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半導體行業專題研究(普通):AI服務器加速滲透 多相電源量價齊升 環球聚看點

2023-06-29 20:35:56 信達證券股份有限公司


(資料圖)

多相電源是C PU/GPU 供電的主流方案。數據中心需求快速增長,服務器功耗日益提升。與此同時,GPU、CPU 等算力芯片朝著更高性能升級也對供電系統提出更高要求。多相控制器+DrMOS 的多相電源方案目前被公認為是CPU/GPU 供電的最佳解決方案。多相Buck 電源包含控制器和DrMOS,是一種多路交錯并聯的同步Buck 拓撲,每相Buck 對應的半橋MOSFET 可由包含驅動和溫度/電流檢測的DrMOS代替,由一個控制器采集反饋的電壓、電流、溫度/錯誤等信號,并發出各PWM 波實現功率的閉環控制。控制器可通過特定協議的通信接口和信號指示I/O 口,與系統上位機或負載處理器進行信號交互。

AI 服務器有望帶動多相電源量價齊升。根據MPS 的測算,一臺普通服務器中CPU 及內存電源、POL 和EFuse 等產品的價值量總計約80美金。AI 服務器在普通服務器的基礎上,通常會增加4~8 顆GPU,以多相控制器和DrMOS 組成的多相電源同樣是GPU 的供電解決方案,且GPU 相較于CPU 功耗更高,對多相電源的需求進一步提升。以英偉達H100 為例,一顆GPU 需要40~50 顆DrMOS,而服務器多相控制器通常采用12 相方案(1 顆多相控制器對應12 顆DrMOS),因此多相控制器數量約為4~5 顆。考慮一顆DrMOS 或多相控制器的價格均為1~2 美金(以1 美金/顆進行測算),則一顆H100 需要多相電源的價值量約為40~50 美金。若一臺AI 服務器搭載8 顆H100,則單臺AI 服務器中多相電源的價值量約320~400 美金,相較于傳統服務器而言有4~5 倍增量,價值提升顯著。

國內多相電源廠商加速替代。多相電源市場仍由海外龍頭廠商主導,國內廠商積極突破壁壘。當前多相電源市場的主要供應商包括MPS、TI、英飛凌、安森美、瑞薩等,國內廠商主要包括杰華特、晶豐明源、矽力杰、圣邦股份、長工微、奧拉等。杰華特在2020 年成功研發出用于CPU 供電的智能功率級模塊(DrMOS),2022 年,公司DrMOS系列繼續推出了多個料號,在計算和服務器領域獲得客戶的認可,開始大批量供應。晶豐明源目前已有從4 相到16 相一系列數字多相控制技術,在大電流DrMOS 領域,目前公司50A、70A、90A DrMOS 處于產品研發階段。

投資建議:AI 技術階躍式發展帶動AI 服務器出貨量快速提升,多相電源作為服務器CPU/GPU 主流供電方案或將持續受益于AI 浪潮趨勢,我們測算AI 服務器多相電源相較于傳統服務器有4~5 倍增量,而國內廠商正處于積極突破壁壘、加速導入階段,未來發展空間較大。建議關注國內多相電源廠商:杰華特、晶豐明源等;服務器廠商:工業富聯、滬電股份等;算力芯片廠商:寒武紀、海光信息、興森科技、芯原股份、深南電路等。

風險因素:AIGC 技術發展不及預期;AI 服務器滲透率不及預期;國內產品技術突破不及預期。

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