2026年服务器板载电源行业:千亿市场,谁与争锋
- 来源:长江证券
- 发布时间:2026/03/18
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服务器板载电源行业:千亿市场,谁与争锋。服务器板载电源:持续迭代升级,千亿市场可期服务器板载电源是集成在服务器主板上的电源转换和管理系统,负责将来自外部电源单元的直流电转换为服务器各组件所需的特定电压和电流。目前板载电源主要由IBC(中间总线转换器)和VRM(电压调节模块)两级构成,分别负责将机柜输入电压转换为中间总线电压,以及将中间总线电压转换为芯片的工作电压。从发展趋势来看,随着芯片算力提升,板载电源持续迭代升级,模块化趋势明显,功率与电流密度不断提升;为降低PDN损耗,垂直供电(VPD)有望逐步取代横向供电(LPD)成为核心负载的主流供电模式;供电架构向HVDC转变后,板载电源上热拔插及...
服务器板载电源:持续迭代升级,千亿市场可期
板载电源是 AIDC 供电架构最后一环,承担核心负载供 电
服务器板载电源通过两级架构实现中压到低压直流电转换,为高性能芯片提供高密度、 高效率供电。服务器板载电源是集成在服务器主板上的电源转换和管理系统,负责将来 自外部电源单元(PSU)的直流电转换为服务器各组件所需的特定电压和电流。目前服 务器板载电源主要由 IBC(中间总线转换器)和 VRM(电压调节模块)两级构成,其中 IBC 是服务器电源架构中的中间级 DC-DC 转换器,负责将机柜输入电压(通常是 48V) 转换为中间总线电压(通常是 12V);VRM 则是安装在服务器主板上的高电流 DC-DC 降压转换器,负责将外部输入电压(如 12V 或 48V)转换为 CPU/GPU 芯片所需的极 低工作电压(0.5V-1.8V)和极高电流(数百至数千安培)。

从组成上,IBC 和 VRM 通常由控制器(Controller)、驱动器(Driver)、功率开关器件 (MOSFET)、电容、电感等器件构成。其中控制器是核心控制单元,负责实现闭环反 馈控制、生成开关时序信号、执行系统保护逻辑,并与外部系统进行通信交互;驱动器 负责将控制器输出的低功率逻辑信号转换为足以驱动功率半导体栅极的高功率信号,并 提供电气隔离与死区控制功能;功率开关器件是核心功率开关器件,通过栅极电压控制 沟道导通与截止,实现电能的高效通断控制与电压变换;电感是储能元件,主要作用为 能量缓冲、电流纹波抑制与电磁能量转换;电容是滤波与储能元件,主要作用为抑制电 压纹波、提供瞬态电流、降低输出阻抗。
模块化、垂直供电、HVDC 是未来板载电源主要发展方 向
服务器算力与功耗持续提升牵引板载电源模块化趋势明显,功率与电流密度不断提升。 AI 时代,GPU 芯片的算力在不断提升,目前 H100/H200/H800 等芯片 TDP 设计功耗 已达 700W,B200 达 1000W,GB200 已达到 2700W 功耗。通常 AI 服务器由 8 卡 GPU 或 NPU 模组构成,因此每台 AI服务器的功耗在 5kW~10kW。为了支撑单颗芯片 1000W 以上的 TDP(热设计功耗),电源系统必须在物理空间几乎不增加的前提下,实现功率 的翻倍。在此背景下,板载电源逐步由传统的固定焊接在主板上的多相供电电路向模块 化产品演进。相比传统的分立式方案,模块化电源可显著减少在 PCB 板上的占用面积, 电流及功率密度亦显著提升。

为降低大电流下的 PDN 损耗,垂直供电(VPD)有望逐步取代横向供电(LPD)成为 核心负载的主流供电模式。按照供电模式,VRM 可分为横向供电(LPD)和垂直供电 (VPD)两种方案。LPD 采用分立功率级和独立电感,分布在处理器四周侧面,与芯片 在同一 PCB 平面,电流通过 PCB 铜箔传导至处理器引脚。然而随着芯片尺寸的不断增 大、供电电压降至 0.4V,其总电流消耗预计将在十年内攀升至 10,000A,在如此高的电 流下,LPD 方案不仅占用空间庞大,还会在供电网络(PDN)中造成显著损耗。相比之 下,垂直供电(VPD)模块将多相降压电路所需的芯片组和电感集成于一体,放置在处 理器正下方,从主板背面垂直向上供电,可以显著降低 PDN 电阻与功率损耗,同时释 放了主板正面空间的占用,因此正逐步推广应用。
服务器供电架构向 HVDC 转变后,板载电源上热拔插及高转换比 IBC 的重要性凸显。 2025 年 5 月,英伟达在 COMPUTEX 2025 上宣布,从 2027 年开始率先将数据中心机 架电源从 54V 往 800V HVDC 过渡,通过高压架构以支持 1MW 以上的数据中心 IT 机 架。在传统的供电架构中,电能经过多次 AC/DC、DC/AC 转换,结构复杂,而在 HVDC 方案中,高压直流电直接进入服务器,此后再通过多次 DC/DC 转换为负载供电。为了 满足 HVDC 方案的需求,板载电源也会随之变化,首先需要更高电压的热插拔电路来控 制电流浪涌,并管理与更高电压总线的安全连接,同时 PDB 上会高转换比 IBC 将电压 从 800VDC 降压到更低的中间总线电压。
市场空间:2028 年全球 AI 服务器板载电源市场或超千 亿
全球人工智能市场扩容牵引服务器电源需求迎高景气周期,预计 2031 年全球服务器电 源市场规模将达 608 亿美元。人工智能技术不断创新推动了应用场景的深度发展,牵动 着以 AIGC、数字人、多模态、AI 大模型、智能决策为代表的技术浪潮,为人工智能市 场规模的长期增长奠定了坚实基础。根据 Precedence Research 市场预测, 从 2023 年至 2030 年, 全球人工智能(AI)市场有望实现超过 35%的复合增长率。在 AI 市场 扩容过程中,服务器电源作为基础设施也有望迎来快速发展,根据 Valuates Reports 预 测,2025-2031 年全球 AI 服务器电源市场规模将从 65 亿美元增长至 608 亿美元。

以 GB200 NVL72 为例,我们测算单机架板载电源价值量约为 3 万美元, 2028 年全球 AI 服务器板载电源市场空间有望达千亿。我们结合 GB200 NVL72 的功率需求及 MPS 相关产品情况对 GB200 NVL72 的板载电源价值量进行了测算,结果表明单个 Compute Tray 上的 IBC 价值量约为 854 美元,VRM 价值量约为 799 美元(仅计算 DrMOS 与多 相控制器,未考虑电感、电容等器件),合计约为 1654 美元,单个 GB200 NVL72 机架 板载电源价值量合计达 3.2 万美元。基于此,我们测算了全球 AI 服务器板载电源市场 空间,结果表明 2028 年全球市场有望达 155 亿美元,折合约 1000 亿人民币。
海外格局:群雄竞逐,模拟与功率器件龙头发力
Vicor:率先推出 48V 组件生态,目前着力重振 AIDC 业务
Vicor 深耕模块化电源四十多载,于行业内率先推出服务器电源 48V 组件生态系统。 Vicor 是美国 Vicor Corporation 旗下电源解决方案提供商,总部位于美国马萨诸塞州, 1981 年在特拉华州注册成立。该公司专注于设计、制造模块化电源转换器与电源系统, 核心产品包括 AC-DC 转换器、DC-DC 转换器及滤波器,重点发展 48V 电源解决方案, 广泛应用于计算、汽车、工业设备等领域。在数据中心领域,Vicor 具有完整的 48V 组 件生态系统,核心是由稳压器(PRM)和电流倍增器(VTM)共同构成的分比式电源 (FPA)架构,可实现从 48V 到 1V 的直接转换,为核心负载供电;此外还包括可实现 12V/48V 架构兼容性的 DCM、NBM 转换器,以及为辅助负载供电的 ZVS 稳压器等。

Vicor 凭借分比式电源架构可实现 48V-1V 转换率先切入英伟达等供应链,但受限于产 能及技术路线封闭丧失份额。2003 年,Vicor 基于正弦振幅转换器(SAC)拓扑技术开 创了分比式电源架构,将电源分解为专门的稳压及变压功能,分别由 PRM 和 VTM 来 完成。相比传统的多相电源方案,该方案尺寸和损耗均显著更小,带动了电源设计向更 加灵活、更高密度的模块化方向发展。在此基础上,Vicor 于 2012 年率先推出了 48VPoL 的直接转换方案,在数据中心领域占得先机。Vicor 由此成为英伟达等厂商的核心 供应商,2019-2022 年先进产品线营收实现快速增长。然而由于 VICOR 规模化供应能 力有限,而 FPA 架构较为封闭,下游难以扩充供应商,传统的多相电源方案再度兴起, 成为服务器主板电源的主流方案。
目前 Vicor 着力从扩充产能、推出超薄 VPD 产品、强化知识产权等维度重振服务器电 源业务:
2022 年,Vicor 位于马萨诸塞州的先进封装级转换器(ChiP)制造厂正式投产,该 厂占地 90,000 平方英尺,拥有全球唯一的“面板级(Panel-based)”电源模块制 造线。可以在一个标准的大型面板上同时加工数千个转换器,将 VICOR 的制造能 力扩大了 2.5 倍。
在 Vicor 的 VPD 方案中,PRM 可以贴装在主板的任何区域,VTM 则部署在处理 器下方的高频率旁路电容集成在与 MCM 连接的变速器封装中。采用 SM-ChiP 封 装的 VTM 极薄,能适应服务器背板有限的空间,同时能够提供超过 1000Amp 的 大电流,并将 PDN 电阻降低 50 倍,显著降低损耗。
为保障自身在高性能电源领域的知识产权,近年来 Vicor 加大了对同业厂商的诉讼 力度。2025 年 2 月,美国国际贸易委员会 (ITC)签发正式裁定,认定台达电子(美 国)等多家公司侵犯 Vicor 专利,并禁止进口侵权的电源模块以及包含这些模块的 计算系统。2026 年 1 月,Vicor 再度向 ITC 提起申诉,主张台达电子(台湾)、MPS 等企业侵权。
MPS:48V 电源架构领导者,切入英伟达等后营收快速 起量
MPS 专注于高性能电源解决方案,以"单芯片集成电源系统"为核心技术理念,是服务 器电源 48V 架构的领导者。芯源系统股份有限公司(Monolithic Power Systems,MPS) 是一家全球领先的高性能电源解决方案半导体公司,由现任 CEO Michael Hsing 于 1997 年创立,总部位于美国加州圣荷塞。公司核心业务围绕电源管理解决方案展开, 以将整个电源系统集成到单个芯片为理念,产品广泛应用于汽车电子、云计算、存储、 通讯、工业、消费电子等领域。在 AI 硬件供电领域,公司是全球 48V 电源架构的领导 者,产品系列完善,包括作为一级模块的 10:1 或 4:1 IBC 电源模块产品(基于 LLC 拓 扑),以及作为二级模块的智能模块产品(Intelli-Module,由数字多相控制器和 IntelliPhase 产品组合而成)。
MPS 采用多相式电源架构,同时基于单片集成工艺集成化程度高,2021 年后服务器电 源业务收入快速增长。不同于 VICOR,MPS 的电源产品采用多相式架构,尤其是其 VRM 产品由多相控制器+DrMOS 集成,标准化程度高,易于扩展。同时基于单片集成(Monolithic Integration)、BCD 工艺, 其 VRM 产品实现高度集成化,相比传统 VRM 体积更小,效率更高。MPS 凭借其更加开放,同时兼具成本与性能优势的优质产品迅速 切入英伟达等厂商的供应链,2021 年后公司企业数据业务收入迎来快速增长,2024- 2025 年营收超 7 亿美金,管理层指引 2026 年公司该项业务增长将不低于 50%。
为满足先进服务器所需,MPS 推出 VPD 及 HVDC 电源产品,性能水平位于行业前列。 2025 年,MPS 推出新一代超高功率密度 AI 电源方案,其核心产品 MPC24380 电源 模块采用 Z 轴供电架构,集成输出电容,搭配 DrMOS 顶置设计优化散热,具有四路 260A 高输出电流以及 2A/??2超高功率密度。相比 Vicor 的 FPA 架构,MPS 的 VPD 方案更兼容现有的多相降压设计标准,对 ODM 厂商的开发流程更友好。 在 HVDC 领域,MPS 开发了针对 800V DC 机柜级配电的高压隔离模块 MPC34500, 该产品可以实现 800V-50V 的转换,功率达 6kw,电源效率达 98.4%,功率密度达 2,317 W/in³,同时具有增强型绝缘保护,符合 IEC62368-1 安全标准。
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