2023年半导体行业专题研究报告：AI服务器加速渗透多相电源量价齐升.docx

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1、AI服务器加速渗透，多相电源量价齐升2023年6月29日目录多相电源是CPU/GPU供电的主流方案4AI服务器有望带动多相电源量价齐升7国内多相电源厂商加速替代10风险因素12表目录表1：NVIDIA.AMD主要GPU产品算力和功耗7表2：杰华特DC-DC类芯片，智能功率级模块（DrMoS）与国际竞品比较11表3：晶丰明源多相数字控制器产品11图目录图1：数据中心电源架构（a：传统12V总线电源架构；b：新兴48V总线电源架构）4图2：CPU/GPU对功耗要求逐渐提升4图3：基于多相BUCk的小占空比供电架构方案5图4：DrMOS采取合封方式有效降低面积、提升效率5图5：与传统分立设计相比,D

2、rMOS效率高达95.,且能减少功耗、降低温度6图6：MPS测算普通CPU服务器中电源价值量约为80美金8图7：H1OO中DrMOS的分布8图8：GH200超级芯片中DrMoS和电感的分布9图9：2023-2023年全球服务器整机出货量9图10：2023-2026年全球A1服务器出货量及预估9图11：多相电源解决方案供应商10图12：MPS数据中心解决方案10图13：MPS在计算领域的布局10多相电源是CPU/GPU供电的主流方案数据中心需求快速增长服务器功耗日益提升。近年来，随着人工智能、大数据、云计算、5G通信等新兴技术的迅速发展，数据中心的算力和存储也在不断迭代，为满足不断增长的需求，数

3、据中心正成为支撑现代信息社会正常运行的关键基础设施。而与此同时，数据中心所消耗的电能也急剧增长，中国电子技术标准化研究院数据显示，2023年全国数据中心能源消耗达到2166亿千瓦时，较2023年增加44%,占全社会用电量的2.6%左右。传统的数据中心电源架构通常采用12V总线电压，随着服务器功耗逐渐增大，12V总线系统面临着高损耗、架构复杂及高成本等瓶颈，未来或将逐渐转变为48V总线电压系统。而核心元器件负载所需要较低的电压（05V2V）,因此从12V直流总线到低压高功耗的处理器需要DC/DC降压芯片提供稳定电源输出及数字调节监控功能。图1:数据中心电源架构（a:传统12V总线电源架构；b:新

4、兴48V总线电源架构）(b)资料来源：J.1iang,1.Wang,M.Fu,J.1iangandH.Wang,OverviewofVo1tageRegu1atorModu1esin48VBus-BasedDataCenterPowerSySfemS,信达证券研发中心与此同时GPU、CPU等算力芯片朝着更高性能升级也对供电系统提出更高要求。算力的提升需要更大的耗电，这对供电电压调节器模块（VRMZVcore）和负载点电源（PO1）提出了严峻挑战，包括更高的效率、更高的功率密度，以及同时满足处理器didt1000Aus瞬态响应要求。图2:CPU/GPU对功耗要求逐渐提升GPUCPU19906CoresS28Cores350A,2VPentium4-600cores600A1V国 MPS:全球多相电源龙头Nvidia和AMD主要供应商 芯源系统(Mono1ithicPowerSystems,MPS)于1997年在硅谷成立，是一家专注于高集成度模拟与混合信号芯片产品的公司，当前公司产品数量己超过4,000种，覆盖存储及计算、消费、汽车、通讯、企业数据、工业等多个下游领域。MPS深耕多相电源领域数年，2010年公司发布InteIIi-P