險提示：1）半導體下游需求不及預期；2）技術發展不及預期；3）行業競爭加劇。OXjXgVVYhVhUnOpMnP8OdNbRoMpPnPsRjMnNnRkPrRtO8OmOpNMYmOuMuOmQuN 3 半導體-行業專題報告

8、 敬請關注文后特別聲明與免責條款 目錄目錄 1 服務器整機與芯片市場概覽.5 1.1 全球算力規模保持高速穩定增長態勢.5 1.2 算力需求驅動全球服務器市場持續增長.5 1.3 訓練數據規模和模型復雜度提升，推動 AI 服務器需求快速增長.5 2 服務器增長拉動相關模擬 IC 需求.6 2.1 服務器用電源管理 IC 發展趨勢.6 2.1.1 迅速增長的 AI 市場和與日俱增的電源需求相輔相成.6 2.1.2 AI 服務器要求高能效、高密度提供高功率的電源管理系統.7 2.1.3 多相控制器+DrMOS 高效改善電源系統設計.7 2.1.4 先進的超薄封裝和 3D 技術是下一代高性能節能電源

9、設計的核心驅動力.10 2.2 服務器用電源管理 IC 市場規模.13 2.2.1 CPU/GPU 供電.13 2.2.2 EFuse 供電.14 2.2.3 內存 DDR5 供電.14 2.3 服務器用信號鏈 IC 發展趨勢.15 2.3.1 對高速信號傳輸提出更高要求.15 2.3.2 高精度低功耗檢測重要性提升.16 2.4 國內服務器模擬 IC 相關廠商.16 2.4.1 杰華特：提供完整的服務器電源解決方案.16 2.4.2 晶豐明源：發力大電流 DC/DC 電源管理芯片.17 2.4.3 芯朋微：布局服務器應用 DrMOS 和多相并聯控制器.17 2.4.4 必易微：逐步向服務器/

10、數據中心電源拓展.18 2.4.5 納芯微：非隔離接口芯片廣泛用于服務器.18 2.4.6 瀾起科技：全球首發 PCIe 5.0 Retimer 芯片.19 2.4.7 帝奧微：持續研發高速高精度信號鏈模擬芯片.19 2.4.8 通富微電：國內領先的功率器件封裝測試 OSAT.20 2.4.9 長電科技：全球第三、中國大陸第一 OSAT 廠商.20 4 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 圖表目錄圖表目錄 圖表 1：先進計算技術產業體系框架.5 圖表 2：中國人工智能市場規模預測（百萬美元）.6 圖表 3：中國 AI 服務器市場規模預測（百萬美元）.6 圖表 4：ST 典型的

11、服務器 PSU 框圖.7 圖表 5：TI CSD95411 多相控制器內部結構圖.8 圖表 6：TPS53661 5-PH 效率曲線.8 圖表 7：MPS 數據中心解決方案.9 圖表 8：DrMOS 示意圖.10 圖表 9：各公司 DrMOS 產品對比.10 圖表 10：各公司多相控制器產品對比.10 圖表 11：服務器分布式電源架構示例.11 圖表 12：TDK FS1412POLTM外形與內部框圖.12 圖表 13：芯片占用面積：MPS MPQ8645P vs 離散模擬解決方案.13 圖表 14：服務器從板級電源到機架及以上的電源市場規模.13 圖表 15：MPS 的服務器（核供電）數據中

12、心解決方案.14 圖表 16：DDR4 到 DDR5 的供電結構變化.15 圖表 17：MPS 服務器 DDR 供電方案.15 圖表 18：服務器用信號鏈 IC 框圖.16 圖表 19：晶豐明源服務器 DCDC 全套電源方案.17 圖表 20：芯朋微服務器電源管理解決方案.18 圖表 21：瀾起科技 PCIe Retimer 芯片應用場景.19 圖表 22：帝奧微服務器解決方案.20 圖表 23：通富微電八大技術優勢.20 5 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 1 服務器整機服務器整機與與芯片市場概覽芯片市場概覽 1.1 全球算力規模保持高速穩定增長態勢全球算力規模保持高速

13、穩定增長態勢 根據國家數據資源調查報告數據，2021 年全球數據總產量 67 ZB，近三年平均增速超過 26%。根據中國信息通信研究院預測，2021 年全球計算設備算力總規模達 615 EFlops，增速達 44%，其中基礎算力規模（FP32）/智能算力規模（FP32）/超算算力規模（FP32）分別為369/232/14 EFlops。結合華為 GIV 預測，2030 年人類將迎來 YB 數據時代，全球算力規模將達 56 ZFlops，其中基礎算力規模/智能算力規模/超算算力規模將分別達 3.3/52.5/0.2 ZFlops，整體平均年增速達65%。1.2 算力需求驅動全球服務器市場算力需求

14、驅動全球服務器市場持續增長持續增長 整機方面，整機方面，2021 年全球服務器市場出貨量和銷售額分別為 1353.9 萬臺與 992.2 億美元，同比增長 6.9%與 6.4%。芯片方面芯片方面，服務器芯片市場長期被 x86 架構主導，英特爾與 AMD 的市場份額分別為 81%與16%，隨著英特爾在服務器主導地位的削弱，AMD 市場份額仍將持續提升。此外，ARM 服務器芯片產品逐步崛起，英偉達、亞馬遜、華為以及阿里等國內外巨頭已經陸續推出自研 ARM 服務器 CPU，助推 ARM 服務器市場份額的提升，預計到 2024 年將接近 10%，成為通用算力的重要補充力量。圖表1：先進計算技術產業體系

15、框架 資料來源：中國信息通信研究院，方正證券研究所 1.3 訓練數據規模和訓練數據規模和模型復雜度模型復雜度提升提升，推推動動 AI 服務器需求快速服務器需求快速增長增長 整機方面，整機方面，據 IDC 統計數據，2021 年，全球 AI 服務器市場規模達 156億美元，同比增長 39.1%，超過全球 AI 整體市場(含硬件、軟件及服務)增長率 22.5%，成為 AI 整體市場增長的驅動力量。芯片方面，芯片方面，傳統芯片巨頭加速完善 AI 芯片產品體系，不斷推進全能力建設，搶占多樣性算力生態主導權。英特爾發布新一代高性能深度學習 AI 訓練處器 Habana Gaudi2，運算速度是上一代的

16、2 倍。AMD 在完成賽靈思的收購后，計劃在 CPU 中融入賽靈思的 FPGAAI 引擎。英偉達推全 6 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 新架構 GPU，采用臺積電 4nm 工藝，集成 800 億個晶體管，大幅提升了 AI 計算速度。圖表2：中國人工智能市場規模預測（百萬美元）圖表3：中國 AI 服務器市場規模預測（百萬美元）資料來源：IDC，浪潮官網，方正證券研究所 資料來源：IDC，浪潮官網，方正證券研究所 2 服務器服務器增長增長拉動拉動相關相關模擬模擬 IC 需求需求 模擬芯片主要包括電源管理芯片和信號鏈芯片。電源管理芯片是電子設備的電能供應心臟，負責電子設備所需

17、的電能變換、分配、檢測等管控功能；是電子設備中的關鍵器件，其性能優劣對電子產品的性能和可靠性有著直接影響，廣泛應用于各類電子產品和設備中，是模擬芯片最大的細分市場之一。電源管理芯片可劃分為 AC/DC（交流轉直流）、DC/DC（直流轉直流）、驅動 IC、保護芯片、LDO、負載開關、PMIC 等。當前，電源管理芯片逐漸朝微型化、集成化、高效率、低功耗、數字化及智能化方向發展。信號鏈芯片是連接真實世界和數字世界的橋梁，主要是處理、接收發送模擬信號，將光、磁場、溫度、聲音等信息轉化為數字信號。信號鏈芯片可以進一步分為放大器、比較器、模數/數模轉換器及各類接口產品。2.1 服務器用服務器用電源管理電源

18、管理 IC 發展發展趨勢趨勢 2.1.1 迅迅速速增長的增長的 AI 市場市場和和與日俱增與日俱增的的電源電源需求需求相輔相成相輔相成 AI 綜合了數學、計算統計、機器學習和預測分析等多種解決問題的方法，AI 系統通過基于計算機的“神經”網絡來模仿人腦學習并解決問題。這種神經網絡由并行處理器組成，能夠運行復雜的學習任務并執行軟件算法，如今的 AI 仍在改革計算架構以復制模仿人腦的神經網絡。盡管在具有傳統中央處理器（CPU）的服務器上也可以訓練或開發通用模型，但大多數神經網絡都需要自定義的內置硬件來進行訓練。圖形處理單元（GPU）和張量處理單元（TPU）是用于加速神經網絡訓練的常見加速器，可以處

19、理重復性和密集型計算，卻異常耗電。例如，早期的 AI 市場主導者英偉達的 DGX-1 GPU 超級計算機內置 8個 Tesla P100 GPU，每個 GPU 算力達到 21.2 TeraFLOP，總共需要3200W 的系統總功率；最新一代的 DGX-2 超級計算機則內置 16 個Tesla V100 GPU，每個 GPU 算力達到 2 petaFLOP，所需系統總功率 7 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 達到 10kW。因此，AI 市場將迅速增長以滿足不斷增長的電源需求。同時，隨著終端流量地激增，高算力需求亦驅動 AI 服務器的增長，數據中心的電力需求不斷增加，因此，服

20、務器的出貨量增長亦將持續拉動服務器用電源管理芯片的需求。2.1.2 AI 服務器要求服務器要求高高能能效效、高密度提供高功率的電源管理系統高密度提供高功率的電源管理系統 數據中心容納數以千計的服務器，通常建立在非常密集的網絡中。下圖為 ST的服務器 PSU 框圖，從前端AC-DC階段到后端DC-DC配電，配電鏈需要在效率、功率密度和與數字世界的接口能力方面提供最佳性能。在電信系統的電源方面，使用復雜的 ASIC 來管理不斷增長的數據流量，正在推動電源的極限。AI 服務器對高性能電源的要求驅動電信電源管理系統必須在保持合理功耗的同時，高能效和高密集度地提供所需的高水平功率。圖表4：ST 典型的服

21、務器 PSU 框圖 資料來源：ST 官網，方正證券研究所 2.1.3 多多相相控制器控制器+DrMOS 高效改善電源系統設計高效改善電源系統設計 1）面對面對大大電電流流和和特定功率特定功率需求，需求，驅動驅動服務器服務器負負載載的的傳統傳統多相穩壓器多相穩壓器已達已達性能極限。性能極限。數據中心應用由于采用了功能強大的 CPU、GPU和 ASIC SoC 而消耗大量電流（幾十安培到幾千安培）；而且電流 8 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 由于其特定的功率需求而波動極快。因此，電源設計面臨越來越大的輸出阻抗以及龐大的去耦電容器（例如 POSCAP）不斷增長的占用空間等重重

22、挑戰。驅動數據中心應用如服務器負載的傳統多相穩壓器已達到其性能極限。2）服務器服務器多核多核架構架構驅動驅動 VRM 提升提升功率密度功率密度與與功率轉功率轉換效率換效率。隨著技術進步，多核架構使微處理器在水平尺度上變得更密集、更快速。因此，驅動微處理器器件需要的功率急劇增加。微處理器所需的這種電源由穩壓器模塊（VRM）提供。在該領域，推動穩壓器發展的主要有兩個參數：一個參數是穩壓器的功率密度（單位體積的功率），為了在有限空間中滿足系統的高功率要求，必須大幅提高功率密度；另一個參數是功率轉換效率，高效率可降低功率損耗并改善熱管理。3）大電流省大電流省電超頻之電超頻之星星多相控制器多相控制器+D

23、rMOS 炙手可熱。炙手可熱。傳統的模擬傳統的模擬控制器控制器在優化補償回路時需進行多次迭代計算外部元件正確值以滿足多種工作條件；模擬控制需要大量外部器件進行環路補償和負載-線性校準，占板面積大且設計復雜；傳統模擬控制器使用一個 PWM 信號來驅動單個功率級，無法滿足 500A 以上的大電流需求。數字多相控制器是改善數據中心效率和尺寸的關鍵技術數字多相控制器是改善數據中心效率和尺寸的關鍵技術。數數字多相控制器字多相控制器由于具有自動環路補償的功能，避免了潛在的重復勞動，從而有更好的瞬態性能；同時無需任何外部元器件便可完成系統微調，在減少PCB布局復雜程度的同時亦減少了占板面積；無需使用倍相器便

24、能滿足 500A 以上的大電流需求。圖表5：TI CSD95411 多相控制器內部結構圖 圖表6：TPS53661 5-PH 效率曲線 資料來源：TI 官網，方正證券研究所 資料來源：TI 官網，方正證券研究所 多相控制器多相控制器是一種為 CPU、GPU、SoC 以及 ASIC 等供電的功率轉換控制系統。該技術可以通過自適應切相和相位控制等方法，根據負載電流的變化改變相位操作來提升多相變換器的效率。這一技術可滿足服務器和計算系統對大電流、低電壓和快速瞬態響應的需求。多相控制器多相控制器為數?；旌掀骷?，對設計要求較高。多相控制器可用于實現多相拓撲結構的 DC-DC 轉換器，相比于傳統的單相拓撲

25、，多相控制器可以掛載兩多相控制器可以掛載兩個或更多的轉換器單元個或更多的轉換器單元（DrMOS），并且這些轉換器單元相互同步但以不同于鎖定的相 9 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 位運行。這種方法降低了輸入紋波電流、輸出紋波電壓以及總的RFI（射頻干擾）特征值，同時提供了單個大電流輸出或完全穩定輸出電壓下的多個較低電流輸出。圖表7：MPS 數據中心解決方案 資料來源：MPS 官網，方正證券研究所 傳統的傳統的 CPU/GPU 電源供應器電源供應器，由于是高頻電源轉換，主要由PWM 控制器產出運作的時鐘（Pulse）給 Driver，再利用 Driver去控制 High s

26、ide/Low side MOSFET 的開關（如圖表 8 所示）。傳統做法需使用三顆 IC：Driver、high side MOSFET、low side MOSFET，這三個獨立 IC 分散在主板上，彼此間的訊號傳遞路徑很長，因此操作頻率無法太高，只能控制在 200KHz-400KHz 之間;若需在更高頻的環境下操作，傳統若需在更高頻的環境下操作，傳統電源供應器無法提供電源供應器無法提供CPU/GPU足夠的動態電流。足夠的動態電流。面對推動 VRM 向高功率密度與高功率轉換效率發展，一種解決方案是將 Driver、High side MOSFET、Low side MOSFET 集成到單

27、個芯片中并采用高級封裝，從而實現緊湊高效的功率轉換，這種 DrMOS 功率級集成大幅降低控制訊號的傳遞路徑，可將操作頻率提至 550KHz-850KHz 之間，提供 CPU/GPU 足夠的動態電流。因此，使用 DrMOS 的主板，在相同的散熱條件下，溫度及阻值更低，展現更好的用電效率;此外，透過 DrMOS 的超低電源反應時間及低阻抗特性，主板也會有更好的超頻表現。因此，DrMOS憑借其可提供憑借其可提供充足動態電流、高速功率轉換以及使組件小型化的充足動態電流、高速功率轉換以及使組件小型化的優勢，多用在優勢，多用在 CPU/GPU 供電、服務器、數據庫、供電、服務器、數據庫、5G 等需要高等需

28、要高頻操作的應用。頻操作的應用。相較于通用服務器，AI 服務器通常配置 4/8 顆 GPGPU，且常用16 相多相電源方案（1 顆多相控制器+16 顆 DrMOS），按按單臺單臺 AI服服務器務器配置配置 8 顆顆 GPGPU 計算，計算，單臺單臺 AI 服務器服務器將帶來將帶來 8 顆顆多相多相控制器控制器+128 顆顆 DrMOS。10 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 圖表8：DrMOS 示意圖 資料來源：MPS 官網，方正證券研究所 圖表9：各公司 DrMOS 產品對比 資料來源：各公司官網，方正證券研究所 圖表10：各公司多相控制器產品對比 資料來源：各公司官網，

29、方正證券研究所 2.1.4 先先進的超薄封裝和進的超薄封裝和3D技術是下一代高性能節能電源設計的核技術是下一代高性能節能電源設計的核心心驅動力驅動力 11 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 1）服務器服務器典型典型電源架構電源架構后端后端的的較多較多負負載點載點要求要求電源電源簡化設計簡化設計。服務器、電信和網絡基礎設施使用的典型電源架構包含一個 AC/DC 前端，負責生成 48V 直流電。該直流電會被輸送至 DC/DC 變換器，在這里電壓被轉換成 12V 中間母線結構，然后將 12V 母線電壓分配至板上多個負載點（POL）變換器中，為芯片或子電路提供電源。大數據服務器通常

30、需要強大的 ASIC、FPGA、GPU 和 CPU，而后者又需要低電壓、大電流，并在緊湊封裝內實現高功率密度。為了確保整個系統的電源完整性，目前多采用分布式電源管理系分布式電源管理系統統，將 DC/DC 電源直接引入負載點(POL)，即高性能處理器，有時可能存在 50 多個負載點（POL）電壓軌，因此在一塊板子上可以有諸多這樣的 DC/DC 電源轉換器，所以設計者面臨的問題是如設計者面臨的問題是如何使這些器件盡可能何使這些器件盡可能小型化小型化以節省板空間以節省板空間、需要滿足性能、延遲、需要滿足性能、延遲、散熱、散熱、效率和可靠性要求，同時效率和可靠性要求，同時還要簡化設計過程，降低還要簡化

31、設計過程，降低成本成本。圖表11：服務器分布式電源架構示例 資料來源：MPS 官網，方正證券研究所 2）先進的超薄封裝和先進的超薄封裝和 3D 技術技術滿足滿足電源電源小型化小型化需求。需求。TDK 株式會社推出 FS1412 microPOL（POL）電源模塊，該電源模塊使用先進的超薄封裝和 3D 技術，為高密度解決方案，適用于空間受限但需要較薄電源的應用；可擴展且高度可配置，具有多次可編程存儲器，利用數字通信（I2C 和 PMBus）提供廣泛的靈活性。FS1412的尺寸為 5.8 mm x 4.9 mm x 1.6 mm，是新系列 POL直流-直流轉換器的一部分，具有更高的性能、最小的可用

32、尺寸、易于使用且簡化集成，適用于大數據、機器學習、人工智能（AI）、5G 蜂窩、物聯網聯網、電信和計算機企業等應用。POL 技術包括一個放置于 ASIC、FPGA 等復雜芯片組附近的直流-直流轉換器。通過縮短轉換器和芯片組之間的距離，使電阻和電感元件實現最小化，允許在動態負載電流下進行快速響應和精確調節。多年以來，TDK 一直在開發這項技術，以使系統級解決方案能夠提高電氣性能和熱性能，為空間受限而需要較薄電源的應用提供高密度、高性價比的解決方案。這些新的解決方案將高性能半導體融入了先進的封裝技術中，比如半導體嵌入式基板（SESUB）和先進的電子元件，以通過 3D 集成在更小的尺寸和更薄的外形中

33、，實現獨一無二的系統集成。這種集成允許 TDK 以目前較低的總系統成本提供更高的效率和易用性。新型 POL 直流-直流轉換器系列可在-40 C125 C的寬結溫范圍內運行，并具有每立方英寸 1000 A 以上的高電流密度。該系列提供 12A 電流，市場上有售的最低高度為 1.6 mm，同時提供比其他 12 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 同類產品少 50%的解決方案尺寸。因此，這也最大限度地降低了系統解決方案成本，減少了電路板尺寸和裝配成本以及 BOM 成本和 PCB 成本。圖表12：TDK FS1412POLTM外形與內部框圖 資料來源：TDK 官網，方正證券研究所 3

34、）PMBus 使使供電更靈活。供電更靈活。I2C（Inter-Integrated Circuit）是一種常用的串行通信協議，用于在器件之間特別是兩個或兩個以上不同電路之間建立通信，I2C Primer 是最常用的 I2C。從 I2C 的基本原理出發，I2C 有系統管理總線（SMBus）和電源管理總線（PMBus）這兩個變體子集。PMBus 是一種開放標準電源管理協議，這種靈活且高度通用的標準允許基于模擬和數字技術的器件之間進行通信，并提供真正的互操作性，由此將能降低電源系統設計的復雜性并縮短產品上市時間，同時 I2C 和 PMBus 在電氣要求和命令語義上是兼容和可互操作的。為滿足有源功率管

35、理為滿足有源功率管理的增長需求，很多新系統設的增長需求，很多新系統設計計轉向采用轉向采用使使供供電電更加靈活更加靈活的的 PMBus 技術技術。最新的 PMBus 規格（1.3 版本）介紹了自適應電壓調節功能（AVS），該功能可以支持處理器自主降低時鐘頻率和電源電壓。當輸出負載較輕時，它自己的功耗就會降到最低，從而顯著節電。PMBus 1.3 版本進行了諸多改進，比如更快的 PMBus 速度以加載更大的數據量AP1 YT2,更強的輸出電壓跟蹤系統以報告AP3 YT4 警報閾值，用于與高優先級設備進行高速通信的快速區域讀/寫功能，以及允許在更寬范圍內實現更高精度的修訂數據格式。比如，MPS 提出

36、了一種整體解決方案MPQ8645P 是一款 16V降壓穩壓器，可兼容 PMBus 接口，其單相電流傳輸能力高達 30A，采用同步整流器以獲取最高效率，采用散熱性能更強的 TQFN（4mmx5mm）封裝，將所有元器件集成在單個硅片中，尺寸比使用獨立控制 IC 和功率級（不包括外部器件）的離散模擬解決方案 13 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 小 20-50%。圖表13：芯片占用面積：MPS MPQ8645P vs 離散模擬解決方案 資料來源：MPS 官網，方正證券研究所 2.2 服務器用服務器用電源管理電源管理 IC 市場規模市場規模 根據 MPS 官網，服務器從板級電源到

37、機架及以上的電源 IC 市場規模超過 40 億美金并且快速增長，其中在服務器主板電源解決方案上，CPU 供電/存儲 DDR5 供電/PoL 供電/eFuse 供電以及 GPU 供電的市場規模分別約為 10 億/6 億/2.8 億/0.6 億以及 10 億美金。圖表14：服務器從板級電源到機架及以上的電源市場規模 資料來源：MPS 官網，方正證券研究所 2.2.1 CPU/GPU 供電供電 具體來看，為了滿足云計算與 AI 技術不斷增長的數據和處理需求，服務器和數據中心需要具備前所未有的數據處理速度。在不降低效率 14 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 或可靠性的前提下，不斷

38、縮小的占板空間內需要容納史無前例的高功率密度，核心電壓軌必須能夠提供卓越的速度、保護功能和靈活性，以跟上不斷增長的需求。如圖表 15 為 MPS 的服務器（核供電）數據中心解決方案，在保證效率的同時，能保持較低的整體系統成本。其散熱管理專為高密度、高耗電的服務器而設計，能夠節約能源并優化輸出。圖表15：MPS 的服務器（核供電）數據中心解決方案 資料來源：MPS 官網，方正證券研究所 2.2.2 EFuse 供電供電 當串聯到主電源線時，eFuse 就像標準保險絲一樣工作，具有檢測能力，并對過流和過電壓條件做出快速反應。發生過載情況時，器件會將輸出電流限制為由用戶定義的安全值內。如果異常過載情

39、況持續存在，則設備進入打開狀態，斷開來自電源的負載。過載電流限值可通過外部電阻來設定。MPS 專有的 Intelli-PhaseTM 技術可保持并提高每個新設計的性能，這些可擴展的解決方案還提供了熱插拔功能和先進的 FET 技術，可幫助簡化設計，實現節省空間的封裝。2.2.3 內存內存 DDR5 供電供電 服務器比消費類電子(Notebook，Desktop，All in One,Smart phone 等)對內存有著更高的可靠性要求，最特殊的一點是要支持 ECC 功能。目前出貨量產的服務器多使用內存 DDR4，JEDEC（固態技術協會）于2012年9月發布DDR4 SDRAM標準（JESD7

40、9-4C）,截止目前DDR4已經商用 10 年左右。如今隨著對內存帶寬有強烈需求的專業應用領域如云服務器、邊緣計算，人工智能，自動駕駛等應用場合的快速發展，DRA 內存市場逐步向 DDR5 升級，JEDEC 于 2020 年 7 月正式發布了 DDR5 SDRAM 標準（JESD79-5）的最終規范，各大服務器OEM/ODM 開始使用 DDR5，到 2025 年 DDR4 將有可能徹底退出服務器市場。對于內存條 module 供電而言，DDR4 到 DDR5 的供電變化非常大，DDR5 內存條在內存條在 DIMM 上加入上加入了了 PMIC 電源管理電源管理 IC，主，主要原因要原因是大是大容

41、容量和高速度的量和高速度的 DDR5 顆粒對電源完整性提出了更高的顆粒對電源完整性提出了更高的要求要求，DDR5 內存顆粒需要更內存顆粒需要更低的工作電壓低的工作電壓，VDD/VDDQ/VPP 分別為：1.1/1.1/1.8(V),JEDEC 要求 DDR5 的 VDDQ 電壓波動范圍允許值 15 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 不高于 3%，小于33mV，如果用主板上的 VR 出 1.1V 給 DDR5 供電，很難滿足該電壓的波動范圍。因此 JEDEC 建議廠商在內存條上集成電源 IC 滿足電源完整性的要求，當然無疑提高了 DDR5 內存的成本。圖表16：DDR4 到

42、DDR5 的供電結構變化 資料來源：CSDN，方正證券研究所 圖表17：MPS 服務器 DDR 供電方案 資料來源：MPS 官網，方正證券研究所 2.3 服務器用服務器用信號鏈信號鏈 IC 發展趨勢發展趨勢 隨著 5G、物聯網技術的普及以及 USB Type C 等接口技術的發展，信號鏈模擬芯片領域的技術發展呈現多樣化。2.3.1 對高速信號傳輸提出更高要求對高速信號傳輸提出更高要求 目前機架式服務器主板廣泛采用高速信號設計，其高速 SerDes FIT 信 16 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 號互連速率高達 32Gbps，在如此高速率數據傳輸的情況下，主板面臨損耗、反

43、射、串擾等信號完整性問題，并且由于 PCB 上 FIT 信號傳輸線走線較長，對傳輸鏈路上的各種要素，例如傳輸線、連接器、器件封裝、過孔等，都提出了更高的電氣性能要求。同時，振動沖擊等外在環境因素，也會直接的影響到服務器信號傳輸的穩定性，因此因此需要需要信號轉接驅動器（信號轉接驅動器（Re-Driver）或者重新定時器）或者重新定時器（Re-Timer）來保證）來保證經過長距離線纜傳輸后信號的完整性經過長距離線纜傳輸后信號的完整性。2.3.2 高精度低功耗檢測重要性提升高精度低功耗檢測重要性提升 5G 基站和服務器需要更大電流和更高功率的檢測和控制，因此，對于運算放大器的精度要求和抗浪涌等級要求

44、越來越高。36V 耐壓以及耐壓以及自帶自帶 ADC 和功率檢測功能將成為關鍵技和功率檢測功能將成為關鍵技術，術，從而大幅降低對主控芯從而大幅降低對主控芯片的模數片的模數轉轉換器資源的依賴。換器資源的依賴。圖表18：服務器用信號鏈 IC 框圖 資料來源：ADI 官網，方正證券研究所 2.4 國內國內服務器服務器模擬模擬 IC 相關相關廠商廠商 2.4.1 杰華特：杰華特：提供完整的提供完整的服務器電源解決方案服務器電源解決方案 17 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 2019 年，杰華特基于自有的高壓工藝和 DC-DC 控制技術，在國內率先量產了應用于通訊和工業市場的 65V

45、 大電流 MOSFET 集成降壓芯片；2020 年，杰華特在國內又率先推出了 100V 大電流降壓控制器芯片，同年成功研發出用于 CPU 供電的智能功率級模塊（Smart Power Stage，又名 DrMOS），該芯片基于公司自有工藝和技術，具有極好的兼容性，單芯片可支持 60A 輸出電流，打破了歐美廠商壟斷。2021年與 2022 年，杰華特相繼研發車規 DrMOS 產品以及 90A DrMOS 產品，在智能功率級模塊產品上持續增強市場競爭力。杰華特現已覆蓋了大部分業界主流電源管理芯片品類，并逐步覆蓋多品類信號鏈產品，在各大產品線形成了具有首創性的系列產品，研發出了諸如高頻 SR 系列同

46、步整流產品、面向通訊和服務器電源市場的100V 半橋大電流驅動產品以及支持 PoE+協議的 PSE 芯片等。杰華特已研發了大電流 PoL、負載開關和 USB 開關、電子保險絲和熱插拔等產品，其中于 2019 年研發完成的 48V 熱插拔合路芯片以及批量應用于通信和服務器市場的 FET 驅動芯片具有國內首創性。杰華特與英特爾開展深入合作，開發的多相控制器產品可以為 CPU，GPU 以及 ASIC 供電，已開發了應用于服務器和計算機應用的多款多相產品，可同時覆蓋服務器、通訊、交換機、筆記本和臺式機市場。截至 2022H1，杰華特持續研發降壓 DC-DC 芯片、主芯片供電解決方案芯片以及高性能點負載

47、供電芯片等，逐步打通模擬芯片全布局。2.4.2 晶晶豐豐明源：明源：發力發力大電流大電流 DC/DC 電源管理芯片電源管理芯片 晶豐明源的 DC/DC 全套電源方案（多相數字控制器、Smart DrMOS、POL、eFuse/HotSwap）滿足各種服務器平臺的電源規格需求。在大電流 DC/DC 電源管理芯片產品線方面，公司在 2022H1 正式推出首款國產 10 相數字控制電源管理芯片 BPD93010，有望廣泛應用于 PC、服務器、數據中心、基站等領域。同時首家客戶正式量產，于 2022H1實現銷售收入 4.10 萬元。圖表19：晶豐明源服務器 DCDC 全套電源方案 資料來源：晶豐明源官

48、網，方正證券研究所 2.4.3 芯芯朋微朋微：布局布局服務器應用服務器應用 DrMOS 和多相和多相并聯控制器并聯控制器 18 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 目前芯朋微量產的服務器用電源產品包括CV降壓/降壓-升壓轉換器、低待機功耗離線 PWM 轉換器、具有內部自供供電電路的 AC/DC 轉換器、4 相橋式驅動器以及 2 相低邊驅動器。同時，公司在研服務器用 DrMOS 和多相并聯控制器，擬通過非線性控制、多相交錯并聯、相數管理等先進控制，搭配 DrMOS 滿足不同輸出功率要求。圖表20：芯朋微服務器電源管理解決方案 資料來源：芯朋微官網，方正證券研究所 2.4.4 必

49、易微：逐步向服務器必易微：逐步向服務器/數據中心電源拓展數據中心電源拓展 隨著交錯式 PFC、LLC 等產品的推出，可支持的功率達 3000W，必易微已向工業電源、服務器/數據中心電源、電源轉換及儲能等方向拓展并逐步增加市占率。同時隨著整個電源市場呈現出需求多樣化、應用細分化的特點和高效低耗化、內核數字化、智能化的發展趨勢，在內核數字化方面，近年來必易微憑借調試靈活、響應快速、高集成度以及高度可控的優勢，以數字控制內核為特點的新一代數?；旌想娫垂芾硇酒愿叨朔掌骱屯ㄐ旁O備應用為主導，逐步拓展至其他更多應用領域，已顯示出良好的發展勢頭。2.4.5 納納芯微：芯微：非隔離接口非隔離接口芯片芯片廣

50、泛用于廣泛用于服務器服務器 納芯微量產的非隔離接口芯片NCA9XXX 系列產品包括I2C總線緩沖器、I/O 擴展器、I2C 開關和多路復用器、電平轉換器等，具有寬供電電壓范圍，支持業界通用電平標準及封裝，可簡化 I2C 總線并達到減少通信錯誤的目的，廣泛適用于工業自動化、智能電網、服務器、通信基站等場景。2022H1，納芯微陸續發布了十余款新品系列，其中霍爾效應電流傳感器 NSM2015/NSM2016 系列加速出貨；非隔離高壓半橋驅動 NSD1624、磁角度傳感器 NSM301X 系列量產出貨；智能低邊開關 NSE11409 系列、表壓壓力傳感器 NSPGS5 系列進入試量產階段；上述新品廣

51、泛應用于汽車電子、光伏儲能、電機驅動、通訊、服務器 19 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 電源等領域；在研 CMOS 溫度傳感器芯片，包括適用于 PC/服務器，基站行業測溫的 NST175、NST112-DSTR 系列，產品矩陣持續拓寬。2.4.6 瀾起科技：瀾起科技：全球全球首發首發 PCIe 5.0 Retimer 芯片芯片 瀾起科技的 PCIe Retimer 芯片，采用先進的信號調理技術來補償信道損耗并消除各種抖動源的影響，從而提升信號完整性，增加高速信號的有效傳輸距離，為服務器、存儲設備及硬件加速器等應用場景提供可擴展的高性能 PCIe 互連解決方案。其中，PC

52、Ie 4.0 Retimer 芯片符合 PCIe 4.0 基本規范，PCIe 5.0/CXL 2.0 Retimer 符合 PCIe 5.0 和 CXL 2.0 基本規范，支持業界主流封裝，功耗和傳輸延時等關鍵性能指標達到國際先進水平，并已與 CPU、PCIe 交換芯片、固態硬盤、GPU及網卡等進行了廣泛的互操作測試。圖表21：瀾起科技 PCIe Retimer 芯片應用場景 資料來源：瀾起科技官網，方正證券研究所 2.4.7 帝帝奧微：奧微：持續研發持續研發高速高精度信號鏈模擬芯片高速高精度信號鏈模擬芯片 在高精度產品方面，帝奧微不斷升級現有高精度運算放大器的產品系列，擴展高壓 36V 高精

53、度產品系列，從現在 26V 的中小電流檢測的運算放大器，擴展到超大電流（36V/15A）檢測的高精度運算放大器，開發低功耗快速轉換的 16/18 位 SAR 架構的精密 ADC 器件的研發，進一步拓展高速高精度信號鏈模擬芯片在服務器/數據中心等市場的占有率。20 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款 圖表22：帝奧微服務器解決方案 資料來源：帝奧微官網，方正證券研究所 2.4.8 通富微電：通富微電：國內領先的功率器件封裝測試國內領先的功率器件封裝測試 OSAT 圖表23：通富微電八大技術優勢 資料來源：通富微電官網，方正證券研究所 2.4.9 長電科技長電科技：全球全球第三、

54、第三、中國中國大陸大陸第一第一 OSAT 廠商廠商 隨著半導體工藝節點向 7nm 及以下發展的速度減慢，集成電路行業逐漸走進后摩爾時代。在高性能計算領域，技術創新對高效節能芯片的要求越來越強烈，而各種先進封裝技術也受到越來越多的重視。目前，系統級封裝 SiP 已經成為高性能計算領域主流的封裝解決方案。其中，Chiplet技術和2.5D/3D封裝已經快速興起并成為高性能計算應用的技術趨勢。長電科技為高性能計算提供一系列封裝和測試解決方案，涵蓋焊線封裝、倒裝芯片封裝、晶圓級封裝（WLP）和系統級封裝（SiP）。長電科技獨有的 XDFOI 技術，作為一種新型無硅通孔（TSV）晶圓級極高密度封裝技術，

55、可以為高性能計算應用提供多層極高密度走線 21 半導體-行業專題報告 敬請關注文后特別聲明與免責條款（3 層 RDL、L/S 2 微米）和極窄節距凸塊互聯（節距 40 微米），并可集成多顆芯片、高帶寬內存（HBM）和無源器件，在優化成本的同時實現更好的性能及可靠性。22 半導體-行業專題報告 分析師聲明分析師聲明 作者具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格，保證報告所采用的數據和信息均來自公開合規渠道，分析邏輯基于作者的職業理解，本報告清晰準確地反映了作者的研究觀點，力求獨立、客觀和公正，結論不受任何第三方的授意或影響。研究報告對所涉及的證券或發行人的評價是分析師本人通過財務分析預測、數

56、量化方法、或行業比較分析所得出的結論，但使用以上信息和分析方法存在局限性。特此聲明。免責聲明免責聲明 本研究報告由方正證券制作及在中國（香港和澳門特別行政區、臺灣省除外）發布。根據證券期貨投資者適當性管理辦法，本報告內容僅供我公司適當性評級為C3及以上等級的投資者使用，本公司不會因接收人收到本報告而視其為本公司的當然客戶。若您并非前述等級的投資者，為保證服務質量、控制風險，請勿訂閱本報告中的信息，本資料難以設置訪問權限，若給您造成不便，敬請諒解。在任何情況下，本報告的內容不構成對任何人的投資建議，也沒有考慮到個別客戶特殊的投資目標、財務狀況或需求，方正證券不對任何人因使用本報告所載任何內容所引

57、致的任何損失負任何責任，投資者需自行承擔風險。本報告版權僅為方正證券所有，本公司對本報告保留一切法律權利。未經本公司事先書面授權，任何機構或個人不得以任何形式復制、轉發或公開傳播本報告的全部或部分內容，不得將報告內容作為訴訟、仲裁、傳媒所引用之證明或依據，不得用于營利或用于未經允許的其它用途。如需引用、刊發或轉載本報告，需注明出處且不得進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。公司投資評級的說明：公司投資評級的說明：強烈推薦：分析師預測未來半年公司股價有20%以上的漲幅；推薦：分析師預測未來半年公司股價有10%以上的漲幅；中性：分析師預測未來半年公司股價在-10%和10%之間波動；減持：分析師預測未來半年公司股價有10%以上的跌幅。行業投資評級的說明：行業投資評級的說明：推薦：分析師預測未來半年行業表現強于滬深300指數；中性：分析師預測未來半年行業表現與滬深300指數持平；減持：分析師預測未來半年行業表現弱于滬深300指數。地址地址 網址：https:/ E-mail: 北京北京 西城區展覽館路 48 號新聯寫字樓 6 層 上海上海 靜安區延平路 71 號延平大廈 2 樓 深深圳圳 福田區竹子林紫竹七道光大銀行大廈 31 層 廣州廣州 天河區興盛路 12 號樓 雋峰苑 2 期 3 層方正證券 長沙長沙 天心區湘江中路二段 36 號華遠國際中心 37 層