2023H2全球伺服器市场发展暨关键议题分析.pdf
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1、 2023 Institutefor Information Industry全球伺服器市場發展暨關鍵議題分析魏傳虔 產業顧問兼組長陳牧風 產業分析師產業情報研究所財團法人資訊工業策進會2023.10.05 2023 Institutefor Information Industry1簡報大綱全球伺服器市場發展現況伺服器產業關鍵議題剖析算力結構面-生成式AI應用崛起,帶動AI伺服器出貨風潮淨零碳排面-永續淨零目標設立,提升液冷、再生能源導入速度終端需求面-因應快速部署需求,微型化、模組化設計模式興起地緣政治面-美中競局未曾停歇,生產據點配置受客戶要求調整台灣產業發展機會結論 2023 Inst
2、itutefor Information Industry2全球伺服器市場發展現況 2023 Institutefor Information Industry3客戶策略調整影響全球伺服器市場成長幅度201820192020202120222023(e)2024(f)2025(f)2026(f)2027(f)WW Vol.11,81412,09212,42312,98713,61113,32013,81714,44715,16815,905YoY6.2%2.4%2.7%4.5%4.8%-2.1%3.7%4.6%5.0%4.9%-3%-2%-1%0%1%2%3%4%5%6%7%05,00010,
3、00015,00020,00020182027年全球伺服器市場預測Shipment Unit(K)YoY影響全球伺服器市場因素 全球伺服器市場受到企業減少採購、美系雲端服務商延長伺服器汰換週期、調整資料中心建設計畫,中系品牌商與雲端服務商需求不振影響 新一代伺服器出貨、ChatGPT帶等因素帶動第三季出貨不如預期,2023年全球伺服器市場將相較2022年呈現衰退資料來源:MIC,2023年8月ChatGPT帶動AI伺服器需求美國禁令使中系品牌商成長受限搭載Intel、AMD新一代伺服器處理器的伺服器出貨雲端服務商延長既有伺服器汰換週期中國大陸雲端服務商受政策限制,伺服器需求下滑受全球經濟影響,
4、企業減少採購影響伺服器品牌商訂單 2023 Institutefor Information Industry4雲端服務商對2023年雲端服務及資本支出的看法2023Q22023Q32023Q42023Q2營業利益年減5%,伺服器採購訂單下調伺服器產品和和雲服務收入成長17%,Azure和其他雲服務收入增長26%預計2023年的總資本支出將略高於2022年。資本支出將包括技術基礎設施的顯著成長,而辦公設施下降。資料中心和伺服器投資步伐將在Q3加快,並在全年繼續增加Meta下調2023年資本支出從300330億美金下調至270300 億美元。AI伺服器的專案和設備交付延遲轉移至 2024 年 美
5、系四大雲端服務商,除Meta因要進行算力結構調整將調降資本支援,AWS、Azure、Google在基礎建設資本支出仍維持在既有水準微軟個人運算PC部門將會放緩,但是智慧雲端部門將持續成長,Azure OpenAI已擁有高於11,000個客戶,從五月增加 4,500 個客戶後,還在持續成長資料來源:各公司,MIC整理,2023年8月2023年資本支出將低於2022年的590億美元、物流相關支出預估將呈現年減,在此同時持續投資基礎設施、以支援AWS客戶需求,包括大型語言模型(LLM)和生成式AI投資雲端業務2023Q2收入年增 28%至 80.3 億美元,包含出租基礎設施和服務的Google Cl
6、oud資料中心架構變化,減少訂單設計更符合AI運算的資料中心 2023 Institutefor Information Industry5對2023年伺服器產業的看法-關鍵零組件處理器廠商第二季DCAI年減15%,原因包含遭遇競爭壓力和市場規模下滑伺服器與網路市場持續衰退,目前還沒到谷底,短時間內難見回升。資料中心部門營收年減11%,資料中心市場需求將於2023下半年回升,預計全年資料中心業務將實現兩位數成長資料中心營收創下紀錄,年增 61%,超大規模客戶營收顯著增加世界各地的 CSP 競相部署Hopper和Ampere 架構 GPU,除了企業採用AI之外,這些CSP還滿足自身為生成AI先驅
7、對 H100 的強烈需求零組件廠商上半年營收不佳,組裝廠與通路庫存水位高,客戶減少訂單隨著Intel Eagle Stream與AMD Genoa放量,BMC新品出貨比重將成長至30%以上因庫存調整及新品遞延,2023上半年營運表現平淡AI伺服器專案陸續進入量產,下半年營收可望逐步增溫,第三季較第二季持平到小增,第四季為全年高峰BMC機殼 處理器廠商Intel明顯受到製程遞延影響,AMD有望下半年回升,NVIDIA則在ChatGPT帶動下全年有望呈現高成長。零組件廠商則均看好下半年有望反轉資料來源:各公司,MIC整理,2023年8月2023Q22023Q32023Q4 2023 Institu
8、tefor Information Industry6ODM Direct出貨比重持續攀升,接近三成 綜觀全球伺服器品牌出貨量,2022年雲端服務商訂單增加促使ODMDirect比重持續上升,2023年中系品牌商面臨美國晶片法案、被列入實體清單、中國大陸內需不振等風險,在全球的佔比將會下滑。以伺服器代工業者為主的ODM Direct客戶更多元化,除雲端服務商外有望接獲大型電信商、資料中心託管商的訂單202120222023(e)ODM Direct27.1%29.5%32.9%Dell EMC17.9%17.6%16.4%HPE14.3%13.6%12.9%Inspur8.8%8.9%7.4%
9、Lenovo5.7%6.1%6.2%SuperMicro5.2%5.7%6.1%Huawei3.7%0.5%0.3%Brand_Others17.4%18.1%17.8%資料來源:MIC,2023年9月20212023年全球伺服器出貨量百分比品牌別 2023 Institutefor Information Industry72023年台灣伺服器第三季出貨擺脫低谷1Q222Q223Q224Q221Q232Q23(e)3Q23(f)4Q23(f)Server Board1,3891,4721,5931,5051,3131,2701,4161,543Server System1,1861,3251
10、,4631,3601,1821,2111,3531,477Server System QoQ-8.9%11.7%10.5%-7.0%-13.1%2.4%11.7%9.2%Server System YoY14.9%13.8%12.9%4.4%-0.4%-8.5%-7.5%8.6%Server Board QoQ-7.6%6.0%8.3%-5.5%-12.8%-3.2%11.5%9.0%Server Board YoY11.8%8.4%7.0%0.2%-5.5%-13.6%-11.1%2.5%-30%-10%10%30%50%70%90%05001,0001,5002,0002,5003,000
11、3,500資料來源:MIC,2023年9月Shipment Unit(K)1H:2H 46.2%:53.8%1H:2H 47.6%:52.4%2022Q12023Q4台灣伺服器出貨量 儘管第三季整體出貨量不如原先預期,仍擺脫2023年上半年面臨的伺服器出貨低谷。不論伺服器品牌商或雲端服務商,在出貨量上均有望提升。當中伺服器品牌商的主要拉貨動能包含新一代處理器與中低階AI伺服器出貨 各家雲端服務商均在增強自身資料中心中的AI算力部署,因此在有限的資本支出下需要採購價格高昂的AI伺服器,或將減少一般伺服器的訂單 2023 Institutefor Information Industry8Chat
12、GPT催化AI伺服器需求,產品線將更多樣化伺服器產品種類多少20251990小型、中型機大型機台刀鋒伺服器2005一般機架式伺服器塔式伺服器2015一般機架式伺服器超融合架構塔式伺服器刀鋒伺服器邊緣伺服器AI特化伺服器多節點伺服器2020塔式伺服器邊緣伺服器AI特化伺服器5G伺服器一般機架式伺服器刀鋒伺服器多節點伺服器超融合架構2023邊緣伺服器5G伺服器AI訓練伺服器AI推論伺服器主流產品重點產品新興產品ChatGPT帶動之產品網通廠商、代工廠發展新部門,持續研發5G與邊緣伺服器塔式伺服器一般機架式伺服器刀鋒伺服器多節點伺服器超融合架構邊緣伺服器5G伺服器塔式伺服器一般機架式伺服器刀鋒伺服器
13、多節點伺服器超融合架構搭載多顆GPU之AI訓練伺服器出貨將會增加,但因價格高昂對整體出貨影響較小AI訓練伺服器AI推論伺服器搭載FPGA、ASIC之AI推論伺服器,有望成為後續帶動AI伺服器出貨的主力塔式伺服器占比持續下滑刀鋒伺服器持續被多節點伺服器取代企業級、不須AI算力的企業,仍以機架伺服器為主為使算力配置更集中,多節點伺服器採用率上升超融合架構配合特殊應用場景,占比持平沉浸式液冷伺服器沉浸式液冷伺服器受到算力熱能增加,沉浸式液冷伺服器相關之淨泡液、材料認證將持續增加,但數量仍有限資料來源:MIC,2023年9月 2023 Institutefor Information Industry
14、9伺服器產業關鍵議題剖析 2023 Institutefor Information Industry10資料中心/伺服器發展關鍵議題盤點小型/微型資料中心增加預製與模組化資料中心建置淨零碳排面終端需求面算力結構面地緣政治面終端客戶對邊緣運算、低延遲需求增加,資料中心注重彈性化配置資料中心面臨資源消耗監管可再生能源成為關注重點液體冷卻導入率上升各國政府在追求2050淨零碳排下,對資料中心廠商提出更嚴格的要求資料中心AI使用量提升美國晶片法案使關鍵零組件受到影響,美中加速發展兩套體制AI運算將全面導入資料中心內部,可以用來改善運算效率伺服器關鍵零組件受限制ChatGPT&Open AI2023快
15、速竄升的新議題:2023 Institutefor Information Industry11伺服器產業關鍵議題剖析淨零碳排面 2023 Institutefor Information Industry12可再生能源使用率增加,並搭配電池儲能系統2025年將轉向100%的可再生能源供應,為其所有資料中心、建築物消耗的碳排放電 力 簽 訂 綠 色 能 源PPA合同AWS 正在穩步實現2025年使用100%可再生能源的目標,並於2022年推出乾淨能源加速計畫2.0Google 為再生能源全年購買量第一,已完成100%可再生能源,2030年實現電力供應脫碳,並在任何地方使用24/7 無碳能源Me
16、rta資料中心已實現淨零碳排放,並得到100%可再生能源的支持。能源比行業標準少32%,用水效率平均高出80%資料來源:各公司,MIC整理,2023年5月 四大雲端服務商預計在2025年全數達成100%使用可再生能源,2023年將持續進行電力的調整,電池儲能系統成為資料中心合理儲存及使用可再生能源重要的技術使用電池儲能系統(BESS),有效率調配再生能源太陽能風能可再生能源可以管理BESS可用電力能源管理系統(EMS)直流交流電轉換電力轉換系統(PCS)溫度、濕度及環境控制系統,空調設備等安全系統電池充電/放電安全操作電池轉換系統(BCS)電池模組資料中心 2023 Institutefor
17、Information Industry13從上游開始推動,資料中心液冷導入率提升Intel於OCP推出Open IP液冷伺服器模組2022年10月,Intel即在OCP峰會宣傳自身液冷伺服器,至2022年12月Intel永續日,與合作夥伴共同展示直接式與沉浸式液冷伺服器方案冷卻液成為沉浸式伺服器關注重點3M於2022年12月20日宣布2025 年之前逐步淘汰其產品線中的多氟烷基物質(PFAS)生產3M為全球冷卻液最重要的提供商,然而此將會使兩相式冷卻液受到影響吸引伺服器品牌商及白牌商推出相關解決方案單相式冷卻使用礦物、植物油,不受影響兩相式冷卻採用3M產品,將受到影響 直接式與沉浸式液冷技術
18、原先主要由散熱廠商以及部分系統整合商所擁有,然而在Intel於OCP分享後,將吸引更多廠商進入。冷卻液同樣受到環保影響,使原先由3M把持變成多元發展 2023 Institutefor Information Industry14AI伺服器功耗飆升,加速液冷技術發展傳統伺服器機櫃 48U機櫃用電量約3-5KW 多使用氣冷方式AI運算伺服器機櫃 48U機櫃用電量超過50KW 開始導入液冷技術水冷技術更適用於高密度與高功率的伺服器設備,將成為主流散熱技術資料中心PUE監管規範已經涵蓋全球主要市場;美國則由美系雲端大廠的永續發展目標帶動21為提升AI運算效率,單一伺服器配備多個CPU與GPU,且每個
19、處理器功耗多突破氣冷散熱極限值(300W),最高達700W資料中心PUE政策PUE規範執行時間中國大陸1.5以下執行中印度1.5以下(草案)歐盟1.4以下2025日本1.4以下鼓勵形式新加坡1.3以下執行中南韓1.3以下2025(草案)德國1.3以下2025(草案)荷蘭1.2以下執行中註:PUE數字越低,代表資料中心電力更高比例使用在IT運算設備上直接晶片液體冷卻(Direct-to-Chip,DLC)浸沒式液冷技術(Immersion cooling)散熱能力強,可提供50 KW至1,000KW的冷卻效果提供更高的能源使用效率(PUE)可應用於各種規模資料中心及邊緣運算優勢液冷技術漸成熟面對
20、生成式AI及永續凈零趨勢,AI伺服器及液冷技術,將強化台灣硬體產業於全球資料中心/伺服器供應鏈的重要定位3 2023 Institutefor Information Industry15算力結構面伺服器產業關鍵議題剖析 2023 Institutefor Information Industry16ChatGPT催化雲端服務商AI算力戰爭2023/04發表大型語言模型Titan發表平台式服務Bedrock將ChatGPT導入Bing與Edge中2023/04將ChatGPT升級為GPT-4Microsoft 365 Copilot推出Bard後,正在研發各類AI工具,包含GIFIAI圖片製作
21、、Tivoli Tutor語言學習AI 聊天機器人等LaMDA2、PaLM22023/02/24,公布AI大型語言模型LLaMA2023/05小模型LIMA以美系雲端服務商而言,當前ChatGPT技術仍佔據領先的位置,然而包含Amazon、Google、Meta均開始加速投入AIGC相關的產品中系雲端服務商,以百度的推行速度最快,阿里巴巴於4月正式推出模型,字節跳動及騰訊則尚未有實體產品的出現,然而儘管當前在AI算力上仍得以支撐,未來恐將面臨美國晶片法案的挑戰2023/02/07公布文心一言2023年8月31日已開放全球使用者於2023/04/12正式推出通義千問AI聊天機器人2023/02/
22、23指出,字節跳動已在AI模型上佈局,主要專注語言和圖像雲雀模型、豆包AI機器人2023/03/30研發類ChatGPT聊天機器人將推出混元大模型資料來源:各公司,2023年9月 2023 Institutefor Information Industry17僅透過CPU作主要運算價格相對較低處理數量較少但複雜的數據主要針對企業營運內部管理系統,如郵件伺服器、ERP、CRM除CPU外,使用GPU、FPGA、ASIC等加速卡來加速AI運算價格相對較高處理大量數據,可進行推論/訓練資料來源:NVIDIA,MIC整理,2023年7月AI伺服器根據規格,可以安裝1顆到8顆GPU,如NVIDIA DGX
23、 H100 即搭載8顆H100 GPU一般伺服器 vs.AI伺服器的定義 2023 Institutefor Information Industry1818 2023 Institutefor Information IndustryAI推論、AI訓練伺服器的作用與差異特徵差異一般伺服器AI推論伺服器AI訓練伺服器主要運算單元CPU低階GPU、FPGA、ASIC高階GPU運算設備體積高度以1U、2U為主高度以1U、2U為主根據應用,高度可達4U、5U、7U出貨數量最多,一般企業均會進行採用次多,在未來小型AI模型蓬勃發展,有望進一步提升最少,價格高昂,有大型語言訓練、AI訓練需求的企業才會採
24、購出貨方式單台、整櫃出貨單台、整櫃出貨除單台、整櫃出貨外,透過超級電腦方式提供(DGXGH200)伺服器的價格1,500-3,000(美金)根據加速卡,價格範圍較大3,000-20,000(美金)15萬以上(美金)DGX8x H100價格高達20萬美金總耗電量/熱能最低,平均功耗200w-1,000w不等平均功耗2,000-4,000w最高,DGX A100 6.5KWDGXH100 10.2KW代表性產品一般市售伺服器可搭載NVIDIAL4、A2等GPUAMD Xillinx Alveo加速卡、Intel Gaudi2和Greco 的伺服器可搭載NVIDIAH100&A100、AMD MI2
25、00&MI300、Intel Ponte VecchioGPU的伺服器作用/應用場景數據量小,但應用多元且複雜的場景人臉辨識&車牌辨識等,需要迅速進行大量推論的場景AI大型語言模型訓練,數量龐大且須長時間訓練的數據一般、AI推論、AI訓練伺服器需求情境資料來源:MIC,2023年7月 一般、AI推論及AI訓練伺服器,各自符合其應用場景。在ChatGPT帶動的AIGC浪潮下,AI訓練伺服器的需求量增加,未來可望帶動AI推論伺服器需求 2023 Institutefor Information Industry19受惠於生成式AI熱潮,AI伺服器出貨與產值提升7.9%11.4%13.8%15.9%
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