概覽:多相電源為 CPU/GPU 等供電需求而生
行業概覽:多相電源是為大負載芯片核心供電的高效方案
CPU/GPU 等大芯片性能(neng)持續(xu)(xu)提(ti)(ti)升,對供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)要(yao)求也進一(yi)步提(ti)(ti)高(gao)。包括 CPU、GPU 在 內的(de)(de)大(da)芯片持續(xu)(xu)朝著更高(gao)性能(neng)(更高(gao)主頻/更大(da)算力)方向發展,其(qi)主板(ban)供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)系統(tong)的(de)(de)要(yao)求也 越來越高(gao):1)元器件(jian)的(de)(de)高(gao)精密度要(yao)求供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)壓嚴格控制(zhi)在一(yi)定區間(jian)內(如 0.5V-2V),過(guo) 低(di)將(jiang)導(dao)致(zhi)(zhi)處理(li)器無(wu)法滿足最大(da)時鐘要(yao)求,性能(neng)難(nan)以完全發揮;過(guo)高(gao)則會易超過(guo)器件(jian)耐(nai)受值(zhi), 大(da)幅降低(di)其(qi)可靠性及工(gong)作(zuo)壽命;2)芯片功耗大(da)幅提(ti)(ti)升也導(dao)致(zhi)(zhi)工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)流在快速提(ti)(ti)升,以 Intel 其(qi)中一(yi)代供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)規(gui)范“VR13HC”下的(de)(de)服務器 CPU 為例,其(qi) Turbo 峰(feng)值(zhi)負(fu)(fu)載電(dian)(dian)(dian)流將(jiang)近 500A, 而谷值(zhi)電(dian)(dian)(dian)流通常在 100A 左右,對于電(dian)(dian)(dian)源的(de)(de)高(gao)負(fu)(fu)載表現提(ti)(ti)出極高(gao)要(yao)求;3)需(xu)要(yao)電(dian)(dian)(dian)源根據 CPU 動態(tai)需(xu)求以上(shang)千 A/us 的(de)(de)速率進行數(shu)百安培的(de)(de)負(fu)(fu)載階躍跳變(即 di/dt 瞬態(tai)反應)。
在(zai)(zai)此(ci)(ci)背(bei)景下,多(duo)相(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)成為 CPU/GPU 等(deng)大芯片供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)主流(liu)方(fang)案。多(duo)相(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)是(shi)一(yi)種將 電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)轉換成更(geng)高(gao)或更(geng)低(di)(di)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)或功率(lv)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)管理芯片,其中“相(xiang)”的(de)(de)(de)(de)含義是(shi)指并聯的(de)(de)(de)(de) “電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感+MOS 功率(lv)器(qi)件”的(de)(de)(de)(de)組合數(shu)(shu)目(mu),并聯多(duo)少組元件即對應多(duo)少相(xiang),常見的(de)(de)(de)(de)多(duo)相(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)相(xiang) 數(shu)(shu)包括三相(xiang)、四相(xiang)、六相(xiang)、十二相(xiang)等(deng)。相(xiang)較于傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)單相(xiang)方(fang)案,多(duo)相(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)優勢在(zai)(zai)于通過 多(duo)相(xiang)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)方(fang)式來分攤每(mei)一(yi)路供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)負載(zai),可(ke)(ke)以實(shi)現更(geng)低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)紋波、更(geng)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)器(qi)件尺寸、 更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量效率(lv)、更(geng)低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)熱耗散和更(geng)好(hao)的(de)(de)(de)(de)瞬態性能(neng)(neng);此(ci)(ci)外,多(duo)相(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)還(huan)可(ke)(ke)以根據 CPU/GPU 負載(zai)實(shi)時調整供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)相(xiang)數(shu)(shu),既可(ke)(ke)以滿足高(gao)負載(zai)時的(de)(de)(de)(de)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)需求,也(ye)可(ke)(ke)以在(zai)(zai)低(di)(di)負載(zai)狀態下起到節 能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)作用。 以 PC/服務(wu)(wu)器(qi)上(shang)的(de)(de)(de)(de) CPU 供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)版(ban)圖為例:從外界市(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)輸(shu)入(ru)到最終為 CPU 等(deng)主核(he)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian), 一(yi)般需經過三次降壓(ya)(ya)處理:先由 PSU(Power Supply Unit)將 380V 三相(xiang)(服務(wu)(wu)器(qi))或者(zhe) 220V 單相(xiang)(PC)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)網輸(shu)入(ru)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)轉換成 48V 電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)總(zong)線(xian),此(ci)(ci)后(hou)再經過 LLC 電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)模塊降至 12V 總(zong)線(xian)上(shang)以將電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)輸(shu)送給主板,而最終在(zai)(zai)直接給主板上(shang)的(de)(de)(de)(de) CPU/GPU 等(deng)內核(he)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)之前(qian), 還(huan)需經過多(duo)相(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)再次降壓(ya)(ya)至 0.5-1V。在(zai)(zai)多(duo)層級降壓(ya)(ya)轉化中,多(duo)相(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)是(shi)直接給 CPU/GPU 內核(he)供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)最后(hou)一(yi)環(huan)。
——多相控(kong)制(zhi)(zhi)器一般(ban)為數字芯片,通(tong)(tong)常采用(yong) PWM(Pulse Width Modulation)脈(mo)沖寬 度調制(zhi)(zhi)技(ji)術,這是一種(zhong)利用(yong)數字輸出(chu)方(fang)式對模擬電路進行(xing)控(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)手段,可對模擬信號(hao)電平 實現數字編碼。具體來(lai)說,是通(tong)(tong)過(guo)(guo)改變脈(mo)沖寬度來(lai)控(kong)制(zhi)(zhi)輸出(chu)電壓(ya),并通(tong)(tong)過(guo)(guo)改變脈(mo)沖調制(zhi)(zhi)的(de)(de) 周期來(lai)控(kong)制(zhi)(zhi)其輸出(chu)頻率。此外,通(tong)(tong)過(guo)(guo)與 CPU 等(deng)主核的(de)(de)信息(xi)交互,多相控(kong)制(zhi)(zhi)器同(tong)時還具備(bei) 過(guo)(guo)壓(ya)、欠壓(ya)、過(guo)(guo)溫和過(guo)(guo)流(liu)保護等(deng)保護功能。
——Driver MOS(簡稱(cheng) DrMOS)是完成電(dian)(dian)路(lu)(lu)升降壓控制具體動(dong)作的(de)(de)(de)電(dian)(dian)源管(guan)(guan)理芯片(屬 于(yu)(yu)(yu) DC-DC),由驅(qu)動(dong) IC 與 MOSFET(主(zhu)開關管(guan)(guan)+續(xu)流管(guan)(guan))集成而(er)來,即“Driver +MOS” 的(de)(de)(de)集成方案。DrMOS 不(bu)同(tong)于(yu)(yu)(yu)傳統的(de)(de)(de)器(qi)(qi)(qi)件分離方案(即將驅(qu)動(dong) IC、主(zhu)開關管(guan)(guan) MOS 和(he)續(xu)流 管(guan)(guan) MOS 單獨封裝),其集成度更高,優勢在(zai)于(yu)(yu)(yu):1)減少驅(qu)動(dong) IC 和(he) MOS 之(zhi)間的(de)(de)(de)通信傳輸 路(lu)(lu)徑,因(yin)此(ci)可(ke)將開關頻(pin)率由傳統分立方案的(de)(de)(de) 200KHz-400KHz 提升至 MHz 級別,并(bing)提供 CPU/GPU 所需的(de)(de)(de)動(dong)態電(dian)(dian)流;2)可(ke)將器(qi)(qi)(qi)件體積(ji)縮小(xiao),占用的(de)(de)(de) PCB 面(mian)積(ji)更小(xiao)有利于(yu)(yu)(yu)布線; 3)在(zai)轉換效率以及(ji)發(fa)熱量(liang)上表現更優。 整(zheng)套多(duo)(duo)(duo)相(xiang)電(dian)(dian)源產品(pin)一(yi)(yi)般包括(kuo) 1 顆多(duo)(duo)(duo)相(xiang)控制器(qi)(qi)(qi)和(he)多(duo)(duo)(duo)顆 DrMOS,其中(zhong) DrMOS 數(shu)量(liang)取決(jue) 于(yu)(yu)(yu)多(duo)(duo)(duo)相(xiang)電(dian)(dian)源的(de)(de)(de)“相(xiang)”數(shu)。而(er)服務(wu)器(qi)(qi)(qi)/PC 等不(bu)同(tong)場景下 CPU 性能存在(zai)差(cha)異(yi),對多(duo)(duo)(duo)相(xiang)電(dian)(dian)源要(yao) 求(qiu)也存在(zai)差(cha)異(yi),服務(wu)器(qi)(qi)(qi) CPU 供電(dian)(dian)一(yi)(yi)般使(shi)用 8~12 相(xiang)的(de)(de)(de)多(duo)(duo)(duo)相(xiang)電(dian)(dian)源(1 顆多(duo)(duo)(duo)相(xiang)控制器(qi)(qi)(qi)+8~12 顆 DrMOS),PC CPU 供電(dian)(dian)一(yi)(yi)般使(shi)用 4~6 相(xiang)的(de)(de)(de)多(duo)(duo)(duo)相(xiang)電(dian)(dian)源(1 顆多(duo)(duo)(duo)相(xiang)控制器(qi)(qi)(qi)+4~6 顆 DrMOS)。
核心壁壘:認證許可+制造工藝構筑雙重門檻
Intel 對多相(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)規范標準進行定義(yi)并持(chi)續迭代,AMD/Nvidia 也有類似協(xie)議標準。 為(wei)(wei)適配不同規格主核,或者同一主核在(zai)不同工(gong)作場景下的(de)(de)(de)供電(dian)(dian)(dian)要(yao)求,Intel 推出(chu) VRM 電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)調節模塊(即多相(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan))以(yi)及統一的(de)(de)(de) VRD 電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)調節規范 SVID(Serial Voltage Identification), CPU 可通(tong)過(guo) SVID 去動(dong)態(tai)調節 VRM 的(de)(de)(de)輸(shu)(shu)出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)獲得穩定的(de)(de)(de)工(gong)作電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)。后續 Intel 的(de)(de)(de) SVID 協(xie)議伴(ban)隨著(zhu) CPU 產品迭代而持(chi)續更新,目(mu)前已(yi)迭代至 VR 13/14 版本。我們(men)以(yi)現已(yi)公開的(de)(de)(de) VRD11.1(2009 年)為(wei)(wei)例,其(qi)中對電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)方(fang)案的(de)(de)(de)協(xie)議規范可總結(jie)為(wei)(wei)以(yi)下幾個方(fang)面(mian):1)框定 了電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)所需支持(chi)的(de)(de)(de)負載(zai)(zai)范圍,在(zai) VRD11.1 中具體(ti)包(bao)括:最(zui)大(da)連續負載(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu) 130A、最(zui)大(da)負 載(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)峰值(zhi)為(wei)(wei) 150A、最(zui)大(da)負載(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)步(bu)長(ICCSTEP)為(wei)(wei) 120A、最(zui)大(da)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)轉換(huan)速(su)率(di/dt) 為(wei)(wei) 300 A/us;2)對于電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)方(fang)案輸(shu)(shu)入電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)、輸(shu)(shu)出(chu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)/電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)、控制輸(shu)(shu)入信號(hao)等(deng)方(fang)面(mian)做(zuo)出(chu)詳細 規定,例如對于輸(shu)(shu)出(chu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)/電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)隨時間的(de)(de)(de)動(dong)態(tai)變化以(yi)及各個具體(ti)芯(xin)片(pian)平臺(tai)的(de)(de)(de)峰值(zhi)/連續負載(zai)(zai) 電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)做(zuo)出(chu)規定;3)通(tong)過(guo)規范特(te)定的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)路拓(tuo)撲結(jie)構來(lai)保證器件之間的(de)(de)(de)通(tong)訊與互動(dong)有效進行。
Intel 等(deng)主(zhu)(zhu)(zhu)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片廠(chang)(chang)商(shang)(shang)(shang)針對(dui)(dui)多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)有(you)(you)參(can)考設(she)計(ji)目(mu)錄(lu),為多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)設(she)置了較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)認(ren)(ren)證(zheng) 門檻。多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)直接(jie)(jie)服務(wu)于 CPU 等(deng)主(zhu)(zhu)(zhu)核(he)的(de)(de)(de)(de)(de)供(gong)電(dian)(dian)(dian)需(xu)求(qiu)(qiu),其對(dui)(dui)于電(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流、電(dian)(dian)(dian)壓(ya)調控速度、 精度直接(jie)(jie)決定(ding)(ding)了主(zhu)(zhu)(zhu)核(he)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)發揮(hui)情況;同(tong)時,多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)可靠性(xing)對(dui)(dui) CPU/GPU 的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo) 穩定(ding)(ding)性(xing)也有(you)(you)直接(jie)(jie)影響。考慮到多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)定(ding)(ding)位及重要(yao)(yao)性(xing),主(zhu)(zhu)(zhu)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片廠(chang)(chang)商(shang)(shang)(shang)、整機(ji)/ODM 廠(chang)(chang) 商(shang)(shang)(shang)對(dui)(dui)多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)質量有(you)(you)較高(gao)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)。從銷售(shou)模式上看,多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)方案(一(yi)般控制(zhi)器(qi)(qi)與 DrMOS 捆綁銷售(shou))的(de)(de)(de)(de)(de)直接(jie)(jie)客(ke)戶為電(dian)(dian)(dian)腦(nao)/服務(wu)器(qi)(qi)品(pin)牌廠(chang)(chang)商(shang)(shang)(shang)或(huo)是其對(dui)(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de) ODM 代(dai)工廠(chang)(chang),但(dan)在 此之前,多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)需(xu)先(xian)獲得(de) Intel 等(deng)主(zhu)(zhu)(zhu)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片廠(chang)(chang)商(shang)(shang)(shang)認(ren)(ren)證(zheng),從而進入(ru)其為品(pin)牌廠(chang)(chang)/ODM 廠(chang)(chang)商(shang)(shang)(shang) 提供(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)參(can)考設(she)計(ji)名錄(lu),品(pin)牌/ODM 廠(chang)(chang)商(shang)(shang)(shang)一(yi)般只在該名錄(lu)內涵蓋的(de)(de)(de)(de)(de)供(gong)應(ying)商(shang)(shang)(shang)中篩選合作(zuo)對(dui)(dui)象。 不(bu)同(tong)主(zhu)(zhu)(zhu)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片廠(chang)(chang)商(shang)(shang)(shang)采用的(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)均有(you)(you)特定(ding)(ding)協議(yi)規范,如 Intel 的(de)(de)(de)(de)(de) SVID、AMD 的(de)(de)(de)(de)(de) SVI2/I3、英偉達的(de)(de)(de)(de)(de) OVR 等(deng)。因此多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)廠(chang)(chang)商(shang)(shang)(shang)想要(yao)(yao)進入(ru)品(pin)牌市(shi)場,一(yi)方面多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)控制(zhi)器(qi)(qi)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片需(xu)根據(ju) 主(zhu)(zhu)(zhu)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片廠(chang)(chang)商(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)具體協議(yi)進行適配,另(ling)一(yi)方面多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)產(chan)(chan)(chan)(chan)品(pin)需(xu)獲得(de)主(zhu)(zhu)(zhu)芯(xin)(xin)(xin)(xin)片廠(chang)(chang)商(shang)(shang)(shang)認(ren)(ren)可并(bing)被(bei)納入(ru) 參(can)考設(she)計(ji)目(mu)錄(lu)。
多相電源產品本身也有較高的技術壁壘,尤其是 DrMOS。
——多(duo)(duo)相(xiang)(xiang)控制(zhi)(zhi)器(qi)的(de)(de)難點在(zai)于控制(zhi)(zhi)各(ge)(ge)相(xiang)(xiang)支路(lu)(lu)(lu)電(dian)(dian)流(liu)均(jun)衡以及驅(qu)(qu)動(dong)信號(hao)精(jing)(jing)確移相(xiang)(xiang)。相(xiang)(xiang)對于單(dan) 相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)換(huan)(huan)(huan)器(qi),多(duo)(duo)相(xiang)(xiang)交錯并聯變(bian)(bian)換(huan)(huan)(huan)器(qi)控制(zhi)(zhi)策略更加復雜(za):1)電(dian)(dian)流(liu)均(jun)衡問題(ti):受制(zhi)(zhi)造(zao)工藝的(de)(de)影 響,多(duo)(duo)相(xiang)(xiang)電(dian)(dian)源(yuan)內每一(yi)相(xiang)(xiang)的(de)(de)元器(qi)件實際(ji)參數(shu)很(hen)難做(zuo)到完全一(yi)致,參數(shu)差異將會(hui)導(dao)致各(ge)(ge)相(xiang)(xiang)支路(lu)(lu)(lu) 電(dian)(dian)流(liu)不均(jun)衡,降(jiang)低(di)系統穩定(ding)(ding)性和使用壽命,為解決(jue)并聯均(jun)流(liu)問題(ti)需(xu)(xu)要(yao)在(zai)電(dian)(dian)源(yuan)拓撲(pu)設計上進(jin) 行改(gai)良,往往需(xu)(xu)要(yao)增加額外電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)進(jin)而(er)導(dao)致電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)復雜(za)度提升。2)驅(qu)(qu)動(dong)信號(hao)精(jing)(jing)確移相(xiang)(xiang)問題(ti): 單(dan)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)換(huan)(huan)(huan)器(qi)只(zhi)需(xu)(xu)要(yao)一(yi)路(lu)(lu)(lu)驅(qu)(qu)動(dong)信號(hao),而(er)多(duo)(duo)相(xiang)(xiang)交錯并聯變(bian)(bian)換(huan)(huan)(huan)器(qi)需(xu)(xu)要(yao)多(duo)(duo)路(lu)(lu)(lu)驅(qu)(qu)動(dong)信號(hao),并且多(duo)(duo)路(lu)(lu)(lu)驅(qu)(qu) 動(dong)信號(hao)之間(jian)需(xu)(xu)要(yao)有一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)相(xiang)(xiang)位差,這對于控制(zhi)(zhi)器(qi)的(de)(de)信號(hao)控制(zhi)(zhi)策略提出較高要(yao)求。
——DrMOS 的(de)主要難點在(zai)(zai)于制(zhi)造(zao)工(gong)藝,單晶(jing)(jing)方案(an)(an)使得產品門檻進一(yi)步提(ti)升(sheng)。根據封(feng)(feng) 裝(zhuang)及(ji)(ji)制(zhi)造(zao)工(gong)藝,DrMOS 可分(fen)為單晶(jing)(jing)(單 Die)及(ji)(ji)合(he)(he)封(feng)(feng)兩類方案(an)(an),前者將(jiang)(jiang)驅動 IC、MOSFET 等(deng)器件集(ji)成(cheng)在(zai)(zai)同一(yi)顆(ke)(ke) Die 上,后者是將(jiang)(jiang)多顆(ke)(ke) Die 封(feng)(feng)裝(zhuang)在(zai)(zai)一(yi)顆(ke)(ke)芯片中。其中,合(he)(he)封(feng)(feng)方案(an)(an)可針(zhen) 對驅動 IC 及(ji)(ji) MOSFET 采用不同工(gong)藝制(zhi)造(zao),以(yi)達到性能(neng)(neng)(如大電流)與成(cheng)本優化的(de)目的(de), 缺陷在(zai)(zai)于堆疊封(feng)(feng)裝(zhuang)的(de)方式可能(neng)(neng)導致器件散熱面積有(you)限,其難點在(zai)(zai)于封(feng)(feng)裝(zhuang)技(ji)術以(yi)及(ji)(ji)供應(ying)鏈整合(he)(he)。單晶(jing)(jing)方案(an)(an)優勢在(zai)(zai)于:更高(gao)集(ji)成(cheng)度、強驅動能(neng)(neng)力、快速開(kai)關能(neng)(neng)力等(deng),其難點在(zai)(zai)于高(gao)壓 BCD 工(gong)藝、設計、封(feng)(feng)裝(zhuang)等(deng)環節構(gou)成(cheng)的(de)綜合(he)(he)性壁壘。
空間:我們測算全球市場約 20~30 億美元,AI 應用 拉動需求擴張
本(ben)章小結:PC 和(he)服(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)市(shi)(shi)(shi)(shi)場是需(xu)(xu)(xu)求基本(ben)盤,我們(men)測(ce)(ce)(ce)算(suan)(suan)(suan)全球市(shi)(shi)(shi)(shi)場空間約(yue)(yue)(yue) 20~30 億(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan), 看(kan)好(hao) AI 服(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)加(jia)快滲透+汽(qi)車智能化發展拉動需(xu)(xu)(xu)求擴張(zhang)。其(qi)中(zhong):1)PC 市(shi)(shi)(shi)(shi)場:根(gen)據(ju)(ju) IDC 數(shu)據(ju)(ju),全球 PC 年(nian)均(jun)出貨約(yue)(yue)(yue) 3 億(yi)(yi)(yi)臺(tai)(tai),而(er)我們(men)測(ce)(ce)(ce)算(suan)(suan)(suan)單(dan)位多(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電源(yuan)(yuan)價(jia)值量(liang)(liang)約(yue)(yue)(yue) 4~5 美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)(若考慮 獨顯(xian)則(ze)我們(men)測(ce)(ce)(ce)算(suan)(suan)(suan)單(dan)機(ji)價(jia)值量(liang)(liang)提升至 6~7 美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)),對應市(shi)(shi)(shi)(shi)場空間 12~13 億(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan);2)服(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi) 市(shi)(shi)(shi)(shi)場:根(gen)據(ju)(ju) IDC 數(shu)據(ju)(ju),2022 年(nian)全球服(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)出貨量(liang)(liang)達 1516 萬臺(tai)(tai),而(er)我們(men)測(ce)(ce)(ce)算(suan)(suan)(suan)單(dan)臺(tai)(tai)服(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)的(de) 多(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電源(yuan)(yuan)價(jia)值量(liang)(liang)約(yue)(yue)(yue)為 50~70 美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),因而(er)當前服(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)市(shi)(shi)(shi)(shi)場約(yue)(yue)(yue)對應 7~10 億(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)的(de)多(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電源(yuan)(yuan)需(xu)(xu)(xu) 求;AIGC 浪潮下(xia) AI 服(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)加(jia)速滲透,有(you)望帶動服(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)領域多(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電源(yuan)(yuan)需(xu)(xu)(xu)求進一步擴張(zhang):英 偉(wei)達最新 H100 芯片單(dan)顆芯片對多(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電源(yuan)(yuan)需(xu)(xu)(xu)求達 50美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),若 AI服(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)平均(jun)搭(da)載 4張(zhang) GPU, 則(ze)我們(men)測(ce)(ce)(ce)算(suan)(suan)(suan)其(qi)多(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電源(yuan)(yuan)單(dan)機(ji)價(jia)值量(liang)(liang)較通用服(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)提升 3~4 倍左右;3)自(zi)動駕駛市(shi)(shi)(shi)(shi)場:高 級別(bie)自(zi)動駕駛需(xu)(xu)(xu)搭(da)載大(da)算(suan)(suan)(suan)力自(zi)動駕駛芯片,催(cui)生多(duo)(duo)相(xiang)(xiang)(xiang)電源(yuan)(yuan)增(zeng)量(liang)(liang)需(xu)(xu)(xu)求,且車規產品(pin)單(dan)價(jia)更高, 我們(men)測(ce)(ce)(ce)算(suan)(suan)(suan)單(dan)車價(jia)值量(liang)(liang)為 60~100 美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan),預(yu)計遠期(qi)有(you)望帶來 10 億(yi)(yi)(yi)美(mei)(mei)(mei)(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)量(liang)(liang)級的(de)增(zeng)量(liang)(liang)市(shi)(shi)(shi)(shi)場。
PC 市場:全球出貨量約 3 億臺,是多相電源市場基本盤
根據 IDC 數(shu)據,全(quan)球(qiu) PC 市(shi)場(chang)年(nian)出(chu)(chu)(chu)(chu)貨(huo)量(liang)保(bao)持(chi)在 3 億臺(tai)左右,中國(guo)(guo)(guo)市(shi)場(chang)出(chu)(chu)(chu)(chu)貨(huo)量(liang)約 5000 萬(wan)臺(tai)以上。全(quan)球(qiu) PC 市(shi)場(chang)自 2011 年(nian)起進(jin)入增長放緩(huan)、出(chu)(chu)(chu)(chu)貨(huo)量(liang)緩(huan)慢(man)爬升(sheng)的(de)階(jie)段,2015~2019 年(nian)全(quan)球(qiu)年(nian)出(chu)(chu)(chu)(chu)貨(huo)量(liang)保(bao)持(chi)在 2.6 億+臺(tai)的(de)穩(wen)健水平。2020 年(nian)和 2021 年(nian)受全(quan)球(qiu)疫情(qing)(qing)影(ying)(ying)(ying)響(xiang),在線 學習(xi)及(ji)辦(ban)公的(de)需求(qiu)(qiu)快(kuai)速釋放,帶動 PC 市(shi)場(chang)逆勢(shi)(shi)增長,2021 年(nian)全(quan)球(qiu)出(chu)(chu)(chu)(chu)貨(huo)量(liang)達到 3.41 億臺(tai), 同比+15%。而(er)到 2022 年(nian),受渠道去庫(ku)存+遠(yuan)程辦(ban)公&學習(xi)的(de)硬件采購(gou)需求(qiu)(qiu)退潮(chao)+宏觀(guan)經濟 走弱(ruo)等負(fu)面(mian)影(ying)(ying)(ying)響(xiang),全(quan)球(qiu) PC 市(shi)場(chang)有所承(cheng)壓(ya),全(quan)年(nian)出(chu)(chu)(chu)(chu)貨(huo)量(liang)為 2.92 億臺(tai)。若聚焦中國(guo)(guo)(guo)市(shi)場(chang),目 前其是最大的(de) PC 消費(fei)市(shi)場(chang),盡管(guan) 2015-2019 年(nian)出(chu)(chu)(chu)(chu)貨(huo)量(liang)同樣緩(huan)慢(man)下滑,但 2020/2021 年(nian)在 疫情(qing)(qing)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)下國(guo)(guo)(guo)內線上辦(ban)公、學習(xi)需求(qiu)(qiu)增長,中國(guo)(guo)(guo) PC 市(shi)場(chang)呈(cheng)現更快(kuai)的(de)增長態勢(shi)(shi),2021 年(nian)中 國(guo)(guo)(guo) PC 出(chu)(chu)(chu)(chu)貨(huo)量(liang)達 5700 萬(wan)臺(tai),同比+16%。
下(xia)游(you)客(ke)戶(hu)分析——整(zheng)機端(duan):全球 PC 市(shi)(shi)場高(gao)度集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong),2021 年 CR5 為(wei) 78.8%,且 ODM 廠(chang)(chang)商作為(wei)筆電(dian)生產(chan)制造的重要參與(yu)者,頭(tou)部集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)現象同(tong)樣(yang)明顯(xian)(xian),CR5 達(da)(da)到 87.5%。 從(cong) PC 品(pin)牌(pai)來看(kan)(kan),聯(lian)想(xiang)、惠普、戴(dai)爾(er)、蘋果與(yu)宏碁占據(ju)(ju)(ju)(ju)全球 PC 市(shi)(shi)場前五份額,根(gen)據(ju)(ju)(ju)(ju) Canalys 數據(ju)(ju)(ju)(ju),2021 年市(shi)(shi)占率分別達(da)(da) 24.1%/21.7%/17.4%/8.5%和 7.1%,全球 PC 市(shi)(shi)場 CR5 高(gao)達(da)(da) 78.8%。而具(ju)體到中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)市(shi)(shi)場格(ge)局大體相(xiang)近,聯(lian)想(xiang)、戴(dai)爾(er)、惠普同(tong)樣(yang)占據(ju)(ju)(ju)(ju)前三甲, 華(hua)碩與(yu)宏碁緊(jin)隨(sui)。 從(cong)代(dai)工(gong)廠(chang)(chang)來看(kan)(kan),廣(guang)(guang)達(da)(da)、仁(ren)(ren)(ren)寶(bao)、聯(lian)寶(bao)、緯創、英業達(da)(da)為(wei)全球筆電(dian) ODM 頭(tou)部玩家(jia)。PC 多以代(dai)工(gong)廠(chang)(chang)模式加工(gong)制造,其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)廣(guang)(guang)達(da)(da)、仁(ren)(ren)(ren)寶(bao)、聯(lian)寶(bao)等代(dai)工(gong)廠(chang)(chang)作為(wei)聯(lian)想(xiang)、惠普等頭(tou)部終(zhong)端(duan)品(pin) 牌(pai)的代(dai)工(gong)廠(chang)(chang),在(zai)全球 ODM 產(chan)業中(zhong)(zhong)(zhong)的地位舉足輕重,頭(tou)部集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)情況在(zai) ODM 行業同(tong)樣(yang)凸顯(xian)(xian): 根(gen)據(ju)(ju)(ju)(ju) DIGITIMES 數據(ju)(ju)(ju)(ju),2021 年,全球 TOP5 代(dai)工(gong)廠(chang)(chang)出貨量(liang)占比(bi)(bi)高(gao)達(da)(da) 87.5%,其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)廣(guang)(guang)達(da)(da)以 31.2%的市(shi)(shi)占率位居首位,仁(ren)(ren)(ren)寶(bao)占比(bi)(bi) 23.7%,聯(lian)寶(bao)占比(bi)(bi) 14.0%。
下游客戶(hu)分(fen)析(xi)——PC CPU 端:Intel 、AMD 幾乎(hu)完全壟斷(duan)市場,國產 CPU 逐步(bu)興 起。根據 PASSMARK 數據,Intel 及 AMD 兩位廠商(shang)長(chang)期壟斷(duan)桌面(mian) PC 及筆記(ji)本電腦(nao)領(ling)域(yu), 2023Q1 兩者在(zai)桌面(mian) CPU(X86)領(ling)域(yu)的(de)市占率(lv)分(fen)別為 53.7%/44.2%,在(zai)筆記(ji)本電腦(nao) CPU (X86)領(ling)域(yu)的(de)市占率(lv)則為 74.7%/20.3%,而(er)其他玩家的(de) CPU 產品(pin)出(chu)貨體(ti)量(liang)有著明顯差(cha) 距。近年來(lai),在(zai)我國政策指引下,國內玩家也(ye)(ye)逐步(bu)在(zai) CPU 領(ling)域(yu)持續發力,龍芯(xin)中科(ke)(ke)等(deng)頭(tou) 部(bu)廠商(shang)研發持續突破,陸續推出(chu)自主自研 CPU 產品(pin),性能與海外龍頭(tou)競品(pin)間差(cha)距不斷(duan)縮(suo) 小:以(yi)龍芯(xin)中科(ke)(ke)為例,目(mu)前(qian)其與 Intel/AMD 的(de)發展代差(cha)已經逐步(bu)縮(suo)小至(zhi) 4~5 年。同(tong)時,無 論(lun)在(zai)全球主流的(de) X86 路(lu)線還是 LoongArch/ARM 等(deng)自主路(lu)線領(ling)域(yu)的(de)產業生態構建也(ye)(ye)在(zai)持 續完善,在(zai)國內頭(tou)部(bu) CPU 企(qi)業合力下實現整(zheng)體(ti)競爭(zheng)力提(ti)升。
全球服(fu)務(wu)(wu)器市(shi)場規模(mo)保持平穩增(zeng)長態勢(shi),2022年(nian)(nian)出(chu)(chu)貨 1516萬臺,對(dui)(dui)應 5年(nian)(nian) CAGR~8%。 全球范圍內數(shu)字化發展趨勢(shi)明確,對(dui)(dui)數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)存儲、云端大(da)算力計(ji)(ji)算的(de)(de)(de)(de)(de)更(geng)(geng)高要求。根(gen)據(ju)(ju)(ju)(ju) IDC 數(shu) 據(ju)(ju)(ju)(ju),2022 年(nian)(nian)全球服(fu)務(wu)(wu)器出(chu)(chu)貨量(liang)達到 1516 萬臺,2017~2022 年(nian)(nian)復(fu)合增(zeng)長率約 8.29%。 AIGC 新應用驅動 AI 服(fu)務(wu)(wu)器加速滲透,2023~2027 年(nian)(nian)出(chu)(chu)貨量(liang) CAGR 有(you)望達 12.2%。 2022 年(nian)(nian) 11 月 OpenAI 推(tui)出(chu)(chu) ChatGPT 應用,憑借問答(da)效率高、操作便(bian)捷(jie)、可擴展性強等 突出(chu)(chu)特(te)質迅速成為(wei)市(shi)場關注焦點;此后國內外多家廠商在 AI 大(da)模(mo)型領域加大(da)投入,而 AI 大(da)模(mo)型在推(tui)理(li)端及(ji)訓(xun)練端均對(dui)(dui)算力提出(chu)(chu)更(geng)(geng)高的(de)(de)(de)(de)(de)要求,此背景(jing)下,專為(wei)大(da)吞(tun)吐并行運算場景(jing) 所設計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de) AI 服(fu)務(wu)(wu)器有(you)望加速滲透。根(gen)據(ju)(ju)(ju)(ju)集邦咨(zi)詢(xun)數(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)及(ji)預測(ce),在 AIGC 類應用的(de)(de)(de)(de)(de)帶動下, 2023-2027 年(nian)(nian)全球 AI 服(fu)務(wu)(wu)器出(chu)(chu)貨量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de) CAGR 有(you)望達到 12.2%。
全球服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)多(duo)(duo)(duo)相電源(yuan)(yuan)市場約(yue) 7~10 億(yi)美元(yuan),AI 趨勢下平(ping)均單(dan)(dan)機(ji)價(jia)值(zhi)量(liang)(liang)有望(wang)實現 4~5 倍 提升(sheng)。通(tong)用(yong)(yong)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)一般(ban)配備(bei)有兩個(ge) CPU,且部(bu)分場景出于(yu)冗余安全目的(de)(de),單(dan)(dan)個(ge) CPU 需(xu)配 套 2 套多(duo)(duo)(duo)相電源(yuan)(yuan)(每(mei)套為(wei)(wei)(wei) 1 顆(ke)(ke)多(duo)(duo)(duo)相控制器(qi)+8~12 顆(ke)(ke) DrMOS,每(mei)顆(ke)(ke)芯(xin)片(pian)單(dan)(dan)價(jia)在 1 美元(yuan)以上(shang)), 疊加 DDR、I/O 口等供電需(xu)求,我(wo)們測算(suan)平(ping)均單(dan)(dan)臺通(tong)用(yong)(yong)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)需(xu)搭載的(de)(de)多(duo)(duo)(duo)相電源(yuan)(yuan)價(jia)值(zhi)量(liang)(liang)約(yue) 50~70 美元(yuan)。根據我(wo)們測算(suan),當(dang)前全球服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)領域的(de)(de)多(duo)(duo)(duo)相電源(yuan)(yuan)市場約(yue)為(wei)(wei)(wei) 7~10 億(yi)美元(yuan)。在 此基礎上(shang),AI 服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)加速滲(shen)透(tou)為(wei)(wei)(wei)多(duo)(duo)(duo)相電源(yuan)(yuan)帶來(lai)增(zeng)(zeng)量(liang)(liang)空間:與通(tong)用(yong)(yong)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)相比,AI 服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi) 在 2 顆(ke)(ke) CPU 的(de)(de)基礎上(shang)增(zeng)(zeng)加多(duo)(duo)(duo)顆(ke)(ke) GPU(或其(qi)他(ta) AI 芯(xin)片(pian)),其(qi)中 AI 訓(xun)練服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)一般(ban)增(zeng)(zeng)加 4~8 顆(ke)(ke),AI 推理服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)一般(ban)增(zeng)(zeng)加 2~4 顆(ke)(ke);由于(yu) GPU 單(dan)(dan)位功耗較 CPU 更高,對多(duo)(duo)(duo)相電源(yuan)(yuan)需(xu)求 進一步(bu)增(zeng)(zeng)加,根據我(wo)們估算(suan),英(ying)偉達最新版本的(de)(de) H100 系列 GPU 芯(xin)片(pian)對多(duo)(duo)(duo)相電源(yuan)(yuan)需(xu)求達 ~50 美元(yuan),假設 AI 服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)平(ping)均 GPU 搭載量(liang)(liang)為(wei)(wei)(wei) 4 顆(ke)(ke),則多(duo)(duo)(duo)相電源(yuan)(yuan)的(de)(de)單(dan)(dan)機(ji)價(jia)值(zhi)量(liang)(liang)有望(wang)提升(sheng)至(zhi) 250~300 美元(yuan),較通(tong)用(yong)(yong)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)單(dan)(dan)機(ji)價(jia)值(zhi)量(liang)(liang)提升(sheng) 3~4 倍左(zuo)右。
下游(you)客戶分析——整機端:目前(qian)服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)以(yi) X86 架構為(wei)主(zhu)(zhu),戴爾(er)(er)、惠(hui)普、浪潮為(wei)全球(qiu)(qiu) TOP3,中(zhong)(zhong)國(guo)市(shi)(shi)場中(zhong)(zhong)浪潮、新華三、華為(wei)等國(guo)內廠商(shang)(shang)市(shi)(shi)占率(lv)突出(chu),服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)國(guo)產化率(lv)已(yi)達較 高(gao)水平(ping)。根(gen)據(ju) IDC 數(shu)據(ju),目前(qian) X86 架構是全球(qiu)(qiu)服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)領(ling)域的絕對主(zhu)(zhu)流,占有率(lv)超過 95%, 而其中(zhong)(zhong)戴爾(er)(er)、惠(hui)普、浪潮、聯(lian)想和華為(wei)是全球(qiu)(qiu) X86 服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)市(shi)(shi)場的主(zhu)(zhu)要供(gong)應(ying)商(shang)(shang)。 2020 年其 市(shi)(shi)占率(lv)分別(bie)為(wei) 16.5%/10.7%/9.9%/6%/5.3%,CR5 為(wei) 48.4%,此外(wai)超微(wei)、新華三、思科的 市(shi)(shi)占率(lv)分別(bie)為(wei) 4.4%/4.0%/1.9%,多家國(guo)內服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)廠商(shang)(shang)已(yi)經在(zai)全球(qiu)(qiu)市(shi)(shi)場嶄露(lu)頭角(jiao)。對于中(zhong)(zhong) 國(guo)市(shi)(shi)場,服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi)的國(guo)產化率(lv)也已(yi)實(shi)現較高(gao)水平(ping):根(gen)據(ju) IDC 數(shu)據(ju),2021 年中(zhong)(zhong)國(guo) X86 服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)(qi) 廠商(shang)(shang)中(zhong)(zhong)浪潮、新華三、戴爾(er)(er)占據(ju)出(chu)貨量前(qian)三名,市(shi)(shi)占率(lv)分別(bie)為(wei) 30.0%/13.7%/10.7%。
下游客戶分析——服務(wu)器 CPU 端:Intel 及 AMD 占(zhan)據主導(dao),國(guo)內海光(guang)信息、龍(long)芯(xin)中 科等玩家快速(su)追趕(gan)。根據 IDC 數據,2021 年服務(wu)器 CPU 領域(yu) Intel 和 AMD 的(de)市(shi)(shi)占(zhan)率(lv)分別(bie) 為~90%/~5%;國(guo)內 CPU 企(qi)業市(shi)(shi)場份(fen)額不足(zu) 1%。隨著國(guo)內飛騰、龍(long)芯(xin)、海光(guang)、兆芯(xin)等企(qi) 業的(de)產(chan)品(pin)(pin)生態(tai)逐步(bu)完善(shan),我(wo)國(guo) CPU 產(chan)品(pin)(pin)發展迅猛,產(chan)品(pin)(pin)種類逐漸(jian)增多,可實現 CPU 產(chan)品(pin)(pin) 對國(guo)內外主流設備的(de)兼容,且在政府、國(guo)防、金融等領域(yu)得(de)以應用,國(guo)產(chan) CPU 企(qi)業的(de)市(shi)(shi) 場份(fen)額有望(wang)逐步(bu)提升。
自動駕駛市場:靜待需求爆發,遠期有望形成 10 億美元量級增量市場
特斯拉、蔚(yu)來等先行者搭(da)載(zai)(zai)(zai)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian),帶(dai)動(dong)(dong)(dong)多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)電(dian)(dian)源需(xu)求,遠期有(you)望(wang)(wang)形成 10 億(yi)(yi) 美元量(liang)級(ji)的(de)增量(liang)市場。大算(suan)力(li)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)是實(shi)現高(gao)級(ji)別自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)的(de)核心(xin),且(qie)在硬件預埋的(de)行業趨(qu) 勢之下,海(hai)外內(nei)知名車(che)(che)企(qi)紛紛推(tui)出(chu)搭(da)載(zai)(zai)(zai)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)的(de)車(che)(che)型(xing),特斯拉搭(da)載(zai)(zai)(zai)自(zi)研 FSD 芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian) 并持續迭代,國內(nei)蔚(yu)來、理(li)想、小(xiao)鵬、智己、比亞迪等玩家搭(da)載(zai)(zai)(zai)有(you)英偉達(da) Orin/Xavier 芯(xin)(xin)(xin) 片(pian)(pian)的(de)車(che)(che)型(xing)已(yi)陸續推(tui)出(chu)市場。 自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)中的(de)大算(suan)力(li)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)同樣需(xu)要(yao)多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)電(dian)(dian)源來配合供電(dian)(dian),以蔚(yu)來 ET5 為例,該平 臺搭(da)載(zai)(zai)(zai)有(you) 4 顆(ke)英偉達(da) Orin 芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian),而單(dan)顆(ke) Orin 需(xu)要(yao) 1 顆(ke)多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)控制(zhi)器及(ji) 8 或 12 顆(ke) DrMOS 進(jin) 行供電(dian)(dian)支持,考慮到(dao)車(che)(che)規芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)單(dan)價(jia)更高(gao),我們(men)預計高(gao)端車(che)(che)型(xing)的(de)多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)電(dian)(dian)源單(dan)車(che)(che)價(jia)值量(liang)有(you)望(wang)(wang)達(da) 60~100 美元。目前大算(suan)力(li)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)的(de)滲透(tou)率(lv)尚低,展望(wang)(wang)未(wei)來隨著自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)技術(shu)精進(jin) 及(ji)成本下探帶(dai)來的(de)普(pu)及(ji)效應,大算(suan)力(li)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)有(you)望(wang)(wang)實(shi)現滲透(tou)率(lv)顯著提(ti)升,從而帶(dai)動(dong)(dong)(dong)車(che)(che) 載(zai)(zai)(zai)多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)電(dian)(dian)源的(de)需(xu)求:1)若(ruo)搭(da)載(zai)(zai)(zai)大算(suan)力(li)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)的(de)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)車(che)(che)輛達(da) 100 萬(wan)輛,對(dui)應多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)電(dian)(dian)源市 場空(kong)(kong)間(jian) 0.6~1.0 億(yi)(yi)美元;2)若(ruo)搭(da)載(zai)(zai)(zai)大算(suan)力(li)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)的(de)自(zi)動(dong)(dong)(dong)駕(jia)駛(shi)(shi)車(che)(che)輛達(da) 1000 萬(wan)輛,對(dui)應多(duo)(duo)(duo)相(xiang)(xiang)電(dian)(dian) 源市場空(kong)(kong)間(jian) 6~10 億(yi)(yi)美元。
下游客(ke)戶(hu)分析——自(zi)動(dong)駕駛(shi)芯片端(duan)(duan):參與玩家背(bei)景(jing)(jing)多(duo)元且競爭逐(zhu)(zhu)步白熱化,國內地平(ping) 線(xian)等(deng)(deng)(deng)廠商有(you)(you)望跑出(chu)。自(zi)動(dong)駕駛(shi)賽道的快速崛起(qi)吸引(yin)著多(duo)元背(bei)景(jing)(jing)的產業(ye)玩家進(jin)軍,除了消費 芯片市(shi)場的傳統龍(long)頭(tou)如(ru)英(ying)偉達(da)、高通(tong)、Intel(Mobileye)、三星等(deng)(deng)(deng)玩家橫向進(jin)軍自(zi)動(dong)駕駛(shi)市(shi) 場外,原有(you)(you)汽(qi)車(che)(che)電子廠商如(ru) TI、英(ying)飛凌、瑞(rui)薩等(deng)(deng)(deng)亦通(tong)過此前(qian)在(zai)車(che)(che)用 MCU 領域的深厚布局 向上(shang)擴(kuo)展高算(suan)力(li)車(che)(che)用 SOC。且全(quan)棧自(zi)研考量下,如(ru)特(te)斯拉(la)等(deng)(deng)(deng)車(che)(che)企先行者則采用內部開發(fa)的 方式并(bing)已取得(de)了突(tu)出(chu)成(cheng)效。國內玩家如(ru)地平(ping)線(xian)、黑(hei)芝麻(ma)、華為等(deng)(deng)(deng)也逐(zhu)(zhu)步嶄露頭(tou)角(jiao),在(zai)芯片 算(suan)力(li)、能(neng)效等(deng)(deng)(deng)直觀性能(neng),以及軟(ruan)件服務、客(ke)戶(hu)需求(qiu)響(xiang)應(ying)、產業(ye)生態圈等(deng)(deng)(deng)多(duo)維度比(bi)拼中逐(zhu)(zhu)步 掌握核(he)心(xin)護(hu)城河。長期中,我們看好國內芯片玩家背(bei)靠(kao)中國這一(yi)全(quan)球最大終端(duan)(duan)汽(qi)車(che)(che)需求(qiu)市(shi) 場,獲得(de)國內產業(ye)鏈的密切協同優勢,在(zai)智能(neng)汽(qi)車(che)(che) SoC 領域實現追趕(gan)及看齊(qi)。
格局:TI、MPS 等海外龍頭長期主導,杰華特等本土 廠商逐步突破
多(duo)(duo)相電源市(shi)場(chang)長(chang)期(qi)由 TI、英(ying)飛(fei)凌(ling)(ling)、MPS 等海(hai)外大廠主導。多(duo)(duo)相電源作為電源管(guan)理(li)芯(xin)(xin) 片(pian)門(men)檻較高的(de)(de)細分品(pin)類,相關(guan)廠商(shang)(shang)必須在設(she)計、制造工藝、封(feng)裝等方面具(ju)備(bei)深厚積累(lei);同 時由于多(duo)(duo)相電源是配套 CPU 等主核(he)的(de)(de)關(guan)鍵供電芯(xin)(xin)片(pian),下游(you)整機(ji)廠、主芯(xin)(xin)片(pian)廠商(shang)(shang)對產品(pin)性 能、質量、可靠性均提出極(ji)高要求(qiu),因此獲得 Intel 等芯(xin)(xin)片(pian)廠商(shang)(shang)的(de)(de)產品(pin)認證也(ye)是實現(xian)市(shi)場(chang)切 入的(de)(de)關(guan)鍵基礎。由于壁壘較高,多(duo)(duo)相電源市(shi)場(chang)長(chang)期(qi)由 TI、英(ying)飛(fei)凌(ling)(ling)、MPS 等海(hai)外大廠主導, 其中有 TI、英(ying)飛(fei)凌(ling)(ling)、瑞薩等 IDM 大廠,也(ye)有 MPS、Richtek 等頭部模擬芯(xin)(xin)片(pian)設(she)計公司。
從 MPS 看海外(wai)龍(long)(long)頭核(he)心優勢(shi):工(gong)(gong)藝(yi)+主芯片廠商(shang)認證是核(he)心壁(bi)壘。MPS 成(cheng)立于 1997 年,2004 年于美國納(na)斯達克上(shang)市,目前其自主研發(fa)(fa)電源(yuan)管(guan)理產品已超(chao)過 4000 種,在工(gong)(gong)業、 通信基礎設施、云計(ji)算、汽(qi)車以(yi)(yi)及(ji)消費類電子(zi)等(deng)多個(ge)細(xi)分模擬市場(chang)中躋身(shen)全球龍(long)(long)頭。在多 相電源(yuan)領(ling)域(yu),公(gong)(gong)司是全球市場(chang)領(ling)軍者(zhe),通過虛擬 IDM 模式(shi)把握核(he)心工(gong)(gong)藝(yi),2010 年公(gong)(gong)司業 界首發(fa)(fa) Intelli-phase 單 Die 電源(yuan)模塊(kuai)方(fang)案,高(gao)效實現(xian)了電源(yuan)方(fang)案的降本以(yi)(yi)及(ji)小(xiao)型化,且并(bing) 持(chi)續迭(die)代對應的 BCD Plus 工(gong)(gong)藝(yi)以(yi)(yi)及(ji)倒裝封裝技術(Flip-chip),以(yi)(yi)逐步(bu)滿(man)足大電流、高(gao)電壓平(ping)臺的器件適用(yong)要(yao)求(qiu)。從終(zhong)端客戶的角度,目前公(gong)(gong)司多相電源(yuan)產品支持(chi) Intel、AMD、英 偉達以(yi)(yi)及(ji) ARM 架構芯片等(deng)多類協議,并(bing)緊隨(sui)核(he)心客戶的協議升級而進行產品支持(chi)迭(die)代, 已成(cheng)為全球主流芯片廠商(shang)客戶在服務器、PC 等(deng)領(ling)域(yu)的首要(yao)供應商(shang),此外(wai) MPS 針對國產 CPU 亦有整套(tao)完整電源(yuan)解(jie)決方(fang)案。
展望未來,國(guo)(guo)內(nei)多(duo)(duo)相電源玩家將受益(yi)于(yu)(yu)旺盛(sheng)本土客(ke)戶需求+國(guo)(guo)產(chan) CPU/GPU/AI 芯片突(tu)(tu) 破(po)。在 PC/服務(wu)器(qi)/智能汽(qi)車領域(yu),我國(guo)(guo)均是全(quan)球最主要的(de)消(xiao)費(fei)市場(chang)及(ji)生產(chan)基地(di),國(guo)(guo)內(nei)多(duo)(duo)相 電源廠商(shang)更貼近(jin)終(zhong)端(duan)客(ke)戶,因(yin)而在響應(ying)速度(du)等方(fang)面具備(bei)優勢;龍(long)芯中科、海光(guang)信(xin)息、寒武 紀等國(guo)(guo)產(chan) CPU/GPU/AI 芯片的(de)突(tu)(tu)破(po)起量(liang),也有助于(yu)(yu)國(guo)(guo)內(nei)多(duo)(duo)相電源公司在主芯片認證層面的(de) 難度(du)降(jiang)低(di)。具體來看:
——在 PC 市(shi)場上,如聯想、華(hua)為等品牌(pai)玩家已(yi)成為全(quan)球 PC 市(shi)場重要(yao)玩家,且在制 造(zao)端,中(zhong)國(guo)大(da)陸(lu)又是最主(zhu)要(yao)的(de)生產基地,以筆(bi)記本制造(zao)為例,根(gen)據 DIGITIMES 數據,截 止(zhi) 2022 年 Q3,中(zhong)國(guo)大(da)陸(lu)產能(neng)占全(quan)球的(de) 96.1%。此(ci)外(wai),龍芯中(zhong)科等國(guo)產 CPU 受(shou)益于自(zi)主(zhu) 可控(kong)需求(qiu)正逐(zhu)步起(qi)量。
——服務器市場上,2020 年在 X86 服務器領域(yu),浪潮、聯(lian)想、新華三、華為等(deng)國內 玩家的全球市占率(lv)合計已(yi)達到 30%以上;CPU 方面,海光信(xin)息、龍芯(xin)中科(ke)也(ye)逐步(bu)起量; GPU/AI 芯(xin)片方面,寒武紀、沐曦、天數等(deng)公司有望實現突破。
——自動(dong)駕駛市場上,中國(guo)為(wei)汽車智能化發(fa)展(zhan)的先行者,2021 年全(quan)球 L2 級乘用車出 貨量中國(guo)內(nei)市場占 43%,且在快速(su)發(fa)展(zhan)及完善的智能汽車產(chan)(chan)(chan)業(ye)鏈(lian)之(zhi)中,國(guo)產(chan)(chan)(chan)車用算力芯片(pian) 廠(chang)商(shang)如(ru)地平線、華為(wei)、黑芝麻等已初步具備對標海外大廠(chang)的技(ji)術(shu)實力。 綜合來(lai)看,多相(xiang)電(dian)(dian)源(yuan)全(quan)球市場空間 20~30 億美(mei)元,是電(dian)(dian)源(yuan)管理芯片(pian)領域的重要(yao)賽道; 由于技(ji)術(shu)和認證雙重壁(bi)壘(lei),目(mu)前國(guo)產(chan)(chan)(chan)化基本為(wei)零。受益于旺(wang)盛的本土客戶需求以(yi)及主(zhu)芯片(pian) 環節認證壁(bi)壘(lei)降(jiang)低(本土主(zhu)芯片(pian)廠(chang)商(shang)崛(jue)起),看好杰華特等優質廠(chang)商(shang)有望加速(su)推(tui)進多相(xiang)電(dian)(dian) 源(yuan)市場的國(guo)產(chan)(chan)(chan)替代。