> **来源：[研报客](https://pc.yanbaoke.cn)** # AI电源升级的两场战役：从柜外到柜内 ## 核心内容概述 随着AI芯片（如GPU和ASIC）功耗的持续提升，传统的低压供电架构已难以满足需求。AI电源系统正在经历从“设施侧”到“芯片侧”的架构升级，主要通过**前端升压降电流**和**后端近距降电阻**两条路径实现。本文详细分析了AI电源系统的升级逻辑、技术演进路径以及投资建议。 --- ## 主要观点与关键信息 ### 一、AI芯片功率跃升推动电源架构升级 - AI芯片功耗不断提升，从单芯片到整柜、整集群层面形成叠加效应。 - 电源升级的核心在于**降低I²R损耗**，即减少电流和路径电阻。 - 传统低压供电体系（如48V/54V）面临导通损耗、散热压力、线缆空间等瓶颈。 - 电源不再是后端配套，而是决定AI芯片性能释放和集群稳定运行的核心基础设施。 ### 二、AI电源升级的两场战役 #### 第一场战役：前端升压降电流 - **目标**：通过提升供电电压，降低远距离传输电流，从而减少线路损耗。 - **路径**： - **Sidecar**：兼容现有480Vac基础设施，通过独立机柜实现800VDC快速导入。 - **巴拿马**：中压侧高度集成，推动MW级供电快速交付。 - **SST**：中压直转800VDC，重构长期供电架构，具有更高功率密度和效率。 - **优势**： - 降低铜耗与发热； - 减少线缆及空间需求； - 提升系统效率（如NVIDIA方案效率提升约5%）。 #### 第二场战役：后端近距降电阻 - **目标**：缩短低压大电流传输路径，降低PDN电阻，提升供电稳定性与瞬态响应。 - **路径演进**： - **Shelf级方案**：800VDC进入机柜后，通过DC/DC转换降至50V，适配现有服务器架构。 - **Tray级方案**：将800VDC进一步直降至12V/6V，贴近GPU/ASIC，减少中间转换层级。 - **模块化电源**：如DrMOS、芯片电感、MLCC电容等元件集成，提升功率密度。 - **垂直供电（VPD）**：将电源模块直接放置于芯片背面，缩短供电路径。 - **IVR/SIVR**：未来可能将电压调节器集成至封装或芯片内部，进一步降低PDN阻抗。 ### 三、技术演进趋势与关键器件 - **高频化**：为了压缩磁性器件体积，开关频率提升至接近1MHz。 - **氮化镓（GaN）**：在高频、高效率、小型化需求下，成为800V板级电源转换的首选器件。 - **模块电源**：相比分立式电源，模块电源在成本、性能、空间利用和可靠性方面更具优势。 - **供电架构**： - 传统横向供电（LPD）存在铜耗高、散热差、空间占用大等问题。 - 垂直供电（VPD）和集成式供电（IVR/SIVR）是未来趋势。 ### 四、产业链受益环节 - **一次电源**：包括PSU、HVDC Power Rack、SST等，推动高压直流化。 - **二次电源**：包括Shelf/Tray级DC/DC转换器，推动800V向板级下沉。 - **三次电源**：包括VRM/POL、DrMOS、电容、电感、PCB等，受益于低压大电流和模块化趋势。 - **核心受益公司**：涉及GaN器件、高频电源模块、模块电源厂商、高端磁性元件制造商等。 --- ## 投资建议 - AI电源升级是**技术驱动型**趋势，建议关注： - **受益于技术迭代**的电源及零部件公司； - **800VDC相关产品**的厂商，如Sidecar、SST、巴拿马架构； - **高频高变比DC/DC**及**氮化镓器件**的领先企业； - **模块化电源**与**垂直供电**方案的提供商。 --- ## 风险提示 1. **资本开支不及预期**：若AI算力基础设施建设放缓，将影响电源需求。 2. **800VDC渗透不及预期**：若机柜功率密度提升不及预期，传统方案仍可能主导。 3. **芯片功率提升不及预期**：若芯片功耗增长放缓，可能削弱电源升级的紧迫性。 4. **客户认证及订单放量不及预期**：新产品需经历多轮测试与认证，若进度滞后，可能影响业绩兑现。 5. **行业竞争加剧与供应链风险**：随着市场扩大，竞争可能加剧，关键元器件供应紧张或成本上升可能影响盈利能力。 --- ## 技术演进路径总结 | 层级 | 供电方式 | 主要技术演进 | 核心器件 | |------|----------|--------------|----------| | 一次电源 | 高压直流（800VDC） | 从48V/54V向800VDC演进 | PSU、HVDC Power Rack、SST、SiC/GaN | | 二次电源 | 800V→50V/12V/6V | 从Shelf级向Tray级演进 | 高频DC/DC、GaN、DrMOS | | 三次电源 | 低压大电流（1V） | 从分立式向模块化、垂直供电演进 | VPD、IVR/SIVR、MLCC、电感、PCB | --- ## 总结 AI电源升级是应对芯片功耗提升、整柜功率密度增加的必然选择，其核心在于降低I²R损耗。从**柜外到柜内**，电源系统正在经历由高压直流化（800VDC）向**近芯片供电**的演进，推动电源技术从传统低压架构向更高功率密度、更高效率、更高集成度方向发展。未来，**GaN器件、高频DC/DC模块、垂直供电架构**将成为行业重点发展方向，相关产业链企业有望受益。