人工智能设备专题：英伟达GTC大会在即，关注电源、液冷、CPO及PCB板块

人工智能设备专题 证券研究报告 2025年03月13日 英伟达GTC大会在即，关注电源、液冷、CPO及PCB板块 行业研究行业专题 电力设备新能源电网设备投资评级：优于大市 证券分析师：王蔚祺 证券分析师：袁文翀 证券分析师：胡剑 证券分析师：李书颖 证券分析师：袁阳 01088005313 02160375411 02160893306 075581982362 075522940078 wangweiqi2guosencomcn yuanwenchongguosencomcn hujian1guosencomcn lishuyingguosencomcn yuanyang2guosencomcn S0980520080003 S0980523110003 S0980521080001 S0980522100003 S0980524030002 摘要 英伟达将于本月1721日举办GTC2025大会，根据各家企业官方信息，我们认为本次大会应重点关注的技术变化包括：1）电源设计：AIDC电源方案向高压直流 （HVDC）发展以降低运营能耗，同时备用电源快速锂电化，并部署更多超级电容，利用其快速高功率放电特性提供瞬时功率补偿，起到“削峰填谷”的作用；2）液冷：AI时代数据中心热密度加速提升，液冷应用成为刚需；3）通信技术：新推出1152Tbps信号传输的CPO交换机新品，CPO未来将成为数据中心网络互联中降本降功耗的优选技术；4）PCB：产品呈现高密度、高可靠性趋势。业界预测NVL288机架中的计算单元的PCB将回归早期HGX的UBBOAM结构，向高密度、高集成度方向发展，带动了高密度互连线路板（HDI板）、高多层板的需求，实现量价齐升。 HVDC：为应对下一代大功率AI服务器的需求，台达、光宝等头部电源企业在本次GTC大会上推出400V800VHVDC系列产品。2023年全球数据中心单机柜平均功率为205kW，英伟达GB200NVL72机柜功率已超120kW；根据维谛预测，2030年前后用于智算中心的GPU机柜峰值功率有望达到MW级。HVDC方案与UPS相比具有供电效率高、结构简单、占地面积小等优势，目前行业渗透率约为1520，未来有望稳步提升。2023年以来，包括百度、阿里、Meta、谷歌等企业纷纷发布或启动下一代高压HVDC产品，将直流电压从240336V提升至400750V，进一步降低服务器端损耗。 超级电容与锂电BBU（电池备用电源）：超级电容方案有望在GTC2025亮相。在AI服务器的数据中心运用中，为解决峰值功率需求，伟创力采用辅助电源来解决问题，武藏的锂离子电容器被选作辅助电源。台达也在官网上公开了GTC2025的明星产品内容前瞻，其中包括使用了LIC超容的PowerCapacitanceShelf，证明了超级电容在未来高功率机架中的必要性。锂电BBU和超级电容共同组成了GB200300rack中的EnergyStorageTray由台达光宝以及麦格米特等电源厂商整体供应。 液冷：B300的TDP（热设计功率）预计从B200的1200W提高至1400W，散热要求更高，因此GB300系列服务器全面采用液冷散热技术。当前阶段，液冷应用主要采用冷板式技术；浸没式方案是长期发展方向。 通信：光电共封装CPOCopackagedOptics是一种在数据中心互连领域应用的光电集成技术，目前主要用在交换机接口中。全球互联网云厂持续加大AI资本投入，CPO作为数据中心网络互联中降本降功耗的优选技术，备受全球各大通信电子头部企业关注。英伟达有望在2025年GTC大会上推出支持1152Tbps信号传输的CPO交换机新品。 PCB：产品呈现高密度、高可靠性趋势。业界预测NVL288机架中的计算单元的PCB将回归早期HGX的UBBOAM结构，向高密度、高集成度方向发展，带动了高密度互连线路板（HDI板）、高多层板的需求，实现量价齐升。 投资建议：推荐关注1）电源：麦格米特、禾望电气、金盘科技、盛弘股份、蔚蓝锂芯、江海股份；2）液冷：英维克；3）通信CPO：太辰光、博创科技、天孚通信；4）PCB：沪电股份、景旺电子、鹏鼎控股。 风险提示：人工智能应用落地进度不及预期；全球数据中心投资总量与节奏不及预期；英伟达新产品出货进度不及预期；行业竞争加剧。 英伟达2025GTC大会聚焦GB300相关新技术 英伟达GTC2025大会将于3月1721日在美国加州举办，英伟达预计将推出下一代AI芯片GB300以及B300GPU。根据SemiAnalysis的预测，B300GPU是基于台积电4NP工艺的全新芯片，算力方面能够提供比B200高50的FLOPS，内存从8Hi升级到12HiHBM3E，每个GPU的HBM容量增加到288GB。800GConnectX8NIC提供双倍横向拓展频宽，配备48个PCle通道，优化大型集群效能。 电源：台达、光宝等头部电源企业推出HVDC产品，为下一代AI服务器提供供电解决方案；BBU（锂电池备用电源）以及SuperCap（超级电容）技术有望成为标配，进一步提升电源的稳定性。 散热：B300的TDP（热设计功率）预计从B200的1200W提高至1400W，散热要求更高，因此GB300系列服务器全面采用液冷散热技术。 通信：预计英伟达将推出支持1152Tbps信号传输的CPO交换机新品，该交换机将搭载36个32T光引擎模块，解决将高带宽互连扩展到单个机架之外这一难题。 PCB：GB300架构设计中可能采用PTFE（聚四氟乙烯）混压PCB方案，NVL288机架中的计算单元的PCB将回归早期HGX的UBBOAM结构，PCB向高密度、高集成度方向发展。 此外，NVL288型机柜以及下一代Rubin架构有望一起亮相，其中四个NVL72机柜将通过后端电缆互连以形成NVL288型机架，CPO和浸没式液冷有望成为Rubin架构的标配。 表1：GB200与GB300主要参数对比 GB200 GB300 单个芯片的GPU数量 2 2 生产工艺 台积电4NP 台积电4NP FLOPS 1440 较GB200提高50 热设计功率 1200W 1400W 高带宽内存 8HiHBM3e 12HiHBM3e 单GPU的HBM容量 192GB 288GB 单GPU的内存带宽 8TBs 8TBs 液冷方案 标配 标配 电源方案 8PowerShelf 8PowerShelf BBU与超级电容 选配 或为标配 图1：GB300主板示意图 资料来源：SemiAnalysis，国信证券经济研究所整理 资料来源：SemiAnalysis，国信证券经济研究所整理 电源：GB300中超级电容和BBU共同组成EnergyStorageTray 超级电容方案有望在GTC2025亮相。在AI服务器的数据中心运用中，为解决千卡集群或更大规模训练模式时的 峰值功率需求，伟创力采用辅助电源来解决问题，武藏的锂离子电容器被选作辅助电源。台达也在官网上公开了 GTC2025的明星产品内容前瞻，其中包括使用了LIC超容的PowerCapacitanceShelf，证明了超级电容在未来 高功率机架中的必要性。BBU和超级电容共同组成了GB200300rack中的EnergyStorageTray由台达、光宝以 及麦格米特等电源厂商整体供应，而超级电容的供应商除了日本武藏精密外，目前深度配合的还有国内的江海股 份。 为什么选择LIC超级电容？与锂电池相比，锂电池大倍率放电能力有限且循环寿命短，如磷酸铁锂长的也只有 3000左右循环次数，无法满足要求。与EDLC相比，EDLC双电层电容器虽能大倍率放电且寿命长，但能量密度低， 在数据中心占空间大，经济效益低，而锂离子电容器能量密度能达到EDLC的三倍左右，循环使用寿命是EDLC的 12到15倍，最高耐高温达70度，优于EDLC的60度。 图2：PowerCapacitanceShelf 资料来源：台达官网，国信证券经济研究所整理 超级电容是拥有介于普通电容器和电池（充电电池）中间的特殊类型电容器。相较传统电容器具有更高的能量密度，相较电池具有更高的功率密度，是一种新型功率型储能器件，具备充电时间短、使用寿命长、温度特性好、绿色环保等特性。在纯电动公交车、xEV、脱线运行现代有轨电车、混合动力工程机械和港口机械、太阳能和风能发电系统、节能安全电梯、AGV等作业机械、智能三表及部分军事航天等应用领域具有明显的性能优势，是21世纪理想的环保型储能器件之一。 图3：超级电容器VS传统储能、电容等 资料来源：Yunasko，国信证券经济研究所整理 表2：电容技术对比 铝电解电容 双电层电容 混合超级电容 锂离子电池 能量密度WhKg 00103 158 480 100265 功率密度KwKg 100 550 310 13 温度范围 40125 4085 4070 2060 可充放电次数 100万次 10100万次 210万次 1万次 容量型 能量型 功率型 备用型 储能时长 4小时 12小时 30min以下 15min以上 应用场景 削峰填谷、离网 负荷储能场景， 辅助AGC调频、 电网突然断电或 储能 要求系统能够调 平滑间歇性电源 电压跌落时，作 峰调频、紧急备 功率波动等功率 为不间断电源提 用 型储能 供紧急动力 储能技术 电池为主 电池为主 飞轮、超容、功 电池为主 率型电池 资料来源：SkeletonTech，Yunasko，中国储能网，国信证券经济研究所整理 主要能量源，如内燃机、燃料电池，可作为低功率的持续来源运行良好。然而，它们不能有效地处理峰值功率需求或在当今的应用中重新获取能量，因为其充放电速率较慢。 超级电容在峰值功率需求期间提供快速的能量爆发，然后快速存储能量并捕获否则会丢失的多余功率。凭借快速充放电特性，它们有效地补充了当今应用中的主要能源。 图4：超级电容的应用场景 资料来源：Maxwell，国信证券经济研究所整理 图5：超级电容工作原理 资料来源：Maxwell，国信证券经济研究所整理 在台达GTC大会参展页面上，19英寸72kW800V的高压直流HVDC电源机架首次亮相。该电源架集成了两个36kWPSU（电源模块），具有800V高压输出和98的能源转换效率。该电源架采用800V高压直流输出，能够满足下一代AI服务器的电源需求。随着AI服务器功率持续增大，转换效率更高的HVDC方案渗透率有望进一步提升。 稳压直流模块RBC：支持4060V电压输入并提供12V完全稳压输出的DCDC电源方案；峰值效率985；680x605x158mm尺寸下功率可达4000W（符合NVIDIAGB200PDB功率要求）；提供UVLO、OVP、OCP和OTP的全面保护；适用于液冷及风冷解决方案。 台达是英伟达GB200系列DCDC电源的主要供应商。DCDC电源能够将48V直流电压转换为5V直流电压，通常用于服务器内部板级电源转换，为特定的电路板或芯片组提供精准直流电压。 图6：HVDC电源 资料来源：台达官网，国信证券经济研究所整理 图7：稳压直流模块RBC 资料来源：台达官网，国信证券经济研究所整理 图8：高压DCDC电源 资料来源：台达官网，国信证券经济研究所整理 台达将在GTC大会上展示其超级电容产品，该产品方案可以减轻GPU动态负载对交流电网的影响，例如AI服务器EDPP和空闲模式转换。由于锂离子电容LIC的优势，超级电容能够执行快速充放电转换。LIC能够提供高功率密度和较长的支持时间（15秒20kW负载），以确保AI和云计算服务器的稳定电源供应。超级电容目前已适用于19英寸1RU和21英寸1OUORV3标准机架。 台达还展示了22kW的锂电池后备电源单元BBU。该产品具有2RU紧凑尺寸，效率高达975，并通过UL9540A认证，可靠性高并能够显著节省运营资本开支OPEX