人工智能的快速發(fā)展推動(dòng)了對(duì)計(jì)算能力的需求，尤其是在深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域，AI服務(wù)器作為專門為這些計(jì)算需求設(shè)計(jì)的設(shè)備，正變得越來越重要。
據(jù)相關(guān)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，2024年全球AI服務(wù)器出貨量同比增長(zhǎng)46%，其中AI服務(wù)器市場(chǎng)價(jià)值將超過1870億美元，增長(zhǎng)率達(dá)69%，占總服務(wù)器市場(chǎng)價(jià)值的65%。
伴隨著AI服務(wù)器市場(chǎng)的爆發(fā)，主要的云服務(wù)提供商如微軟、Meta、亞馬遜、阿里和谷歌均在積極擴(kuò)大對(duì)云端及AI基礎(chǔ)設(shè)施的投入，預(yù)計(jì)其資本支出未來幾年均增長(zhǎng)將超過30%，這種高需求成為推動(dòng)AI服務(wù)器市場(chǎng)增長(zhǎng)的核心動(dòng)力。
從成本角度來看，功率半導(dǎo)體在AI服務(wù)器成本結(jié)構(gòu)中占比相當(dāng)可觀，以SGT MOSFET、SJ MOSFET、Gate Driver、DrMOS為代表的功率半導(dǎo)體在AI服務(wù)器的CPU/GPU供電、同步整流、PFC、LLC、散熱風(fēng)扇等重要部件中有廣泛應(yīng)用，份額占比超35%。
那么，隨著AI服務(wù)器性能提升和功率需求增加，對(duì)高性能功率半導(dǎo)體的需求也在同步增長(zhǎng)，將直接催化整個(gè)功率產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，包括功率半導(dǎo)體器件、電源模塊、散熱系統(tǒng)、電力傳輸和分配設(shè)備等。
功率產(chǎn)業(yè)鏈需求“應(yīng)聲而起”
首先，AI服務(wù)器持續(xù)升級(jí)將直接帶動(dòng)服務(wù)器電源數(shù)量和后備電源需求的增長(zhǎng)，并對(duì)功率器件的轉(zhuǎn)換效率提高需求。
AI服務(wù)器的計(jì)算能力不斷攀升，對(duì)電源功率要求越來越高，主流電源功率需求從5.5-8千瓦攀升至13千瓦，未來可能還會(huì)繼續(xù)提升，這促使電源供應(yīng)商研發(fā)更高功率輸出的產(chǎn)品，推動(dòng)功率半導(dǎo)體器件向高耐壓、大電流方向發(fā)展。
以英偉達(dá)A卡和B卡的功耗為例。英偉達(dá)B卡的功耗普遍高于A卡，這主要是因?yàn)锽卡通常是為更高級(jí)別的AI計(jì)算和高性能需求而設(shè)計(jì)，集成了更多的晶體管、擁有更強(qiáng)大的計(jì)算核心和更高的顯存帶寬等，所以需要消耗更多的能量來運(yùn)行。而A卡則相對(duì)更注重在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的平衡，功耗根據(jù)具體型號(hào)和功能有所不同，但整體相對(duì)B卡較低。
據(jù)中信證券預(yù)測(cè)，英偉達(dá)B卡的高功耗特點(diǎn)使得服務(wù)器電源不斷升級(jí)迭代，2025/2026年AC/DC環(huán)節(jié)市場(chǎng)空間分別為230/412億元，相比較2023年的37億元，三年有望實(shí)現(xiàn)十倍增長(zhǎng)。
為了提高功率，這將直接導(dǎo)致服務(wù)器電源數(shù)量和后備電源的需求增長(zhǎng)。一方面，AI服務(wù)器通常需要多電源模塊配置來保證穩(wěn)定供電，一般每臺(tái)AI服務(wù)器需4-6個(gè)電源模塊，相比傳統(tǒng)通用型服務(wù)器電源配置數(shù)量大幅增加；另一方面，AI數(shù)據(jù)中心對(duì)電力穩(wěn)定性要求極高，UPS（不間斷電源）和 BBU（電池備電單元）等后備電源的應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)大，以防止數(shù)據(jù)丟失和系統(tǒng)故障，保障AI服務(wù)器的持續(xù)運(yùn)行，從而帶動(dòng)后備電源市場(chǎng)的發(fā)展。
除了數(shù)量的增長(zhǎng)之外，AI服務(wù)器同時(shí)需要更精確、更智能的電源管理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電源模塊的有效控制和監(jiān)控，這將推動(dòng)電源管理芯片向更高集成度、更智能化方向發(fā)展，增加功率市場(chǎng)中電源管理芯片的市場(chǎng)需求和技術(shù)含量。
其次，為了降低能耗和運(yùn)營(yíng)成本，AI服務(wù)器電源不僅需要提供高功率，還需具備更高的轉(zhuǎn)換效率。
當(dāng)前，常用的優(yōu)化功率器件的方案主要有兩種：采用高性能功率模塊和選用新型半導(dǎo)體材料器件。
智能功率模塊（IPM）集成了功率開關(guān)器件、驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路，有更高集成度和可靠性，能精確控制功率和實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，優(yōu)化驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形和時(shí)序，減少開關(guān)時(shí)間和損耗；碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）器件，相比傳統(tǒng)硅基器件，它們有更高的電子遷移速度、更寬禁帶寬度和更低導(dǎo)通電阻，能在更高頻率下工作，減少開關(guān)損耗，提升轉(zhuǎn)換效率。
整體而言，AI服務(wù)器的高速增長(zhǎng)正在刺激功率芯片設(shè)計(jì)企業(yè)加大研發(fā)力度，設(shè)計(jì)出更高效、更智能的功率芯片。那么又有哪些企業(yè)深耕其中？
國(guó)產(chǎn)廠商產(chǎn)業(yè)鏈全布局
從市場(chǎng)趨勢(shì)來看，高功率服務(wù)器電源市場(chǎng)預(yù)計(jì)將在2025年中旬或年底迎來井噴式增長(zhǎng)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)需求的變化，電源供應(yīng)商的數(shù)量可能會(huì)趨于穩(wěn)定，預(yù)計(jì)不會(huì)有大量新玩家進(jìn)入市場(chǎng)，這有助于維持市場(chǎng)的穩(wěn)定性和競(jìng)爭(zhēng)的良性發(fā)展。
臺(tái)達(dá)作為全球AC/DC電源供應(yīng)器龍頭，在高功率服務(wù)器電源市場(chǎng)占據(jù)較大份額，憑借其在電源領(lǐng)域的技術(shù)積累和品牌優(yōu)勢(shì)，成為英偉達(dá)AI芯片的電源大贏家，為眾多 AI 服務(wù)器廠商提供電源解決方案，但是其產(chǎn)能緊張難以以滿足市場(chǎng)需求。麥格米特則是大陸最大的電源企業(yè)之一，已經(jīng)進(jìn)入英偉達(dá)供應(yīng)鏈，并以其高端電源產(chǎn)品贏得了市場(chǎng)的認(rèn)可；而歐陸通則是通過富士康、浪潮信息、聯(lián)想等一眾國(guó)產(chǎn)AI服務(wù)器廠商，也同樣獲得了一定的市場(chǎng)地位。
值得提及的是，臺(tái)達(dá)、歐陸通已經(jīng)成為字節(jié) AI 數(shù)據(jù)中心的電源供應(yīng)商。?
在市場(chǎng)拓展方面，國(guó)內(nèi)廠商在成本控制方面具有一定優(yōu)勢(shì)，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，產(chǎn)品價(jià)格有下降趨勢(shì)，廠商需要在保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能的前提下，通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝、降低原材料成本等方式來提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
在AI服務(wù)器的功率模塊市場(chǎng)方面，競(jìng)爭(zhēng)格局呈現(xiàn)出多維度特征。英飛凌、德州儀器、意法半導(dǎo)體等國(guó)際企業(yè)，憑借長(zhǎng)期的技術(shù)研發(fā)投入和深厚的技術(shù)積累，在功率半導(dǎo)體器件和功率模塊領(lǐng)域掌握著核心技術(shù)。例如英飛凌的 CoolMOS 系列功率 MOSFET，以其低導(dǎo)通電阻、高開關(guān)速度等優(yōu)異性能，在AI服務(wù)器功率模塊中廣泛應(yīng)用；德州儀器在電源管理芯片方面技術(shù)先進(jìn)，能為功率模塊提供精確的控制和高效的電源轉(zhuǎn)換。
這些國(guó)際企業(yè)擁有豐富的產(chǎn)品線，能夠提供從低壓到高壓、從低功率到高功率的全系列功率模塊產(chǎn)品，滿足不同客戶和不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。
與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)的新潔能、揚(yáng)杰科技、華潤(rùn)微、士蘭微等企業(yè)近年來在功率半導(dǎo)體技術(shù)方面也取得了顯著進(jìn)步。
具體而言，新潔能擁有 SGT - MOSFET、SJ - MOSFET、Gate Driver、智能功率 IC、功率模塊等豐富產(chǎn)品，可應(yīng)用于 AI 服務(wù)器 CPU/GPU 供電、同步整流、LLC、PFC 等關(guān)鍵部件；士蘭微在功率模塊領(lǐng)域取得技術(shù)突破，開發(fā)出適用于 AI 服務(wù)器的高性能功率模塊產(chǎn)品，模塊集成了多個(gè)功率器件，具有更高的功率密度和更好的散熱性能，能夠滿足 AI 服務(wù)器對(duì)電源模塊小型化、高效化的需求；揚(yáng)杰科技積極布局算力服務(wù)器電源領(lǐng)域，與服務(wù)器廠商加強(qiáng)合作，為 AI 服務(wù)器電源模塊提供核心功率器件，隨著 AI 服務(wù)器市場(chǎng)的增長(zhǎng)，有望受益于市場(chǎng)需求的提升。
