电力设备新能源行业：超级电容AIDC电源器件核心增长方向——电力AI系列报告七-260723（26页）.pdf

核心结论速览： 英伟达GB300将超级电容从选配变为标配，每机架超300颗：NVL72每机架配置超过300个超级电容，采用锂离子电容（LIC）具备高功率密度、长时供电能力。下一代Rubin机柜功率提升，单柜所需颗数将继续增加。 LIC是AIDC高端主流，能量密度15-25Wh/kg（EDLC仅5-10Wh/kg）：LIC单体电压3.8V（EDLC约2.7V），在相同体积下提供更长后备时间。英伟达等海外厂商的高压高能量密度路线更偏LIC。武藏通过预掺锂工艺将LIC电压提升至3.8V，循环寿命超100万次。 CBU+BBU并行开发，台达PowerRack实现0.1毫秒响应：武藏与Flex合作的CESS将超容与电源系统集成；台达PowerRack内置超容模块，电网波动时0.1毫秒内补电，转换效率98.5%。下一代架构将CBU和BBU一起集成进电源机柜。 武藏LIC供不应求，产能扩至650万颗/年，是英伟达链核心供应商：武藏混合超级电容订单强劲，新供应紧张，扩产时间延后但积极推进。与Flex合作率先切入英伟达供应链，供应格局集中，核心受益。 多孔炭是超级电容核心材料，国产替代加速：活性炭成本占比30%-40%，高端依赖日本可乐丽（市占率60%）。大潮炭能（3720吨/年，国内第一）和元力股份加速国产替代，石油焦基多孔炭有预期差。超级电容在AIDC中的配置趋势。从选配到柜内标配。英伟达GB300将超级电容器集成到其电源系统设计中，据Techzine Global报道，NVL72每机架配置超过300个超级电容，采用的锂离子电容（LIC）具备高功率密度、长时供电能力、快充快放特性。随着下一代Rubin以及Rubin Ultra机柜功率提升，对电源稳定性要求进一步增强，预计单机柜所需超级电容数量将增加。供电架构演进方向： 当前：UPS+柜内PSU，Energy Storage可选。 第二/三代：HVDC sidecar power rack，超容/BBU集成进柜内配置。 第四代：MV Rectifier/SST+800VDC，储能在柜外/侧边统一集成。台达PowerRack方案：台达与英伟达携手推出新一代800V直流数据中心，既是800V直流母线的配电中枢（稳定输出570kW高密度功率），又是毫秒级备用电源（内置超容模块，0.1毫秒内补电）。整个链路从“电网→SST→PowerRack→GPU”只剩3级，转换效率98.5%。（数据来源：英伟达800VDC白皮书、Techzine Global、台达官网、光大证券研究所）。LIC vs EDLC：AIDC高端场景的技术路线选择。LIC在AIDC中优势明显：| 指标 | EDLC | LIC | AIDC场景意义 ||||||| 能量密度 | 5-10Wh/kg | 15-25Wh/kg | LIC相同体积更长后备时间 || 单体电压 | 2.7V | 3.8V | LIC更少串联达工作电压 || 自放电 | 较高 | 较低 | LIC待机能量保持更好 || 循环寿命 | 50万次 | 100万次 | LIC更长寿命 || 成本 | 较低 | 较高 | EDLC成本敏感场景更优 |预掺锂技术是LIC性能关键：武藏通过负极预掺锂工艺提升电芯电压至3.8V。旭化成采用碳酸锂作为锂离子源进行预掺杂，无需使用昂贵锂金属箔，可将容量和充放电性能提升1.3倍以上。EDLC和LIC根据具体需求互补共存。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。英伟达在GB300中优先采用LIC，预计将成为AIDC高端主流路线。（数据来源：武藏官网、旭化成官网、光大证券研究所）。CBU+BBU并行开发与系统集成。CBU与BBU的分工： 超级电容（CBU） ：毫秒级响应，吸收GPU负载瞬变，削峰稳压。 BBU：秒级到分钟级响应，断电备份过渡。 二者共同取代传统UPS功能，且无2%-3%转换损耗。与电源系统客户深度合作与需求理解尤为关键： 武藏与Flex合作的CESS将超容与电源系统集成。 英伟达GB300的Energy Storage Tray同时容纳BBU与超级电容。 松下Energy和Industry两个事业部共同开发搭载CBU的机柜shelf，并同时提供面向HVDC架构的BBU，形成CBU+BBU组合方案。电源架（powershelf）未来可能演化为同时容纳PSU、BBU、CBU的一体化能量管理单元，掌握shelf的系统定义权才能掌握价值链主导权。（数据来源：武藏官网、松下Energy、光大证券研究所）。多孔炭：超级电容核心材料卡点。活性炭是决定性能的核心材料，依赖进口。活性炭材料是决定超级电容器容量、倍率性能、循环寿命及功率性能的核心材料，在整体成本结构中占比约30%-40%。国内超级电容炭大部分市场依赖进口，主要来自日本可乐丽和韩国PCT等企业。国产替代企业：| 企业 | 技术路线 | 产能 | 核心优势 ||||||| 可乐丽（日） | 椰壳KOH活化 | 5000吨/年 | 40年积累，高端市占率60% || 大潮炭能 | 石油焦化学法 | 3720吨/年（国内第一） | 首条自主知识产权产线，规划扩产至10000吨 || 元力股份 | 椰壳化学+物理活化 | 1000吨/年（规划） | 产业化经验丰富 |石油焦基多孔炭存在预期差：石油焦基多孔炭被误认为适用于低端应用，但大潮炭能通过核心技术克服了石油焦基多孔炭应用的难点。石油焦作为炼油副产品，可使多孔炭原料成本降低30%。（数据来源：鑫森炭业公告、光大证券研究所）。武藏：英伟达链LIC核心供应商。核心产品：武藏混合超级电容（HSC/LIC），正极用活性炭（同EDLC）、负极用石墨并经预锂化，通过负极锂预掺杂工艺提升电芯电压至3.8V。产品参数：电压范围2.2-3.8V，静电容量3300F，质量能量密度13Wh/kg，体积能量密度20Wh/L，质量功率密度10kW/kg，循环寿命超100万次。市场地位：订单供不应求，产能扩大至650万颗/年。公司与Flex合作，由Flex设计制造CESS（Capacitor-based Energy Storage System），内含武藏HSC，集成进服务器机柜电源系统，率先打入英伟达供应链。扩产计划：FY2025Q4业绩说明会表示，由于订单增长强劲，新供应紧张，公司大力推动扩产，650万颗/年产能将延后至FY2027初。（数据来源：武藏官网、光大证券研究所）。松下：BBU+CBU一体化制造与系统能力。战略重心全面向AIDC倾斜：2026年6月，公司计划投资约3500亿日元扩张数据中心电池与电容业务，在美国堪萨斯、墨西哥新建工厂，将大阪一条车用产线改造为锂离子电池与超级电容生产线。BBU+CBU一体化：松下Industry的双层电容器（EDLC）与松下Energy的锂离子电芯业务协同。面向AIDC，松下Energy推出PSU/CBU架构下的削峰与功率均衡方案，与松下Industry合作开发CBU作为BBU之外的新形态，计划FY2027量产。下一代BBU将直接与GPU服务器的供电架构耦合。销售目标：目标到2029财年将日本电芯产能翻三倍，数据中心储能系统销售额做到约1万亿日元，ROIC维持在20%以上。（数据来源：松下Energy、光大证券研究所）。投资逻辑与行动指南。核心投资公式。超级电容投资 = AIDC标配（量）× LIC技术路线（价）× 国产替代（供应链）。分阶段投资逻辑：| 阶段 | 核心驱动 | 关键观察指标 |||||| 2026年 | GB300标配起量 | 武藏/松下出货指引、NVL72配置确认 || 2027年 | Rubin机柜升级+单柜颗数增加 | 下一代机柜超容配置、武藏产能释放 || 2028-2030年 | 渗透率提升+国产替代 | AIDC机柜出货量、多孔炭国产化率 |关键观察信号：1. 英伟达GB300/Rubin超容配置：单柜颗数、技术路线确认。2. 武藏产能释放：650万颗/年扩产进度。3. 松下BBU+CBU方案：FY2027量产进度。4. 国内超容验证：江海股份/烯晶碳能AIDC客户导入。投资方向： 器件端：江海股份（三大产品线，已获全球电源客户认证）、思源电气子公司烯晶碳能（干法电极技术领先）。 材料端：元力股份（拓展超级电容炭赛道）。风险提示：AI资本开支不及预期、超容产品导入不及预期、AIDC技术路线变化、供应链风险。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：超级电容在AIDC中如何配置？A：英伟达GB300已将超级电容从选配变为柜内标配，NVL72每机架超300颗。台达PowerRack将CBU和BBU一起集成进电源机柜，实现0.1毫秒响应。下一代Rubin机柜功率提升，单柜所需颗数将增加。Q2：LIC为什么是AIDC高端主流路线？A：LIC能量密度15-25Wh/kg（EDLC仅5-10Wh/kg）、单体电压3.8V（EDLC约2.7V），在相同体积下提供更长后备时间，更适合机柜级空间敏感场景。英伟达GB300优先采用LIC，武藏通过预掺锂工艺实现3.8V电压。Q3：武藏为什么是英伟达链核心供应商？A：武藏LIC产品通过负极预掺锂工艺提升电压至3.8V，与Flex合作设计CESS率先切入英伟达供应链。订单供不应求，产能扩至650万颗/年，供应格局集中。Q4：超级电容多孔炭材料的国产替代进展如何？A：高端多孔炭依赖日本可乐丽（市占率60%），国内大潮炭能（3720吨/年，国内第一）和元力股份正加速国产替代。石油焦基多孔炭有预期差，可使原料成本降低30%。Q5：国内超级电容投资标的有哪些？A：器件端：江海股份（铝电解+薄膜+超级电容三大产品线，已获全球电源客户认证）、思源电气子公司烯晶碳能（干法电极技术领先）；材料端：元力股份（拓展超级电容炭赛道）。数据来源说明。本页面内容基于光大证券研究所《超级电容：AIDC电源器件核心增长方向——电力AI系列报告七》、英伟达官网、武藏官网、松下官网等数据整理。