国泰君安发布AI芯片供电行业深度报告，聚焦AI算力功耗攀升背景下的供电芯片投资机会。报告指出，英伟达H100芯片热设计功耗达700瓦，B200达1000瓦、GB200达2700瓦（含Grace CPU），远超传统CPU的不足200瓦。高功耗导致电力传输损耗呈指数级上升，驱动供电架构从12V向48V演进，多相控制器与DrMOS用量与AI芯片能耗成正比，单GPU配套价值量达50-60美元。AI服务器2025年市场预计达2980亿美元（占服务器总价值70%+），供电芯片国产替代空间广阔。推荐标的：杰华特、晶丰明源。

AI芯片能耗日益攀升已成为行业核心挑战。英伟达H100芯片热设计功耗高达700瓦，与之相比，全球数据中心广泛部署的英特尔Skylake/Cascade Lake系列CPU热设计功耗尚不足200瓦。新一代B100/B200功耗进一步提升至700W/1000W，GB200架构中NVL36机柜功率密度达72kW。

从代际演进看，A100功耗400W（单Die）、H100 700W（单Die）、B200 1000W（双Die）、GB200 2700W（1个Grace CPU+2个Blackwell GPU），四代架构间单芯片功耗从400W升至1000W，机柜级功耗从6.5kW（HGX A100）升至14.3kW（HGX B200）。伴随功耗上扬，电力传输与转换过程中的损耗大幅跃升，损耗增幅远超功耗增长比例。鉴于电力成本在数据中心运营成本中占据大头，降低电力损耗对于优化总体拥有成本至关重要，从机架层级到芯片层级的供电网络架构正在被重新规划与设计。

展望下一代芯片，为承载更高计算密度，能耗需求将进一步提升。以Blackwell架构为例，FP8稠密算力从H100的2P提升至B200的4.5P、GB200的10P，算力倍增驱动功耗持续攀升，供电网络架构的重要性日益凸显。

英伟达历代GPU功耗与算力演进

架构	A100	H100	B200	GB200
功耗	400W	700W	1000W	2700W（含CPU）
FP8稠密算力	—	2P	4.5P	10P
显存带宽	2TB/s	3.35TB/s	8TB/s	16TB/s
HGX服务器GPU功耗	3.2kW（8卡）	5.6kW（8卡）	8kW（8卡）	—
整机总功耗	6.5kW	10.2kW	14.3kW	72kW（机柜）

SoC供电电压持续走低引发电流剧增、电阻损耗指数级上升。以700瓦、工作电压0.8伏的英伟达GPU为例，若将12伏输入降至0.8伏（降压15倍），电流会从12伏时的60安激增至0.8伏时的875安（增加15倍），电阻损耗更是呈指数级飙升至225倍。随着工艺缩减、电压继续降低，以及先进封装技术使芯片封装变大、耗电量剧增，效率损耗愈发严峻。

从12伏提升至48伏，所需电流减为四分之一，损耗随之降低16倍。谷歌于2016年首次提出48V架构，虽然最终仍需降压至1伏左右，但将48伏电压尽可能靠近SoC处降压，走线长度缩短，电阻损耗减小，进而降低整体电阻损耗。48V方案有效解决了低电压SoC对高功率需求带来的效率损失问题，诸多公司正转向48伏供电网络。

两阶段配电方案成为主流。第一阶段48V→12V：英伟达DGX服务器采用中间总线转换器（IBC）模块（8个IBC模块对应8颗GPU）；GB200服务器改用配电板（PDB）模块（8kW PDB由两个4kW DC-DC转换器组成）。第二阶段12V→SoC：电压调节模块（VRM）将12V转换为适配CPU（1.2-1.8V）或GPU（0.8-1.0V）的运行电压。

多相控制器与DrMOS的组合已成为第二阶段最主流的供电方案。多相Buck电源包含控制器和DrMOS，是一种多路交错并联的同步Buck拓扑，每相Buck对应的半桥MOSFET可由包含驱动和温度/电流检测的DrMOS代替。控制器采集反馈的电压、电流、温度等信号并发出PWM波实现功率的闭环控制，在优化的多相拓扑结构中效率可提升至95%以上。

DrMOS本质上是一种采用外部脉宽调制控制器且为降压配置的电压调节模块，将MOSFET驱动器与功率FET直接集成在芯片上，封装大多为5mm×5mm，可放置于距离负载更近的位置，减少寄生元件和传导损耗。

DrMOS核心壁垒在BCD工艺。BCD工艺是1986年由ST首次推出的单晶片集成工艺技术，在同一芯片上制作双极管Bipolar、CMOS和DMOS器件，充分发挥Bipolar驱动能力、CMOS高集成度和低功耗、DMOS高压大电流通流能力的优势。BCD未形成统一工艺标准，各厂家将自研BCD工艺视为核心竞争力之一。意法半导体、TI、ADI、安森美等均有自己的BCD工艺技术，在相关市场中占据重要地位。

DrMOS+多相在不同类型服务器上的价值量差异显著。通用服务器搭载两颗CPU，单台电源管理芯片价值量约80美元（MPS数据），其中DrMOS+多相是主要组成部分。AI服务器通常配备多颗高算力GPU以及1-2颗CPU，根据英飞凌数据，单张AI加速卡上电源芯片价值量50-200美元，单台AI服务器多相电源芯片价值量较通用服务器有数倍提升。

以英伟达H100为例测算，功耗700W、工作电压0.8V，DrMOS基本工作在33A，单颗GPU需27颗DrMOS，考虑0.8-1倍备用合计约50-55颗，对应5-6颗多相控制器。按1-2美元/颗测算，单GPU的DrMOS+多相价值量约50-60美元。

AI服务器渗透率持续上升。TrendForce数据显示2024年服务器行业总价值3060亿美元，AI服务器约2050亿美元。预计2025年AI服务器市场价值升至2980亿美元，占整个服务器行业总价值的70%以上，AI服务器渗透率持续上升将直接拉动供电芯片价值量增长。