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全球AI军备竞赛持续加码,在算力需求爆发背景下,AIDC智算数据中心正成为核心战略要地。
海外科技巨头亚马逊、微软、谷歌等每年投入超千亿美元布局AI云服务,主要流向数据中心建设、芯片研发、算法优化等多个关键环节。国内三大运营商与字节跳动、阿里、腾讯等大厂正以每年新增200万机架的规模重构全球算力地图。
在技术演进层面,国产算力正沿着GPU-ASIC-存储-先进制程-CPU-云服务-IDC清晰路径实现全栈突破。
在AI大模型领域,国内大模型厂商正在加速重构全球算力版图,国内AI应用与生态适配形成国产算力强劲共振。
无论AI模型的迭代升级还是云计算服务,核心要素都是算力。全球科技厂商围绕“AI+云”的战略重心,持续加大投入力度,有望带来数据中心强劲需求。
本文重点解析算力基建核心环节:AI数据中心。
AIDC(人工智能数据中心)是专门为AI任务设计的新型基础设施,能够提供高并行、高密度的计算能力,满足大模型训练和推理的需求。
其核心价值在于解决训练与推理过程中的“算力瓶颈”,通过高效整合硬件资源、优化算力调度,推动AI技术落地与产业智能化转型。
AIDC和通用数据中心相比在机柜功率、搭载芯片类型、应用场景等方面存在显著差异。
高密度部署:通用数据中心单机柜功率相对较低,一般在2-10KW;AIDC单机柜功率较高,通常在12-24KW或以上。一些大型的AIDC可以在一个标准机柜中部署多台高性能AI服务器,提高空间利用率。
芯片类型:通用数据中心主要搭载CPU芯片,适用于一般性通用计算需求;AIDC是普遍采用CPU+GPU或加入FPGA、ASIC等形式的异构服务器,提供高性能计算能力,用于深度学习、机器学习以及大规模数据处理任务。
超节点:AI 算力基建核心形态,最早由英伟达提出,旨在解决大规模AI训练中的“通信墙”问题。通过高速互联技术将大量GPU/NPU整合为统一计算资源池,以突破通信瓶颈、提升资源利用率并简化运维。当前全球 AI 算力架构加速向超节点切换,英伟达 GB200 NVL72 标杆方案落地的同时,国内 华为Atlas A3 900 SuperPoD、阿里磐久、中科曙光ScaleX640等厂商自研超节点产品密集推出。
散热:由于AI服务器功耗大幅增加,AIDC采用液冷等高效散热技术,降低能耗和运营成本。
AIDC建设和运营:国内智算中心的建设和运营覆盖多个领域和厂商,除了大型互联网企业如阿里云、腾讯云、百度云等云服务商外,还包括三大运营商以及第三方领域玩家。
AIDC的核心构成包括计算设备、存储设备、网络设备、供配电系统和制冷系统五大模块。
AI计算设备:以GPU、FPGA、ASIC等芯片为核心,涵盖英伟达、寒武纪、华为昇腾等主流厂商。
存储设备:包括DRAM、NAND闪存等,支持高带宽低延迟的数据读写。
网络设备:采用光通信(如CPO)、交换机、网络交换芯片等技术,保障数据传输效率。
供配电系统:包含高压直流电源、不间断电源及智能管理系统,确保电力供应稳定可靠。
制冷系统:通过液冷、风冷等方式实现高效散热,提升整体运行效率。
AI服务器
AI服务器是数据中心的核心算力基础设施,按应用场景分为训练型与推理型。
早期AI大模型训练需千亿参数级算力,推动训练型服务器需求爆发。
随着生成式AI商业化落地,推理型服务器需优化能效比以满足边缘计算与实时响应需求。
AI服务器主要分为ODM厂商与品牌服务器厂商。
ODM厂商:聚焦主板设计、部件整合与制造代工,通过垂直整合与规模化生产形成成本优势。
代表厂商包括鸿海精密、英业达、广达电脑、纬创资通、工业富联、Supermicro等。例如,鸿海为英伟达GB300芯片配套生产液冷服务器机柜,通过垂直整合降低20%成本;工业富联从部件到整机的垂直整合,基于客户需求定制液冷服务器机柜,整合英伟达GPU与自有高速互联技术,形成高密度算力单元。
品牌厂商:拥有服务器方案自主设计能力与核心技术专利,提供定制化解决方案。代表厂商包括戴尔、超微电脑、HPE、甲骨文、惠普、联想集团、浪潮信息、新华三、宁畅、超聚变、中科曙光等。
AI算力芯片
当前算力需求旺盛,AI芯片国产替代持续推进。
算力芯片是AI服务器的核心,专门用于加速大规模数据计算和复杂算法处理,分为通用型AI芯片和专用型AI芯片。
通用型AI芯片主要包括CPU、GPU、DSP、FPGA等,专用型AI芯片主要包括TPU、NPU、ASIC等。
GPU通用性强但功耗高、FPGA灵活性好但成本较高、ASIC具备高专用性和高性价比的特征,每种芯片架构在功耗和性能上各有侧重,适用于不同场景需求。
GPU:AI服务器算力的基石。英伟达仍占全球AI GPU市场主要份额,近年来国产GPU加速突破,寒武纪、海思、景嘉微、海光信息、龙芯中科、摩尔线程、壁仞科技、燧原科技、沐曦集成、砺算科技、东芯等高端AI芯片厂商全面提速。预计4月发布的DeepSeek V4大模型将全面原生适配华为昇腾和寒武纪两大国产AI芯片,打破“先海外、后国产”的惯例。此外,自26年起,华为计划推出多款昇腾AI芯片,包括昇腾950PR、950DT、960和970;以华为昇腾和寒武纪思元等为代表的国产AI芯片性能持续迭代。
FPGA芯片:核心特点是可动态重构硬件逻辑,适合中小规模AI任务和快速迭代场景。国产FPGA在28nm及以上工艺节点已实现替代,复旦微电、安路科技、紫光同创(紫光国微子公司)、黑芝麻等引领国产化,相关布局厂商还包括京微齐力、成都华微电子、智多晶、高云半导体等。
智算中心AI芯片:
资料来源:行行查
ASIC芯片:即专用集成电路,是针对特定应用需求而设计和定制的芯片,在AI推理市场占比已超60%。ASIC是国产必经之路,国内CSP拥有更高产业话语权。国内百度、阿里和腾讯等互联网大厂自研AI芯片大多采用ASIC架构,典型的ASIC芯片例如:阿里平头哥推出含光800AI芯片;百度昆仑系列AI芯片。寒武纪、燧原科技、云天励飞、全志科技、翱捷科技等众多厂商在ASIC产业链各细分环节布局。例如,云天励飞等推理卡厂商,已经完成上一代DS模型适配。
当前国产化芯片昇腾、寒武纪与中芯国际为代表的晶圆制造厂加速突破,降低对进口依赖。国内大厂方面,例如,阿里的自主芯片与机柜各方厂商包括中芯国际、锐捷网络、华丰科技、华勤技术、科华数据、浪潮信息等。
AI大模型的训练和推理应用需要海量数据计算,算力集群化趋势带动网络互联需求。
通信网络是AI数据中心内部和外部通信的关键组件,负责实现数据的高效传输和交换。
光通信
光通信新趋势:全球数据流量持续爆发,带动光通信强劲需求。近期OFC 2026全球光通信大会和英伟达GTC两大行业盛会召开,为光通信产业带来了新的指引。在AI需求爆发和供给严重短缺背景下,加速催生光通信新技术演进和落地。例如:OCS/CPO/NPO/XPO/DCI/LPO/TFLN/空芯/多芯/硅光等,涵盖光通信多个领域,包括光交换、光互连、光传输、光调制等。
光互联超级周期:光通信行业正迈入光互联超级周期,光各个环节紧缺。下一代光互联技术演进成为核心议题,涵盖1.6T及3.2T光模块技术路径、CPO与新型光学I/O架构、硅光子异构集成等方向,NPO(近场封装光学)和XPO(可扩展封装光学)成为光通信头部厂商的“新战场”,行业进入加速落地期。
光模块:每一代技术升级往往伴随技术路径的演化,引导竞争格局变化。从全球光模块TOP10厂商榜单排名的变化趋势来看,日本和美国的光模块厂商逐渐退出全球市场,中国厂商的排名稳步上升。当前800G光模块已有多家厂商推出,包括中际旭创、新易盛、光迅科技、华工科技、索尔思、剑桥科技和亨通光电等厂商。其中以中际旭创(电信为主)、光迅科技(数通为主)及新易盛(电信+数通市场)份额居前列。
硅光技术:最主要和最直接的应用场景是数据中心高速互联。当前800G光模块已大规模应用,1.6T光模块进入放量期,硅光方案成为1.6T的主流技术路径。
目前外置CW光源是硅光光模块的主流方案,且可进一步应用于CPO等场景,CW光源需求量有望进一步发展。国内厂商源杰科技提供包括大功率硅光光源产品在内的多种产品;仕佳光子不同型号的CW光源已在部分硅光高速光模块中得到小批量应用;长光华芯也亮相了100mWCWDFB大功率光通信激光芯片新品。此外,光器件厂商太辰光、光迅科技等也在积极布局硅光。设备配套相关厂商包括罗博特科、杰普特等。
交换机
交换机在数据中心中主要负责连接服务器、存储设备等网络设备。产业链上游包括芯片、电子元器件供应商与交换机代工商,产业链中游为交换机品牌商,下游为应用客户。
商用以太网交换芯片市场主要由博通、Marvell与Realtek主导,国内厂商盛科通信在商用以太网交换芯片国内排名第一,全球第四。
国内传统交换机行业集中度较高,呈现寡头竞争的竞争格局。HW、紫光股份(新华三)和锐捷网络占据大部分的市场份额,思科和中兴通讯紧随其后,以及头部代工厂商菲菱科思、共进股份等。
OCS光交换
OCS当前正在成为重要产业趋势,主要聚焦机柜间、数据中心间的长距离光互联(跨度从米级到百公里级)。
OCS技术从2025年概念导入阶段进入产品落地期,OFC展会上旭创、新易盛等光模块大厂及33资源等器件厂商均展出整机产品。
需求方从谷歌扩展至英伟达、微软等客户,技术成熟度提升,应用场景从网络上层逐步下沉。
全球主要厂商中,谷歌和Lumentum以MEMS方案为主,谷歌国内OCS产业链相关配套厂商包括德科立(整机)、赛微电子(MEMS芯片代工)、光库科技等。
此外,旭创、新易盛、Coherent等OCS市场核心玩家,虽然主战场仍在800G和1.6T,但均展出OCS产品。
国内OCS产业链各环节当前在加速布局。例如,整机环节具备核心网光通信设备业务的厂商以及OCS代工厂商,如德科立、中兴通讯、烽火通信、光迅科技、工业富联等;核心器件环节中光学MEMS供应商、代工厂和相关零部件厂商如全球最大MEMS代工厂SilexMicrosystems及其母公司赛微电子、芯联集成和芯动联科等;进军LCoS显示的豪威科技;光学零部件炬光科技、腾景科技、光库科技、蓝特光学、永新光学、福晶科技和光纤阵列组件的太辰光等。
Switch网络交换芯片
Switch芯片(网络交换芯片),是交换机或网络设备的“大脑”,负责连接计算设备、存储设备等,实现数据的高效转发和交换。
Switch芯片是算力集群的“隐性瓶颈”。在超节点架构中,Switch芯片(如NVLink Switch)连接多个GPU,形成低延迟、高带宽的计算网络,支持万亿参数模型训练。国产厂商如盛科通信通过以太网路径和第三方卡位实现弯道超车。澜起科技以Retimer为切入点,逐步构建覆盖Retimer、MXC到Switch的完整产品线,支持PCIe 6.x/CXL 3.x标准;以及包括国内高速有线通信芯片全栈设计服务商裕太微等。
AI服务器需求强劲,推动存储高增长。
算力的强弱主要是由AI芯片决定,而带宽由存储器决定,存力是限制AI芯片性能的瓶颈之一。
过去存储行业周期约3年,AI可能将周期拉长至5年以上。
此外,当前产品技术迭代,推理侧SSD需求增长、HBM升级,行业格局持续向头部集中。
HBM高宽带存储器
当前传统带宽无法满足AI芯片需求,HBM因能提供更大内存带宽和更低功耗,以及打破内存墙限制而备受关注。
HBM,全称为High Bandwidth Memory,意为高带宽存储器,是一种面向需要极高吞吐量的数据密集型应用程序的动态随机存取内存DRAM解决方案。
HBM目前总共有六代产品。自2013年SK海力士首次推出HBM1以来,经历了多次重要的产品迭代,包括HBM1、HBM2、HBM2E、HBM3、HBM3E和即将量产的HBM4。
全球市场供应由三星、海力士和美光三大原厂垄断。
HBM产业链条长,国内头部厂商在细分环节均参与布局。上下游各环节厂商如佰维存储、江波龙,德明利、兆易创新、香农芯创、海太半导体、国芯科技、万润等众多厂商均有布局。
此外,在IDM/NANDFlash晶圆领域,长存的232层QLC3DNAND技术已经可以同国际主流原厂正面竞争。模组厂江波龙、德明利、朗科科技、佰维存储等模组厂在全球SSD模组厂自有品牌内份额领先。
在DDR方面,国内澜起科技是目前全球可提供全套解决方案的两家公司之一;RAID芯片方面,国芯科技和华微澜等厂商加速引领国产替代。
AI算力需求的急剧增长,带动数据中心电力设备的强劲需求。
当前大型互联网厂商正在加速自建电力数据中心,电源作为数据中心电力系统的核心组成部分提供重要保障。
AI供配电系统主要包含高压直流电源、不间断电源及智能管理系统,确保电力供应稳定可靠。
机柜内电源(AI服务器电源):具备高功率密度能在有限的空间内提供足够的电能。目前中国台资企业占据了全球电源主要市场份额。据MTC数据显示,在全世界前16大电源厂商中,中国台湾地区厂商占据了7席,其中,台达电子位居首位,市占率约为69%;光宝科技紧随其后排名第二,市占率约为15%-20%。中国大陆企业中,麦格米特和欧陆通跻身榜单。
机柜外电源(UPS/HVDC):安装在机柜外部,为数据中心或是特定区域内的IT设备提供稳定电能的电源设备。当前HVDC方案推进已成主流,国内HVDC主要参与者或布局者包括中恒电气、科华数据、欧陆通、动力源、禾望电气、麦格米特等。
SST(固态变压器):SST内部结构主要包括:配电单元、高频变压器(用SiC等半导体开关器件提高变压器开关频率)、功率器件(HVDC模块等),高频变压器环节新特电气、金盘科技等加速布局。
在高功率密度服务器场景下,为了解决机柜间的散热需求,液冷方案逐渐兴起。
相比于风冷,液冷散热能力更强,同时可以降低数据中心的PUE。
液冷服务器采用液体冷却技术的服务器系统,通过将液体注入服务器内部,利用冷热交换原理将服务器产生的热量带走,从而实现高效散热。
国内厂商浪潮信息、新华三、英维克、中科曙光、曙光数创、中兴通讯、高澜股份、宁畅等厂商是整机液冷技术不同路线的代表厂商。此外,川环科技等厂商在超节点液冷有所布书法。
随着国产大模型需求的爆发式增长,对底层算力基础设施的需求急剧增加。
近年来,传统的IDC企业近年来加速转型为AIDC。据信通院数据,总体规模排名靠前IDC厂商包括万国数据、秦淮数据(东阳光收购)、润泽科技、世纪互联、数据港、有孚、光环新网、浩云长盛。杭钢股份、润建股份、宏景科技、东方国信、豫能控股等厂商加速向AIDC领域转型和布局。
来源:乐晴智库精选
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