【东吴证券】半导体行业深度报告：功率密度跃升驱动800V DC架构升级，宽禁带功率器件打开成长空间-260722（24页）.pdf

核心结论速览：第一阶段Sidecar方案中，1MW PFC需612颗SiC/GaN功率器件：英飞凌30kW PFC单模块含12颗1200V SiC与6颗650V GaN，ROHM全SiC方案约372-600颗/MW。功率器件是800VDC架构升级最直接的受益环节。板载DC/DC是GaN渗透率最高的环节：EPC 6kW 800V-12V方案采用48颗GaN（16颗150V+32颗40V），英飞凌与瑞萨方案原边均使用650V GaN。随着800V下沉至计算刀片，GaN器件用量将大幅提升。SST产业化面临成本制约，电力电子器件占成本32%：SST成本结构中电力电子器件（以SiC为主）占比最高达32%，高频变压器16%，直流电容16%。成本下降是SST大规模商用的关键。英伟达800V方案正按原定节奏推进：配套电源机架预计2026年Q3具备量产条件，台达有望2026年Q4向北美头部云厂商小批量交付。市场关于延期的担忧被夸大了。台达SST效率达98.5%，占地仅为传统方案30%：台达SST已在数据中心开展试点并送样。Enphase开发1.25MW IQ SST，由342个GaN功率单元构成。两条SST技术路线并行演进：SiC级联路线（Microchip/Amperesand）与低压GaN级联路线（Enphase）各有优势，尚未形成统一标准。第一阶段Sidecar：功率器件的“用量账本”。第一阶段（2026-2027年）的核心是在保留既有交流基础设施的前提下，将AC/DC转换环节从计算机柜中剥离到Sidecar侧边柜。从功率半导体角度看，本阶段核心增量集中在PFC、LLC和高压BBU三类模块。PFC：SiC成为主流，1MW约需数百颗。PFC模块负责将三相400V交流电转换为约800V直流电。目前厂商主要形成“SiC+GaN混合”与“全SiC”两类方案：英飞凌30kW三相PFC方案：输入电压360-528V交流，输出约890V直流。单个30kW模块使用12颗1200V SiC MOSFET和6颗650V GaN双向开关。按1MW Sidecar输出功率测算，约需34个模块，对应408颗1200V SiC和204颗650V GaN，合计612颗主功率器件。ROHM全SiC方案：单模块功率约20-33kW，使用6颗1200V SiC肖特基二极管和6颗750V SiC MOSFET。1MW约需31-50个模块，对应372-600颗SiC功率器件。关键判断：从当前30kW级三相PFC公开方案看，SiC已成为400VAC转800VDC环节的主流功率器件，GaN仅在少数方案的主动开关支路中作为补充。LLC：GaN与SiC并行，副边多用低压GaN。LLC模块负责将800V直流电降至约50V直流电。800V转50V LLC的原边目前存在两类方案：一类使用1200V SiC MOSFET直接承受800V母线，另一类通过三电平或输入串联方式使用650-700V GaN。Navitas 10kW全GaN方案：原边采用三电平半桥，配置4颗650V GaN；副边设置4路全桥同步整流，配置16颗100V GaN。高压BBU：新增双向DC/DC开关位。随着供电架构升级至±400V/800VDC，BBU通过双向DC/DC直接接入800V母线。瑞萨800V BBU方案中，双向DC/DC通过堆叠多电平结构，在高频变压器两侧各设置4个主功率开关位，合计8个基础开关位，使主功率级能够使用650V GaN。第二阶段板载DC/DC：GaN渗透率最高的环节。第二阶段（2027-2028年）的核心变化是将800VDC的降压位置由计算机柜内的集中式Power Shelf进一步下沉至计算刀片。由于板载电源需要与GPU、CPU共享有限空间，小型化、高功率密度成为核心约束，GaN成为该环节的最优解。EPC方案：48颗GaN/6kW。EPC与英伟达联合开发的6kW、800VDC-12.5VDC方案采用输入串联、输出并联的ISOP LLC架构：整机由8个750W LLC子模块组成，输入侧串联将800V平均分配至各模块，输出侧并联将12.5V侧约480A大电流分散至8路。每个子模块原边采用2个150V GaN，副边采用中心抽头同步整流（每个支路并联2颗40V GaN）。整套主功率级对应16颗150V GaN和32颗40V GaN，合计约48颗GaN功率器件。英飞凌与瑞萨方案。英飞凌6kW方案原边使用650V GaN开关（2个串联模块共同分担800V），副边使用40V硅基MOSFET。瑞萨3kW基础模块原边采用2颗650V GaN串联，副边为8路中心抽头同步整流。关键判断：随着800V下沉至计算刀片，板载高频DC/DC将推动GaN器件的渗透率和单机柜用量大幅提升。第四阶段SST：两条技术路线并行。第四阶段由固态变压器（SST）直接将13.8-34.5kV中压交流转换为800V直流母线。SST系统效率达98.5%，占地面积仅为传统方案的30%。目前正在形成两条技术路线：SiC级联路线。Microchip方案：13.8kV方案采用每相14个、三相合计42个功率单元，每单元40kW，整机约1.4MW。单元使用1200V SiC MOSFET；器件升级至1700V后，单元数量可降至每相10个。Amperesand方案：面向800VDC AI数据中心开发5-10MW模块化SST，在中压前端采用Wolfspeed 3.3kV全桥SiC模块。ETH Zurich样机：将3.8kV单相交流直接转换为400V直流，额定功率25kW。前端PFC采用4个10kV SiC模块组成全桥，隔离DC/DC高压侧采用2个10kV SiC组成半桥，低压侧采用4个1.2kV SiC开关位。低压GaN级联路线。Enphase IQ SST：额定功率1.25MW，支持15kV和35kV三相中压交流输入，直接输出800VDC或±400VDC。整机由342个约4kVA功率单元组成；34.5kV版本中，342个单元分为三组，每组114个串联跨接于两相之间。单个模块交流侧仅承担约300V电压，利用GaN低开关损耗将平均开关频率提高至250kHz以上。SST产业化节奏。SST产业化受制于成本因素，电力电子器件（占比32%，以SiC为主）是最大成本项。国际厂商中，台达SST产品已在数据中心开展试点并送样；伊顿计划2026年发布SST产品并落地中国首个标杆项目；施耐德电气布局800VDC Sidecar架构。国内方面，四方股份、中国西电、金盘科技、特锐德、伊戈尔已有产品落地。800VDC架构投资的行动指南。核心公式：800VDC投资价值 = 渗透率提升（2027年40%/2030年80%）× 器件价值量（1MW PFC约612颗）× 技术路线确定性（SiC在PFC/GaN在DC/DC）。第一步：跟踪三大信号。 英伟达800V落地节奏：配套电源机架预计2026年Q3具备量产条件，台达Q4小批量交付。 SST产业化进度：台达送样、伊顿2026年发布、各厂商测试进展。 器件选型趋势：PFC环节SiC主流化、板载DC/DC环节GaN渗透加速。第二步：识别三类机会。 高确定性机会：第一阶段PFC/LLC/BBU功率器件——1MW需数百颗SiC/GaN，用量可量化测算。 高增长机会：第二阶段板载DC/DC——GaN渗透率最高，单机柜用量从数十颗向数百颗跃升。 长期布局机会：第四阶段SST——两条路线并行，SiC和GaN均有空间。避坑指南。 警惕技术路线风险：SST拓扑结构尚未定型，SiC级联与GaN级联路线并存。 关注成本下降节奏：SST成本中电力电子器件占32%，成本下降是大规模商用的前提。 区分概念与订单：关注各厂商800V产品的实际送样、测试和订单进展。延伸阅读。以上为报告核心趋势分析，如需获取完整报告详细数据及全部案例，请访问下载页下载完整PDF报告。FAQ。Q1：第一阶段Sidecar方案需要多少功率器件？英飞凌30kW PFC方案1MW约需612颗（408颗1200V SiC+204颗650V GaN）。ROHM全SiC方案约372-600颗/MW。LLC环节以Navitas 10kW方案为参考，需配置650V和100V GaN。高压BBU新增双向DC/DC开关位。Q2：为什么板载DC/DC是GaN渗透率最高的环节？板载电源需要与GPU共享有限空间，小型化是核心约束。GaN开关速度快、损耗低，可高频化大幅缩小变压器、电感和电容等无源器件体积，更契合板级空间要求。Q3：SST的两条技术路线各有什么特点？SiC级联路线（Microchip/Amperesand）使用中高压SiC模块，功率单元数量较少但单器件耐压高。低压GaN级联路线（Enphase）使用大量低压GaN单元串联，单元电压低但模块数量多，利用GaN高频特性缩小单元体积。Q4：SST产业化面临什么制约？成本是核心制约因素。SST成本结构中电力电子器件（以SiC为主）占32%、高频变压器16%、直流电容16%。随着SiC器件成本下降和规模化生产，SST成本有望逐步降低。Q5：800VDC架构的落地是否面临延期风险？英伟达核心能源生态伙伴台达与ABB均确认方案正按原定节奏推进。配套电源机架预计2026年Q3具备量产条件。市场关于延期的担忧被夸大了。数据来源说明。本报告数据来源于东吴证券《半导体行业深度报告：功率密度跃升驱动800VDC架构升级，宽禁带功率器件打开成长空间》（2026年7月22日发布，分析师陈海进、研究助理郭雄飞）、SemiAnalysis、各公司官方公开信息等。