AI供电架构升级下的芯片电感前景展望

目前金属软磁制成的这个芯片电感，具有体积小、效率高、散热好等特性，所以可以比较好的适应于这种芯片低电压、大电流、大功率的这种场景，然后也耐受大电流的冲击，更加适合这个服务器。实际上除了这个AI服务器之外，还有比如说像笔记本电脑，然后手机机器人，还有存储等一些这些场景，都会用到这种芯片电感。所以它的这个需求体量还是非常大的那我们现在来看，就是像一个传统的服务器，实际上它的这个芯片电感的数量，实际上是比较少的那通常是在30到70个。但是比如说到了这个AI服务器，比如说以这个AI双路E5这个服务器为例，它的这个电感的用量就提升到了80到120个。然后那你到了英伟达的这个GE300的这个服务器中的这个芯片，电感的用量就会有大幅的提升，预计会超过5000个。其中比如说像给GPU做核心供电的电感的数量，就能接近一半的这么一个规模。其他主要是由CPU还有内存与存储，然后还有一些网络接口等等，以及还有一部分的电感可能要做冗余等等这些作用。所以整体来看，就是随着这个AI数据中心的这么一个升级，实际上是对电感的用量有一个大幅的一个增长的一个空间。 目前来看比如说从英伟达的这个服务器技术趋势上来看，它的这个功耗呈现出一个持续提升的这么一个态势。你比如说随着这个功率的提升，对应的这个电压，实际上还是在1伏左右。但是电流就会有一个非常明显的一个增长，电流的增长实际上是对整个的芯片的一个供电构架，其实带来了一个比较大的挑战。 其中核心的一个挑战就是此前的这个芯片的供电构架，主要以水平供电为主。然后在水平供电，实际上这个供电的电流所要经过流经的距离是比较长的那实际上就会产生一个比较多的这么一个电能的损耗。到了这个垂直供电这个领域，它就把这个供电的模块放置到这个芯片的下方。这样的话就是缩短了电流的流通的路径。那它的这个损耗可以从30%降低到5%以下。然后这样做的话还有一个好处，就可以尽可能的去降低这个主板的空间。把这些空间可以留给比如说这个内存或者是光模块，所以从这个角度上来讲，应该这种像VPD垂直供电的这种路径，应该能够实现出一个双赢的这么一个局面。 其实为了应对目前这个芯片的挑战，实际上这个芯片电感实际上也要做一些改变。一个是效率，供电的效率要提升。主要是在这个有限的空间内实现更高的转换效率。比如说像这个VPD的供电，你把这个供电模块放到这个芯片的下方，对应的这个体积实际上是相对来说是比较小。另外一个就是成本的优化，既要提升对电源瞬态响应能力的提升，另一方面要尽可能减少比如说像一些被动元器件的需求，第三个就是要能适应这个芯片瞬间负载变化的这么一个要求。 那这里对未来电感的一个发展方向，就是TLVR这种技术。它主要是通过这个耦合电感来提升多相电源动态响应的这么一个技术，那它在这个电源稳压，然后响应速度提升、成本与空间优化，然后能效提升等方面，其实都有不错的表现。所以预计未来这个TLVR这个方案，应该会呈持续的一个增加。 另外一块就是这个供电模块此前都是这种分立的器件。比如说电感，或者是跟其他这种CMOS这种元件都是处于这种分立的这种状态。未来随着垂直供电的技术的发展，电感未来的一个发展趋势就是形成模组化，然后做成这个模组化之后，这个电源的模块就可以尽可能的小型化。另外就是像这个电感也可能从这个无源变成有源。那么他通过更靠近CPU或者是GPU的芯片，来尽可能的去降低损耗。 在这个芯片电感中，其实也有比较多的这么一个材料体系。这里列举了比如说像一些铁硅、铁硅铝，然后铁镍等等这种技术路线。他们在这个性能表现上，其实有相对来说比较大的差异。你比如说像这种铁镍的这个技术路线，它的这个饱和磁通密度相对来说是比较高能达到1.5这么一个水平。那也就意味着其实它能够做到的这个电感的体积会相对来说比较小。那是因为这个里面掺杂了这个镍粉，所以说它的这个价格会比较贵。所以这里面可以看到它比普通的铁硅铝的价格应该是要贵4到6倍。然后另外就像铁硅铝这种，它的这个成本实际上是比较低的，综合性的这个性能其实也还不错。 所以说目前来看，比如说像国内的华为可能更多的去使用这个铁镍的这个呃技术路线。那么通过提升这种被动元器件的性能，来弥补芯片制程的不足。像海外，因为相对来说芯片制程更加先进一些，所以它在这个电感的选择上，就可能没有选择高阶的材料。但是随着未来的芯片的功耗在不断的提升，所以它对这个材料体系的要求也在做升级。所以我们预计未来其实对这种更高阶技术路线的这么一个材料体系的选择的占比，应该会有比较大的提升幅度。 从整个行业的情况来看，其实像功率电感这个领域，其实在之前主要是集中在日本以及中国台湾地区。这些企业，其实发展历史也比较悠久，然后资金和技术实力比较雄厚，占据了比较大的市场份额。比如说像台湾的乾坤科技，日本TDK、国巨，然后村田、太阳诱电等等，他们整体的一个市占率加起来应该是超过了50%。 那么像这个AI服务器需求爆发之后因为他对这个电感的需求，其实跟此前比如说在新能源车等这些领域还有比较大的这么一个不同。所以内资的企业，其实也具备了进入这个赛道的这个机会，一方面是因为这个市场扩容，另外一方面是之前像内资的这些企业，他们其实也给这些头部的电感厂供应材料。比如说像横店、铂科，然后以及像龙磁科技，他们 都是从磁材这个角度向下游做一体化，然后延伸到这个芯片电感的这么一个环节。他们的这个优势主要就是在于能够掌握更好的理解上游的这个配方对于这个电感的影响，能在更快的去响应客户对于这么一个材料研发的这么一个需求。然后另外的话还有一些本身就是做这个电感的企业，比如说是顺络，还有麦捷，他们其实也进入到这个领域。所以我们目前来看，就是目前各家企业实际上他们对今年或者明年整个一个芯片电感的一个指引，其实都有一个非常快速的一个增长。 这里面的话就是我们比较重点推荐的还是像横店东磁。因为它的这个芯片电感，实际上已经规模化的供应了国内的算力龙头的客户。然后预计今年和明年整个一个收入的体量都能够实现翻倍的这么一个增长。然后另外的话，像它的这个芯片电感，其实在海外的拓展也在加速。 比如说像谷歌、英伟达，预计应该都会在今年可能会有这个订单的这么一个下达。所以明年看的话，就是公司除了国内这块，海外这块也有比较大的这么一个增量。所以目前来看，公司这边反馈像这个磁性磁材这边，其实已经出现了一定的供应的缺口。所以公司其实也在从这个器件以及上游的材料，其实在做相应的这么一个产能准备的这么一个工作。所以我们看到就是这块儿，未来我们是相信这个横店东磁实际上是有望从这个产品领先，然后再实现到这个收入规模领先这么一个。