AI算力设施需求驱动，SiC GaN打开成长空间

核心观点 ⚫事件：8月1日，英伟达官网更新800V直流电源架构合作商名录，氮化镓龙头企业英诺赛科上榜，为英伟达Kyber机架系统提供全链路氮化镓电源解决方案。 ⚫我们的观点：AI算力设施对SiC/GaN器件需求提升，有望打开产业成长空间。部分投资者认为，由于碳化硅车型在新能源车领域的渗透率逐步迈向较高水平等原因，第三代半导体行业未来发展空间可能受限。但我们认为，SiC/GaN在AI算力设施供电系统中的应用潜力尚未完全挖掘。未来，AI服务器及数据中心对SiC/GaN器件需求有望持续提升，打开产业成长空间。 薛宏伟xuehongwei@orientsec.com.cn执业证书编号：S0860524110001蒯剑021-63325888*8514kuaijian@orientsec.com.cn执业证书编号：S0860514050005香港证监会牌照：BPT856韩潇锐hanxiaorui@orientsec.com.cn执业证书编号：S0860523080004 ⚫AI服务器功耗高，数据中心需要使用更高功率的供电架构。为了应对更高端的AI运算，服务器供电系统各环节的效能、功率密度需要进一步提高。在从电网到IT机架的降压环节，在功率要求提升的背景下传统的机架内部配电架构受限于功率密度、铜材用量和系统效率等方面的物理极限；基于此，英伟达正在推进HVDC供电架构，在数据中心外直接将13.8kV交流电转换为800V高压直流来为IT机架供电。在二次降压环节，传统的12V供电架构无法满足高效传输需求，当前48V及以上的供电系统正逐渐成为主流。随着AI服务器与数据中心对供电系统的要求提升，需要运用性能更优的功率器件以实现更高效的功率传输。 ⚫SiC/GaN可用于HVDC、电源模块等场景，适配AI算力设施的大功率供电需求。SiC/GaN等第三代半导体材料具有高击穿电场、高迁移率等特点，允许材料在更高的温度和电压下运行，降低能耗和成本。目前头部厂商正在持续推动SiC/GaN在AI数据中心领域应用。例如，在HVDC方面，Navitas宣布依靠GaN和SiC技术参与英伟达下一代800V HVDC电源架开发，为Kyber机架级系统内的Rubin Ultra等GPU提供电力支持。在服务器电源方面，英飞凌基于GaN/SiC技术，持续推出更高功率的电源供应单元解决方案。展望未来，在AI服务器及数据中心的大功率供电需求不断提升的趋势下，SiC/GaN有望得到更广泛的应用。 朱茜zhuqian@orientsec.com.cn AI算力浪涌，PCB加速升级2025-04-01集群算力大势所趋，高速铜互连深度受益2024-08-28互联网大厂上调资本开支，AI基础设施需求旺盛2024-04-27 ⚫头部厂商推动产能布局，响应下游强劲需求。2025年7月Navitas宣布与力积电建立战略合作伙伴关系，将采用力积电8寸0.18微米制程生产GaN产品。同月，英诺赛科确认公司将进一步提升8英寸产能，预计2025年年底将从1.3万片/月扩产至2万片/月。头部厂商持续推动产能布局，响应市场对SiC/GaN需求的提升。 投资建议与投资标的 ⚫AI服务器及数据中心需求有望打开SiC/GaN功率器件成长空间。建议关注：GaN行业龙头英诺赛科；深度布局SiC/GaN功率器件的头部功率器件厂商闻泰科技、华润微、新洁能、斯达半导、天岳先进；布局SiC功率器件业务的晶圆代工企业芯联集成-U；功率被动器件公司法拉电子、江海股份；布局第三代半导体设备市场的中微公司等。 风险提示 ⚫消费电子需求不及预期，AI落地不及预期，竞争格局变化。 1．AI算力设施对SiC/GaN器件需求提升，有望打开产业成长空间 数据中心供电系统包括多个电压转换环节。数据中心供电系统是数据中心正常工作的基本保障。在供电系统中，市电从10KV+中压/高压交流电经降压变压器转换为400V等级低压，再通过UPS或HVDC等环节实现AC/DC转换，提供冗余并降低损耗，经PDU等配电单元二次降压至服务器所需电压，最终以高功率密度输送至IT设备。在电压转换各环节中，需要依赖功率器件对电能进行转换，改变电子装置中的电压和频率、直流或交流。 从通算到智算，高压、高效成为重要趋势。通算中心的单机功率从之前4~6KW区间有望逐渐增加至智算中心(AIDC)的20~50kW，在用电规模上，假设单机柜功耗在12KW水平，通算中心电力容量大概在20MVA左右。而在智算中心时代，单栋建筑的用电规模有望突破100MW水平。根据IEA预测，到2026年，AI行业的电力需求将至少是2023年的10倍。在功耗及用电量提升的同时，AIDC能量密度也需要持续提升，高压、高效成为重要趋势。例如，根据英伟达官网，在服务器配电中从415VAC切换到800VDC，可通过相同的导体尺寸多传输85%的功率。这是因为较高的电压会降低电流需求，能降低电阻损耗并提高功率传输效率。 第三代半导体氮化镓、碳化硅材料在耐压性等方面性能优势突出。目前，在主要半导体材料中，以硅为代表的第一代半导体材料应用最为广泛。但是，硅材料所能抵抗的频率和电压都较低，在高温、高压及大电流等场景下存在性能瓶颈。与前两代半导体材料相比，氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）等第三代半导体材料具备高频、耐高压、耐高温等优越性能，在新能源车、光伏、数据中心、轨道交通等领域有着很大应用潜力。 数据中心电源高压直流方案渗透率有望上升，驱动GaN/SiC持续拓展应用。传统的数据中心供电架构普遍采用传统的54V机架内部配电架构，仅能支撑数百kW的负载。该架构依赖体积庞大的铜制母线将低压电力从电源模块传输至计算单元，当功率需求超过200kW时该架构受限于功率密度、铜材用量和系统效率等方面的物理极限。基于此，英伟达创新性地开发800V HVDC电源架开发，在数据中心外直接将13.8kV交流电转换为800V高压直流。该方案无需额外配置AC-DC变换器，就可直接为IT机架供电，并通过DC-DC变换器降压后为GPU供电。2025年5月，Navitas宣布依靠GaN和SiC技术与英伟达合作进行800V HVDC系统开发，依靠GaN和碳化硅 SiC技术为Kyber机架级系统内的Rubin Ultra等GPU提供电力支持。未来，随着高压直流方案渗透率上升，GaN/SiC器件有望持续拓展应用。 数据来源：英伟达官网，东方证券研究所 使用GaN/SiC解决方案可实现IT机架内部供电效率提升，头部厂商持续推出相关产品。在IT机架内部的降压环节，传统的12V供电架构无法满足高效传输需求，当前48V及以上的供电系统正逐渐成为主流，对功率器件的性能要求大幅提升。根据英飞凌公告，在使用英飞凌基于GaN/SiC的服务器电源解决方案后，AC/DC转换、DC/DC转换等环节均呈现显著的效率提升。英飞凌基于GaN/SiC技术，持续推出更高功率的电源供应单元解决方案，预计在2025-2026年推出功率达12kW的电源供应单元解决方案。基于在提升供电系统性能方面的优势，未来GaN/SiC有望在IT机架内部加速渗透。 数据来源：英飞凌官网，东方证券研究所 数据来源：英飞凌官网，东方证券研究所 2．SiC/GaN功率器件有望加速渗透，头部厂商推进产能布局 部分投资者认为第三代半导体行业未来发展空间可能受限。由于碳化硅车型在新能源车领域的渗透率逐步迈向较高水平等原因，部分投资者认为第三代半导体未来需求空间可能受限。根据Yole和灼识咨询数据，2024年碳化硅在全球功率半导体中的渗透率为4.9%，提升幅度较此前几年放缓。根据弗若斯特沙利文数据，2023年氮化镓在功率半导体中的渗透率为0.5%，整体仍处于较低水平，近几年提升幅度较小。 数据来源：Yole，灼识咨询，瀚天天成招股书，东方证券研究所 我们的观点：未来AI算力设施对SiC/GaN器件需求有望持续提升，打开产业成长空间。我们认为，SiC/GaN在AI算力设施供电系统中的应用潜力尚未完全挖掘。目前，已有第三方市场机构认为，2025年后随着下游需求成长及上游产能释放，SiC/GaN功率器件的渗透率将呈现持续上涨态势。从下游应用来看，已有预测认为SiC/GaN功率器件未来在算力设施中的需求规模相对较小。我们认为，若未来AI算力设施对SiC/GaN器件需求持续提升，有望助力SiC/GaN加速渗透。 数据来源：Yole，灼识咨询，瀚天天成招股书，东方证券研究所注：其中新兴行业包括家电、人工智能算力与数据中心、智能电网和eVTOL 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 头部企业把握产业机遇，推动GaN器件产能提升。近期，全球头部GaN器件厂商纷纷增加GaN器件产能。2025年7月英诺赛科宣布年底其8英寸氮化镓晶圆产能将从目前的13000片/月提升至20000片/月，同月Navitas宣布将与力积电合作推进业内领先的200mm硅基氮化镓技术生产。德州仪器也在2024年11月宣布增加GaN制造投入。头部企业把握产业机遇，持续推动GaN器件产能提升，响应市场需求。 3．投资建议：SiC/GaN打开成长空间，相关标的有望深度受益 AI服务器及数据中心需求有望打开SiC/GaN功率器件成长空间，相关厂商有望深度受益。建议关注：GaN行业龙头英诺赛科(02577，未评级)；深度布局SiC/GaN功率器件的头部功率器件厂商闻 泰 科 技(600745， 买 入)、 华 润 微(688396， 买 入)、 新 洁 能(605111， 未 评 级)、 斯 达 半 导(603290，买入)、时代电气(688187，未评级)、士兰微(600460，未评级)、三安光电(600703，买入)、天岳先进(688234，未评级)；布局SiC功率器件业务的晶圆代工企业芯联集成-U(688469，未评级)；功率被动器件公司法拉电子(600563，未评级)、江海股份(002484，买入)；布局第三代半导体设备市场的中微公司(688012，买入)等。 3.1英诺赛科：全球GaN行业龙头，进入英伟达HVDC合作商名录 英诺赛科产品涵盖氮化镓晶圆、分立器件及模组，营收持续成长。英诺赛科是全球氮化镓行业龙头。2024年，公司实现营收8.3亿元，同比增长39.8%。从产品结构来看，英诺赛科产品涵盖氮化镓晶圆、分立器件及模组等产业链各环节。 数据来源：Wind，东方证券研究所 英诺赛科氮化镓市场份额全球第一，产能持续扩张。从市场份额来看，2023年英诺赛科在全球氮化镓功率器件市场份额达31%，稳居全球第一。近年来英诺赛科产能持续释放，较高的产能是公司市场竞争地位的重要保障。目前公司正加速其8英寸氮化镓晶圆产能的扩张。公司计划将当前每月13000片的产能提升至2025年底的20000片，长远目标是未来五年内将月产能进一步扩大至70000片。 数据来源：Yole，东方证券研究所 公司在服务器领域持续深化氮化镓产品布局。公司持续布局服务器、新能源车、工业电源等大功率应用。2025年7月，公司推出可应用于服务器电源的700V SolidGaN平台新品，可实现氮化镓在更高功率电源应用中的极致高效与稳定。英诺赛科同时持续与服务器电源厂商的合作。根据公司公布，长城电源已在其面向AI数据中心的钛金级电源中采用英诺赛科氮化镓技术，实现了96%以上的超高电源转换效率，超越全球最高80PLUS钛金级能效标准。 数据来源：英诺赛科公众号，东方证券研究所 英诺赛科氮化镓电源解决方案获英伟达认可。8月1日英伟达官网更新800V直流电源架构合作商名录，英诺赛科上榜，为英伟达Kyber机架系统提供氮化镓电源解决方案。 图17：英诺赛科进入英伟达HVDC合作商名录 数据来源：英伟达官网，东方证券研究所 3.2闻泰科技：战略聚焦半导体业务，持续发力SiC/GaN领域 公司半导体业务板块保持稳健成长。截至2