【民生证券】存储行业专题研究:从Astera Labs招股书和信骅业绩会,我们读出了什么?.pdf

2024-04-13
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1 从 Asteras Labs 上市和信骅业绩会,我们读出 了什么?

1.1 Astera Labs 三大产品线,旨在解决 AI“运力”瓶颈


1.1.1 专注 AI 时代互连方案,营收高速成长


3 月 20 日, Astera Labs 上市,股价首日便上涨 72%,引发市场高度关注, 此后两天接连上涨,最高股价一度涨到 95.21 美元/股,最高总市值 145.67 亿美 元。那么,为何 Astera Labs 上市一度获得如此亮眼的股价表现,我们研读了招股 说明书及相关材料,梳理如下。 Astera Labs 成立于 2017 年 10 月,Jitendra Mohan 等三大创始人均曾就 职德州仪器,主营产品包括 Aries——PCIe®/CXL™ Smart DSP Retimers(扩展 CPU 和 GPU 数据 I/O 带宽)、Taurus——Ethernet Smart Cable Modules™(为 AI 服务器提供更快的网络带宽)和 Leo——CXL Memory Connectivity Controllers(扩展 CPU 和 GPU 内存带宽和容量),客户涵盖英伟达、亚马逊、 Advanced Micro Devices、英特尔等数据中心领域龙头和 OEM 厂商。 其中与大客户亚马逊更通过股权绑定关系,进行深度合作。2022 年 10 月, Astera Labs 向亚马逊发行了一份认股权,可以每股 20.34 美元的价格(D 轮估 值)购买高达 148 万股股份,行权期 7 年。2023 年 10 月发行,协议进一步修改, 给予亚马逊额外认购 83 万股的认股权。但行权条件为亚马逊需在行权期 7 年内购 买 6.5 亿美元的 Astera 产品。


近年来营收高速成长,毛利率在 70%+。自 2017 年 10 月成立以来,公司实 现强劲的增长,尤其是自 2020 年 Aries 推出商用以来,公司营收自 2021 年的 3480 万美元快速增长至 2022 年的 7990 万美元和 2023 年的 1.16 亿美元,毛利 润由 2021 年的 2750 万美元增长至 2022 年的 5870 万美元和 2023 年的 7980万美元,不过由于研发投入较高,暂未实现盈利,近三年为亏损,2021 年-2023 年净利润分别为-1540/-5830/-2630 万美元。




Astera Labs 产品目标解决“运力”瓶颈。AI 大模型迎来快速发展,带动 AI 训练集正以每年10倍左右的速度增长,算力等基础设施需求激增。在数据中心中, 算力芯片占据服务器中成本的 70%以上,是 AI 基础建设的核心。近年来行业龙头 英伟达产品加速迭代,助推 AI 浪潮汹涌。但 GPU 等算力芯片计算效率提高之后, 同样对内存等算力基础设施的其余环节提出了挑战,要求其有效地将数据传输到 GPU 中,最大效率提高利用率。因此,除了“算力”之外,“存力”和“运力”需 要同时匹配发展。HBM 等内存新技术创新,通过提供高带宽、低延迟和并行传输 等特性,解决了“存力”发展瓶颈,三星、美光、海力士三大龙头竞相角逐,HBM 新品一经推出即售罄,产能供不应求。而 GPU、CPU 乃至其他网络子系统之间的 连接所存在的“运力”瓶颈,需要提供不断增加的带宽。目前 GPU、CPU 等芯片 互联中,除了 PCIe、以太网和 CXL 等其他行业标准协议外,还有 NVLink 和 InfiniBand 等特定于供应商的协议。Astera Labs 推出的三大产品线,主要针对 行业标准协议,可增强 AI 运算中数据传输速度,目标解决“运力”瓶颈。


1.1.2 PCIe Retimer 解决总线传输过程中的信号衰减


总线是服务器主板上不同硬件互相进行数据通信的管道,目前最流行的总线 协议为 PCIe(PCI-Express),最早由 Intel 于 2001 年提出。PCIe 主要用于连接 CPU 与 GPU、SSD 等各类高速外围设备。随着 AI、云计算快速发展,推动服务器 对数据传输速度要求越来越高,PCIe 协议传输速率也快速提升。自 2003 年,PCIe 1.0 正式发布起,可支持每通道传输速率为 250MB/s,总传输速率为 2.5 GT/s, 此后持续升级,2021 年 PCI-SIG 发布 PCIe 6.0 规范,将总带宽是提高至 64 GT/s, 将在 2025 年发布的 PCIe 7.0 规范,更是将总带宽提升至 128.0 GT/s。


Retimer 芯片是解决信号衰减问题的最优方案。然而由于 PCIe 传输速率不断 攀升,工作频率越来越高,但主板物理尺寸延展空间有限,信号衰减问题越来越严 重。低损 PCB 板,Redriver 或 Retimer 芯片是解决信号衰减问题的三大主要方 式,其中 Retimer 芯片信号恢复能力最强,性价比最高,成为解决信号衰减问题 的最优方案。在 PCIe 4.0 及更早版本之前,数据传输速率相对较低,对信号完整性的 要求不高,Retimer 芯片并非刚需,而进入 PCIe 5.0 时代,信号衰减和抖动问题 开始突出,在服务器中 GPU 与 CPU 连接时至少需要一颗 Retimer 芯片来保证信 号质量。 据统计,一台 8 卡 GPU 的 AI 服务器需要 8 颗 PCIe 4.0 Retimer 芯片。随着 AI 服务器出货量的增加,AI 服务器 Retimer 市场规模不断扩大,单 AI 服务器 Retimer 5.0 用量可高达 16 颗。在通用服务器领域,Retimer 芯片的市场规模的 增长则取决于 PCIe5.0 的渗透率,一台通用服务器配 1-2 颗 Retimer 芯片,一颗 Retimer 芯片市场价 20-40 美金不等。ABI Research 预计,数据中心的 PCIe 连 接解决方案市场规模将从 2023 年的 41 亿美元增长到到 2027 年的 66 亿美元。 其中 AI 是数据中心 PCIe 增长最快的市场机遇之一,预计将从 2023 年的 6.3 亿 美元增至 2027 年的 16 亿美元,四年复合年增长率为 26.2%。


PCIe Retimer 蓝海市场三足鼎立,Astera Labs 领先推出 PCIe5.0 Retimer。 目前 Astera Labs、谱瑞-KY、澜起科技是 PCIe Retimer 蓝海市场中的三家主要 厂商,占据领先地位。谱瑞是 PCIe 3.0 时代的霸主;Astera Labs 最先推出并量 产 PCIe 5.0 Retimer,其 Aries 产品线现已发展到第二代,包括支持 PCIe 4.0、 PCIe 5.0 和 CXL 1.1 的多款产品;国内公司澜起科技也早布局 PCIe Retimer, 是全球可量产 PCIe 5.0 Retimer 的唯一中国大陆供应商,自研的 SerDes IP 带 来了良好的整合性,公司产品在时延、信道适应能力方面具有很好的优势同时,公 司正在研发 PCIe 6.0 Retimer 系列芯片,将持续投入对该产品的迭代升级。目前 澜起科技已成功导入境内外主流云计算/互联网厂商的 AI 服务器采购项目,并已 开始规模出货。2024 年第一季度,澜起科技的 PCIe Retimer 芯片单季度出货量 约为 15 万颗,超过该产品 2023 年全年出货量的 1.5 倍。 此外,包括瑞萨,TI,微芯科技等在内的芯片厂商也在积极投入 PCIe Retimer 的产品研发中。根据各公司官网信息,瑞萨可提供包括 89HT0816AP 和 89HT0832P 在内的两款 PCIe 3.0 Retimer 产品;TI 可提供一款 16Gbps 8 通道 PCIe 4.0 Retimer——DS160PT801;同样地,微芯科技于 2020 年 11 月发布 Xpress Connect 系列 Retimer 芯片,可支持 PCIe 5.0 的 32GT/s 速率。


1.1.3 CXL 可实现内存池化,上游控制器有望迎来高速增长


CXL (Compute Express Link) 技术是一种新型的高速互联技术,旨在提供更 高的数据吞吐量和更低的延迟,以满足现代计算和存储系统的需求。它最初由英特 尔、AMD 和其他公司联合推出,并得到了包括谷歌、微软等公司在内的大量支持。 CXL 的目标主要是为了解决 CPU 和设备、设备和设备之间的内存鸿沟,解决内存 分割造成的巨大浪费、不便和性能下降。 CXL 2.0 版本开始,CXL 可实现内存池化。CXL 一开始可视为 PCI-e 技术的 再提高版本,2019 年,CXL 的第一个版本 CXL1.0/1.1 诞生,起初解决的问题还 只是单机设备的问题,主要是对单台服务器里的内存容量和带宽进行扩展;从 CXL 2.0 开始,增加了热插拔(Hot Plug)、安全升级、持久内存、Telemetry 和 RAS 的支持,但最为重要的功能,还是可以改变服务器业界生态构型的 Switching,以及它带来的加速卡和内存的池化,提高内存使用效率;2022 年 8 月,CXL 3.0 发 布,又进一步实现了革新,CXL 3.0 建立在 PCIe 6.0 之上(CXL1.0/1.1 和 2.0 版 本建立在 PCIe5.0 之上),带宽提升了两倍,并且其将一些复杂的标准设计简单化。 且每通道吞吐量提升了一倍,达到 64GT/s,并可允许更复杂的连接拓扑,以及一 组 CXL 设备内可以灵活实现内存共享和内存访问。


CXL 联盟由英特尔牵头成立,现已扩展至超过 165 个成员,包括主要的 CPU、 GPU、内存、存储和网络设备制造商。目前各大厂商正通过加入 CXL 联盟、推出 支持 CXL 技术的产品、进行技术研发和量产等多种形式,积极布局 CXL 技术。英 特尔作为 CXL 技术的发起者之一,于 2019 年推出了这一开放性互联协议,牵头 成立了 CXL 联盟,并推出了基于 PCIe 5.0 的第一版规范;AMD 的 EPYC Genoa 支持 CXL 1.1 接口,并且其在研讨会中透露其计划在 3~5 年内将 CXL 技术导入消 费级 CPU。


CXL 连接解决方案正处于市场应用的早期阶段,下一代支持 CXL 的服务器 CPU的大批量部署是 CXL 广泛应用的关键催化剂。目前虽然仅有不到 10%的 CPU 与 CXL 标准兼容,但 Yole 预测,到 2025 年 60%左右的数据中心服务器 CPU 将 具备 CXL 功能,到 2027 年,CXL 功能将接近 100%。Yole Group 预计至 2028 年,全球 CXL 市场预计将 150 亿美元。


CXL 市场的核心是 DRAM,各内存厂商已推出 CXL 内存产品。Yole 预计, 到 2028 年,120 亿美元(即 CXL 市场总收入的 80%)将来自 DRAM。三大内存原厂高度重视 CXL 潜力,均纷纷布局。其中,三星布局最早且最为完善,早在 2021 年 5 月就推出了基于 DDR5 技术支持 CXL1.1 互联标准的内存模块,并随后发布 了首款支持 CXL 内存平台设计的开源软件解决方案,后续又研发出其首款支持 CXL2.0 的 128GB DRAM;SK 海力士于 2022 年开发出首款基于 DDR5 DRAM 的 CXL 存储器样品,还开发了 DDR6 CXL 计算存储器解决方案;美光于 2023 年 8 月在 FMS 2023 大会上宣布推出首款用于服务器的 CXL 2.0 内存扩展模块的样 品。




上游 CXL 内存控制器也有望迎来飞速成长。Astera Labs 结合 Yole 数据,预 计 CXL 内存控制器的市场规模将从 2023 年的 2.65 亿美元扩大到 2027 年的 44 亿美元,四年复合年增长率为 102%。Astera Labs 自 2022 年推出 Leo 内存控制 器,支持与 DDR5-5600 RDIMMs 的即插即用和高性能内存扩展;2022 年 8 月, Microchip 推出基于 CXL 的新型 SMC 2000 系列智能存储控制器。 国内公司中,澜起科技也率先卡位 CXL 内存控制器赛道,已于 2022 年 5 月 发布全球首款 CXL 内存扩展控制器芯片(MXC 芯片),其属于 CXL 协议所定义的 第三种设备类型,支持 JEDEC DDR4 和 DDR5 标准,同时也符合 CXL 2.0 规范, 支持 PCIe 5.0 的速率。2023 年 5 月三星推出的首款支持 CXL2.0 的 128GB DRAM 中,即用到了澜起科技的 MXC 控制芯片。2023 年 8 月,澜起科技 MXC 芯片成 功通过了 CXL 联盟组织的 CXL1.1 合规测试,被列入 CXL 官网的合规供应商清单, 成为全球首家进入 CXL 合规供应商清单的 MXC 芯片厂家。目前澜起也正在推进 量产前的相关准备工作,预计 2024 年开始进入上量爬坡阶段,有望在未来的全球 市场竞争中抢得先机。


1.1.4 以太网智能电缆模块助力 AI 集群管理


服务器通常使用有源电缆连接,集成 COSMOS 套件的 Taurus 电缆模块能实 现远程管理、诊断及遥测。为了应对越来越大、越来越复杂的人工智能工作负载, 超大规模服务器将数以万计的 GPU 和其他人工智能加速器互连起来,在数千台 服务器上并行处理工作负载,以提高系统计算能力,有源电缆通常是连接这些服务 器的方案之一。Astera Labs 的 Taurus 智能有源电缆模块即是通过其集成的 COSMOS 软件,大大优化了有源电缆连接,以更高的数据传输速率扩展以太网信 号覆盖范围,为云和人工智能基础设施提供经济高效的机架级网络连接,消除机架 级以太网连接瓶颈。主要体现在以下方面:


1)强化数据中心通信安全与效率:人工智能的高效运算依赖于加速器的稳定 运行。若单个加速器故障或网络传输不稳定,可能导致整个 AI 集群暂停并重新启 动,影响资源使用效率,增加模型训练的时间和成本。部署 Taurus 有源电缆模块 后,数据中心能够通过内建的 COSMOS 软件平台保障设备间的安全数据通信。模 块具备诊断功能,能监控关键网络参数并在超出设定阈值时触发主机中断。它还包 含全套自测试功能,能迅速定位故障,减少链路故障时间并快速隔离问题。


2)提高 GPU 及加速器利用率:GPU 和其他 AI 加速器计算效率较高,要求 内存和连接等其他基础设施必须高效传输数据以提升使用率。但加速器或 GPU 常 因等待数据而闲置,降低闲置率将提高云服务商资源利用率。Taurus 有源电缆模 块中所集成的 COSMOS 可以对服务器机群进行实时监控和预测性维护,从数百 万个链接中收集详细的性能数据。来自设备级软件组件的数据被传送到平台级软 件,以提供机群级洞察和分析。这样就可以对性能下降的硬件进行主动和预测性维 护,并将客户的工作负载重新分配到健康的硬件上。


3)提高系统安全性:Taurus 单片机具有安全功能,可防止未经授权的软件加 载、未经授权的模块诊断访问和未经授权的模块配置等形式的恶意攻击,确保只有 受信任的实体获准访问。


根据 650Group 的预测,数据中心的以太网连接解决方案将从 2023 年的 40 亿美元增长到 2027 年的 58 亿美元。随着以太网网络应用向高速 400G/800G 数 据链路过渡,650Group 预计 2027 年有源电力电缆(AEC)将占云网卡到 ToR 互 连的 63%。Astera Labs 表示这一转变将推动 AEC 模块市场规模从 2023 年的 约 7000 万美元增至 2027 年的约 13 亿美元,四年 CAGR 为 108%。


1.2 信骅召开业绩说明会,指引彰显服务器回暖


信骅成立于 2004 年,为全球领先的服务器 BMC(Baseboard Management Controller)芯片制造商,更于 2016 年收购博通旗下的 Emulex Pilot 服务器管 理芯片业务,市占率达 7 成,且信骅营收结构中近 9 成为 BMC 芯片贡献。因此公 司所披露的营收数据,也是观测服务器景气度变化的前瞻性指标。


信骅指引 24 年 Q1 营收环比持平,Q2 营收环增,通用服务器需求好转。3 月 26 日,信骅召开业绩说明会,预计 24 年 Q1 实现营收 9.67-10.26 亿新台币, 中值环比基本持平,超前期指引(前期预期 24 年 Q1 环比下降),主要因近几周 通用服务器需求。公司认为,英伟达下半年发布新一代 AI 服务器 GB200,云厂商 短期延缓老版 AI 服务器采购,将预算给到通用服务器,从而带来公司营收超预期 增长。公司看好 Q2 乃至 Q3 通用服务器出货表现。预计 24 年 Q2 营收 10.58- 11.34 亿新台币,环比个位数以上增长。


我们认为,信骅对服务器的指引,标志服务器市场持续回温,澜起科技与聚辰 股份作为服务器产业链上游,且受益于 DDR5 加速渗透,出货量同样有望持续迎 来好转。


2 投资分析

澜起科技:DDR5 加速渗透,新品驱动未来


澜起科技是一家领先的互连类芯片制造商,专注于 DDR2 至 DDR5 内存接口 芯片的研发与供应,并与三星、美光及 SK 海力士等全球知名内存模组厂商建立了 长期合作关系。此外,公司积极拓展互连类新品,推出了 PCIe Retimer、CXL 内 存控制器(MXC)、CKD 及 MCR 内存控制器(MRCD 及 MDB)等产品,以适应 数据中心、云计算和人工智能领域对高性能互连技术的需求。随着下游市场持续复 苏,DDR5 内存技术加速渗透,公司业绩有望实现高成长。同时,公司积极布局 AI 服务器等高速传输领域,预计 2024 年多种相关新品将逐渐上量,推动未来业绩持 续增长。


公司营收自 2016 年 8.5 亿元增长到 2018 年 17.6 亿元,主要是受益于 DDR4 的快速渗透与市场份额的大幅提升。2018 年至 2020 年期间,随着 DDR4 的渗透 逐步完成,公司营收状况保持相对稳定,维持在 17-18 亿元,净利润三年内从 7.4 亿元攀升至 11.0 亿元。2021 年之后,DDR5 渗透为公司业绩带来大幅增长,2022 年营业收入达 36.7 亿元,并实现归母净利润 13.0 亿元,同比分别增长 43.3%和 56.7%。2023 年,由于前期备货导致库存积压及下游市场的疲软,公司互联类芯 片与津逮服务器产品业绩均有所下滑,2023 年全年,互联类芯片实现营收 21.85 亿元,津逮服务器产线实现营收 0.94 亿元,共实现归母净利润 4.51 亿元。 随着下游库存逐步恢复正常,公司内存接口芯片与津逮服务器业绩有望恢复。 此外随着多类互连芯片的逐渐上量,公司成长天花板进一步开拓。




毛利率方面,公司整体毛利率波动较大,但互联类芯片毛利率较高且稳定。 2023 年,在终端需求不足,内存厂商持续去库的背景下,公司互联类芯片毛利率仍然维持了 61.4%的水平。考虑到下游库存去化完毕,以及公司 DDR5 接口芯片 迭代对毛利率的提振作用,我们认为毛利率将会进一步向上。


聚辰股份:DDR5 渗透加速,SPD、车规级 EEPROM 驱动成 长


聚辰股份是一家在非易失性存储芯片领域具有重要地位的高新技术企业,主 要产品包括 EEPROM、音圈马达驱动芯片、智能卡芯片和 NOR Flash,尤其在智 能手机摄像头 EEPROM 市场具有显著优势。公司积极拓展车规级 EEPROM 和 NOR Flash 等新产品线,以适应汽车电子等新兴市场的增长需求。此外,公司是澜起科技 SPD EEPROM 独家供应商,在该市场具有先发优势并已实现国际领先 的地位。随着 DDR5 内存技术的渗透和汽车智能化趋势的加速,聚辰股份凭借其 技术实力和市场地位,正处于业绩增长的拐点,具有良好的发展前景和增长潜力。


2019 年至 2022 年,公司在成长期内快速实现了总营收从 5.1 亿元至 9.8 亿 元的突破。受益于 DDR5 内存的渗透率提升,公司应用于电脑和服务器的 SPD EEPROM 产品快速放量,带动公司营收和归母净利润高速成长,2022 年公司实现 营收 9.8 亿元,同比增长 80%;实现归母净利润 3.5 亿元,同比高速增长 226.8%。 2023 年受个人电脑及服务器市场需求的疲软,全球主要内存模组厂商通过暂停采 购和削减产能等方式减轻库存压力,导致公司 SPD 产品的销量及收入出现较大幅 度下滑,公司在 2023 年实现营收 7.03 亿元,同比下降 28.25%;实现利润 1.00 亿元,同比下降 71.63%。 随着下游内存模组厂商库存水位的逐步改善,以及 DDR5 内存模组渗透率的 持续提升,公司 2023 年第四季度特别是 2023 年 12 月份以来的 SPD 产品销量及 收入环比实现较大幅度增长,相关业务回暖趋势明显。


公司 2019-2021 年毛利率分别为 40.78%、33.72%和 38.78%。2022 年随 着价格体系调整落地效应显现,叠加高净值 SPD 产品落地之初的良好表现,毛利 率大幅度上升。23 年随着下游市场需求疲软,内存模组采取策略减轻库存压力,公司整体毛利率小幅度回落至 46.59%,但仍高于 2021 年。考虑到未来 SPD 出 货重回增长,以及公司高价值量的音圈马达和车规产品等逐渐上量,我们认为聚辰 股份毛利率有望趋势向上。



(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)


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