国防军工行业：AIDC 电源的“最后一公里”，板载电源的高密高集成化革命
广发证券2026-03-1156 页
报告概述
本报告聚焦AI数据中心（AIDC）电源系统的最后一公里——板载电源，随着AI芯片功耗从300W飙升至1400W以上，单机柜功率密度向兆瓦级迈进，传统供电架构遭遇极限。报告系统分析了从数据中心级到芯片级的完整电源链路，涵盖800V HVDC架构的升级路径、板载电源从分立到高度集成、从横向到垂直供电的技术演进，以及电源PCB的载板化趋势。为理解AI时代电源系统的技术变革与投资机会提供全视角框架。
报告的核心结论
AIDC电气架构将向800V HVDC升级
英伟达已明确推荐800V HVDC作为下一代AIDC标配，计划2027年启动高压化改造，2030年规模化应用。相比415V交流，800V直流在相同铜截面积下传输功率提升157%，同时将电源组件移出核心算力区，释放机架空间，微软、谷歌亦推出分离式高压直流方案。
板载电源从分立走向高度集成
为解决分立器件占板面积大、设计复杂的问题，DC/DC电源正从分立方案向电源模块演进。通过将DrMOS、电感、电容集成于单一封装，功率密度大幅提升，简化设计并降低电磁干扰。MPS、德州仪器等厂商已推出集成度更高的模块产品。
供电模式从横向走向垂直供电
垂直供电（VPD）是解决大电流传输损耗的终极方案，将电压调节模块从处理器周边移至主板背面处理器正下方，电流通过基板通孔垂直直达芯片焊盘。VPD可将供电路径缩短至极限，降低PDN阻抗数倍以上，Vicor、Google已推出成熟模块支持2500-3000A以上电流。
电源PCB将从单一基板演进为功能化载板
板载电源高集成度、垂直化需求倒逼PCB革命。三次电源PCB在极小尺寸内集成14-18层，需高多层、重铜、HDI工艺。电感、电容等被动元件正被埋入PCB内部，集成稳压器（IVR）功能使PCB承担更多封装功能，采用mSAP工艺加工精细线宽线距，电源PCB未来有望变为封装功能载板。
报告回答的关键问题
AI数据中心为何需要800V HVDC供电？
AI机柜功率密度从不足20kW向兆瓦级迈进，传统415V交流在电流、线缆体积和空间利用率上已达极限。800V直流可提升传输功率157%，降低电流和线缆体积，并将电源组件移出核心算力区，释放机架空间用于计算。英伟达、微软、谷歌均已推动该架构，HVDC相比UPS具备更高效率与可扩展性。
垂直供电怎样降低芯片供电损耗？
垂直供电将电压调节模块直接置于处理器正下方主板背面，电流通过基板通孔垂直向上直达芯片焊盘，供电路径缩短至极限。相比传统横向供电，PDN阻抗可降低数倍以上，PCB功耗从60瓦降至11瓦（以1000A负载为例），有效解决大电流传输损耗问题。
板载电源未来会怎样集成？
板载电源正从分立元件向高度集成的电源模块演进，再进一步向垂直供电和IVR（集成稳压器）发展。未来趋势包括背面垂直模块、主板嵌入模块，甚至基板嵌入模块，目标是将电源系统无限贴近负载点，消除传输损耗。PCB本身将采用mSAP工艺并嵌入无源器件，成为功能化载板。
AI芯片功耗增长如何驱动电源PCB变革？
AI芯片TDP从300W增至1400W以上，板载电源需要在极小空间内传输800W以上功率，推动PCB向高多层、重铜、HDI、嵌入式无源器件及mSAP工艺方向发展。PCB不再只是基板，而是集成电感、电容甚至功率模块的封装载板，以实现高密度、高功率和低损耗供电。
报告中的代表性数据
1400W
NVIDIA B300 GPU热设计功耗
截至2025年，NVIDIA最新一代GPU B300的TDP已达1400W，相比V100的300W增长近5倍，驱动数据中心电气架构升级。
降低约70%
垂直供电方案降低PDN损耗比例
Google论文数据，Google的垂直供电方案在1000A负载电流下将I·R损耗从超过100W降至约30W，使配电损耗占芯片TDP比例从20%降至7%以下。
2028年80GW
全球数据中心电力消耗预测
2028年，据Semianalysis数据，全球AI服务器电力消耗预计从2025年约20GW增长至2028年约80GW，增速远超非AI服务器，AIDC新增装机占数据中心新增装机比例预计从66%增长至90%。
以上数据根据报告摘要整理，具体统计口径和数值请以完整报告原文为准。
完整报告包含什么
- 全球及美国AI市场规模数据、智算中心市场规模及增速图表，帮助理解AIDC建设的宏观背景。
- 海外CSP厂商（亚马逊、微软、谷歌、Meta）资本开支详细拆解及2026年预测，反映AI基础设施投资强度。
- 数据中心供电架构从第一代到第四代的演变示意图（传统机架→云与AI计算→Sidecar→SST），展示技术路径。
- 800V HVDC架构的三种具体实现方案（改造/混合/未来）及英伟达、微软、谷歌的部署细节，包括施耐德电气联合方案。
- 垂直供电（VPD）技术详细设计：Vicor FPA架构、Google VPWR方案、MPS Z轴供电，含效率曲线与PDN损耗数据。
- 电源模块集成技术对比：DrMOS、Intelli-Module、MagPack等方案的性能参数与占板面积比较，含图表。
- 电源PCB嵌入式技术详解：嵌入式电容/电感材料、CCE工艺、ECP封装技术、mSAP工艺与类载板技术，含工艺流程。
- 台积电CoWoS-R DEC基板IVR集成方案，展示IVR在不同位置（下层/上层核心）的PDN阻抗对比数据。
- 投资建议与重点公司分析：禾望电气、中富电路、铂科新材、新雷能等，含估值表与盈利预测。
- 风险提示：AI应用发展不及预期、AIDC资本开支波动、供应链价格波动、国产厂商份额拓展不及预期。
本页内容由川海智库整理，用于帮助读者快速了解报告主题、核心观点和主要内容。由于报告量大、人工能力有限，部分观点、数据、统计口径或表述可能存在偏差，具体内容请以完整报告原文为准。
