超级电容:AIDC电源器件核心增长方向

  • 来源:光大证券
  • 发布时间:2026/07/23
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电力设备新能源行业:超级电容,AIDC电源器件核心增长方向——电力AI系列报告七.pdf

研究背景与目的本报告为光大证券电力AI系列报告第七篇,聚焦超级电容在AIDC(AI数据中心)电源系统中的核心增长逻辑。随着AI芯片功率波动加剧,传统三级备电体系难以满足毫秒级响应需求,超级电容从选配成为柜内标配,并将在下一代架构中与BBU一起集成进电源机柜。核心内容报告从四个维度展开分析:一是超级电容在AIDC供电架构中的定位演进,从芯片级MLCC到机柜级CBU/BBU再到电网级储能的分层式储能框架;二是EDLC与LIC技术路线分工,LIC凭借更高能量密度和空间效率成为高端主流,与BBU形成毫秒级到分钟级的时间尺度协同;三是多孔炭材料国产替代,分析碱活化工艺、孔径调控、后处理纯化等核心技术难点...

超级电容在AIDC供电架构中的定位演进

随着AI芯片功率波动加剧,数据中心供电架构正经历高压直流化、器件固态化、响应微秒化的深层变革,价值量向靠近芯片端的快速响应器件转移。传统三级备电体系在响应速度、电池寿命、能量损耗三维度难以满足AIDC要求,超级电容凭借毫秒级响应、极高循环寿命、平抑GPU脉冲负载的优势被引入电源系统。从英伟达GB300开始,超级电容从选配成为柜内标配,下一代架构将CBU和BBU一起集成进电源机柜,单机柜配置数量随功率提升而增加。

EDLC与LIC技术路线分工及BBU协同

超级电容主要包括双电层电容(EDLC)和混合电容(HSC/LIC)两类技术路线。EDLC强在高功率与长寿命,适合板级、芯片级的瞬时电压稳定;LIC强在能量密度与空间效率,在相同体积下可提供更长的支撑时间,更适合机柜级对空间和备电时长敏感的场景。英伟达等海外厂商的高压高能量密度路线更偏LIC。CBU与BBU按时间尺度分工,CBU吸收毫秒级GPU负载瞬变,BBU在停电期间提供秒级到分钟级的过渡,二者共同取代集中式短期电池储能和UPS功能,且无UPS组合所产生的转换损耗。电源架未来可能演化为容纳PSU、BBU、CBU的一体化能量管理单元。

多孔炭材料国产替代进程

活性炭材料是决定超级电容器容量、倍率性能、循环寿命及功率性能的核心材料,在整体成本结构中占比约为30%-40%,国内高端产品长期依赖日本可乐丽等进口。多孔炭技术难点在于碱活化工艺和设备、微孔-介孔-大孔协同的分级孔径结构精准调控、后道孔清洗除杂工艺等。国产厂商中,大潮炭能拥有碱活化与蒸汽活化两种工艺路线,打造了国内首条拥有自主知识产权的多孔炭生产线;元力股份依托椰壳炭化料化学活化结合物理活化法的技术路线,产业化经验丰富。石油焦基多孔炭路线在高容量、高电压等高端领域的应用潜力存在较大预期差。

全球市场需求空间与AIDC拉动效应

超级电容快速充放电、长循环的特点在轨交制动、风电变桨、汽车辅助动力与能量回收、储能调频等领域应用的渗透率不断提升。据测算,全球超级电容市场空间将在2030年达到约442亿元,2025-2030年CAGR将达25%。其中,AIDC用超级电容将随着英伟达GB300的采用在2026-2027年快速起量,达到约百亿的市场规模,成为拉动增长的核心驱动,并将在2030年达到255亿元市场空间,占比超过一半。其他领域中,储能调频市场增速最高,汽车领域体量较大但增速平稳,轨交和风电领域保持稳健增长。

海外龙头厂商布局与供应链格局

武藏精密工业旗下能源解决方案公司(MES)专注LIC制造,通过负极预掺锂工艺提升电压,在LIC技术和量产能力方面领先,与Flex等电源客户合作将超容与电源系统集成,率先切入英伟达供应链且供应格局集中,订单供不应求并大力推进扩产。松下战略重心全面倾向AIDC,是少有的具有BBU、CBU、HVDC、系统能力的一体化厂商,计划投资约3500亿日元扩张数据中心电池与电容业务,目标到2029财年将数据中心储能系统业务销售额做到约1万亿日元。国内器件端,江海股份布局铝电解、薄膜、超级电容三大产品线,LIC技术受让自日本ACT公司,EDLC和LIC均取得全球电源用户的试验和认证;烯晶碳能在干法电极和超大容量技术方面领先,开发出2.7V 5000F EDLC电容器。

编辑:流星雨
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