说起AI服务器，可能很多人觉得它很神秘，但其实它和我们日常生活中的电子设备一样，都是由各种零件组成的，其中就包括了PCB——也就是印制电路板。PCB在电子设备里头，就像人的神经系统一样重要，负责连接电子元器件，实现电气和信号的传输。AI服务器作为高性能计算的代表，对PCB的需求自然也是水涨船高。
先从一个基本概念说起。PCB，即印制电路板，是电子元器件电气连接的提供者。它是采用电子印刷术制作的，通过在绝缘基材上，按预定设计形成点线结合的导电图形，最后制成电子元件与其他部件的电气连接。简单来说，PCB就是电子设备的神经系统，没有它，任何电子设备都无法正常工作。
AI服务器与普通服务器在硬件架构上存在显著区别。普通服务器主要用于处理日常的数据存储、传输和应用服务，其硬件配置相对固定，对PCB的需求也较为有限。而AI服务器则不同，它们需要处理大量的计算任务，尤其是复杂的并行计算，这要求服务器具备强大的计算能力和高速的数据传输能力。因此，AI服务器的硬件配置要复杂得多，对PCB的需求也更大。我们以英伟达（NVIDIA）的DGX A100为例，这是一款顶级的AI服务器。通过拆解分析，我们可以清晰地看到其PCB的分布和用量。DGX A100的PCB主要分为三个部分：GPU板组、CPU母板组和配件。GPU板组是AI服务器的核心部分，也是PCB用量最大的区域。DGX A100搭载了8颗GPU，这些GPU通过复杂的PCB板进行连接和通信。具体来说，GPU板组的PCB主要由GPU载板、NVSwitch、GPU加速卡（OAM）和GPU模组板（UBB）四部分组成。每一颗GPU都需要一个载板来承载，这些载板不仅提供了GPU与主板之间的电气连接，还确保了GPU的稳定运行。根据产业链调研，单颗GPU载板的价值量约为100美元，因此DGX A100的GPU载板总价值约为800美元，约合人民币5200元（按汇率6.5计算）。
NVSwitch是基于NVLink标准用于GPU之间通信的基础模组。在DGX A100中，每一颗GPU都通过NVSwitch与其他GPU进行高速数据传输，从而实现了高效的并行计算。DGX A100搭载了6块NVSwitch，每块的价值量约为195元人民币，因此NVSwitch的总价值量约为1170元。GPU加速卡（OAM）是用于承载GPU芯片的板卡。在DGX A100中，每一颗GPU都有一个对应的GPU加速卡。这些加速卡通过高速接口与主板相连，确保了GPU与CPU之间的数据交换速度。DGX A100的GPU加速卡采用了先进的CCL材料和高阶HDI工艺，其单价价值量较高，约为2880元人民币（按面积和单价计算）。GPU模组板（UBB）是用于搭载整个GPU平台的PCB板。在DGX A100中，只有一块GPU模组板，但它却承载了所有的GPU组件和模组。这块模组板的设计非常复杂，采用了多层通孔PCB板和先进的CL材料，其单机价值量约为3000元人民币。综合以上四部分，DGX A100的GPU板组PCB价值量合计约为12250元人民币。其中，载板级别的产品单机价值量为6370元，占比52%；PCB级别的产品单机价值量为5880元，占比48%。从面积上来看，GPU板组的PCB用量面积达到了0.624平方米，占整机PCB面积的很大比例。接下来，我们来看看CPU母板组。CPU母板组是所有服务器的核心部件，它包含了CPU母板、系统内存、网卡、PCIE Switch等部件。在DGX A100中，CPU母板组的PCB用量主要是CPU载板、CPU主板和配板。这些板卡不仅提供了CPU与主板之间的电气连接，还搭载了各种功能性配板，如系统内存卡、网卡、拓展卡、存储操作系统驱动板等。DGX A100的CPU载板与GPU载板规格相近，如果按单颗CPU载板价值量100美元计算（DGX A100搭载2颗CPU），则单机价值量约为1300元人民币。CPU主板则主要用于承载CPU芯片、PCIE Switch芯片、PM模组及各种功能性配板卡。DGX A100的CPU主板采用了10~12层Low Loss等级CCL材料、通孔板的设计，单价约为1000元人民币/平方米。按照DGX A100的尺寸规格设计估测，CPU主板面积为0.38平方米，因此CPU主板单机价值量为1140元人民币。加上其他配板的价值量，CPU母板组的PCB总价值量约为2845元人民币。除了GPU板组和CPU母板组外，DGX A100还有其他一些配件，如风扇模组、硬盘、电源模组等。这些配件虽然不直接参与计算任务，但它们却是服务器稳定运行的重要保障。这些配件的PCB价值量相对较低，合计约为226元人民币。综合以上所有部分，DGX A100整机的PCB用量面积为1.474平方米，单机价值量为15321元人民币。其中，GPU板组、CPU母板组、配件的PCB价值量占比分别为80%、19%、1%。从板级的分类来看，载板级别单机价值量为7670元人民币、占比达到50.1%，PCB板级单机价值量为7651元人民币、占比49.9%。通过对比可以看出，AI服务器的PCB用量和价值量远远超过了普通服务器。我们以市面上较为先进的2U普通服务器华为2288HV6（双路服务器，PCIE4.0）为例。通过拆解分析，我们估测普通服务器的PCB用量面积为0.630平方米，单机价值量为2425元人民币。对比普通服务器和以DGX A100为代表的AI服务器，AI服务器所用PCB单机价值量相对普通服务器提升了532%，增量贡献主要来自算力需求（贡献增量的95%）和集中度提升（贡献增量的5%）。其中，载板级的单机价值量提升了490%，PCB板级的单机价值量提升了580%。
再来看更先进的DGX H100服务器。DGX H100是英伟达推出的另一款顶级AI服务器，其PCB价值量也更高。我们估测DGX H100服务器的PCB用量面积为1.428平方米，单机价值量为19520元人民币。其中，GPU板组单机价值量达到1.57万元人民币、占比达到81%，CPU母板组单机价值量为3554元人民币、占比为18%，其他配件单机价值量226元人民币、占比为1%。从板级的分类来看，载板级别单机价值量为10140元人民币、占比达到51.9%，PCB板级单机价值量为9380元人民币、占比为48.1%。对比DGX A100和DGX H100，平台升级将使得PCB单机价值量提升27%，增量贡献83%来自GPU板组、17%来自CPU母板组，其中载板级的单机价值量提升32%，PCB板级的单机价值量提升23%。AI服务器PCB的供应关系也相对复杂。GPU板组通常由GPU设计厂商全权设计，因此对应的PCB板的供应关系决定权也由GPU设计厂商决定。CPU板组则遵循既有的服务器厂商供应链关系，即CPU载板由CPU设计厂商决定，CPU模板和整套系统所需的拓展卡板由终端客户决定，而其他带芯片的PCB板则通常是客户向功能件厂商提出设计需求，然后由功能件厂商自行决定PCB的采购。配件则通常是客户直接购买模组厂成熟的产品，部分场景是客户会向配件模组厂商提出一定的设计需求，但不影响模组厂商对PCB采购的决定权。从市场趋势来看，随着AI大模型和应用的落地，市场对AI服务器的需求日益增加，市场扩容在即。研究机构TrendForce火速上调AI服务器出货量预期，可见AI服务器市场的火热。此前预计2023年AI服务器增速约8%，2022-2026年复合增速10.8%，但随后调整为2023年AI服务器出货量增长15.4%，2023-2027年复合增速约12.2%。随着AI服务器加速出货，PCB的巨大增量给相关公司带来了巨大的想象空间。AI服务器的PCB用量和价值量之所以如此之大，与其复杂的硬件架构和强大的计算需求密不可分。从GPU板组到CPU母板组，再到各种配件，每一个部分都离不开PCB的支持。而随着AI技术的不断发展，AI服务器的硬件配置也将越来越复杂，对PCB的需求也将越来越大。通过以上分析，我们可以看出，AI服务器对PCB的需求远远超过普通服务器。而PCB作为电子设备的神经系统，其质量和性能也直接影响着AI服务器的运行效率和稳定性。因此，在选择AI服务器时，我们不仅要关注其硬件配置和性能参数，还要关注其PCB的质量和供应商。只有选择了优质的PCB供应商和合适的硬件配置，才能确保AI服务器的稳定运行和高效计算。
