国金证券:三次电源随AI芯片进入升级周期 产业竞争壁垒向系统能力迁移

智通财经
3 hours ago

智通财经APP获悉,国金证券发布研报称,从产业节奏看,三次电源将沿“成熟方案升级—模块化架构导入—封装级/芯片级供电演进”推进。短期,多相Buck+DrMOS仍是主流底座,AI芯片功率提升将带动单机相数、单相电流能力、低DCR电感、高可靠电容和高阶PCB用量提升,业绩兑现确定性较强。中期,TLVR、模块化POL、VPD等方案有望加速导入,进一步改善瞬态响应、降低PDN损耗并缓解板面空间约束。长期,IVR、封装级电源和背面供电将与先进封装、Chiplet、HBM深度协同,具备平台协同和前瞻技术储备的厂商有望获得长期卡位价值。

国金证券主要观点如下:

AI算力需求持续释放

推动AIDC供电架构向800VDC高压直流和电力电子化方向演进,供电瓶颈也正从机房侧、机柜侧进一步下沉至板级与芯片侧。三次电源作为直接面向GPU/ASIC的末级电压调节环节,决定芯片供电稳定性、瞬态响应能力与算力释放水平,正伴随AI芯片功率跃升进入系统性升级周期。

需求驱动:芯片功率跃升,低压大电流成核心矛盾

英伟达数据中心GPU热设计功耗从A100的400W提升至B300的1400W,五年间提升逾2.5倍;液冷导入后,单机柜GPU部署数量和功率密度进一步提升。在核心电压维持0.6V1.8V低压区间的约束下,功耗提升最终转化为末级供电电流放大,千安级电流叠加毫欧级PDN阻抗,使I2R损耗呈平方级放大。同时,AI芯片负载快速波动对输出电压稳定性提出更高要求,三次电源面临大电流、高瞬态、小空间、高效率四重约束,架构升级成为必然方向。

技术演进:从分立式多相Buck向模块化、垂直供电和封装级集成迈进

短期看,多相Buck+DrMOS仍是GPU/CPU/ASIC核心供电的主流基线,随着单芯片功率向千瓦级提升,供电相数、单相电流能力、数字控制精度以及配套磁件、电容和高阶PCB用量均有望提升。中期看,TLVR、模块化POL、VPD垂直供电有望加速导入,分别改善瞬态响应、缩短客户设计周期、降低PDN阻抗并释放芯片周边空间。长期看,IVR、封装级电源和背面供电将与先进封装、Chiplet、HBM深度协同,推动三次电源进一步向封装和芯片内部迁移。

产业链影响:核心元器件量价齐升,竞争壁垒向系统能力迁移

DrMOS方面,高功率大电流推动DrMOS用量线性增长,产品规格由50A向80A/90A以上演进,前四大海外厂商合计份额约85%,供应紧张打开国产导入窗口;电感方面,高频化与小型化推动电感材料与工艺升级推动量价双击;电容方面,MLCC用量较通用服务器提升约13倍,高端料号供给紧张推动价格上行,未来MLCC和硅电容或将分层应用互为补充;PCB方面,嵌入式电感/电容、高多层与3D结构成为高功率密度三次电源的重要升级方向。

竞争格局:海外龙头主导,国产厂商加速追赶

芯片侧MPS、英飞凌领跑多相控制器与DrMOS市场;模组侧台达、伟创力、Vicor分别在全链路系统方案、垂直供电产品、分比式电源架构等领域形成差异化竞争优势;被动元件侧,村田、乾坤科技等厂商在高端MLCC和芯片电感领域占据优势。国内厂商中,杰华特加速推进多相控制器和DrMOS产品导入,深南、中富深耕三次电源PCB并已实现批量交付,铂科、龙磁等则受益于高端芯片电感升级。

风险提示

资本开支不及预期;芯片功率提升不及预期;技术路线变;客户认证和订单放量不及预期等。

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