當前市場對AI硬件的認知存在一個巨大的預期差:資金緊盯GPU的出貨量,卻忽視了算力狂飆背后隱藏的“能量墻”。
6月20日,國金證券在最新研報中指出,電容正在成為AI算力系統的“電RAM”——正如HBM是數據的緩沖,電容則是能量的緩沖。兩者在系統角色、層級結構、量價驅動上高度同構。更關鍵的是,市場對電容需求的測算長期停留在"白區"(PSU內部),而真正的系統級增量大量發生在被忽視的"灰區"(從電網接入到機柜之間的多級降壓、配電環節)。
報告強調,電容的需求彈性已徹底脫離“按GPU顆數線性外推”的舊邏輯。隨著AI機柜功率向兆瓦級演進、供電架構向800V高壓直流升級,電容產業正迎來“量價齊升”的重估時刻。而在供給端,受制于高端材料(鋁箔、活性炭)瓶頸、高耗能環保指標限制,以及海外巨頭僅10%-20%的保守擴產策略,具備上游材料高自供率和強工程能力的國產電容廠商,正迎來搶占全球份額與定價權的歷史性窗口。
這意味著電容賽道的需求天花板被系統性低估,具備上游材料高自供率的國產廠商有望同時獲得份額擴張與定價權提升的雙重紅利。
核心同構:電容不是修辭上的比喻,而是物理意義上的“電RAM”
電容與DRAM在系統角色、層級結構和量價驅動上高度同構,這決定了其需求爆發的必然性:
時間常數階梯:六大電容各就各位,構筑全景緩沖網絡
- 即時緩沖的同構:DRAM通過周期性“刷新”為運算提供數據緩沖;電容通過“充放電”為GPU瞬時拉載提供能量緩沖。算力越強,對“快且近”的電能緩沖依賴越深,原有方案的“欠配”將引發新一代平臺的補課式需求增長。
- 層級結構的同構:DRAM擁有“寄存器-SRAM-DRAM”的緩存層級;電容則擁有一張按“時間常數”分層的階梯網絡。越靠近運算核心,響應越快、單位價值越高、技術壁壘越陡。
- 需求驅動的同構:DRAM面臨“容量墻”,電容面臨“功率墻”。電容需求由“GPU數量×單卡功率/價值量×系統復雜度×價格系數”復合驅動,其需求彈性顯著高于GPU出貨增速。
AI供電升級不是單一品類的放量,而是整張緩沖網絡的同步加密。沿著從芯片到電網的路徑,六類電容構成了嚴密的防線:
硅電容(亞納秒級,封裝內):對應“寄存器”。厚度可減薄至100?或更小,在最貼近Die的位置抑制最高頻電壓擾動,是技術壁壘最高、單位價值最密集的環節。白區與灰區:市場系統性低估了真實需求
MLCC(納秒級,板級):對應“SRAM緩存”。數量最龐大,密集分布在GPU周邊,承擔高頻去耦。
MLPC(微秒級,板級):介于MLCC與大電解電容之間的中間層。在125℃高溫、4000小時壽命等高端場景下,可在高容值區間替代多顆MLCC,國產廠商正迎來替代窗口。
牛角鋁電解電容(微秒至毫秒級,電源模塊):對應“DRAM主存”。AI電源高壓化(從5.5kW向18.5kW演進)的直接受益者。應對高頻功率波動,其容量需求至少是傳統的1.5倍(如從1000微法提升至1500微法),單只價值量呈數量級躍升。
超級電容與鋰離子電容(毫秒至秒級,機柜側):承擔備電與功率緩沖。由于電池在長期高頻充放電中失效率高、衰減大,超級電容正從“選配”走向“必配”。
薄膜電容(高壓直流母線):隨著供電架構向800V HVDC和固態變壓器(SST)演進,承擔母線側高壓紋波吸收,是高壓化架構下不可或缺的一環。
這是該份研報最具投資價值的認知差所在。
認知差的來源:當前多數需求測算更多集中在PSU內部(即"白區")用量。市場對PSU、白區、微區、Power Rack、HVDC、SST、400V、800V等不同架構下的電容配置理解差異較大,測算口徑可能相差數倍至十倍。即便在電源開發企業內部,對于AI電源功率波動如何解決,也仍在討論之中。
灰區在哪里:沿著供電路徑從電網向機柜推進,會經過電網接入、多級降壓、灰區配電、局部電容箱、Power Rack等環節。隨著機柜功率向兆瓦級演進、供電架構走向800V高壓直流(HVDC)與固態變壓器(SST),從電網接入到機柜之間的多級降壓、配電、電容箱等"灰區"環節,同樣需要大量電容承擔穩壓與緩沖。部分灰區用量此前未被完全統計,但實際已在使用。
系統級擴張的含義:把白區和灰區合起來看,AI算力帶來的電容需求擴張是系統級的——既包括GPU板級與電源模塊(白區加密),也包括數據中心電源、配電和冗余體系(灰區鋪開)。若僅按白區口徑測算,會對真實需求形成系統性低估。
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量價齊升的兌現邏輯:材料約束、擴產門檻與國產替代窗口
量的邏輯:需求彈性顯著高于GPU出貨增速。
GPU出貨保持較高年增速,單GPU功率與供電復雜度抬升帶動單卡價值量提升,疊加冗余與結構系數,整體需求彈性顯著高于GPU顆數增速。新一代平臺(VR平臺)的功耗、系統復雜度、供電穩定性要求更高,部分系統優化能力相對較弱的客戶更傾向于增加電容冗余,進一步放大用量。
價的邏輯:兩套體系并行。
傳統鋁電解電容受材料成本、電價、環保等因素推動,下半年進入漲價通道,日系大廠已相繼發函調漲;AI相關高端新品則不是簡單"漲價",而是"重新定價"——客戶對電壓、容量、壽命和可靠性要求提升,產品規格變化,應按新產品定價。在AI服務器系統中,電容器絕對金額占整機比例很小,但對供電穩定性極其關鍵,客戶更重視保供與可靠性而非單純壓價,這使得高端電容產品具備更強的議價能力。
約束:高端材料是真瓶頸。
AI服務器用高壓、高比容電極箔(化成箔)供應偏緊;超級電容的核心瓶頸在上游活性炭材料,國產替代預計需要一定時間培育;MLPC更多卡在工藝與材料體系理解。材料瓶頸意味著"看到需求"不等于"供給能跟上"。
門檻:擴產是綜合門檻。
電極箔的腐蝕、化成環節屬高耗能工序,對電價與能源供給高度敏感,穩定、低成本的電力(如綠電直連)正成為前段產能落地的關鍵。同時,國內部分地區新建產能需要取得電容器產能指標,環保、能耗指標構成實際門檻。
窗口:海外保守擴產,國產廠商搶占份額與定價權。
日系MLCC及被動元件廠商擴產文化偏保守,擴產計劃通常以10%-20%的增長為主,快速翻倍擴產難度很高。相比之下,具備上游材料高自供率、強工程建設與資本開支效率的國產廠商,在這一輪供需緊張窗口中具備更強的保供與擴產能力,從而搶占份額并獲得定價權。
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