为何功率半导体才是未来？巴克莱：AI芯片的功耗正急剧上升。英伟达当前Blackwell一代的GPU芯片功耗已达约1.2千瓦，而GB200机架级服务器的功耗约为120千瓦。更惊人的是计划于2027年发布的Rubin Ultra芯片。该GPU功耗预计将达到Blackwell的三倍，每机架服务器功耗将升至约600千瓦。到Feynman架构时期，功耗预计将再增1.5倍，达到当前Blackwell水平的八倍以上，机架级服务器功耗可能突破兆瓦（1 MW）大关。为应对这一问题，英伟达宣布推出名为“Kyber”的全新供电系统，采用800 V架构。这将大幅提升功率半导体的用量，所有主要功率半导体厂商如今都在竞相进入这一供应链。功率半导体用量将增长10倍，每机架达14万美元报告预计，未来几年GPU功耗需求将增长约五倍，而机架功耗需求将增长十倍，每机架1 MW的需求已近在眼前。目前，单机能架中功率半导体的价值约为1.2万至1.5万美元。结合参考设计及功耗需求上升，报告预测到2027年，功率半导体含量（以物料清单计）将增长六倍以上，到2029年再增逾50%，达到每机架约14万美元（按现价计）。值得注意的是，即便在最乐观假设下，功率半导体仍仅占机架总支出不到1%。这清楚显示出功率半导体在整个系统中拥有多大的“杠杆效应”。800 V架构重塑功率半导体市场格局传统54 V供电架构在机架功耗超过200千瓦后扩展性极差。英伟达提出的800 V数据中心架构是一种根本不同的方案，打破了这一限制。在新架构下，不再是将54 V直流降压至1 V，而是实现从800 V到1 V的大跨步转换。这一变化将显著减少、甚至在某些情况下完全取代数据中心中PSU（电源单元）的作用。由此可节省空间，同时降低功耗与铜用量。该新架构预计从2027年开始部署，与英伟达Rubin Ultra芯片的发布时点重合。宽禁带半导体迎来新机遇，英飞凌等公司有望受益报告指出，近年来碳化硅（SiC）因供过于求而承压，氮化镓（GaN）则多局限于消费类应用。然而，AI功耗需求的激增正为这两种材料创造重大新机遇。在未来服务器架构中，GaN可占物料清单（BoM）高达30%，而SiC预计占比约10%–15%。百亿美元级市场正在形成，竞争格局或将重塑报告估算，若AI数据中心容量每月增加约16吉瓦，功率半导体的年度市场规模将达14–85亿美元。该预测基于所有新增容量均采用新800 V架构的假设。目前，AI功率半导体市场主要由三家企业瓜分：英飞凌，以及本报告未覆盖的瑞萨和MPS。然而，英伟达已公布一份800 V架构的潜在供应商长名单，共有14家公司被列为潜在厂商。随着800 V数据中心时代正式开启，功率半导体供应商间的竞争预计加剧。报告假设，在预测期内，AI功率半导体价格将每年出现低至中个位数降幅。由AI算力需求引发的这场“能效革命”正在重塑功率半导体行业结构。随着800 V架构自2027年起逐步商业化，一个百亿美元级的新市场正悄然成型，技术领先者已抢先布局。
