广发证券研究报告指出,PCIe Retimer芯片正成为AI服务器中不可或缺的关键组件。随着AI服务器出货量快速增长、PCIe 5.0渗透率持续提升,Retimer市场需求迎来爆发式增长。以Astera Labs为代表的Retimer厂商营收与英伟达数据中心季度营收高度重合,反映Retimer需求与AI算力扩张的直接联动。预计2027年全球PCIe Retimer市场空间约9.66亿美元,2023-2027年CAGR达59.7%。国内澜起科技作为Retimer市场的主要追赶者,亦有望受益于行业增长。
Retimer在AI服务器中的关键价值与配置关系
PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)是服务器内部硬件间数据传输的核心总线标准。从PCIe 3.0到4.0到5.0,传输速率从8GT/s提升至16GT/s、32GT/s。随着速度不断翻倍,信号在传输过程中因链路损耗而产生的衰减问题愈发严重。解决信号衰减主要有三种方案:更换更低损耗的PCB板材(成本数百美元)、使用Redriver信号放大器(数十美元)、使用Retimer信号恢复芯片(数十美元)。Retimer通过时钟恢复电路重新定时输入信号,消除时钟偏移和抖动,在性能、标准化和生态支持上具有比较优势。
在AI服务器中,GPU与CPU、GPU与GPU之间的PCIe互联通信需大量Retimer芯片保证信号完整性。根据Astera Labs方案,一台8卡GPU的AI服务器UBB板上配置8颗PCIe 4.0 Retimer,Headnode上再配置8颗,总计16颗。在支持PCIe 5.0的NVIDIA H系列服务器中,配比关系约为Retimer:GPU=2:1。Astera Labs季度营收与英伟达数据中心季度营收趋势高度重合,验证了Retimer需求与AI服务器出货量的直接联动关系。
PCIe 5.0渗透驱动通用服务器Retimer从选配到标配
通用服务器同样为Retimer带来长期增量。PCIe 5.0升级后,信号传输距离大幅缩短——Megtron-4级别PCB在PCIe 4.0下支持11英寸传输,PCIe 5.0下仅支持5英寸。服务器主板内距离CPU较远的CEM插槽间通信需使用Retimer芯片修复信号,从“可选配置”变为“刚需配置”。
Astera Labs展示了Retimer芯片在通用服务器中多达8处潜在使用场景,包括NVMe SSD、NIC、Riser卡等。2023年通用服务器PCIe 5.0渗透率仅约1%,预计2027年达60%,为Retimer市场贡献显著增量。测算显示,通用服务器PCIe Retimer市场空间将从2023年的约0.94亿美元增长至2027年的约7.7亿美元,CAGR约69%。
市场空间测算与竞争格局分析
综合AI服务器和通用服务器两大场景,PCIe Retimer总市场空间预计从2023年约0.94亿美元增长至2027年约9.66亿美元,2023-2027年CAGR达59.7%。AI服务器方面,TrendForce预测2024年全球AI服务器出货约167万台(占比12.2%),同比增长41.5%,2026年市场规模约1.98亿美元。通用服务器方面,PCIe 5.0渗透率提升将从2024年的8%提升至2027年的60%,对应市场空间约7.7亿美元。
竞争格局方面,Astera Labs是全球首个推出并量产PCIe 5.0 Retimer的厂商,占据PCIe 4.0和5.0大部分份额。国内澜起科技进展迅速,已成为PCIe Retimer市场的重要追赶者。谱瑞科技占据部分PCIe 4.0份额,通信芯片龙头博通于2024年3月推出首款PCIe 5.0/6.0 Retimer方案(基于5nm工艺)。PCIe 6.0 Retimer产品持续迭代,带来更高ASP,头部厂商有望维持较高毛利率水平。
PCIe Retimer市场空间测算(2022-2027E)| 项目 | 2022 | 2023 | 2024E | 2025E | 2026E | 2027E |
|---|
| 全球AI服务器出货量(万台) | 13.3 | 18 | 30 | 45 | 55 | 65 |
| 每台AI服务器配置Retimer数量(颗) | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| AI服务器Retimer市场空间(百万美元) | 35.1 | 52.7 | 95.5 | 147.2 | 184.8 | 218.4 |
| 通用服务器PCIe 5.0渗透率 | — | 1% | 8% | 20% | 40% | 60% |
| 通用服务器Retimer市场空间(百万美元) | — | 6.7 | 51.5 | 114.2 | 304.4 | 565.5 |
| 合计Retimer市场空间(亿美元) | 0.35 | 0.59 | 1.47 | 2.61 | 4.89 | 7.84 |
PCIe 6.0与下一代AI服务器带来的增量空间
PCI-SIG协会于2022年1月正式发布PCIe 6.0标准规范,传输速率再次翻倍至64GT/s,x16配置可达121GT/s。PCIe 6.0采用PAM-4信号调制和FLIT低延迟前向纠错技术,对信号完整性的要求进一步提升,有望推动Retimer芯片在下一代AI服务器中的单机配置数量增加或价值量提升。
Astera Labs已推出PCIe 6.0 Retimer产品(PT6xxx系列),目前处于送样阶段,预计客户在未来6-9个月内做出设计决策。博通Vantage 6方案同样基于5nm工艺支持PCIe 6.0和CXL 3.1。PCIe 6.0 Retimer带来更高ASP,有望推动行业市场规模进一步扩大。预计2026-2027年PCIe 6.0 Retimer将逐步贡献收入,成为行业增长的下一阶段驱动力。