人工智能设备专题：英伟达GTC大会在即，关注电源、液冷、CPO及PCB板块

英 伟 达GTC大 会 在 即 ， 关 注 电 源 、 液 冷 、C P O及P C B板 块 行业研究·行业专题 电力设备新能源·电网设备 投资评级：优于大市 证券分析师：袁阳0755-22940078yuanyang2@guosen.com.cnS0980524030002 证券分析师：王蔚祺010-88005313wangweiqi2@guosen.com.cnS0980520080003 证券分析师：李书颖0755-81982362lishuying@guosen.com.cnS0980522100003 证券分析师：胡剑021-60893306hujian1@guosen.com.cnS0980521080001 证券分析师：袁文翀021-60375411yuanwenchong@guosen.com.cnS0980523110003 摘要 Ø英伟达将于本月17-21日举办GTC 2025大会，根据各家企业官方信息，我们认为本次大会应重点关注的技术变化包括：1）电源设计：AIDC电源方案向高压直流（HVDC）发展以降低运营能耗，同时备用电源快速锂电化，并部署更多超级电容，利用其快速高功率放电特性提供瞬时功率补偿，起到“削峰填谷”的作用；2）液冷：AI时代数据中心热密度加速提升，液冷应用成为刚需；3）通信技术：新推出115.2Tbps信号传输的CPO交换机新品，CPO未来将成为数据中心网络互联中降本降功耗的优选技术；4）PCB：产品呈现高密度、高可靠性趋势。业界预测NVL288机架中的计算单元的PCB将回归早期HGX的UBB+OAM结构，向高密度、高集成度方向发展，带动了高密度互连线路板（HDI板）、高多层板的需求，实现量价齐升。 ØHVDC：为应对下一代大功率AI服务器的需求，台达、光宝等头部电源企业在本次GTC大会上推出400V/800V HVDC系列产品。2023年全球数据中心单机柜平均功率为20.5kW，英伟达GB200 NVL72机柜功率已超120kW；根据维谛预测，2030年前后用于智算中心的GPU机柜峰值功率有望达到MW级。HVDC方案与UPS相比具有供电效率高、结构简单、占地面积小等优势，目前行业渗透率约为15%-20%，未来有望稳步提升。2023年以来，包括百度、阿里、Meta、谷歌等企业纷纷发布或启动下一代高压HVDC产品，将直流电压从240/336V提升至±400/750V，进一步降低服务器端损耗。 Ø超级电容与锂电BBU（电池备用电源）：超级电容方案有望在GTC 2025亮相。在AI服务器的数据中心运用中，为解决峰值功率需求，伟创力采用辅助电源来解决问题，武藏的锂离子电容器被选作辅助电源。台达也在官网上公开了GTC 2025的明星产品内容前瞻，其中包括使用了LIC超容的Power Capacitance Shelf，证明了超级电容在未来高功率机架中的必要性。锂电BBU和超级电容共同组成了GB200/300 rack中的Energy Storage Tray,由台达,光宝以及麦格米特等电源厂商整体供应。 Ø液冷：B300的TDP（热设计功率）预计从B200的1200W提高至1400W，散热要求更高，因此GB300系列服务器全面采用液冷散热技术。当前阶段，液冷应用主要采用冷板式技术；浸没式方案是长期发展方向。 Ø通信：光电共封装CPO(Co-packaged Optics)是一种在数据中心互连领域应用的光电集成技术，目前主要用在交换机接口中。全球互联网云厂持续加大AI资本投入，CPO作为数据中心网络互联中降本降功耗的优选技术，备受全球各大通信电子头部企业关注。英伟达有望在2025年GTC大会上推出支持115.2Tbps信号传输的CPO交换机新品。 ØPCB：产品呈现高密度、高可靠性趋势。业界预测NVL288机架中的计算单元的PCB将回归早期HGX的UBB+OAM结构，向高密度、高集成度方向发展，带动了高密度互连线路板（HDI板）、高多层板的需求，实现量价齐升。 Ø投资建议：推荐关注1）电源：麦格米特、禾望电气、金盘科技、盛弘股份、蔚蓝锂芯、江海股份；2）液冷：英维克；3）通信CPO：太辰光、博创科技、天孚通信；4）PCB：沪电股份、景旺电子、鹏鼎控股。 Ø风险提示：人工智能应用落地进度不及预期；全球数据中心投资总量与节奏不及预期；英伟达新产品出货进度不及预期；行业竞争加剧。 英伟达2025GTC大会聚焦GB300相关新技术 Ø英伟达GTC 2025大会将于3月17-21日在美国加州举办，英伟达预计将推出下一代AI芯片GB300以及B300 GPU。根据Semi Analysis的预测，B300 GPU是基于台积电4NP工艺的全新芯片，算力方面能够提供比B200高50%的FLOPS，内存从8-Hi升级到12-Hi HBM3E，每个GPU的HBM容量增加到288GB。800GConnectX-8 NIC提供双倍横向拓展频宽，配备48个PCle通道，优化大型集群效能。 Ø电源：台达、光宝等头部电源企业推出HVDC产品，为下一代AI服务器提供供电解决方案；BBU（锂电池备用电源）以及SuperCap（超级电容）技术有望成为标配，进一步提升电源的稳定性。 Ø散热：B300的TDP（热设计功率）预计从B200的1200W提高至1400W，散热要求更高，因此GB300系列服务器全面采用液冷散热技术。Ø通信：预计英伟达将推出支持115.2Tbps信号传输的CPO交换机新品，该交换机将搭载36个3.2T光引擎模块，解决将高带宽互连扩展到单个机架之外这一难题。ØPCB：GB300架构设计中可能采用PTFE（聚四氟乙烯）混压PCB方案，NVL288机架中的计算单元的PCB将回归早期HGX的UBB+OAM结构，PCB向高密度、高集成度方向发展。 Ø此外，NVL288型机柜以及下一代Rubin架构有望一起亮相，其中四个NVL72机柜将通过后端电缆互连以形成NVL288型机架，CPO和浸没式液冷有望成为Rubin架构的标配。 电源：GB300中超级电容和BBU共同组成Energy Storage Tray Ø超级电容方案有望在GTC 2025亮相。在AI服务器的数据中心运用中，为解决千卡集群或更大规模训练模式时的峰值功率需求，伟创力采用辅助电源来解决问题，武藏的锂离子电容器被选作辅助电源。台达也在官网上公开了GTC 2025的明星产品内容前瞻，其中包括使用了LIC超容的Power Capacitance Shelf，证明了超级电容在未来高功率机架中的必要性。BBU和超级电容共同组成了GB200/300 rack中的Energy Storage Tray,由台达、光宝以及麦格米特等电源厂商整体供应，而超级电容的供应商除了日本武藏精密外，目前深度配合的还有国内的江海股份。 Ø为什么选择LIC超级电容？与锂电池相比，锂电池大倍率放电能力有限且循环寿命短，如磷酸铁锂长的也只有3000左右循环次数，无法满足要求。与EDLC相比，EDLC双电层电容器虽能大倍率放电且寿命长，但能量密度低，在数据中心占空间大，经济效益低，而锂离子电容器能量密度能达到EDLC的三倍左右，循环使用寿命是EDLC的1.2到1.5倍，最高耐高温达70度，优于EDLC的60度。 资料来源：台达官网，国信证券经济研究所整理 电源：超级电容具有充放电快、寿命长的显著优势 Ø超级电容是拥有介于普通电容器和电池（充电电池）中间的特殊类型电容器。相较传统电容器具有更高的能量密度，相较电池具有更高的功率密度，是一种新型功率型储能器件，具备充电时间短、使用寿命长、温度特性好、绿色环保等特性。在纯电动公交车、xEV、脱线运行现代有轨电车、混合动力工程机械和港口机械、太阳能和风能发电系统、节能安全电梯、AGV等作业机械、智能三表及部分军事航天等应用领域具有明显的性能优势，是21世纪理想的环保型储能器件之一。 电源：在能源供应中削峰填谷是超级电容的主要应用场景 Ø主要能量源，如内燃机、燃料电池，可作为低功率的持续来源运行良好。然而，它们不能有效地处理峰值功率需求或在当今的应用中重新获取能量，因为其充放电速率较慢。 Ø超级电容在峰值功率需求期间提供快速的能量爆发，然后快速存储能量并捕获否则会丢失的多余功率。凭借快速充放电特性，它们有效地补充了当今应用中的主要能源。 电源：台达发布72kW 800V高压直流产品 Ø在台达GTC大会参展页面上，19英寸72kW 800V的高压直流HVDC电源机架首次亮相。该电源架集成了两个36kW PSU（电源模块），具有800V高压输出和98%的能源转换效率。该电源架采用800V高压直流输出，能够满足下一代AI服务器的电源需求。随着AI服务器功率持续增大，转换效率更高的HVDC方案渗透率有望进一步提升。 Ø稳压直流模块RBC：支持40-60V电压输入并提供12V完全稳压输出的DC/DC电源方案；峰值效率98.5%；68.0x60.5x15.8mm尺寸下功率可达4000W（符合NVIDIA GB200 PDB功率要求）；提供UVLO、OVP、OCP和OTP的全面保护；适用于液冷及风冷解决方案。 Ø台达是英伟达GB200系列DC/DC电源的主要供应商。DC/DC电源能够将48V直流电压转换为5V直流电压，通常用于服务器内部板级电源转换，为特定的电路板或芯片组提供精准直流电压。 资料来源：台达官网，国信证券经济研究所整理 资料来源：台达官网，国信证券经济研究所整理 资料来源：台达官网，国信证券经济研究所整理 电源：台达推出超级电容和锂电池备用电源 Ø台达将在GTC大会上展示其超级电容产品，该产品方案可以减轻GPU动态负载对交流电网的影响，例如AI服务器EDPP和空闲模式转换。由于锂离子电容(LIC)的优势，超级电容能够执行快速充放电转换。LIC能够提供高功率密度和较长的支持时间（15秒/20kW负载），以确保AI和云计算服务器的稳定电源供应。超级电容目前已适用于19英寸(1RU)和21英寸(1OU) ORV3标准机架。 Ø台达还展示了22kW的锂电池后备电源单元BBU。该产品具有2RU紧凑尺寸，效率高达97.5%，并通过UL9540A认证，可靠性高并能够显著节省运营资本开支OPEX以及减少碳排放。 资料来源：台达官网，国信证券经济研究所整理 资料来源：台达官网，国信证券经济研究所整理 液冷温控：下一代英伟达AI服务器有望标配液冷 Ø2024年3月，维谛Vertiv与英伟达NVIDIA专家团队共同针对高密数据中心制冷方案进行研发测试，并发布实测数据：GPU型高密数据中心的冷板液冷和风冷的创新风液混合制冷方案中大约75%的IT负载可通过冷板液冷技术实现有效冷却。维谛Vertiv参与了英伟达NVIDIA的COOLERCHIPS计划，并被指定为唯一的制冷系统合作伙伴。 Ø在功率提升带来散热压力增大的背景下，液冷有望成为GB300/Rubin等英伟达新型AI服务器的标配。英伟达和Equinix（全球云服务提供商）发现使用液冷的数据中心在工作负载相同的情况下，相较于风冷设施能够减少30%左右的能源消耗。根据英伟达估计，液冷数据中心的PUE（能源使用效率）可以达到1.15，远低于风冷数据中心的1.6。而液冷数据中心也可以在相同的空间内实现两倍的计算能力。 资料来源：中兴通讯《液冷技术白皮书》，《数据中心单相提没液冷规模化应用关键技术研笼》，国信证券经济研究所整理 资料来源：Vertiv官网，国信证券经济研究所整理 液冷温控：AIDC的稳定器 Ø温控对于保障高密度AI算力中心正常稳定运转有重要的意义。 大多数服务器和网络设备的工作温度范围在5摄氏度至35摄氏度之间。为了确保设备的最佳运行状态和延长使用寿命， 国际标准建议IDC机房的温度应控制在22摄氏度至24摄氏度之间。 如果温度过高， 设备容易过热导致损坏； 如果温度过低， 设备易产生冷凝水，导致短路和损坏。