AI 伺服器 PCB 產值大幅提高,高技術 PCB 廠商受惠
相較一般伺服器,主流 AI 伺服器增加 4-8 顆 GPU,且由於需要以高頻高速傳輸資料,因此在 PCB 層數上有所增加,採用的 CCL 等級亦有提升,帶動 AI 伺服器 PCB 產值達一般伺服器的數倍,然而技術門檻也隨之提高,高技術的 PCB 廠商將有望受惠。
AI伺服器PCB價值增量主要來自GPU板組
以NVIDIA DGX A100為例,PCB板主要可分為CPU板組、GPU板組與配件板,整體PCB價值含量約較一般伺服器增加5~6倍,約94%增量來自GPU板組,主要原因為一般伺服器多未配置GPU,NVIDIA DGX A100共配置八顆GPU。
進一步來看,CPU板組PCB由CPU載板、CPU主板、功能性配板組成,約占整體AI伺服器PCB價值的20%;GPU板組的PCB由GPU載板、NV Switch、OAM(OCP Accelerator Module)、UBB(Unit Baseboard)組成,約占整體AI伺服器PCB價值79%;配件板PCB由電源、硬碟、散熱等組成,約占整體AI伺服器PCB價值1%。
AI伺服器GPU板組採高層數PCB板、Ultra Low Loss等級以上CCL材料
CPU板組方面,DGX A100 CPU採AMD Rome 7742,ABF載板層數18~20層;PCB板層數12~14層、Low Loss等級CCL材料,功能性配板含CPU内存卡、網卡、轉接卡等PCB板,主要採8~10層板、Mid Loss等級CCL。
GPU板組方面,由於OAM需要承載GPU間以PCIe或NVLink傳輸的高頻高速訊號,DGX A100 OAM的SXM版採四階HDI,需要用到20層、Ultra Low Loss等級CCL材料;PCIe版則採一階HDI,14層、Ultra Low Loss和高Tg FR4等級CCL材料混壓;UBB為承載GPU模組的PCB板,需要承載GPU間高速訊號相連,採26層通孔板,CCL材料為Ultra Low Loss,因此GPU板組所採用的PCB板價格較高。
AI伺服器技術門檻提高,供應商數量減少
由於AI伺服器需多卡互連,走線較一般伺服器更多,也更密集,加上AI GPU較一般GPU針腳數更多,顯存顆粒數量也有所增加,GPU板組的PCB層數可達20層以上,在層數的增加下,良率也隨之降低,而在高頻高速傳輸的需求下,CCL材料亦由Low Loss等級提升至Ultra Low Loss,在技術門檻的提高下,能夠進入AI伺服器供應鏈的廠商也隨之減少。
目前AI伺服器的CPU載板供應商有Ibiden、AT&S、Shinko、欣興,主板PCB供應商有金像電、健鼎;GPU載板供應商有Ibiden,OAM的PCB供應商有欣興、臻鼎,金像電、博智、健鼎尚在認證中,CCL供應商有台光電;UBB的PCB供應商有金像電、楠梓電、博智,CCL供應商有台燿、Panasonic。
ABF載板方面,台廠目前未取得NVIDIA AI GPU訂單,主因為目前NVIDIA AI GPU產量尚少,預估2023年產量僅約150萬顆,且Ibiden於16層以上ABF載板良率約較台廠高10~20個百分點,不過隨著台積電CoWoS產能持續開出,2024年NVIDIA AI GPU產量有望達270萬顆以上,台廠將有望取得低個位數占比市占。
▲ NVIDIA AI伺服器PCB供應鏈。(Source:拓墣產業研究院整理,2023.7)
(首圖來源:shutterstock)