随着数据中心设备间数据传输速率和带宽的不断提升，选择合适的互联方案已成为市场关注的焦点。光纤和铜缆因其抗干扰性和保密性，已成为主要传输媒介。尽管光纤因传输距离远的优势在通信行业被广泛采用，铜连接方案在数据中心设备内的短距离连接（如交换机到服务器）中，逐渐获得了更大的市场份额。在NVIDIA GB200 解决方案的一个重要变化在于交换机和计算节点在单个机柜内的互连，交换机的内部连接采用铜缆连接，而不是之前的PCB-光模块-电缆连接。
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铜互联技术已成为提升数据中心性能的关键要素
针对交换网络，有多重连接方案。在数据中心内部，按照传输介质不同，存在光纤连接和铜缆连接两大类网络线缆连接方式，常见的光纤连接包括光模块+光纤、 AOC，铜缆连接则主要包含 DAC/ACC/AEC。
（1）光纤连接：
光模块+光纤：光模块搭配光纤是目前应用最为广泛的网络布线方案。光模块是光纤传输中的关键组件，它负责完成光电转换的任务。在发送端，光模块将电信号高效地转换成光信号，通过光纤进行远距离传输；而在接收端，光模块则将接收到的光信号再转换成电信号，供后续处理使用。光模块+光纤的方案，优势在于传输距离长，劣势在于功耗和成本偏高。
AOC（Active Optical Cables，有源光缆）：光模块和光纤集成化，形成一整条线缆，无需用户侧组装。AOC 通过光纤传输高速信号，可用于 100m 内的中短距离互联场景。AOC 方案优点是具有更高的传输性能和更长的传输距离，且较铜缆重量轻、布线方便，缺点是相较于铜缆成本和功耗较高。
（2）铜连接
按是否内置电子元件以增强信号，铜缆连接可分为无源铜缆（DAC，Direct Attach Cable）和有源铜缆（Active Copper Cable）。
DAC（Direct Attach Cable，无源铜缆）：是一种双绞线网络线缆，用于连接交换机、路由器和服务器进行组网。不需要外部电源，不内置电子元件增强信号，仅通过两根导线绞合在一起形成双轴电缆。DAC 不仅满足高速互联的需求，同时几乎不消耗任何电力，也不产生任何热量，其功耗几乎为零，同时成本相比“光模块+光纤”更低，适用于超短距离连接，但缺点容易受到电磁干扰的影响。
有源铜缆：在 DAC 基础上加入信号调节芯片后，即形成有源铜缆，分为 ACC和 AEC。ACC 是一种在线缆的接收端（Rx 端）加入一定能力的线性 Redriver 来提供信号的均衡和整形的技术，他利用芯片来补偿无源铜缆 DAC 的高频损失，更像是通过放大拟信号的有源电缆，将传统铜缆的传输距离扩展到更长的应用场景范围。
AEC（Active Electrical Cable，有源电缆）是有源铜缆的细分种类，AEC 通过在线缆两端加入Retimer 芯片实现对信号的放大和再生，相比传统的无源直连铜缆DAC 的传输距离更长，同时大幅优化了信号质量。
02
GB200 大量应用铜连接方案，AI 推动高速铜缆需求高增
2.1、 ChatGPT 及 DeepSeek 掀开 AI 大模型浪潮，算力是数字经济的核心生产力
ChatGPT 掀起生成式 AI 浪潮，国内外 AI 大模型竞争依旧激烈且创新不断。 OpenAI、谷歌、Meta、Anthropic 等科技公司持续推出新模型及不同功能版本，持续引领潮流。GPT-4o 在多模态融合上表现出色；谷歌 Gemini 系列推出不同版本，满足从移动端到数据中心的多元需求；Meta Llama3 开源激发了全球开发者热情；Anthropic Claude、xAI Grok 等也各有亮点。AIGC 产业的发展来自算法、数据及算力的综合推动，大模型引起社会高度关注。AIGC 代表式产品 ChatGPT 文本生成能力强大，GPT-4 点燃人工智能发展浪潮。
国内DeepSeek 成立不到两年颠覆开源大模型格局，性能对标海外。
AI 大模型的训练所需要的算力呈指数级提升。随着生成式人工智能（AIGC）技术的普及和发展，基于“大数据+大计算量”模型的新应用不断涌现，对算力系统的需求日益增加，反映了人工智能领域计算需求的增长速度远远超出摩尔定律的预测。
AI 服务器产值与出货量持续扩张。根据 TrendForce，2024 年 AI 服务器产值约为 2050 亿美元，受惠于高ASP 和需求强劲，2025 年有望增长至近 2980 亿美元，占整体服务器产值逾七成。同时，2024 年AI 服务器出货量年增 46%，预计 2025 年将继续增长近 28%，占整体服务器出货比重突破15%。
Precedence Research 预计2024 年全球生成式人工智能市场规模为258.6 亿美元，预计到2034 年将达到10050.7 亿美元左右，从2025 年到2034 年的复合年增长率为44.20%。使用高分辨率、文本到图像和文本到视频转换等技术推动了对生成式 AI的需求。此外，对工作流程现代化（包括跨行业的自动化和远程监控）的需求不断扩大，将推动生成式AI 市场的增长。
2.2、 英伟达在GB200 NVL72 中广泛使用铜互连技术
带宽升级助力数据中心突破算力瓶颈。带宽指通信线路或设备能够传输信号的频率范围，高带宽通常意味着设备能够在更高频率下传输更多信息。为了满足生成式 AI 应用和 AI 模型训练对算力资源的需求，数据中心通过在多个互联计算节点间分配工作负载来满足这些新需求。由于单个分布式任务的运行时间受到最慢节点的限制，因此设备之间的高效互联成为突破算力系统瓶颈的关键。
PCIe 速率提升满足高带宽需求。PCIe 于 2003 年推出，其提供了一个更高效、更高带宽的接口。随着时间的发展，PCIe 已经成为现代计算平台的标准，从最初的1.0 版本发展到了如今的6.0 版本。
PCIe 1.0：提供2.5 GTps 的单向带宽，每个通道的最大传输速率为250 MB/s。
PCIe 2.0：带宽翻倍至 5.0 GTps，每个通道的最大传输速率为 500 MB/s。
PCIe 3.0：再次翻倍至 8.0 GTps，每个通道的最大传输速率为 1 GB/s，同时提高了编码效率，从 8b/10b 编码改为128b/130b 编码。
PCIe 4.0：带宽达到16.0 GTps，每个通道的最大传输速率为 2 GB/s。
PCIe 5.0：最新版本，带宽为 32.0 GTps，每个通道的最大传输速率为 4 GB/s。
PCIe 6.0：带宽达到 64.0 GTps，每个通道的最大传输速率为 8 GB/s，引入了PAM4 调制技术，进一步提高传输效率。
预计PCIe7.0 将于 2025 年推出，其单通道速度可能达到 128GT/s。
铜连接方案在互联市场广泛应用。铜连接产品在数据中心高速互联产品中一直扮演着重要角色，特别是在服务器内部的短距离传输场景下，铜连接对于散热效率和信号传输以及成本方面有着显著的优势，因此铜互连仍是当下以及未来许多应用中最具成本效益的解决方案。
下面我们对NVIDIA 下一代 GB200 网络架构对铜缆连接和光模块的需求量进行分析：
铜缆连接在224GB 交换机时代具有经济高效的优势。铜缆连接在交换机和服务器高密度集群化的趋势中具有性价比和功耗优势，铜缆连接有望逐步成为 224Gb/s交换机时代的最佳解决方案。NVIDIA GB200 解决方案的一个重要变化在于交换机和计算节点在单个机柜内的互连，交换机的内部连接采用铜缆连接，而不是之前的PCB-光模块-电缆连接。GB200 互连分为三大类：
（1）GB200 NVL72 机柜间连接（外接电缆）：大型数据中心往往需要大量的机柜进行并行计算，如果需要对外联网，则通过 TOR 交换机用DAC/AOC 电缆连接（如图 12 所示）。对于大量的机柜，外部互连需要安装在机柜上方的布线设备中进行有序连接，电缆长度往往很长，铜缆在 2 到 4 米以上后无法满足连接要求，因此长距离互连主要使用光纤电缆进行连接，铜电缆在这个环节中不能完全取代光纤电缆。
（2）GB200 NVL72 单机柜连接（机柜内部电缆）——全部替换为铜缆：图13中，8 个计算节点和 9 台交换机通过图 13 黄色区域的铜缆内部连接，铜缆背板通过PCB 背板-光模块-线缆连接取代了以前使用的 TOR 交换机和计算节点。对于单通道224GB/s 的新一代交换机，800G/1.6T 光模块的功耗通常在 16W 以上，如果 GB200 NVL72 的连接方案基于之前的光模块连接，将造成高功耗问题。铜缆连接比光模块消耗更少的功率，更具成本效益。
（3）NV 开关内部–使用铜线实现从背板连接器到开关芯片的连接：对于单通道224Gb/s 的交换机，如图15 的黄色部分所示，PCB 板面积也是有限的，不足以覆盖整个区域，因此无法实现更远距离的链路连接，而铜跳线方式可以实现从背板到开关芯片的连接。
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数据中心发展带动铜连接需求增长
3.1、 数据中心能耗攀升，铜互联拥有低功耗优势
数据中心总耗电量持续高速增长。在全球范围内，根据国际能源署(IEA)的数据可知，2022 年全球数据中心的耗电量为460TWh（相当于全球总用电量的 2%），2026年可能会升至 1,000TWh 以上。根据工信部和中国信通院数据，截至去年年底，我国在用数据中心机架规模超过 880 万标准机架。
数据中心的高运营成本是算力行业面临的另一问题。根据 Synergy Research Group 的数据，仅在2022 年，大约90 亿美元用于建设大容量数据中心，预计到2030年将以 4%速度增长。然而，受劳动力市场紧张、大宗商品价格波动、通胀高企和供应链影响，自 2020 年以来全球建筑项目的资本成本至少上涨了 6%。因此为降低整体运营成本，提升传输速率、优化布局和提高能效已成为关键方向。
3.2、 铜连接技术契合数据中心当前需求
数据中心互联场景的多样性和客户需求的个性化催生了不同类型的网络设备和传输载体（有源光缆、直接铜缆、光模块和光纤跳线）。随着市场对数据传输的需求不断增加，IDC 机房可以增强中小企业的业务竞争力。数据中心的机房中放置了大量的网络交换机和服务器集群。它们是综合布线和信息网络设备的核心，是信息网络系统的数据汇聚中心。对于服务器、交换机之间以及服务器与交换机之间的连接，需要使用直连铜缆、有源光缆、光纤跳线等传输载体来实现数据互通。
铜缆互联由于不涉及光电转化，因此具有低功耗特点。相比于有源光缆（AOC），目前的铜直接连接电缆（DAC）的功耗约 0.1W，可以忽略不计，有源电缆（AEC）亦可将功耗控制在 5W 以内，可在一定程度上降低算力集群整体功耗。
成本考量下铜互联性价比突出。在铜缆可触达的高速信号传输距离内，相比光纤连接，铜连接方案的成本较低，此外，铜缆模组在短距离内可以提供极低延迟的电信号传输并具有高可靠性，不会出现光纤在某些环境下可能出现的信号丢失或干扰风险。同时，铜缆的物理特性使得它更易于处理和维护，并且其兼容性强，通常无需额外的转换设备即可部署使用。
3.3、 伴随接口速率升级，高速铜缆传输速度亦逐步升级
随着数据中心400G 和800G 速率网络成为主流，1.6T 升级趋势明确，伴随Serdes速率逐步从 56G、112G 向 224G 升级，单端口速率将基于 8 通道达到 1.6T，高速传输成本有望大幅下降，对应铜缆速率也向着 224Gbps 演进。为解决高速铜缆的传输损耗问题，AEC、ACC 通过内置信号增强芯片提升传输距离。
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高速铜缆产业链涉及多环节，市场空间广阔
4.1、 内外部需求旺盛，高速铜缆使用场景丰富
分应用场景来看，铜互联应用场景主要有芯片直出跳线 overpass、服务器内部线、背板互联线和机柜外部线。具体来看，高速跳线 overpass 可解决数据量激增及带宽更高时面临的传输问题，可实现 AISC 与背板、ASIC 与 IO 接口及芯片之间的互连；芯片跳线主要包括C2B（芯片对背板）线、C2C（芯片对芯片）线、C2F（芯片对前面板）线；服务器内部线主要包括 MCIO 线、PCIE 线及 SAS 线等等；机柜内高速背板互连指背板和单板之间通过裸线进行互连，机柜外部通过高速铜缆 ACC连接到服务器 SFP/QSFP 等IO 端口，再通过服务器内部跳线进行数据传输，或实现机柜与机柜之间的互联。
外部线可进一步分类为无源DAC、有源ACC（Active Copper Cable）和AEC （Active Electrical Cable），功耗均低于AOC。以400G 为例，无源DAC 使用导电铜线在两端之间直接连接，不包括有源元件，因此成本最低，传输距离不超过3 米，主要用于系统内机架连接，功耗也最低；有源铜缆（ACC）在电缆内部添加了有源信号驱动器或均衡器芯片，可以补偿铜传输造成的部分损耗，相比无源DAC，ACC 可实现额 2–3 米的传输距离，满足更远距离的互联需求，功耗也随之增加；有源电缆（AEC）在电缆内部包含 retimer，可以在传输开始和结束时清理、去除噪声并放大信号，因此传输距离可达 7 米，功耗也高于ACC，但仍低于有源光缆 AOC。
GB200 高速铜连接中主要涉及到的是IO CAGE、背板连接器、近芯片连接器等。 GB200 机柜对于高速连接器的用量提升非常显著，其中800G、1.6TIO CAGE 用于和光模块&ACC 对插的端口，尤其是 1.6TIO CAGE 单通道速率提升至 224Gbps，对于高频高速防串扰设计成为难点。而背板连接器、近芯片连接器目前代表性的是安费诺的Paladin、OverPass 系列，此类连接器的特点是超高速信号以及大电流密集传输， pin 脚密集，对于连接器制造的精度、一致性、电镀处理难度极大。
根据Light counting 最新预测，有源电缆（AEC）、数模转换器（DAC）和有源光缆（AOC）市场预计将从 2023 年的 12 亿美元增长到 2028 年的 28 亿美元。AOC的基数相对较大，预计每年将增长15%左右。DAC 预计将以每年约25%的速度增长。 AEC 的基数较小，但预计年均增长率约为45%。
4.2、 AEC 产业链：上游芯片及线缆最核心，光模块厂商切入组装环节
AEC 产业链主要可以分为以下几个环节：上游环节包含：原材料（铜材料、塑料材料）供应、芯片制造、铜缆制造、连接器及其组件的生产。中游为AEC 生产组装厂。下游环节的终端客户群体涉及多个行业，包括数据中心、高性能计算(HPC)、消费电子和工业自动化等领域，其中不乏英伟达、华为等知名算力服务器供应商，以及众多互联网厂商和电信运营商等大型企业。
4.2.1、 线缆及Retimer 芯片：AEC 核心部件
高速铜缆组件由线材和连接器组成。安费诺以组件形式销售背板线模组、近芯片跳线以及外部 IO DAC&ACC，高速线材和连接器作为重要原材料可能选择外采或代工方式。根据华丰科技招股书，高速线缆组件产品工序包括外购线材、智能裁切、电子布线、导线端头处理、与自制的连接器端接、灌封、包装处理。
从高速通信线制造环节拆分来看，（1）材料处理：合金铜线经过拉丝工艺变成细铜线，其中核心原材料是高纯度铜材（主要供应商有博威合金、威兰德等），决定了电缆的导电性能，再通过电镀/化学镀银等方式形成镀银线（主要供应商有恒丰特导等）；（2）绝缘：镀银铜线经过挤塑绝缘、编织、挤塑护套、成圈包装等流程形成芯线（多数为线材厂商内部完成），其中护套材料根据民品/军品要求不同使用材料不同。一般来说单根芯线可由数根至十根以上不等数量的镀银铜线绞合而成，而对于高速数据通信芯线而言，通常由一对差分线组成；
（3）编织：芯线经由绝缘押出、平行对绕包、编织、挤塑护套等环节形成成品线材（主要供应商有安费诺、乐庭智联、安澜万锦、神宇股份、景弘盛、蓝原科技等），至此完成线材制作；（4）组件组装：成品线材加上连接器可成为完整线束产品，即我们提到的高速铜互联组件，用于不同互联方案，主要供应商有安费诺、泰科、莫仕、立讯、兆龙、金信诺、华丰等厂商。
不同环节设备和材料对芯线到线材制作有重要影响，具体来看：
（1）绝缘芯线压出：绝缘材料对成品性能有非常大的影响，目前主要有 PP、FEP、铁氟龙、FEP 发泡、铁氟龙发泡材料等，对于PCIE6.0 以上高速传输材料绝缘材料普遍使用发泡材料。对于绝缘工序来讲，需要严格控制的是绝缘外径、同心度、椭圆度以及电容等指标。（2）平行对绕包：即将 2 根绝缘芯线及地线集合在一起，同时在外面包上一层铝箔或铜箔麦拉和一层自粘聚酯带，过程将影响线材的阻抗、延时差、衰减等；绕包工序中铝箔&铜箔的厚度和重叠率要严格控制，此外，聚酯带绕包的方向应与铝箔&铜箔相反，同时对自粘聚酯带的加热温度也要精准控制。此外，平行绕包线弯曲性能差，还应尽量避免弯折，尽量做到伏贴和保护芯线。
（3）线材编织：通过编织机在成缆芯线外面编上一层金属屏蔽网，以增强线材的屏蔽效果，过程中需对线材的收放线张力及排线等进行控制；（4）线材外被压出：通过压出机在编织或成缆线材外面押上一层聚烯烃材料被覆，对线材加以保护，过程中需对张力及排线、押出方式等进行控制。
4.2.2、 连接器：全球集中度高，中国企业跻身行业前列
连接器通常由接触件、绝缘体、壳体、附件构成，在子系统之间传输电流或光信号，并且保持各系统之间不发生信号失真和能量损失的变化。其中接触件是连接器的核心部件，通过阴阳性接触件插合完成电连接。
连接器下游中通信和汽车为占比最高的两个细分子行业。根据 Bishop & Associate 数据，2021 年全球连接器市场规模 779.91 亿美元，其中通信连接器占比23.47%，排名第一。通信连接器包括无线射频连接器、微波连接器、背板连接器、板对板连接器、线对板连接器等，主要应用在电信和数据中心两大市场。
由于发达国家 5G 建设的阶段性放缓、传输网建设的周期性等因素，通信市场表现平缓，而以大模型为代表的 AI 算力建设 2024 年后驱动科技企业数据中心资本开支大幅提升，且主要用于 AI 服务器采购，数据中心成为通信连接器市场增速最快的赛道；汽车连接器占比 21.86%，排名第二；计算机及外设连接器占比13.13%，排名第三。
连接器行业集中度高，但我国本土厂商正逐步获得话语权。据 Bishop & Associates 的数据，截至 2023 年，全球前10 家连接器制造商占据市场份额达52.6%，较 2022 年的 51.9%略有提升。泰科电子、莫仕、安费诺这三家大型厂商市场份额约占全球总体份额的 30%以上。国产厂商如立讯精密，利用地缘因素充分整合供应链优势，服务与快速反应能力以及产品成本与质量控制能力一流。
随着上下游产业向国内转移，中国逐渐成为各类电子产品和原材料的重要生产基地。国内投入先进的生产线和成本相对较低的劳动力，对市场需求响应速度快，成功进入国际知名厂商供货体系等。同时这些优势也有望在全球化分工及国内连接器制造商自身发展过程中不断得到强化，从而持续抢占国际市场份额。
4.2.3、 AEC 组装：光模块厂商参与到铜缆产业链，其组装能力、客户渠道或可复用至AEC
在传统光模块的内部结构中，价值量占比较高的主要是光芯片（激光器芯片和探测器芯片）和电芯片（DSP、TIA、Driver 等），这部分核心光电芯片基本由光模块厂商外采。这些光电芯片和无源光器件以分立式器件的形态为主，光器件之间由光纤或自由空间元件连接，经过贴片、打线、粘接耦合、焊接等工序实现模块化组装。能够认为 AEC 在数据中心的应用场景与光模块存在交叉和互补，且 AEC 铜缆的生产组装过程和光模块较为类似，核心有源芯片（Retimer）也需外采。部分国内光模块厂商如新易盛、中际旭创、博创科技、华工科技等切入到AEC 产业链，配合下游CSP 客户进行产品设计和生产，优先卡位AEC 铜连接市场。
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代表企业
受益于AI高速发展和数据中心需求快速增长两条主线。其中增量环节主要为受益于高速铜缆的内外部需求，以及受益于芯片直出跳线 overpass、服务器内部线、背板互联线和机柜外部线等丰富的应用场景。我们认为随着 AI 技术的进一步发展，以及数据机房的快速建设，高速铜缆为 AI 产业链中的高成长赛道，关注度日益提升。
5.1、 华丰科技：连接器核心骨干企业
通讯领域，公司是较早一批在主流设备供应商布局的企业，较早成为华为、中兴、诺基亚的全球供应商，在烽火通信、新华三等公司成立之初即成为其合格供应商。公司聚焦背板连接器、电源连接器、射频连接器、线缆组件等产品技术，并形成了具有较大影响力和竞争力的包含多种速率的高速背板连接器系列拳头产品。同时，公司积极拓展服务器业务领域，为数据中心和云计算基础设施提供高性能连接解决方案。公司已实现通讯设备制造商和服务器厂商的覆盖，并为主流客户进行合作配套。
公司利用高速技术优势，在服务器业务领域进行拓展，服务器产品布局、客户拓展均取得了重要突破。公司与主要通讯客户在 112G、224G 高速率产品开始合作或进行项目交流。在“高速”方面，公司主要研制的产品有：公司 112G 铜缆高速产品包括背板高速线模组、IO 高速线模组、板内 Chip to Chip 高速线模组等主流架构产品，为数据中心交换机、核心路由器、加速计算服务器、通用服务器等领域提供完整的高速互连解决方案。
5.2、 瑞可达：连接器专精特新小巨人企业
公司是专业从事连接器产品的研发、生产、销售和服务的国家专精特新小巨人企业，主要产品包括连接器、连接器组件和模块等系列，是同时具备光、电、微波、流体、数据连接器产品研发和生产能力的企业之一。
随着 AI、云计算、边缘计算等需求的快速增长，促使高性能数据中心需求爆增。AEC 是一种集成信号增强技术的高速铜缆组件，主要用于数据中心短距离（0.5-7 米）高速互联场景（如服务器-交换机、机架内设备间），相比传统无源铜缆(DAC)和光纤方案，AEC 在成本、功耗和兼容性上具备优势，尤其适用于 400G/800G 及更高速率需求的数据中心，AEC 在短距离数据中心场景中具备不可替代性。公司的产品主要应用于通信连接系统中的通信基站的天馈部分的板对板射频盲插连接器、板对板射频同轴连接器、高密度集成板对板连接器等以及应用于 AI 与数据中心领域的SFP+、CAGE 系列、高速板对板连接器、高速 I/O 连接器和 AEC 高速铜缆等系列产品。 （参考来源：开源证券研究所）
（本文转载自智车行家）
