高速背板连接器结构及供需情况如何？

需求受 AI 驱动，国产厂商加速替代。

1、 需求：皇冠上的明珠，深度受益 AI 算力&通信设备的需求增长

高速背板连接器（backplane connector）用于连接背板和子板等，通常用于模块 化设计的服务器、交换机和路由器等通信设备、算力设备中。高速背板是电子系 统中各模块间进行物理连接的部分复杂系统，依赖于背板上的连线、走线和连接 器来处理大量的高速数据流。高速背板连接器是高速背板和各个子板之间的桥梁 与枢纽，对多个模块间的通信起重要作用。一般情况下，高速背板连接器用于连 接背板和子板，物理形态上，子板和背板间成垂直结构、平行结构等，传递高速 差分信号或单端信号以及传递大电流，主要用于服务器、交换机、路由器和光纤 传输应用中，是大型通讯设备、超高性能服务器和巨型计算机、工业计算机、高 端存储设备常用的连接器。

随着数据传输速率的提升以及各设备向小型化、轻量化的发展，为减少信号损耗 等，高速背板器在架构上向正交架构和线缆背板架构等方向演进。高速背板连接 器根据不同的应用场景，具有非常丰富的应用架构，主要包含四大种类。一是传 统背板和平行板方式（分为正向平行和反向平行），二是正交形式（包括 90°正交 与 270°正交），三是板对板形式，四是线缆背板形式。细分架构来看： ①传统背板：非正交架构，即传统 PCB（印刷电路板）背板架构，所有的板卡均 插在背板的同一面，通过无源铜背板上的走线完成各板卡的交互。最大的优点在 于市场标准化和节省空间，这种连接方式也是最被大众所熟知且在广泛使用的解 决方案。 ②正交背板：也可称伪正交，外表上和正交架构相似，同样采用前面横插（竖插）、 后面竖插（横插）、前后板卡垂直相交的结构。但伪正交的板卡共同插在一个中置 大背板上，而非采用“正交连接器”直接相连，还是通过背板上的走线将各个单 板联系起来。相较于 PCB 背板架构，这种架构一定程度上扩展了交换平面的数量， 但背板的走线距离并没有显著减少，传输速率仍然受到限制，且存在整机通风散 热差等问题。 ③正交零背板：由于正交背板系统里中两侧的板卡呈垂直角度，风道不易设计， 所以最大问题就是整机通风散热差。另外背板上的过孔长度一般都较长，阻抗不 连续比较厉害，导致高速性能交叉。为了解决上述问题，业界提出了直接正交架 构技术，即无中置背板，业务卡和交换卡通过连接器直接连接，这样散热效果更 好，同时也没有了较长的背板过孔，提升了信号完整性的性能。 ④板对板：两块 PCB 板成 180°平行排布，通过扣合高速板对板连接器，实现两 块不同 PCB 板的连接和数据传送。这种模式的优点在于灵活的定制化，是当前 112G 和未来 224G 热门的解决方案之一。 ⑤线缆背板：类似于无中置背板正交结构，即用高速线缆替代背板，两端用高速 背板连接器连接。线缆本身的制造工艺非常成熟，高速线缆本身的损耗比 PCB 少 很多；且线缆可以在比传统 PCB 背板设计长出两到四倍的距离中，保持信号完整性，因此可以将网络设备中的数据信道延长至三英尺或更长。但是线缆的加工效 率低，焊接的效率要远低于抗压效率。目前，线缆方案应用不多，方案实现的成 本相对较高。

伴随以太网传输单通道传输速率和总体速率的提升，高速背板连接器作为系统模 块互连的关键组件，传输速率已经升级至 112G，正在向 224G 演进。随着人工智 能、云计算、自动驾驶、5G 数据流量和应用、元宇宙等技术的发展，数据中心对 高吞吐和大带宽的需求越发迫切，以太网/IB 等网络速度已经从 25G/50G 增长到 400G/800G，并有望很快达到 1.6T；单通道信号传输速率逐渐升级到 112G，正在 向 224G 领域演进。高速背板连接器等作为整体互连功能的元件，在高速数据传 输的应用中扮演着不可或缺的角色，已经向 112G/224G 等方面发展，以匹配各种 应用场景下的高速互连要求。

随着人工智能、云计算、互联网的快速发展，AI 服务器、高吞吐量交换机的需求 量不断扩大，将带动高速背板连接器需求增长。根据 Business Research Insights， 全球来看，2021 年全球背板连接器市场规模为 19.402 亿美元，预计到 2031 年将 达到 36.945 亿美元，预测期内复合年增长率为 6.65%。中国来看，根据华丰科技 《会计师第二轮问询回复意见(2022 年年报更新版)》数据，据 Bishop&Associates 的预测，2021 年、2022 年我国高速背板连接器市场规模分别达到 6.08 亿美元（约 合人民币 38.76 亿元）、6.13 亿美元（约合人民币 39.08 亿元）。

2、 供给：专利限制减弱&设备商扶持，国内厂商加速打破海外垄断

112G 高速背板连接器领域，国产厂商和海外厂商在技术上基本处于同一起跑线 上，专利限制减弱。56G 及以下领域，海外厂商技术领先国内公司约 5 到 10 年；海外龙头通过专利互授等，形成技术和专利壁垒实现市场垄断。最新一代的 112G 领域，国内外厂商技术起点基本一致，华丰科技、安费诺等国内外厂商均在 2020 年前后推出 112G 新产品。因此，112G 时代，国内厂商无需规避专利技术壁垒， 可降低产品的研发成本和难度。目前，部分国内厂商已经完成 112G 高速背板连 接器的客户测试，并开始布局 224G 高速背板连接器的研发。

2018 年以来，伴随中美贸易摩擦及海外的芯片限制等，华为、中兴等国内通信设 备商，开始在高速背板连接器领域寻找国产替代方案。①华丰科技和华为的合作： 2018 年，华为和华丰科技开始在高速背板连接器上进行深入合作；2019 年，华丰 科技研发的高速背板连接器通过华为的验收认证并开始量产及向华为批量供货。 2021 年，华为入股华丰科技。②华丰科技和庆虹电子的合作：天眼查数据显示， 2020 年 1 月 17 日，哈勃科技投资有限公司新增成为庆虹电子（苏州）有限公司 的股东。庆虹电子（苏州）有限公司成立于 2001 年 7 月，经营范围包括生产各类 仪用接插件、各类精冲模、精密型腔模、模具标准件及五金件，销售公司自产产 品，从事各类电子元器件的批发及进出口业务等。与此同时，高速背板连接器厂 商和设备商具有很强的合作粘性。高速背板连接器是新系统硬件的至关重要零件， 一旦在系统设计初期被选上，很可能无法用别家的连接器替换。因为在 10Gbps 以 上工作频率，若连接器的内部结构不同，传输性能会大不一样。

目前，国内厂商已经逐渐打破国外巨头的垄的局面，国产替代进程加速。根据中 国国际工程咨询公司的《重点电子元器件研究报告》，安费诺在自动化装配检测包 装、高速冲压、精密模具制造等方面，具有一流的工艺技术水平；其 56Gbps 和 112Gbps 的 Paladin 系列，占据高速背板连接器近 70%的市场份额。为了应对海外 对中国移动通信设备厂商的技术封锁和关键物料限制，国内设备商加速高速背板 连接器国产化替代进程。根据华丰科技 2023 年招股说明书，目前，国内高速背板 连接器供应商包括丰科技、庆虹电子、中航光电等。其中，华丰科技与庆虹电子 分别占据华为 20%-30%的份额，中航光电的主要客户为中兴。产品方面，华丰科 技已推出 112Gbps 高速背板连接器并已完成主要客户的产品测试，中航光电和庆 虹电子相继开发 112Gbps 高速背板连接器。据测算 2021 年，华丰科技高速背板 连接器业务的国内市场占有率超过 3%。