超級電容:AIDC電源器件核心增長方向
- 來源:光大證券
- 發布時間:2026/07/23
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電力設備新能源行業:超級電容,AIDC電源器件核心增長方向——電力AI系列報告七.pdf
研究背景與目的本報告為光大證券電力AI系列報告第七篇,聚焦超級電容在AIDC(AI數據中心)電源系統中的核心增長邏輯。隨著AI芯片功率波動加劇,傳統三級備電體系難以滿足毫秒級響應需求,超級電容從選配成為柜內標配,并將在下一代架構中與BBU一起集成進電源機柜。核心內容報告從四個維度展開分析:一是超級電容在AIDC供電架構中的定位演進,從芯片級MLCC到機柜級CBU/BBU再到電網級儲能的分層式儲能框架;二是EDLC與LIC技術路線分工,LIC憑借更高能量密度和空間效率成為高端主流,與BBU形成毫秒級到分鐘級的時間尺度協同;三是多孔炭材料國產替代,分析堿活化工藝、孔徑調控、后處理純化等核心技術難點...
超級電容在AIDC供電架構中的定位演進
隨著AI芯片功率波動加劇,數據中心供電架構正經歷高壓直流化、器件固態化、響應微秒化的深層變革,價值量向靠近芯片端的快速響應器件轉移。傳統三級備電體系在響應速度、電池壽命、能量損耗三維度難以滿足AIDC要求,超級電容憑借毫秒級響應、極高循環壽命、平抑GPU脈沖負載的優勢被引入電源系統。從英偉達GB300開始,超級電容從選配成為柜內標配,下一代架構將CBU和BBU一起集成進電源機柜,單機柜配置數量隨功率提升而增加。
EDLC與LIC技術路線分工及BBU協同
超級電容主要包括雙電層電容(EDLC)和混合電容(HSC/LIC)兩類技術路線。EDLC強在高功率與長壽命,適合板級、芯片級的瞬時電壓穩定;LIC強在能量密度與空間效率,在相同體積下可提供更長的支撐時間,更適合機柜級對空間和備電時長敏感的場景。英偉達等海外廠商的高壓高能量密度路線更偏LIC。CBU與BBU按時間尺度分工,CBU吸收毫秒級GPU負載瞬變,BBU在停電期間提供秒級到分鐘級的過渡,二者共同取代集中式短期電池儲能和UPS功能,且無UPS組合所產生的轉換損耗。電源架未來可能演化為容納PSU、BBU、CBU的一體化能量管理單元。
多孔炭材料國產替代進程
活性炭材料是決定超級電容器容量、倍率性能、循環壽命及功率性能的核心材料,在整體成本結構中占比約為30%-40%,國內高端產品長期依賴日本可樂麗等進口。多孔炭技術難點在于堿活化工藝和設備、微孔-介孔-大孔協同的分級孔徑結構精準調控、后道孔清洗除雜工藝等。國產廠商中,大潮炭能擁有堿活化與蒸汽活化兩種工藝路線,打造了國內首條擁有自主知識產權的多孔炭生產線;元力股份依托椰殼炭化料化學活化結合物理活化法的技術路線,產業化經驗豐富。石油焦基多孔炭路線在高容量、高電壓等高端領域的應用潛力存在較大預期差。
全球市場需求空間與AIDC拉動效應
超級電容快速充放電、長循環的特點在軌交制動、風電變槳、汽車輔助動力與能量回收、儲能調頻等領域應用的滲透率不斷提升。據測算,全球超級電容市場空間將在2030年達到約442億元,2025-2030年CAGR將達25%。其中,AIDC用超級電容將隨著英偉達GB300的采用在2026-2027年快速起量,達到約百億的市場規模,成為拉動增長的核心驅動,并將在2030年達到255億元市場空間,占比超過一半。其他領域中,儲能調頻市場增速最高,汽車領域體量較大但增速平穩,軌交和風電領域保持穩健增長。
海外龍頭廠商布局與供應鏈格局
武藏精密工業旗下能源解決方案公司(MES)專注LIC制造,通過負極預摻鋰工藝提升電壓,在LIC技術和量產能力方面領先,與Flex等電源客戶合作將超容與電源系統集成,率先切入英偉達供應鏈且供應格局集中,訂單供不應求并大力推進擴產。松下戰略重心全面傾向AIDC,是少有的具有BBU、CBU、HVDC、系統能力的一體化廠商,計劃投資約3500億日元擴張數據中心電池與電容業務,目標到2029財年將數據中心儲能系統業務銷售額做到約1萬億日元。國內器件端,江海股份布局鋁電解、薄膜、超級電容三大產品線,LIC技術受讓自日本ACT公司,EDLC和LIC均取得全球電源用戶的試驗和認證;烯晶碳能在干法電極和超大容量技術方面領先,開發出2.7V 5000F EDLC電容器。
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