电力设备行业深度研究：AI技术高速发展带来高性能服务器电源增长机遇

行业报告：行业深度研究 证券研究报告 2024年09月06日 电力设备 AI技术高速发展带来高性能服务器电源增长机遇 分析师孙潇雅SAC执业证书编号：S1110520080009 作者： 分析师高鑫SAC执业证书编号：S1110523080001 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 行业评级：强于大市（维持评级）上次评级：强于大市 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2 摘要 一、服务器电源：AI时代迎来新增长动力 •服务器是在网络环境中提供计算能力并运行软件应用程序的特定IT设备，内部结构复杂，应用场景十分广泛；其中电源价值占比约为3%。 •AI服务器分为训练和推理两种，训练对芯片算力要求更高，推理对算力的要求偏低；推理负载占比有望持续提升。AI服务器目前在服务器当中出货量占比小，2022年全球AI服务器出货量约占整体服务器比重1%，约为14.5万台，有望持续增长。 •服务器电源就是指使用在服务器上的一种开关电源，将交流电转换为计算机所需的直流电，主要应用在数据中心场景中，用于服务器、存储及交换机等IT设备的供电，以提供稳定的电力保障。二、随AI技术发展，AI服务器电源性能多方面改善，市场需求量快速上涨 •芯片龙头英伟达2024GTC发布更高性能、算力的GPU及相关产品 •AI模型发展，算力需求大增，AI用电需求上涨。AI模型的耗电量剧增源于模型规模扩大、算力需求增加。 •AI服务器电源电源结构分为UPS、AC/DC、DC/DC三层，各司其职确保电力供应的连续性和稳定性。UPS（不间断电源）负责在电网中断时提供临时电力，保护数据免受损失。AC-DC负责将电网的交流电转 换为适合服务器使用的48V直流电。DC-DC负责进一步将48V直流电降至芯片可接受的1V左右。 •与普通服务器电源相比，AI服务器电源架构（powershelf）除了功率数倍提高外，在其他方面的性能进一步提升，包括：功率密度大幅提高、转换效率提高，冗余系统发展、液体冷却系统出现等。三、AI服务器电源（PSU）面临广阔的发展空间 •普通服务器电源增速缓慢，预计2024-2026年市场规模仅将在40亿美元上下；而AI服务器电源成为服务器电源市场新增量，2026年AC-DC市场规模有望达53亿美元。 四、台企领先电源市场，内资麦格米特借AI风口持续追赶 •全球电源市场中，台湾厂商占据主要市场份额。全球前16大电源厂商中，台系厂商上榜7家，其中前五大有四家为台企。中国大陆电源厂商在成本控制和服务能力方面具有优势，未来有望快速抢占市场 份额。 •台达提供全系列AI电源全方位整合方案，成为英伟达新AI芯片的电源大赢家；AC/DC电源与DC/DC转换器上技术领先。台达是AC／DC电源供应器龙头，市占率过半。 •光宝云端电源营收年成长迅速，AI服务器电源的营收相较服务器电源规模可望从2023年的个位数占比大幅提升至两位数。2023年光宝领先市场推出适用于AI服务器的电源产品，目前正开发8KW及更高功率密度和转换效率的电源解决方案。 •大功率+多海外厂+头部客户合作助力麦格米特拿到国际头部公司AI服务器电源供货资格，与其他大陆电源企业相比，综合优势明显。 •麦格米特与台达、光宝相比在收入、技术、英伟达合作方面均存在一定差距，但研发费用超收入的10%，有望缩小技术差距。 五、投资建议：重点推荐目前已进入英伟达B系列服务器电源合格供应商名单的【麦格米特】，建议关注服务器电源领先企业【欧陆通】。风险提示：AI服务器电源需求不及预期；原材料价格波动风险；竞争加剧风险；测算具有主观性。 一、服务器电源：AI时代迎来新增长动力 服务器架构复杂应用场景广泛，电源价值占比约为3%； 服务器电源：用于服务器、存储及交换机等IT设备供电的开关电 源； 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明3 服务器是在网络环境中提供计算能力并运行软件应用程序的特定IT设备，它在网络中为其他客户机（如个人计算机、智能手机、ATM机等终端设备）提供计算或者应用服务,一般来说服务器都具备承担响应服务请求、 承担服务、保障服务的能力。 服务器内部结构复杂，主要构件为处理器。相比普通计算机，服务器具有高速的CPU运算能力；长时间可靠运行能力；强大的I/O数据吞吐能力以及具备高扩展性。应用场景十分广泛，包括网络存储、网络通信、网站托 管、数据库管理、游戏服务器等。 资料来源：万方数据知识服务平台，IDC，立鼎产业研究网，英特尔官网，强川科技官网，PingCode，CNtronics，华夏恒泰官网，BusinessResearchInsights，Counterpoint，华经情报网，光宝科技官网，天风证券研究所 4 构件名称 作用 价值占比 处理器 （CPU）及芯片组 处理器是计算机的大脑，执行计算、任务和功能。服务器处理器与电脑处理器的不同之处在于，它们通常设计用于处理更重、更复杂的工作负载。 32%-83%（高端服务器中GPU的价值占比大幅提升 内存 内存是服务器中的重要部件之一，是与CPU进行通信的桥梁。计算机中的所有程序都在内存中执行，因此内存的性能对计算机的影响很大。 - 外部存储 外部存储通常是指连接到服务器的额外存储设备，如硬盘驱动器、网络附加存储(NAS)或云存储。在服务器上配置外部存储可以扩展服务器的存储容量，提供更多的数据存储空间。 - 电源 服务器电源主要应用在数据中心场景中，用于服务器、存储及交换机等IT设备的供电，以提供稳定的电力保障。 其中电源约3% 。 风扇 服务器内高功耗、高热量的电子元器件更多，服务器内部的发热量也大幅增加，此时需要布局高转速的服务器散热风扇进行散热 其他配件不一一列举 服务器架构复杂应用场景广泛，电源价值占比约为3% 图：服务器架构与主要构件 资料来源：华经情报网，中商情报网，纵横数据官网，天风证券研究所 5 AI服务器分为训练和推理两种，目前出货量占比小但持续增长 AI服务器是一种能够提供人工智能（AI）的数据服务器。它既可以用来支持本地应用程序和网页，也可以为云和本地服务器提供复杂的AI模型和服务。AI服务器有助于为各种实时AI应用提 供实时计算服务。 AI服务器按应用场景可分为训练和推理两种，训练对芯片算力要求更高，推理对算力的要求偏低。推理负载占比有望持续提升。据华经情报网的数据，2021年我国AI服务器推理负载占比约 55.5%，预计到2025年我国AI服务器推理负载占比将提高到 60.8%。 图：AI服务器分类 训练 推理 概念 指借助已有的大量数据样本进行学习，获得诸如更准确的识别和分类等能力的过程 对于新的数据，使用经过训练的算法完成特定任务 算力要求 要求训练芯片应具有强大的单芯片计算能力 对算力的要求较低 部署位置 训练芯片大多部署于云端 推理芯片大多会部署于云端和边缘侧 AI服务器行业产业链上游主要包括芯片、PCB、连接器、线缆、电源和各类接口等。中游主要包括服务器品牌商和 OEM/ODM厂商，未来OEM/ODM或将逐步向JDM模式转变。 下游主要是采购服务器的各类客户群体。此处列举的服务器下游终端客户群体主要是B端和G端客户，主要包括互联网厂商、云服务商、运营商、政府机构、金融机构等。 2022年全球AI服务器出货量约占整体服务器比重近1%，约为 14.5万台。 图：AI服务器行业产业链 服务器电源：用于服务器、存储及交换机等IT设备供电的开关电源 服务器电源就是指使用在服务器上的一种开关电源，将交流电转换为计算机所需 的直流电。 开关电源是一种利用现代电力电子技术，通过控制开关器件在高频状态下的工作，从而实现电能的转换和稳定输出的电源设备。与传统线性电源相比开关电源具有高效率、体积小、重量轻、热损耗低、输出稳定、适应性强、高频操作等特点。按照应用领域不同，开关电源可分为服务器电源、适配器电源，用于新能源汽车 充电柱的充电模块以及用于便携式储能设备等的其他电源。 服务器电源按照标准可以分为ATX电源和SSI电源两种。ATX标准使用较为普遍，主要用于台式机、工作站和低端服务器；而SSI标准是随着服务器技术的发展而 产生的，适用于各种档次的服务器。 服务器电源主要应用在数据中心场景中，用于服务器、存储及交换机等IT设备的供电，以提供稳定的电力保障。 图：服务器电源 资料来源：安托森官网，CNtronics，台达官网，天风证券研究所 6 二、随AI技术发展，AI服务器电源性能多方面改善，市场需求量快速上涨 2.1GPU龙头英伟达2024GTC发布更高性能、算力的GPU及相关产品 2.2AI技术精进导致电力消耗增加，拉动AI服务器电源的需求上涨 2.3AI服务器电源电源结构分为UPS、AC/DC、DC/DC三层，各司其职确保电力 供应的连续性和稳定性 2.4与普通服务器电源相比，AI服务器电源的性能在多方面进一步提升 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明7 2.1芯片龙头英伟达2024GTC发布更高性能、算力的GPU及相关产品 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明8 资料来源：英伟达官网，美国证券交易委员会官网SEC，芯师爷公众号，天风证券研究所 9 2023财年（2022.2-2023.1），英伟达数据中心业务首度超过游戏，成为公司第一大业务 当前，AI服务器需求快速增长，已经使得数据中心GPU相关产品成为英伟达最大的收入来源，且相关产品收入增速惊人： 曾经很长一段时间里，游戏GPU及相关产品也确实是英伟达的主要收入来源。2016财年，公司总营收50.1亿美元，其中游戏GPU业务达到28.18亿美元，数据中心业务则为3.39亿美元。 但近几年，随着云计算的逐渐兴起，远程办公、挖矿热潮等推动英伟达数据中心GPU业务相关的收入快速增长。2023财年（2022年2月-2023年1 月），英伟达数据中心业务首度营收超过游戏，成为公司的第一大业务，当年英伟达总营收269.74亿美元，数据中心产品150.05亿美元。 2024财年，在大模型对GPU需求快速提升的背景下，英伟达总营收增长126%至609.22亿美元，数据中心业务的营收同比则增长217%至475.25亿美元，在营收结构的占比接近80%。在最新的2025财年第一财季，英伟达录得营收260.4亿美元，同比增长262%，其中数据中心业务营收226亿美元，同比增长427%，营收占比87%；与此同时，受益于数据中心业务的高利润驱动，25财年第一财季公司录得净利润148.8亿美元，同比增长628%。 数据中心GPU业务的持续放量，推动英伟达身份属性从硬件厂商向AI算力龙头转变。新的定位为其在资本市场带来了估值想象空间，推升公司股价创下两年五倍的神话，总市值更是跃升到2万亿美元之上。 图：英伟达数据中心产品收入（单位：亿美元）图：英伟达数据中心业务占比 资料来源：芯师爷公众号，雷科技公众号，AI前线公众号，新智元公众号，36氪公众号，天风证券研究所 10 英伟达的数据中心业务的重点产品有GPU及相关衍生产品 根据英伟达官网披露，在每一代的GPU架构下，公司会将旗下的GPU按品牌分类进入GeForce、NVIDIARTX/Quadro、数据中心三个品 类。其中，GeForce系列主要应用于游戏行业，属于消费级GPU；NVIDIARTX/Quadro主要应用于工业设计、媒体开发等专业级别领域；从GPU的性能横向对比来看，分类进入数据中心相关的GPU往往是英伟达的王牌产品。 此外英伟达从GPU向AI服务器整机的业务衍生，也给公司的营收带来了增量。近年来，其不断围绕GPU拓展数据中心相关的衍生业务， 力图为数据中心提供一站式的产品服务与综合解决方案。其中最典型的产品有两款：（一）英伟达利用多块GPU构建的DGX系列服务器，以及多个DGX服务器组成的机架级服务器。（二）可满足客户定制化需求的HGX服务器平台