[Table_Title] 数字经济专题报告之二十一：第三代半导体技术演进，服务器电源有望受益国产替代

证券研究报告|行业点评报告 2023年04月16日 数字经济专题报告之二十一：第三代半导体技术演进，服务器电源有望受益国产替代 评级及分析师信息 行业评级：推荐行业走势图 45%33%20% 8% -4% -16% 2022/042022/072022/102023/012023/04 通信沪深300 分析师：宋辉邮箱：songhui@hx168.com.cnSACNO：S1120519080003联系电话：分析师：柳珏廷邮箱：liujt@hx168.com.cnSACNO：S1120520040002联系电话： 通信行业 1、云计算、AIGC等新型应用对底层算力需求推动下，所用服务器电源需求超过相应产能，给与国产电源企业进入行业宝贵机遇。 2、同时伴随数据中心对存储容量需求不断上升，对服务器电源提出更高要求。而硅基半导体在某些极端情况下达到了理论性能极限，因此众多厂商也正在研发碳化硅和氮化镓的新型功率器件。比如IGBT和硅MOSFET的电子变压器或电感器工作频率一般限制在200kHz以下，而氮化镓配合平面变压器能将服务器电源应用频率提升至500kHz-1mHz频率。 3、国内产业链上游元器件厂商逐渐完善，磁性元器件和MOS国产替代基础坚实。 磁性元器件产业链较为成熟，但在电源模块磁性元器件成本占 比较高，一般在10-13%（麦格米特数据）。因此下游应用对其产业自动化和成本控制水平要求较高。目前国内磁性元器件厂商包括京泉华、可立克、麦捷科技、海光电子、康舒电子、经纬达等。 MOS领域，目前仍主要以功率MOSFET和超级结MOSFET为主，在碳化硅和氮化镓领域均有所在研布局。国内相关企业包括东微半导、新洁能、华润微等。 4、服务器电源市场国产替代空间大。服务器电源认证周期较 长，从研发立项到获取认证通常需要2-3年时间，一般公司难以进入竞争，目前服务器电源市场份额主要由台达电子、光宝科技、艾默生、中国长城等企业长期占据，近年来国内大陆企业包括欧陆通和高斯宝电气等规模逐渐扩大。2020年高斯宝电气服务器电源出货量全球前8、国内第3，正式成为全球八大服务器电源制造商。我们认为，伴随行业需求持续快增长，叠加服务器国产自主可控推动，在上游产业链逐渐成熟与国产替代背景下，有望为国产电源厂商提供一次良好的打破头部企业市场的机遇，国产替代空间很大。相关企业包括新雷能、欧陆通、高斯宝电气等。此外在分布式电源架构中，Vicor的FPA方案可以满足多种高效率高功率密度的XPU技术的同步，这点国内南京能利芯科技也有所布局。 5、通信板块观点 当前时间节点，结合业绩确定性及估值两方面因素考虑，我们建议关注包括军工通信、面板以及低估的算力基础设施及工业互联网个股： 1）持续推荐算力基础设施 服务器等设备商：紫光股份（华西通信&计算机联合覆盖）、中兴通讯等； 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 算力中心：光环新网；2）军工通信：新雷能、烽火电子（华西通信&军工联合覆盖）、海格通信（华西通信&军工联合覆盖）、七一二等；3）工业互联：金卡智能（华西通信&机械联合覆盖）等； 4)液晶面板拐点：TCL科技（华西通信&电子联合覆盖）等； 5)AI应用：航天信息（华西通信&计算机联合覆盖）等 6、风险提示 AI底层相关顶层政策滞缓影响行业应用落地；AI厂商相关资本开支不及预期。 1.算力需求叠加技术演进，服务器电源供应链国产替代空间广阔 1.1.智能算力推动，服务器电源需求及技术要求愈来愈高 云计算、AIGC等新型应用对底层算力需求推动下，所用服务器电源需求超过相应产能。根据光宝科技总裁2022年9月报道，目前云计算（包括数据中心）所 用电源需求超过相应产能，预计2022-2023年服务器电源产品将保持年化复合30-40%以上增长。 同时伴随数据中心对存储容量需求不断上升，电源小尺寸、高功率等要求，对电源研发与生产提出更高的技术要求。从IGBT和硅MOSFET到宽带隙器件，如碳化硅MOSFET和氮化镓FET。前者电子变压器或电感器工作频率一般限制在200kHz以下，如今碳化硅已逐渐应用到终端领域，而氮化镓未来配合平面变压器能将服务器电源应用频率提升至500kHz-1mHz频率。包括台达电子、高斯宝电气等均陆续部署研发碳化硅电源解决方案。华为也曾发布过3000W氮化镓服务器电源，该方案采用PFC+LLC电源架构，图腾柱PFC部分共采用12颗MOSFET，其中高频桥臂使用了8颗氮化镓MOSFET。 图1华为钛金级3000W氮化镓服务器电源拆解 资料来源：电子发烧友网（机魂）,华西证券研究所 1.2.伴随服务器芯片国产化需求，电源国产替代空间广阔，有望受益 国内产业链上游元器件厂商逐渐完善，磁性元器件和MOS国产替代基础坚实：服务器电源功率区间从300-3000W都有，目前应用在云服务器中的电源模块大多在300-1200W区间，根据大比特产业研究室报告，X86服务器中，每个电源模块里平均有6颗定制化电感和4颗电子变压器，电路板中还有近50颗磁性元器件。且 目前市场上的服务器以配有2个电源、4个电源的模式主导，按照平均3个电源计 算，一个服务器中大概有80-100颗磁性元器件。根据康舒电子数据，电磁模块中 磁性元器件总体成本能达到100-200元。而对于中小功率段服务器电源（350-1000W），单个电源模块磁性元器件成本占比10-13%（麦格米特数据）。目前国内磁性元器件厂商包括京泉华、可立克、麦捷科技、海光电子、康舒电子、经纬达等。目前国内磁性元器件市场较为成熟，对于服务器所涉及的电感类型产品及封装形式均有所覆盖。 目前市场主流MOSFET器件仍以硅基功率半导体为主，包括功率MOSFET、超结功率MOSFET和IGBT。这些技术产品应用非常成熟且价格低廉，但在某些极端情况下达到了理论性能极限，这在前文中也有过探讨。因此众多厂商也正在研发碳化硅和氮化镓的新型功率器件。而在电源领域，目前仍主要以功率MOSFET和超级结MOSFET为主。 目前国内相关企业包括东微半导、新洁能、华润微等，东微半导的高压超级结产品已在数据中心服务器领域向包括维谛技术、维谛技术、中国长城、高斯宝电气、深圳雷能（新雷能）、麦格米特、超聚变、群光电能、全汉企业、铂科电子等持续供货，新洁能的第四代沟槽栅SJ-MOS平台开发集成超快恢复体二极管系列大电流产品，已在服务器电源客户批量使用，功率IC产品和SGT-MOS平台也有所应用。华润微于2022年9月发布的GaN系列产品主要应用包括服务器电源等。此外，在研SiCJBS产品和平面型MOSFET产品研发也可用于服务器电源领域。 图2当前电源开关的分类 资料来源：英飞凌,华西证券研究所 服务器电源市场国产替代空间大：服务器电源认证周期较长，从研发立项到获取认证通常需要2-3年时间，一般公司难以进入竞争，目前服务器电源市场份额主要由台达电子、光宝科技、艾默生、中国长城等企业长期占据，近年来国内大陆企业包括欧陆通和高斯宝电气等规模逐渐扩大。2020年高斯宝电气服务器电源出货量全球前8、国内第3，正式成为全球八大服务器电源制造商。 2.投资逻辑及机会 1）云计算、AIGC等新型应用对底层算力需求推动下，所用服务器电源需求超过相应产能，给与国产电源企业进入行业宝贵机遇。 2）同时伴随数据中心对存储容量需求不断上升，对服务器电源提出更高要求。而硅基半导体在某些极端情况下达到了理论性能极限，因此众多厂商也正在研发碳化硅和氮化镓的新型功率器件。比如IGBT和硅MOSFET的电子变压器或电感器工作频率一般限制在200kHz以下，而氮化镓配合平面变压器能将服务器电源应用频率提升至500kHz-1mHz频率。 3）国内产业链上游元器件厂商逐渐完善，磁性元器件和MOS国产替代基础坚实。 磁性元器件产业链较为成熟，但在电源模块磁性元器件成本占比较高，一般在10-13%（麦格米特数据）。因此下游应用对其产业自动化和成本控制水平要求较高。目前国内磁性元器件厂商包括京泉华、可立克、麦捷科技、海光电子、康舒电子、经纬达等。 MOS领域，目前仍主要以功率MOSFET和超级结MOSFET为主，在碳化硅和氮化镓领域均有所在研布局。国内相关企业包括东微半导、新洁能、华润微等。 4）服务器电源市场国产替代空间大。服务器电源认证周期较长，从研发立项到获取认证通常需要2-3年时间，一般公司难以进入竞争，目前服务器电源市场份额主要由台达电子、光宝科技、艾默生、中国长城等企业长期占据，近年来国内大陆企业包括欧陆通和高斯宝电气等规模逐渐扩大。2020年高斯宝电气服务器电源出货量全球前8、国内第3，正式成为全球八大服务器电源制造商。我们认为，伴随行业需求持续快增长，叠加服务器国产自主可控推动，在上游产业链逐渐成熟与国产替代背景下，有望为国产电源厂商提供一次良好的打破头部企业市场的机遇，国产替代空间很大。相关企业包括新雷能、欧陆通、高斯宝电气等。此外在分布式电源架构中，Vicor的FPA方案可以满足多种高效率高功率密度的XPU技术的同步，这点国内南京能利芯科技也有所布局。 表1AI算力产业链受益方向及标的 厂商 简介 磁性元器件 京泉华、可立克、麦捷科技、海光电子、康舒电子、经纬达 行业相对成熟，主要差异在自动化和成本控制领域。 MOSFET 东微半导 公司高压超级结产品可应用于数据中心服务器电源领域，持续批量出货给维谛技术、中国长城、高斯宝电气、深圳雷能（新雷能）、麦格米特、超聚变、群光电能、全汉企业、铂科电子等。 新洁能 第四代沟槽栅SJ-MOS平台开发集成超快恢复体二极管系列大电流产品，已在服务器电源客户批量使用，功率IC产品和SGT-MOS平台也有所应用。 华润微 公司2022年9月发布的GaN系列产品主要应用包括服务器电源等。此外，在研SiCJBS产品和平面型MOSFET产品研发也可用于服务器电源领域。 服务器电源 台达电子光宝科技 中国台湾地区企业，占据大部分国内市场份额。 中国长城 受益于自主可控，是服务器电源领域国家队。 欧陆通 立足开关电源重点战略发展服务器电源业务，服务器电源2022年实现收入近6亿元，毛利率22.1%。可以提供风冷、浸没式液冷定制方案。 高斯宝电气 服务器电源领域依托80Plus钛金产品技术优势，与国内及台湾头部品牌商均有长期合作关系，2020年出货量全球前8、国内第3，正式成为全球八大服务器电源制造商。 新雷能 持续深耕电源领域，公司2022定增项目包含服务器电源扩产项目，计划在深圳雷能投入建设服务器电源自动化生产线。 资料来源：公司公告和公司官网资料整理,华西证券研究所整理 3.近期通信板块观点及推荐逻辑 3.1.本周持续推荐 当前时间节点，结合业绩确定性及估值两方面因素考虑，我们建议关注包括军工通信、面板以及低估的算力基础设施及工业互联网个股： 1）持续推荐算力基础设施 服务器等设备商：紫光股份（华西通信&计算机联合覆盖）、中兴通讯等；算力中心：光环新网； 2）军工通信：新雷能、烽火电子（华西通信&军工联合覆盖）、海格通信（华西通 信&军工联合覆盖）、七一二等； 3）工业互联：金卡智能（华西通信&机械联合覆盖）等； 4)液晶面板拐点：TCL科技（华西通信&电子联合覆盖）等； 5)AI应用：航天信息（华西通信&计算机联合覆盖）等； 3.2.中长期产业相关受益公司 1）算力设备提供商：中兴通讯、紫光股份、星网锐捷、烽火通信等主设备商；光通信厂商：中天科技、亨通光电、中际旭创、天孚通信、新易盛、光迅科技等； 2）算力运营商：中国移动、中国电信、中国联通等； 3）算力&智算中心：光环新网、奥飞数据、科华数据； 4）军工通信：新雷能、烽火电子、七一二、上海瀚迅、海格通信等； 5）卫星互联网：雷科防务、震有科技、康拓红外等； 6）AI应用层面：亿联网络、东方国信、平治信息、航天信息等。 4.风险提示 AI底层相关顶层政策滞缓影响行业应用落地；AI厂商相关资本