國金證券:三次電源隨AI芯片進入升級周期 產業競爭壁壘向系統能力遷移

智通財經
昨天

智通財經APP獲悉,國金證券發布研報稱,從產業節奏看,三次電源將沿「成熟方案升級—模塊化架構導入—封裝級/芯片級供電演進」推進。短期,多相Buck+DrMOS仍是主流底座,AI芯片功率提升將帶動單機相數、單相電流能力、低DCR電感、高可靠電容和高階PCB用量提升,業績兌現確定性較強。中期,TLVR、模塊化POL、VPD等方案有望加速導入,進一步改善瞬態響應、降低PDN損耗並緩解板面空間約束。長期,IVR、封裝級電源和背面供電將與先進封裝、Chiplet、HBM深度協同,具備平台協同和前瞻技術儲備的廠商有望獲得長期卡位價值。

國金證券主要觀點如下:

AI算力需求持續釋放

推動AIDC供電架構向800VDC高壓直流和電力電子化方向演進,供電瓶頸也正從機房側、機櫃側進一步下沉至板級與芯片側。三次電源作為直接面向GPU/ASIC的末級電壓調節環節,決定芯片供電穩定性、瞬態響應能力與算力釋放水平,正伴隨AI芯片功率躍升進入系統性升級周期。

需求驅動:芯片功率躍升,低壓大電流成核心矛盾

英偉達數據中心GPU熱設計功耗從A100的400W提升至B300的1400W,五年間提升逾2.5倍;液冷導入後,單機櫃GPU部署數量和功率密度進一步提升。在覈心電壓維持0.6V1.8V低壓區間的約束下,功耗提升最終轉化為末級供電電流放大,千安級電流疊加毫歐級PDN阻抗,使I2R損耗呈平方級放大。同時,AI芯片負載快速波動對輸出電壓穩定性提出更高要求,三次電源面臨大電流、高瞬態、小空間、高效率四重約束,架構升級成為必然方向。

技術演進:從分立式多相Buck向模塊化、垂直供電和封裝級集成邁進

短期看,多相Buck+DrMOS仍是GPU/CPU/ASIC核心供電的主流基線,隨着單芯片功率向千瓦級提升,供電相數、單相電流能力、數字控制精度以及配套磁件、電容和高階PCB用量均有望提升。中期看,TLVR、模塊化POL、VPD垂直供電有望加速導入,分別改善瞬態響應、縮短客戶設計周期、降低PDN阻抗並釋放芯片周邊空間。長期看,IVR、封裝級電源和背面供電將與先進封裝、Chiplet、HBM深度協同,推動三次電源進一步向封裝和芯片內部遷移。

產業鏈影響:核心元器件量價齊升,競爭壁壘向系統能力遷移

DrMOS方面,高功率大電流推動DrMOS用量線性增長,產品規格由50A向80A/90A以上演進,前四大海外廠商合計份額約85%,供應緊張打開國產導入窗口;電感方面,高頻化與小型化推動電感材料與工藝升級推動量價雙擊;電容方面,MLCC用量較通用服務器提升約13倍,高端料號供給緊張推動價格上行,未來MLCC和硅電容或將分層應用互為補充;PCB方面,嵌入式電感/電容、高多層與3D結構成為高功率密度三次電源的重要升級方向。

競爭格局:海外龍頭主導,國產廠商加速追趕

芯片側MPS、英飛凌領跑多相控制器與DrMOS市場;模組側台達、偉創力、Vicor分別在全鏈路系統方案、垂直供電產品、分比式電源架構等領域形成差異化競爭優勢;被動元件側,村田、乾坤科技等廠商在高端MLCC和芯片電感領域佔據優勢。國內廠商中,傑華特加速推進多相控制器和DrMOS產品導入,深南、中富深耕三次電源PCB並已實現批量交付,鉑科、龍磁等則受益於高端芯片電感升級。

風險提示

資本開支不及預期;芯片功率提升不及預期;技術路線變;客戶認證和訂單放量不及預期等。

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