电力设备与新能源行业AIDC系列深度(六)：从柜外到柜内，AI电源升级的两场战役

摘要

GPU/ASIC单芯片功耗与整柜功率持续提升（据NVIDIA披露，Hopper到Blackwell单GPU功耗提升约75%、72颗GPU整柜功率密度提升约3.4倍），而芯片核心电压长期维持在约1V、无法再通过升压降流，AI电源升级因此沿"前端升压降电流、后端近距降电阻"两场战役展开。 前端800VDC推动供电架构由设施侧向服务器内部高压化：柜外形成Sidecar（兼容存量480Vac）、巴拿马（中压侧一体化）、SST（中压直转800VDC）三条路径，柜内分化为Shelf级800V→50V与Tray级800V→12V/6V两类方案；TI测算1MW机柜中50V母线电流约20,000A、800VDC仅需约1,250A，NVIDIA称800VDC较54V系统最高可实现约5%端到端效率提升。 后端三次电源由分立式向模块化、VPD垂直供电及IVR/SIVR演进，带动DrMOS、芯片电感、MLCC电容、PCB价值量提升。 800V板级直降推动开关频率由数百kHz向接近1MHz提升，英诺赛科称其第三代GaN应用于800V输入侧相较SiC可降低约80%驱动损耗、整体功率损耗下降约10%。 两场战役共同推动AI电源价值量由传统PSU向完整Grid-to-Chip供电链路扩散，前端带来HVDC Power Rack、SST、碳化硅新增需求，后端提升二/三次电源模块价值量。 投资上建议关注麦格米特、欧陆通、阳光电源、中恒电气、中富电路、新雷能、立讯精密、英诺赛科等电源及零部件公司。

主要观点

• AI芯片功耗跃升是电源架构升级的根本驱动：Hopper到Blackwell单GPU功耗提升约75%，NVLink计算域扩展至72颗GPU后整柜功率密度提升约3.4倍，AI机柜功率由数十kW迈向100kW以上并向MW级演进

• 电源升级的本质是降低I²R损耗：电流增加以平方关系放大线路损耗；以12V和48V配电为例，电压提升4倍可使电流降至1/4、理论导通损耗降至1/16

• 升压降电流空间巨大：TI测算1MW机柜中50V母线对应理论电流约20,000A而800VDC仅需约1,250A；NVIDIA指出现有54V架构在机柜功率超过约200kW后面临扩展瓶颈，1MW机柜仅Busbar可能需约200kg铜，800VDC方案最高可实现约5%端到端效率提升

• 芯片侧约1V核心电压无法再升压，只能近距降电阻：2000A电流、1mΩ路径电阻下I²R损耗即达4kW量级、工程难以接受，核心方向是缩短低压大电流路径并将转换环节前移至更靠近负载

• 柜外升级三条路径并存：Sidecar兼容存量480Vac实现800VDC快速导入（OCP称为无需改造上游电气基础设施的最快方案，NVIDIA面向MGX平台的800VDC Power Rack计划2026年下半年导入），巴拿马中压侧一体化，SST中压直转800VDC为长期演进方向

• 头部厂商Sidecar产品形态向一体化Power Rack收敛：台达单柜功率约800kW（480Vac输入、±400VDC输出、30个30kW PSU、N+2冗余），光宝单柜约660kW（多个110kW Power Shelf并配置BBU备电）

• 巴拿马电源2019年由阿里巴巴携手台达、中恒电气推出，整体系统效率达97.5%、中恒电气单套支持2.4MW IT负载；800V升级已落地60-125kW全SiC整流模块（单模块效率超98%），合资公司SuperX推出面向1MW以上AI机柜的800VDC系统

• SST被视作重构AIDC长期供电架构的方向：台达SST转换效率98.5%、单功率柜1MW输出、占地仅1㎡（较传统减少50%以上），2025年11月联合美团、秦淮数据全球首发、2026年7月在秦淮数据环首都·桑园基地正式投运（行业首个算力中心SST供电项目）；阳光电源2026年7月9日推出EnerNeo固态变压器，单套额定功率3MW、输出800VDC、峰值效率98.5%，并与东阳光、中联数据签署战略合作暨框架采购协议

• 柜内形成两类降压路径：Shelf级800V→50V偏兼容路径（台达1U 90kW DC/DC Power Shelf由6路15kW功率单元组成、隔离型800V→54V架构）；Tray级更激进，NVIDIA Kyber将800V直达Compute Node、GPU附近经64:1 LLC单级降至12VDC，占用面积较传统多级方案减少26%

• Tray级直降规格尚未收敛：意法半导体2026年3月与英伟达合作推出800VDC直转12V和直转6V两套架构；ST判断50V、12V、6V中间直流母线将长期共存，但无论最终采用哪种方案，800V输入侧均需新增高频高变比DC/DC

• 800V板级下沉确定拉动GaN需求：开关频率需由传统机架电源数百kHz向接近1MHz提升（英诺赛科测算1MHz时磁芯尺寸可缩小约50%），其第三代GaN应用于800V输入侧相较SiC可降低约80%驱动损耗和50%单半周期切换损耗、整体功率损耗下降约10%

• 三次电源由分立式走向模块化与垂直供电：目前除英伟达GPU外大部分ASIC采用模块化方案；VPD将POL置于PCB背面处理器正下方以缩短VRM至SoC路径，长期IVR/SIVR向基板甚至芯片内部迁移；报告判断短期多相Buck+DrMOS仍是主流、中期TLVR/模块化POL/VPD加快导入

论述逻辑

• 起点：GPU/ASIC单芯片功耗及整柜功率持续提升→若供电电压不变，传输电流同步上升→线路损耗与电流平方成正比，铜耗、发热、线缆及空间约束加剧；而GPU/ASIC核心电压长期维持在约1V附近，芯片侧无法再通过提高电压降低电流

• 推路径一（前端升压降电流）：54V架构在200kW以上机柜面临瓶颈（1MW机柜50V母线约20,000A对比800VDC约1,250A）→行业由48/54V向800VDC演进→柜外分化出Sidecar/巴拿马/SST三条路径，柜内形成Shelf级800V→50V与Tray级800V→12V/6V两类方案

• 推路径二（后端近距降电阻）：供电电压降至芯片核心约1V后进一步升压难度高→降低PDN阻抗成为控制损耗的主要手段→三次电源由分立式向模块化、VPD垂直供电演进，长期IVR/SIVR将电压调节向封装和芯片内部迁移

• 落到结论：两场战役共同推动AI电源价值量由传统PSU向完整Grid-to-Chip供电链路扩散→前端800V升级带来HVDC Power Rack、SST、碳化硅等新增需求，后端推动DrMOS、芯片电感、MLCC电容、PCB及二/三次电源模块价值量提升→投资上沿两条主线关注电源及零部件公司

关键展望

• NVIDIA面向MGX平台的800VDC Power Rack计划于2026年下半年导入，可接入现有AC基础设施并在机柜列间向计算机柜提供800VDC

• SST落地节奏为渐进式：短期传统方案仍为主流、SST以验证项目为主，中期随光储充及高密度数据中心场景成熟带动产业链完善，长期若800VDC架构普及、SST将演进为算力侧模块化电力平台

• SST商业化验证节点明确：台达2025年11月联合美团、秦淮数据全球首发SST智能直流供电商业化方案，2026年7月在秦淮数据环首都·桑园基地正式投运，为行业首个算力中心SST供电项目；阳光电源2026年7月9日发布EnerNeo并与东阳光、中联数据签署战略合作暨框架采购协议

• 柜内Tray级直降输出电压短期难收敛：ST判断未来50V、12V和6V中间直流母线将根据GPU代际、服务器高度、机柜密度及热设计差异长期共存，800V入柜后电源拓扑多方案并行演进

• 三次电源演进节奏：短期多相Buck+DrMOS仍为GPU/CPU/ASIC核心供电主流，中期TLVR、模块化POL和VPD有望加快导入，长期IVR、SIVR及封装级电源向基板甚至芯片内部集成

• 风险提示包括：AIDC资本开支不及预期、800VDC架构渗透及产业化进度不及预期、AI芯片功率提升及技术路线变化、客户认证及订单放量不及预期、行业竞争加剧及供应链风险

推荐标的

• 总体建议：AI电源升级沿"前端升压降电流、后端近距降电阻"两条主线，建议关注受益于技术迭代的电源及零部件公司，首页点名标的包括麦格米特、中富电路、欧陆通、新雷能、阳光电源等

• 一次电源主线（PSU/HVDC率先兑现、SST具备终局弹性，核心跟踪客户验证、出货节奏和份额提升）：建议关注麦格米特、欧陆通、阳光电源、中恒电气、盛弘股份、京泉华、可立克

• 二次/三次电源主线（800V直降12V/6V提升高压DC/DC和GaN价值量，模块化/VPD推动DrMOS、电容、电感、PCB等零部件价值量提升）：建议关注中富电路、新雷能、立讯精密、铂科新材、深南电路、龙磁科技、杰华特、三环集团、英诺赛科

• 短期放量主线（PSU订单率先兑现、业绩弹性最清晰）为麦格米特、欧陆通等；报告仅作"建议关注"表述，未给出个股评级与目标价