超级电容是一种介于传统电容器与二次电池之间的功率型储能器件,具有高功率密度、快速响应、长循环寿命和宽温域工作能力等优势。根据储能机理,超级电容主要分为双电层电容(EDLC)、赝电容和混合锂离子电容(LIC)三类。其中,EDLC以纯物理静电吸附方式储能,具有高倍率充放电和长寿命优势;LIC结合了锂电池的高能量密度与EDLC的高功率特性,成为未来高密度AI机柜的优选方案。在AIDC场景中,EDLC与LIC形成分工,前者用于高功率、低内阻和长寿命需求,后者则承担更高能量密度和空间效率任务。超级电容器与BBU共同取代传统UPS和短期电池储能,提升系统效率并减少2%-3%的转换损耗。
AI芯片功率波动加剧,推动供电架构向高压直流化演进,超级电容在毫秒级响应、削峰和稳压方面发挥关键作用,尤其在GPU瞬态功率冲击场景中表现突出。其应用覆盖工业、交通、消费电子、医疗等多个领域,其中在轨道交通、风电变桨系统和汽车启停辅助等场景中已形成稳定需求。全球超级电容器市场正快速增长,预计2025年市场规模达28亿美元,2030年将突破442亿元,其中AIDC应用将成为核心增长点。
超级电容产业链涵盖上游核心材料与设备、中游产品制造与集成、下游多元化应用场景。当前,全球超级电容产业正处于技术迭代与格局重塑的关键时期,产业链各环节均呈现加速发展态势。上游材料包括活性炭、隔膜和电解液,其中活性炭是关键,国内企业如元力股份已实现高比表面积电容炭量产,打破日本可乐丽垄断。中游制造环节,江海股份、思源电气、东阳光、火炬电子等企业布局超级电容业务,部分已实现规模化生产。国际厂商如Maxwell、Skeleton、Musashi在技术与产能上占据优势,其中Musashi的HSC方案已应用于英伟达GB300服务器,成为AI电源系统的重要组成部分。随着AIDC对超级电容器的需求提升,国产厂商有望在供应链中占据更大份额,实现技术突破与产能扩张。
超级电容在AIDC领域的应用正加速导入,随着AI服务器负载产生的瞬时功率冲击对供电系统形成挑战,超级电容可能成为AIDC标配。需求方面,单位IT功率的超级电容配置量与系统电压等级、所需支撑时长、以及功率补偿幅度占机柜总功率的比例三大因素直接相关。配置趋势从选配——柜内标配,英伟达GB300将超级电容器集成到其电源系统设计中,预计单机柜所需超级电容数量将增加。技术路线方面,EDLC与LIC将并存,并在高功率、长寿命、高能量密度和空间效率等不同维度形成互补。EDLC强在高功率与长寿命,适合板级、芯片级的瞬时电压稳定;LIC强在能量密度与空间效率,更适合机柜级BBU、电容托盘等对空间和备电时长更敏感的场景。AIDC超容市场规模预计为百亿级别,2025-2030年CAGR将达25%,其中AIDC用超级电容将随着英伟达GB300的采用在26-27年快速起量,达到约百亿的市场规模,成为拉动增长的核心驱动,并将在2030年达到255亿元市场空间,占比超过一半。AIDC对超级电容拉动巨大,国产厂商有望补位,当前国内具有超级电容布局的厂商包括东阳光、江海股份、思源旗下的烯晶碳能等GB300起超级电容成为标配,国产厂商补位空间大。
相关公司方面,江海股份是国内电容器行业龙头,也是全球少数实现铝电解电容、薄膜电容、超级电容三大品类全产业链布局的标杆厂商,公司超级电容产品主要涵盖LIC(锂离子超级电容)与EDLC(双电层超级电容)两大品类。烯晶碳能(思源电气控股)是中国首家实现干法电极产业化的企业,为少数几家掌握制造干法工艺电极的超级电容器核心技术和关键材料的企业之一,打破国外技术垄断,填补国内产业链短板。东阳光已成功完成电力调频用兆瓦级超级电容器储能系统订单交付,2025年累计交付规模达30兆瓦级;同时,公司以积层箔为核心布局积层箔电容与超级电容,深耕AI服务器电源领域。火炬电子专注于研发、打造高品质超级电容产品,聚焦高端赛道,升级制造管理,突破核心规模市场。元力股份是国内木质活性炭龙头企业,收购境外股权强化国际布局,加速布局超级电容炭等高端材料,打造公司第二增长极。美国超级电容代表企业Maxwell是全球超级电容技术的先行者,旗下三大核心产品线包括微电子器件、高压电容器与超级电容器。欧洲超级电容代表企业SkeletonTechnologies依托专利曲面石墨烯(CurvedGraphene)技术,研发并生产超级电容与超级电池储能系统。日本超级电容代表企业Musashi武藏是全球少数同时掌握双电层超级电容(EDLC)、锂离子电池(LIB)、混合超级电容(HSC)三种储能技术路线的厂商,公司产品呈现鲜明的差异化特征。