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【电子行业专题报告】超级电容进入行业爆发元年

2026-04-01 15:26

(来源:爱建证券研究所)

投资要点:

AI算力需求爆发,驱动全球八大云服务提供商(CSP)资本开支进入高速增长通道。TrendForce数据显示,Google、AWS、Meta、Microsoft、Oracle、腾讯、阿里、百度的合计资本开支,从2021年的1451亿美元增长至2024年的2609亿美元,2021-2024年复合增长率达21.6%;该机构进一步预测,2026年全球八大云厂商资本开支有望达到7100亿美元,2024-2026年复合增长率或将达到65.0%。这一趋势带动服务器扩容需求激增,据弗若斯特沙利文数据,全球服务器出货量从2021年的1400万台增长至2024年的1600万台,预计2030年将进一步增至1950万台,2024-2030年复合增长率为3.35%。其中AI服务器成为市场核心增长引擎,2024年出货量已达200万台,预计2030年将攀升至650万台,2024-2030年复合增长率达21.71%。

传统储能方案的核心性能已难以适配MW级算力新场景的供电需求,超级电容成为该场景下的核心适配储能方案。超级电容可有效平抑电网波动、缓冲电源功率扰动,适配UPS/HVDC供电场景的充放电技术要求,与MW级算力时代的供电储能需求高度契合。传统铅酸/锂电池功率密度偏低,难以满足NVIDIA NVL72机柜94.2W/L的功率密度要求,而超级电容的功率密度可达1-100 KW/L,更适配未来高功率密度环境下的服务器供电需求。

超级电容市场规模持续成长,国际国内企业纷纷瞄准未来增量市场。据Business Insights数据,2025年全球超级电容市场规模为28.0亿美元,预计到2032年将增长至95.1亿美元,2026-2032年CAGR达19.4%。Business Insights数据显示,2025年中国市场规模达12.0亿美元,占全球份额42.7%。中国已经成为全球最重要的超级电容市场。全球超级电容龙头企业加速布局。Maxwell、Skeleton、Musashi等海外龙头持续加码研发与产能,国内江海股份、中车新能源等厂商实现核心技术突破,行业格局进入关键迭代期。

海内外头部企业均在加速研发与产能布局,推动行业场景快速落地。美国Maxwell作为行业先行者,拥有“单体(cell)+模组(module)”完整产品矩阵,其超级电容单体抗冲击与振动性能远超行业标准。欧洲Skeleton凭借专利曲面石墨烯技术,有效提升超级电容的能量性能与稳定性;其投资建设的德国莱比锡全球最大超级电容工厂于2025年11月正式启用,年产能可达1200万个电芯。日本Musashi掌握双电层超级电容、锂离子电池、混合超级电容三条技术路线,产品具备差异化的空间效率与寿命表现,公司与Flex(伟创力)协同布局AI服务器领域,同时持续扩充产能,预计2026Q3总产能将达650万颗/年。国内江海股份依托全产业链一体化布局,核心产品性能已逐步接近国际先进水平。

投资建议:AI算力持续提升导致数据中心正向MW级工作环境升级,我们观察到国际超级电容巨头Skeleton、Musashi都将在2026年大规模量产超级电容以应对数据中心高功率电源市场需求。我们建议关注国产超级电容厂商江海股份(002484)的投资机会。

风险提示:1)技术发展不及预期;2)下游需求不及预期风险;3)技术研发与量产不及预期风险;4)行业竞争加剧与价格战风险;5)国际贸易摩擦风险。

1. AI算力革命,驱动数据中心储能需求变革

1.1 全球CSP持续加码资本开支,驱动算力基础设施扩容

全球八大云服务厂商(CSP)持续加大资本开支,有望推动服务器扩容。TrendForce数据显示,Google、AWS、Meta、Microsoft、Oracle、腾讯、阿里巴巴、百度这八大云服务厂商的资本开支从2021年的1451.0亿美元增长至2024年的2609.0亿美元,2021-2024年复合增长率达21.6%;该机构进一步预测,2026年全球八大云服务厂商资本开支有望达到7100亿美元,2024-2026年复合增长率或将达到65.0%。

海内外云厂商加速布局服务器相关领域。2025年Google在Cloud Next大会正式官宣TPU Ironwood全面商用;AWS于re:Invent2025大会发布Graviton5自研CPU,其3nm先进制程、192核设计让通用计算性能较前代提升25%,为AI训练提供高扩展算力。国内厂商腾讯、阿里巴巴、百度也陆续推出核心产品,凭借技术迭代优化算力与能效表现,夯实云与AI场景的底层基础设施支撑。

全球AI服务器市场出货量稳步增长。据弗若斯特沙利文数据显示,全球服务器出货量从2024年的1400万台增长至2024年的1600万台,预计2030年将进一步增至1950万台,2024-2030年复合增长率达3.35%。其中AI服务器成为市场核心增长引擎,2024年出货量已达200万台,预计2030年将攀升至650万台,2024-2030年复合增长率达21.71%。

全球服务器市场的持续扩容在带动算力基础设施建设需求的同时,也对数据中心底层供电系统的稳定性、能效与承载能力提出了更高的要求。

1.2 算力增长下,数据中心电力需求不断提升

数据中心供电包含UPS(不间断电源)与HVDC(高压直流供电)。HVDC是一种利用高压直流电进行电力传输与分配的技术,主要功能是将交流市电转换为高压直流电,为设备提供稳定且高效的电力支持。而UPS是一种含有储能装置、以逆变器为主要组成部分的恒压恒频不间断电源,作为重要的外部设备,它能够为负载提供持续、稳定、不间断的电源供应。

相较于UPS而言,HVDC具备结构相对简单、可靠性高、效率高、投资成本低等优势。HVDC采用模块化设计,供电流程仅需“AC→DC→DC(适配数据中心电压)”的变换步骤;而UPS需经历“AC→DC→AC→DC”的多级变换。变换次数的减少不仅降低了HVDC的能耗,还使其系统供电效率提升至95%,同时HVDC在负载率、占地面积、建设成本等维度也均更优。

NVIDIA芯片算力性能持续迭代升级,从A100到GB200的演进过程中,核心计算能力实现跨越式提升,不同精度下的算力表现及互联带宽均呈现阶梯式增长态势。

AI芯片算力提升的同时,TDP(热设计功耗)呈指数级增长。以NVIDIA芯片为例:A100 TDP热设计功耗的400W攀升至GB200的1200W、GB300的1400W。

单芯片功耗跃升推动单集群算力功率从KW级迈入MW级,对供电架构提出全新要求。2025年5月,NVIDIA首次提出800VDC供电架构构想,以应对AI算力向MW级攀升的供电挑战。同年11月NVIDIA联合产业链正式发布800 VDC高压直流供电架构,通过简化供电链路降低铜损、提升效率,成为新一代AI数据中心主流方案。

1.3 传统储能难以适应MW级数据中心供电

AI算力迈向MW级,供电系统对储能配套提出三大核心要求:毫秒级响应速度、高功率密度、宽温域稳定运行。传统储能方案的性能短板与该场景的适配矛盾日益凸显:

1)传统储能电池相对新型储能技术功率密度偏低,既难以适配高密度算力集群的紧凑部署需求,也无法支撑MW级算力平台的持续稳定供电。

2)传统铅酸电池化学反应速率慢,从接收放电指令到输出稳定功率需秒级响应,无法平抑AI芯片启动时2-3倍的瞬时功率峰值,易引发配电系统过载跳闸;主流锂电池储能系统切换响应延迟超200ms,既不满足电网毫秒级闪停的应急响应要求,也难以匹配HVDC与后备发电机的切换时序协同。

3)以铅酸电池为主的传统储能电池,在数据中心高温环境下衰减加速,通常2-3年即需更换。

2. 超级电容适配MW级算力供电核心痛点

2.1 超级电容是介于传统电容器与蓄电池之间的新型储能产品

超级电容是一种介于传统电容器与蓄电池之间的新型储能产品。传统电容以物理形式静电储存能量,它们由两个导电表面(也被称为电极)组成,由电介质或绝缘体隔开。电池以化学形式储存能量,基本结构除了正负电极,还包括隔膜和电解质。超级电容融合了电容和电池的优势,兼备电容快速充放电和电池储能特性,有效填补了两者之间的空白。超级电容器适用于需要高功率、长寿命、可靠性、快速充放电和安全性的应用场景。

超级电容器与静电电容结构不同,在正负电极之间没有电介质。相反,填充在两个电极之间的是一种含有正负离子的电解质。超级电容的结构类似于电池,但又不同于电池依靠发生化学反应进行储能。

在电极表面形成的一对电子和正离子的电状态被称为“双电层”,它起到了电介质的作用,并提供了高电容。同时,活性炭粉末被应用于电极的集电器上。由于在每个粉末与电解质连接的表面形成双电层,这大幅增加了双电层的实际表面积。

而超级电容器的电容值和储能值与其电极的表面积成正比。因此通常使用具有相当大表面积的粉末活性炭作为电极材料以获得高电容和高储能。超级电容器通过离子移动到碳表面进行充电,当离子从碳表面移开时则进行放电。

2.2 超级电容:功率密度高、使用寿命长

超级电容器相对于锂电池具有更高的功率密度、更长的使用寿命,并且充电和放电速度快得多;缺点是超级电容器的能量密度比锂电池低。

从性能定位来看,超级电容器既区别于仅具备高功率密度的传统电容,也不同于能量密度占优的化学电池,其能量密度与功率密度均处于二者之间。

由于这种特殊的性质,超级电容更多地被使用于储能解决方案中。相对于传统的锂电池和铅酸蓄电池,超级电容除了能量密度较低的缺点以外,在功率密度、充放电速度、等效串联电阻(ESR)、温度特性、使用寿命等方面都具有明显的优势。

2.3 数据中心是最适合超级电容的应用场景

超级电容目前已经广泛应用于电动车,轨道机车,农用机械以及数据中心等领域。目前全球数据中心正处于高速基建周期,这对于数据中心中的备用电源系统市场形成了巨大的需求拉动。

AI服务器功率密度呈持续攀升态势。以2020年-2025年NVIDIA AI数据中心数据为例,我们可以发现:NVIDIA AI服务器功率密度从DGX A100的56.9W/L提升至2024年NVIDIA DGX B200、GB200 NVL72的74.5W/L与94.2W/L。

应用于数据中心中的超级电容主要作用在于有效地降低用电高峰期的负载,提高电网的稳定性和效率。以具有快速充放电、高功率密度和长寿命等优点的超级电容作为电力储存方案,可以有效降低电源供应器(PSU)的功率变化,减少GPU/CPU因负载下降而引起的电源波动,并且延长电网中变压器的使用寿命。

相对于其他储能方案,超级电容充放电时间大约在10秒-10分钟范围内,这非常适合应用于UPS的应用场景。锂电池的充放电时间通常在1分钟-10小时范围内,虽也适合应用于UPS、混动电动汽车等应用场景,但随着未来AI数据中心功率密度的持续提升,其功率密度方面的劣势则会越来越明显。

2.4 全球超级电容市场高速扩容,国产厂商迎来替代窗口

超级电容呈高增长态势。据Business Insights数据,2025年全球超级电容市场规模为28.0亿美元,2026年市场规模预计达到32.9亿美元,预计到2032年将增长至95.1亿美元,2026-2032年CAGR达19.4%。Business Insights数据显示,2025年中国市场规模12亿美元,占全球份额42.7%。AI数据中心供应链国产化趋势下,本土厂商具备场景适配、供应链成本的双重优势。

在此背景下,海外厂商Maxwell、Skeleton、Musashi及国内厂商江海股份、中车新能源、万裕科技等纷纷加码超级电容领域的研发投入与产能布局。

3. 国际超级电容龙头厂商一览

3.1 美国超级电容代表企业:Maxwell

Maxwell是全球超级电容技术的先行者,旗下三大核心产品线包括微电子器件、高压电容器与超级电容器。其中超级电容器是公司的核心业务板块,不仅凭借高效充放电能力与长寿命优势,成为工业领域推动能效提升的核心部件,更形成了“单体(Cell)+模组(Module)”的完整产品矩阵。

Maxwell超级电容单体技术积淀深厚,产品冲击、振动远超行业标准。据Maxwell Technologies数据,Maxwell在Cell的冲击与振动测试加速度分别为100G(重力加速度)与5.9Grms(振动加速度)。

Maxwell Technologies于2019年被Tesla收购,核心标的为其领先的干电极技术;其超级电容相关资产则于2021年出售给UCAP Power。2025年11月,Maxwell被柯锐世(Clarios)收购,此后作为美国本土的独立业务单元持续运营,专注于超级电容产品的研发与市场拓展。

3.2 欧洲超级电容代表企业:Skeleton

Skeleton Technologies是全球大功率储能领域的核心企业,依托专利曲面石墨烯(Curved Graphene)技术,研发并生产超级电容与超级电池储能系统。

相较于普通石墨烯,弯曲石墨烯凭借曲面结构增大材料表面及边缘接触面积,同步提升能量传输效率、优化电子传输路径,并通过降低内阻增强导电性。据Skeleton公开数据显示,该材料可使超级电容能量性能最高提升72%,同时以优异的稳定性支撑超百万次循环寿命。

2022年7月,Skeleton Technologies引入西门子数字化工厂解决方案,并斥资2.2亿欧元在德国莱比锡建设全球最大超级电容工厂。该工厂于2025年11月28日正式启用,规划年产能达1200万个超级电容电芯。目前,Skeleton已向西门子、通用电气、日立能源供应电网侧产品,未来有望进一步切入美国数据中心市场。

3.3 日本超级电容代表企业:Musashi

Musashi武藏是全球少数同时掌握双电层超级电容(EDLC)、锂离子电池(LIB)、混合超级电容(HSC)三种储能技术路线的厂商。

公司产品呈现鲜明的差异化特征。HSC 1U(U代表机柜高度)的空间效率为10%,兼具6年的快速充放电循环寿命与优异的耐高温性能;LIB 2U的空间效率提升至20%,但快速充放电循环寿命仅3个月,耐高温性表现相对较弱;EDLC 4U的空间效率高达40%,快速充放电循环寿命可达3年。

MUSASHI(武藏)携手合作伙伴Flex(伟创力)深度布局AI服务器关键设备。MUSASHI提供15-21 KW功率的电容储能系统,与Flex的电源模块等组件形成协同,共同适配“Defacto standard”行业事实标准。

Flex CESS解决方案旨在平衡峰值功率,在数据中心AI训练与推理场景中保护电网免受强烈浪涌与线路干扰,其中针对AI服务器的“峰值削减(Peak Cut)”方案优势显著。

据Musashi数据,2024年公司超级电容的年产能为20万颗。北杜工厂为现有生产基地,2025Q1其产能扩至150万颗/年。到2026Q3,山梨县新工厂将正式投产,此工厂可新增500万颗/年的超级电容产能;叠加北杜工厂的150万颗/年产能后,公司届时的总产能将达到650万颗/年。

4. 江海股份:超级电容开启第二成长曲线

4.1 江海股份公司简介

南通江海电容器股份有限公司(简称“江海股份”)是国内电容器行业龙头,也是全球少数实现铝电解电容、薄膜电容、超级电容三大品类全产业链布局的标杆厂商。公司前身为1958年成立的“平潮镇福利社”,历经68年产业深耕,核心产品线从单一铝电解电容出发,完成了多品类、全产业链的持续拓展。2010年于深交所挂牌上市,总部位于江苏南通,目前已成长为国内被动元件领域兼具全产业链壁垒、高端技术实力与全球化客户布局的核心领军企业。

公司长期深耕电容器赛道,依托核心技术积累稳步推进品类拓展,产品线从传统优势品类铝电解电容,逐步延伸至薄膜电容、超级电容两大新型电容领域。其中,铝电解电容作为公司传统优势主业,2024年实现营收39.42亿元、毛利10.40亿元,产品覆盖轴向、焊片式、螺栓式、固体高分子等全品类,广泛适配消费电子、工业自动化控制、各类电源等场景,是公司营收与利润的核心压舱石。薄膜电容、超级电容作为公司重点培育的第二增长曲线,2024年分别实现营收4.30亿元、2.31亿元,前者聚焦风光储、新能源汽车等新能源高景气赛道,后者在巩固智能三表、风电变桨后备电源等传统应用的基础上,已成功切入AI服务器、数据中心UPS系统等新兴高景气领域,为公司打开长期成长空间。

4.2 公司产品结构持续优化,多元电容业务协同发展

公司营业收入自2020年的26.35亿元提升至2024年的48.08亿元,四年复合增长率达16.22%。2025年前三季度,公司实现营收41.17亿元,同比增长16.34%,业绩增长主要由新能源(光伏、储能、新能源车)赛道需求回暖,以及AI服务器、车载高端电容等新业务放量双重支撑。

公司归母净利润修复与业务结构改善高度耦合,高端电容器产品在头部客户验证端持续取得突破。公司归母净利润从2020年的3.73亿元增长至2023年的7.07亿元,2020-2023年复合增长率达23.78%。2024年受下游传统需求疲软、产品毛利率阶段性承压等因素影响,归母净利润出现小幅下滑。进入2025年,公司利润端快速复苏,2025年前三季度实现归母净利润5.35亿元,同比增长8.19%。

2024年,受行业竞争加剧、下游需求阶段性波动及产品定价策略调整影响,公司盈利水平小幅承压。全年毛利率为24.09%,同比小幅下滑1.18 PCT;同期净利率为13.7%,同比下降0.9 PCT。

公司超级电容产品主要涵盖LIC(锂离子超级电容)与EDLC(双电层超级电容)两大品类。其中,LIC锂离子超级电容的核心技术,源自公司2013年受让的日本ACT公司全部知识产权;公司自2016年起投入8亿元募投资金,对该技术开展升级优化与产业化布局,逐步建成完整产线并实现规模化量产。而EDLC双电层超级电容技术,公司采用“国际合作引进+自主迭代创新”双路径发展。

我们选取江海股份HAA4.0 V3200F与Musashi CPQ3300SD两款超级电容,在相近的额定电压与标称容量条件下对比后发现,江海股份超级电容器的性能已逐步接近以Musashi为代表的国际水平。

5. 风险提示

1)技术发展不及预期:超级电容存在能量密度偏低的问题,高能量密度技术研发及量产转化存在投入高、周期长的不确定性。

2)下游需求不及预期风险:超级电容AI场景需求高度依赖云厂商资本开支与AI服务器扩容进度,若宏观经济波动导致海外及国内云厂商缩减AI算力投入,或AI商业化落地节奏放缓,将直接导致公司超级电容业务需求不及预期。

3)技术研发与量产不及预期风险:高端LIC锂离子电容与海外龙头仍存在技术代差,若高能量密度、低内阻产品的研发及量产转化进度不及预期,将影响公司海外高端市场份额提升;同时超级电容能量密度短板若无法实现技术突破,可能限制行业应用场景拓展。

4)行业竞争加剧与价格战风险:全球龙头武藏2026年产能将扩至650万颗,若海外龙头降价抢占市场,或国内厂商扎堆进入导致行业价格战,将导致公司超级电容业务毛利率不及预期。

5)国际贸易摩擦风险:超级电容行业产业链呈全球化布局,若地缘政治冲突加剧或贸易壁垒升级,可能导致核心原材料、设备及技术的跨境流通受阻,影响企业产能扩张与技术迭代。

本文节选自:2026年3月30日发布的《电子行业专题报告:超级电容进入行业爆发元年》             

分析师:许亮

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