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半导体行业深度报告：多相电源——高性能计算供电解决方案

核心内容

多相电源是一种应用于低压大功率领域的高性能供电解决方案，主要由多相控制器和DrMOS模块组成，用于为SoC、CPU、GPU等高性能计算芯片提供稳定、高效、低热的电源支持。其技术优势在于提升功率密度、效率和瞬态响应能力，广泛应用于服务器、数据中心、通信基站、智能驾驶、个人电脑等领域，市场规模庞大，预计全球超100亿人民币。

主要观点

• 技术原理：多相电源通过多个降压电路并联运行，实现高电流输出，同时降低散热和提高系统效率。
• 应用领域：涵盖数据中心、通信系统、智能驾驶、个人电脑等，随着算力需求的提升，多相电源市场将持续增长。
• 市场格局：目前多相电源市场由海外大厂主导，如MPS、英飞凌、ADI、STMicro等，而国内厂商如杰华特、晶丰明源、宁波奥拉等正在快速追赶，尚处于起步阶段。
• 行业趋势：随着高性能计算、人工智能、大数据、5G、智能驾驶等技术的发展，多相电源需求将显著增加。
• 国产替代前景：国内厂商在多相控制器及DrMOS技术上取得突破，有望在未来几年内填补国内空白，实现替代。

关键信息

1. 多相电源技术特点

• 高效率：通过DrMOS和多相控制器的组合，系统效率显著提高，如MPS48V电源结构可降低配电损耗16倍。
• 高功率密度：DrMOS采用三合一封装，体积仅为分离MOSFET的1/4，功率密度为3倍。
• 低热设计：有效降低系统发热量，提高散热效率。
• 高瞬态响应：满足处理器di/dt>1000A/us的瞬态响应需求。
• 模块化设计：简化电源设计流程，减少外部组件数量。

2. 产业趋势分析

2.1 数据中心

• 数据中心规模迅速扩张，2021年我国数据中心业务收入达1500亿元。
• 多相电源可有效提升服务器用电效率，降低能耗，支持高算力需求。
• 一台服务器以4个CPU为例，多相电源价值约66美金，全球服务器出货量约1354万台，预计多相电源市场近9亿美元。

2.2 通信系统

• 通信基站（宏基站、小基站）对高效率供电需求提升，多相电源技术可用于BBU、RRU、AAU等关键部件供电。
• 国家政策持续支持通信行业，推动产业链优化升级。

2.3 智能驾驶

• 智能驾驶渗透率不断提高，ADAS市场快速增长。
• 多相电源为自动驾驶系统中的SoC、CPU、GPU等芯片提供高效供电，降低系统能耗。
• 智能驾驶算力平台对电源管理提出了更高要求。

3. 竞争格局

• 海外市场：由MPS、英飞凌、ADI、STMicro等欧美大厂主导，技术成熟，应用广泛。
• 国内市场：杰华特、晶丰明源、宁波奥拉等厂商处于起步阶段，尚未实现大规模出货。
• 市场容量：2021年服务器多相电源市场约60亿人民币，PC市场约120亿人民币，合计约180亿人民币。

4. 重点公司分析

4.1 杰华特

• 以电源管理模拟芯片为主，产品覆盖广泛，包括开关型非隔离电源、离线和隔离电源、电池管理系统、线性电源和LED驱动等。
• 自主研发DrMOS已实现量产，未来有望在多相电源领域实现突破。
• 公司具备完整核心技术架构，产品性能已达到国际先进水平，进入多家行业龙头供应链。

4.2 晶丰明源

• 以LED驱动芯片起家，逐步拓展至电源管理领域。
• 2022年上半年推出国产10相数字控制电源管理芯片BPD93010，支持1~10相Buck控制器，实现从单相到多相、从模拟控制到数字控制的技术升级。
• 产品有望应用于PC、服务器、数据中心、基站、自动驾驶等多领域。

风险提示

• 国际贸易摩擦：可能影响国内厂商的芯片采购和对外销售。
• 下游需求不及预期：服务器、通信、智能驾驶等领域需求若未达预期，将对行业发展造成不利影响。

行业评级

• 评级：看好（维持）
• 评级依据：行业指数相对于沪深300指数表现+10%以上。

结论

多相电源作为高性能计算的关键供电模块，随着算力需求的持续增长，市场潜力巨大。尽管目前由海外大厂主导，但国内厂商正加速技术突破与产品布局，未来有望在多相电源领域实现国产替代。