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2026-05-26 18:07
(来源:老司机驾新车)
1、AI服务器800V电源架构趋势
·800V电源起量节奏:当前低压MOS电源方案仍是AI服务器电源的主流出货选择,对应主流PSU规格为5000瓦。800V电源方案已显现明确起量空间,但现阶段市场存量及实际出货量均处于较低水平,尚未进入大规模普及阶段。目前行业上下游厂商均已针对800V电源方案启动备货、拉货动作,供应链筹备有序推进。结合产业推进节奏,预计2026年Q3-Q4至2027年800V电源方案将逐步进入批量起量阶段。
·供电架构与器件选型:AI数据中心供电网络共分为三级架构,各层级功率器件需求明确:
a. 第一级为电网接入层,输入电压为3.8/10千伏,通过固态变压器(SST)转换为800V,该层级需使用高电压等级器件,目前主流为3.3千伏芯片,代表供应商包括沃速、英飞凌,公司目前在该层级暂无太多相关产品;
b. 第二级为800V转48V的电源转换系统,是行业布局核心方向,核心目标为提升功率密度。2027年量产的同尺寸机柜PSU功率要求将达到30千瓦,较当前5000瓦水平提升6倍,功率提升核心路径为电压抬升,将系统电压从48V提升至800V可实现功率提升5-10倍。该层级800V PSU技术门槛较高,涉及三电平/多电平拓扑、维也纳PFC等复杂技术,当前核心供应商包括台达、伊顿、施耐德,国内厂商如阳光、汇川、富特、新瑞等也在加速布局,但可落地的量产方案仍较少;
c. 第三级为48V转3.3V/1V的板级供电,当前采用100V左右中低压硅基MOS方案,该类器件存在开关频率较低、耐压性能较差的劣势,是当前市场缺货最严重的物料类型。为优化功率密度,行业正在推进宽禁带器件对硅基器件的替代,核心优势体现在两方面:一是耐压等级更高,适配高电压平台需求;二是可支持更高的开关频率,开关频率提升10倍可缩小电容、电感等无源器件尺寸5-10倍,进而提升单位空间功率密度。当前硅基器件缺货为短期现象,长期来看氮化镓、碳化硅等宽禁带器件的供应紧张将成为可预见的发展趋势。
·800V平台应用逻辑:800V平台成为AI数据中心供电架构发展趋势的核心驱动因素是算力平台的功率密度需求:新一代算力平台功率需求持续提升,但机柜、厂房的可用空间无法无限扩容,必须通过提升电压的方式在有限空间内实现功率规模提升。行业统一选择800V而非其他电压等级的核心原因是车规级800V供应链成熟,电动汽车领域已完成400V到800V电池平台的定义,对应的1200V左右功率器件及周边电容、电感等配套产品的选型最为丰富,汽车、AI数据中心、工业领域的800V平台需求同质化可实现产能共享、技术共用,降低供应链风险。应用覆盖范围方面,存量适配老款GPU的服务器平台因功率需求较低,不会调整供电架构,所有新增算力平台均将采用800V供电方案,是行业发展的长期趋势。
2、跨场景功率器件差异与国产机会
·跨场景器件参数逻辑:功率器件的三个核心参数为导通损耗、开关损耗、鲁棒性(短路能力),同代技术下三者属于权衡关系,无法同时实现最优,需针对不同应用场景优先优化核心需求对应的参数。不同场景的技术要求差异如下:
a. 车规主驱场景:核心需求为安全性,要求器件失效过程中不起火、可防护,因此重点优化鲁棒性与短路能力,需牺牲导通能力、开关速度与开关损耗特性,开关频率约为10千赫;
b. AI电源场景:为尽可能压缩电容、电感尺寸,开关频率提升至100千赫及以上,因此重点优化开关损耗以保障整体效率,鲁棒性与短路能力的优化优先级较低,通常采用冗余设计(如需求12个供电电源时配置13-14个),通过牺牲部分可靠性换取效率的大幅提升,该优化方向与车载开关电源(OBC)、车载DCDC的技术路径同源;
c. 工业电源、光伏场景:以满载应用为主,核心优化方向为导通损耗。
·国内厂商AI供应链切入:当前AI供应链的碳化硅器件核心采用海外大厂产品,国内功率半导体厂商导入程度较低,现阶段主要布局电动汽车领域,例如国内车规功率厂商新联集成目前在AI领域布局较少,无新兴定点。这一格局由下游需求特性决定:当前AI终端需求以美国市场为主,下游客户优先关注产品性能与可靠性,AI产品毛利率显著高于车规产品,客户愿意支付溢价采购大厂芯片,暂无动力采用国产降本方案。技术层面,国内功率半导体厂商的1200V平台技术已基本成熟,与车规主流技术无本质差异,可直接应用于AI场景,同型号车规器件可转供AI领域,已有厂商采用该方式缓解车规产品缺货压力;1.7千伏、2.3千伏、3.3千伏的高压器件仍需约1年的开发迭代周期。从导入节奏来看,当前AI行业尚未进入拼成本阶段,下游客户优先选择最可靠的供应商完成首发验证,验证阶段出现问题影响较大,因此国内厂商的成本优势暂无法体现,接纳度较低。后续国内厂商切入AI供应链存在两大契机:一是AI行业进入量产降本阶段,成本成为客户核心考量因素时;二是国内云厂商(如阿里、腾讯)大规模投入资本开支建设数据中心时,国产功率半导体的需求将迎来释放窗口,该路径与此前光伏领域出口产品优先采用海外大厂IGBT、成本敏感阶段才会导入国产器件的发展逻辑一致。
3、碳化硅衬底与工业领域需求
·碳化硅衬底竞争格局:碳化硅衬底市场呈结构性分化态势,不存在类似HBM的大面积缺货情况,整体无涨价基础,若出现缺货将优先开启B/C点验证,不会直接调价。当前优质衬底出货量较高,但行业整体存在大量富余产能,供需未达全面紧张状态。技术方向上,8寸碳化硅衬底是未来功率器件的主流方向,天岳的8寸衬底布局契合行业趋势,但相关衍生技术概念短期难量产,公司短期业务仍以功率器件配套衬底为主,产品无明显溢价空间。下游需求端,目前英飞凌产线100%满载,Wolfspeed、ST稼动率持续提升,随下游需求增长,原有衬底、外延库存及订单储备不足,将带动衬底厂商短期订单提升,但需求稳定后新增订单空间将明显收窄,长期增长确定性待观察。
·碳化硅光伏应用分析:碳化硅与IGBT适用于不同的应用场景,二者不存在完全替代关系。车规领域,车辆80%-90%的使用时间处于轻载状态,碳化硅作为单极器件,轻载下效率远高于双极器件IGBT,可实现4%-8%的电池电量节约,系统成本优势显著;AI电源领域,碳化硅的高压、高频特性能契合电源产品痛点需求,应用价值明确。光伏场景中,受MPPT技术影响,光伏设备90%以上的工作时间处于重载状态,IGBT作为双极器件,单位面积载流能力远高于单极碳化硅,重载下效率显著优于碳化硅,因此当前光伏主功率模块仍以IGBT为主,碳化硅仅在二极管、辅助电源等小范围场景应用。长期来看,当前IGBT的最优适用电压在1200V以下,随着光伏电压平台从1500V升级至2000V,IGBT高压适配技术难度较大,1400V高压碳化硅将迎来应用机会。
·光伏与UPS IGBT需求:当前不同下游领域的IGBT需求呈现明显分化态势。光伏领域IGBT需求整体疲软,今年受中东战争、欧洲入夏等因素影响,欧洲光伏订单大量取消,头部光伏厂商生意明显下滑,行业整体无明显增量,对应IGBT需求仅维持存量水平,难有显著增长。UPS领域IGBT需求则增长显著,随着AI数据中心建设推进,UPS作为其配套不间断电源需求大幅提升,包括Eaton在内的核心UPS厂商订单规模增长明显,成为当前IGBT需求的核心增量来源,相关IGBT模块出货持续向好。
4、氮化镓替代节奏与厂商格局
·氮化镓替代节奏分析:当前包括纳维特思、英诺赛科在内的厂商均在与台达、NVIDIA的供应商合作开发氮化镓相关方案,但该类方案短时间内仍存在较多问题,核心原因是氮化镓器件成熟度低于碳化硅,尤其在可靠性层面存在不足,预计2027年末搭配800V平台上量后,低压电源领域才会逐步从硅基材料切换至碳化硅、氮化镓。当前硅基P十级产品(采用行业最先进deep trend工艺的超级MOSFET)成熟度高,出货规模大、市场需求旺、性能无明显短板,若无功率密度大幅提升的硬性需求,氮化镓的替代价值不足,替代动力较弱。从需求刚性维度对比,高压场景下碳化硅是刚需,仅碳化硅可满足高压场景应用要求;中低压场景下硅基MOS与氮化镓均可覆盖应用需求,氮化镓的性能优势不突出且存在可靠性风险,因此中低压领域氮化镓的替代节奏会晚于高压领域碳化硅的渗透节奏。
·氮化镓厂商优劣势:国内氮化镓赛道核心厂商中,英诺赛科技术水平位居国内前列,是国内领先的8寸氮化镓IDM厂商,且与安森美存在深度合作。相关厂商进入海外供应链的核心阻碍并非技术层面,而是地缘政治因素导致海外市场对中国产晶圆产品存在顾虑,带有中国制造标签的晶圆产品难以进入NVIDIA等北美核心供应链,英诺赛科当前直接打入北美市场难度较大,目前正在推进去美化封装布局以破解准入限制。海外氮化镓厂商在供应链准入层面更具优势,纳微、PI(已被英飞凌收购)、ST等海外厂商进入北美供应链的机会更多。此外,地缘政治因素是国内核心半导体产业厂商拓展海外市场的重要阻碍,国内碳化硅衬底厂商天岳的量产能力被市场普遍担忧存在一定风险。
5、传统领域功率器件景气度
·天岳先进优劣势补充:当前碳化硅行业再度迎来产能投放热潮,上游厂商普遍大规模投建生产设备,若后续终端需求不及预期,行业将出现阶段性产能过剩,形成大量呆滞库存,这是行业普遍面临的潜在风险。本轮碳化硅衬底生产门槛较高,核心量产产品为8英寸碳化硅衬底,现阶段仅天岳先进实现该产品规模量产,短期市场竞争压力较小,产能稀缺性突出。
·汽车领域需求与替代趋势:2026年汽车领域功率器件需求呈弱复苏态势,Q1国内头部整车厂(吉利、蔚来、小米等)新增订单明显增长,厂商产能已基本拉满,叠加相关因素影响,汽车类功率器件交付周期逐步拉长。本次复苏存在较强不确定性:一方面头部客户主力车型销量较好,真实需求有实质性增长;另一方面部分客户采购策略转向战略备货,提前下达全年需求,叠加部分客户(如小米)终端车型销量不及预期,因此2026年Q2、Q3行业景气度确定性较高,但Q4需求仍取决于终端整车实际销量,不存在V型反弹基础,仅为逐步回暖趋势。价格方面,碳化硅整体市场仍处于供大于求状态,已通过车规验证的有效产能需求旺盛,未验证产能仍在客户导入阶段,因此主流车规碳化硅产品无涨价计划,反而会持续降价以巩固市场份额,仅部分小尺寸MOS器件因缺货按料号调价,整体平均价格无明显上涨,市场流传的英飞凌、安森美碳化硅产品涨价15%-20%的说法不属实。车规功率器件结构迭代趋势明确,一方面400V整车平台存量IGBT正逐步被碳化硅替代,另一方面整车厂普遍向900V、1000V高压快充平台升级,进一步拉动碳化硅需求,碳化硅市场已触底反弹。与之相对,IGBT需求持续下滑,叠加国内厂商竞争激烈,相关海外厂商拟逐步放弃IGBT相关业务。
·台达地位与工消需求:台达是AI供应链核心Tier1厂商,兼具技术研发竞争力与海外市场声誉,是功率器件厂商今年核心业绩增量来源。2025年英飞凌在台达的订单规模约10亿美元,其余头部厂商在台达订单规模较小,切入其供应链可显著拉动碳化硅及功率器件业务规模。当前台达的功率器件需求主要来自传统5000瓦服务器电源,其中碳化硅价值量占比仅10%,用量较小;未来30千瓦服务器电源方案普及后,碳化硅价值量占比将提升至90%,市场空间大幅扩张,目前各大厂商正积极推进台达平台认证导入,尚未进入大规模放量阶段。工业领域整体需求平淡,无明确增长驱动力,国产替代进程加快,国内厂商(世兰、思达等)在工业领域竞争力持续提升,海外头部厂商2022-2023年曾与前十大光伏企业中的8家签订长期合作协议,目前仅剩余阳光、尚能2家客户,其余均被国内厂商替代。消费电子需求整体疲软,手机类需求下滑尤为明显。同时,汽车客户因存储(更多实时纪要加微信:jiyao19)芯片成本上涨,整车成本管控压力增大,对功率器件提出降价要求。中低压MOS缺货为结构性缺料,仅定点特定平台的料号需求大幅增长,未定点料号需求疲软,当前缺货料号交付周期最长达30周,待需求稳定、备货充足后交期将大幅缩短。
6、功率器件价格走势判断
·当前价格现状澄清:当前功率器件并未出现全局性普涨行情,仅极少数供应极度紧缺的料号存在价格上调现象,且该类涨价并非原厂主导,而是代理商的炒货行为所致。原厂层面目前未发布统一的涨价函,市场上关于功率器件大面积涨价的相关表述并不准确,需明确区分原厂与代理商的价格变动逻辑,避免将代理商短期炒货带来的局部价格波动误判为行业全局性的价格调整趋势。从当前行业整体情况来看,大部分主流功率器件品类均不存在涨价动作,仅小部分供给缺口较为突出的细分器件存在一定的价格调整空间。
·未来涨价可能性判断:未来功率器件的涨价仅会出现在特定供需错配的品类中,核心触发条件是供给缺口持续扩大且需求同步攀升。1.7千伏等市场供给稀缺的高压器件是最有可能率先涨价的品类,若后续AI领域对该类高压器件的需求确认释放,在供给有限的情况下将存在明确的涨价可能;而1.2千伏及以下的中低压器件由于市场供应量充足,未来涨价难度极大。此外,ST旗下的MCU、硅光相关模块等产品由于供应紧缺且市场可替代性较弱,未来也存在一定的涨价空间;MOS管、二三极管等产品除非出现极端缺货情况,否则未来涨价概率极低。从原厂的价格调整策略来看,当前主要采取两类销售策略:一是不直接涨价,通过为客户提供保供服务换取更多的定点资格,绑定客户未来的长期订单以保障盈利;二是仅在新定点、新设计的平台上报高报价,对于已经进入量产走量阶段的存量平台,不会随意上调价格,仅在供应极度紧缺的极端情况下才可能进行价格调整。整体来看,老产品直接涨价的概率极低,价格调整优先通过新产品导入的方式落地,原厂更倾向于通过绑定长期订单而非直接涨价的方式保障盈利。
Q&A
Q: 当前AI服务器电源领域,特别是HVDC方案的需求情况如何?具体需要哪些功率半导体模块?与传统服务器电源相比,HVDC方案有哪些增量需求?
A: 当前市场出货主力仍为5000瓦左右的低压平台PSU,采用低压MOS拓扑结构;800伏平台处于备货阶段,预计2024年Q3/Q4至2025年逐步放量。AI数据中心供电网络分为三级:电网接入端需3300伏级高压器件;核心增量在800伏至48伏转换环节,因30千瓦级PSU需在同等机柜尺寸下提升功率密度六倍,通过升压实现;该环节技术门槛高,涉及三电平、维也纳PFC等复杂拓扑,目前仅台达、伊顿、施耐德等少数厂商具备方案能力,国内厂商处于方案开发初期。48伏以下板级供电环节,氮化镓器件凭借高频开关特性可显著缩小电容电感等无源器件尺寸,提升功率密度。碳化硅与氮化镓将逐步替代传统硅基器件,当前紧缺集中于100伏级中低压MOS,未来宽禁带半导体器件供应压力可能上升。
Q: 800伏HVDC方案是否将成为所有AI服务器的标配,还是仅适用于特定高算力集群?
A: 800伏平台是行业统一技术趋势,并非单一厂商方案。核心驱动力源于终端算力需求提升导致供电功率增加,而机柜物理空间受限,必须通过提升电压优化功率密度。选择800伏而非其他电压等级,主要因电动汽车产业已推动1200伏级碳化硅器件供应链成熟,实现汽车、数据中心、工业等多领域技术共享与产能协同,降低供应链风险与开发成本。适配新算力平台的服务器将普遍采用该方案,存量低功耗平台不会改造。
Q: 碳化硅功率器件在AI服务器电源与电动汽车主驱应用中的技术路线有何区别?
A: 功率器件设计需在导通损耗、开关损耗与鲁棒性间权衡。汽车主驱应用优先保障安全性与短路能力,牺牲部分开关性能;AI服务器电源等开关电源应用聚焦高频开关,重点优化开关损耗以提升效率,并通过冗余设计弥补可靠性短板。同一电压等级的碳化硅器件在两类场景中参数优化方向存在显著差异。
Q: 在国内功率半导体厂商中,哪些公司在AI服务器电源领域具备相对竞争力?
A: 当前AI服务器电源供应链仍以海外大厂碳化硅器件为主,国内厂商方案导入有限。主因在于终端客户对性能与可靠性要求极高,且当前阶段以性能驱动为主,国产器件尚未通过严格验证。国内厂商机会可能出现在未来国内云厂商大规模资本开支阶段,或行业进入降本周期后凭借成本优势切入。
Q: 国内功率半导体厂商若从当前开始研发AI服务器电源专用器件,预计需要多久才能形成竞争力并被客户采用?
A: 1200伏平台技术已基本成熟,高压器件需约一年迭代。核心瓶颈在于客户验证与接纳周期,当前AI领域尚未进入成本竞争阶段,客户优先选择可靠性已验证的海外方案。国内厂商需等待行业降本需求显现后,凭借成本优势逐步切入。
Q: 国内碳化硅衬底厂商在AI服务器电源产业链中是否具备较大机会?
A: 衬底环节存在市场分化:优质衬底供不应求,但整体产能存在富余,难有显著溢价空间。天岳先进8英寸衬底技术获行业认可,短期受益于英飞凌、Wolfspeed等厂商产线满载带来的订单增量,但长期需警惕重复投资导致的产能过剩风险。地缘政治因素亦对其海外客户拓展构成挑战。
Q: 碳化硅器件在光伏、储能等非车规领域是否已出现放量趋势?
A: 光伏领域当前碳化硅应用有限,因系统多工作于90%以上重载状态,IGBT在重载下效率优于碳化硅。但随着光伏电压平台提升至2000伏,1400伏级碳化硅器件将出现应用机会。目前主模块仍以IGBT为主,碳化硅仅用于二极管或辅助电源等小众场景;储能领域亦无显著放量迹象。
Q: 近期地缘政治因素带动的光伏储能需求,是否会对IGBT厂商业绩产生积极影响?
A: 光伏市场需求近期走弱,而UPS市场因AI数据中心需求增长表现较好,IGBT模块出货主要流向 Eaton 等UPS厂商。光伏领域增量有限,难以显著拉动IGBT厂商业绩。
Q: 氮化镓器件在服务器三次电源中的替代进程预计何时启动?是否会随新一代GPU架构同步应用?
A: 氮化镓器件成熟度与可靠性仍待验证,预计2027年末随800伏平台放量逐步渗透低压电源环节。当前硅基MOSFET性能足够且成本优势明显,替代动力不足;碳化硅在高压场景属刚需,氮化镓在中低压场景替代节奏将显著慢于碳化硅。
Q: 英诺赛科作为全球少数具备8英寸氮化镓IDM能力的厂商,在低压氮化镓领域是否具备显著竞争优势?
A: 英诺赛科技术实力国内领先,但地缘政治因素制约其进入NVIDIA等北美核心供应链。安森美等国际厂商正与其合作探索出海路径,但短期难突破海外市场壁垒;北美市场仍有Navitas、PI、ST等厂商具备竞争机会。
Q: 碳化硅衬底高端市场竞争格局如何?天岳先进与Wolfspeed是否处于同等技术水平?
A: 天岳先进衬底质量获主流器件厂商认可,技术无明显短板,8英寸衬底具备先发优势。但行业存在重复投资风险,需警惕需求不及预期导致的产能过剩;同时海外客户拓展受地缘政治因素影响,实际订单落地存在不确定性。
Q: 从一线视角观察,2024年二季度至三季度传统工业与汽车功率半导体市场需求环比、同比变化趋势如何?
A: 汽车市场呈现温和复苏,但需区分真实需求与恐慌性备货。预计Q2-Q3需求较好,Q4存不确定性,整体非V型反弹。工业市场表现疲软,国产替代加速,公司工业客户显著流失;AI相关需求成为主要增长点,但当前5000瓦PSU中碳化硅价值量仅10%,30千瓦平台将提升至90%。
Q: 台达当前在AI服务器电源领域的业务是否仍以传统5000瓦PSU为主?
A: 台达当前出货以5000瓦PSU为主,其中碳化硅价值量约10%;30千瓦平台方案正在设计导入阶段,碳化硅价值量将升至90%,但尚未大规模放量。
Q: 传统MOSFET与IGBT在服务器电源领域当前需求景气度如何?
A: IGBT需求平淡,中低压MOSFET呈现结构性紧缺:特定料号因定点项目放量导致供应紧张,但非全线缺货。缺货主因客户需求高度非标化,厂商难以预判型号需求,叠加产能分配问题。
Q: 当前功率器件缺货及涨价现象是否主要源于结构性供需错配?
A: 该理解准确。电源领域器件需求高度定制化,厂商无法提前锁定料号生产,客户突然放量导致特定型号紧缺,进而引发恐慌性备货。此为短期现象,需求稳定后交期将显著缩短。
Q: 汽车功率半导体市场是否已确认触底,价格战与需求下滑风险是否出清?
A: 汽车市场呈现巨头化趋势。碳(更多实时纪要加微信:jiyao19)化硅需求随高压平台普及及400伏平台IGBT替换而增长,但IGBT业务因竞争激烈与需求下滑将收缩。整体市场温和复苏,非V型反弹,需关注Q4终端销量验证;行业已进入硅基器件向碳化硅切换的明确周期。
Q: 当前不同功率器件的景气度排序如何?
A: 碳化硅景气度最高,中低压MOSFET次之,IGBT最弱。
Q: 当前功率半导体行业是否存在普涨基础?媒体报道的英飞凌、安森美涨价是否属实?
A: 行业无普涨基础。仅个别紧缺料号存在涨价,主流器件未发布统一涨价函。公司策略为保供换定点或在新平台设计中提高报价,避免对已量产平台直接涨价;市场传闻的15%-20%涨幅缺乏事实依据。
Q: 若未来出现涨价,哪些器件最可能率先提价?
A: 高压器件若供需失衡可能率先涨价;此外,替代性弱的小型模拟器件因明确缺货也可能提价。中低压MOSFET等标准化器件因供应充足,涨价可能性极低。
Q: MOSFET、二极管等传统器件后续涨价机会如何?
A: 除非缺货程度极端,否则传统器件涨价概率低。公司销售策略聚焦新平台设计阶段提高报价或绑定客户定点保障供应,已量产平台直接涨价将损害客户关系并加速替代方案验证。