AI算力密度的指数级增长正在引发数据中心电力基础设施的历史性重构。机架功率需求十年内预计实现近百倍跃升，逼迫整个供配电体系从电网入口到芯片核心全面翻新，由此为模拟半导体行业开辟出规模达270亿美元的长期增量市场。
据美银证券5月25日发布的半导体行业深度报告，AI算力的演进将推动数据中心机架功率从传统服务器的10至15千瓦，攀升至英伟达Feynman平台（预计2029/2030年推出）的超过1.5兆瓦，涨幅接近百倍。
以54伏直流为核心的现有供配电架构已逼近物理极限——铜母排重量、空间占用及转换损耗均无法支撑下一代功率需求，以800伏直流（800VDC）为核心的新一代架构正成为行业必然选择。该行预计，800VDC将率先伴随英伟达Rubin Ultra平台（机架功率超过600千瓦）的部署进入商业化落地阶段。
上述结构性变迁为模拟半导体供应商带来前所未有的增量空间。美银证券自下而上构建的行业需求模型显示，AI模拟半导体可寻址市场规模将从2025年的79亿美元扩大至2030年的270亿美元，复合年增长率达28%，单机架模拟半导体内容价值亦将从当前约3.6万美元跃升至600千瓦以上机架的近30万美元乃至兆瓦级的逾90万美元。
美银证券认为，最终受益格局将向具备"全电力树"宽覆盖组合的厂商高度集中。德州仪器凭借最高现有份额持续领跑，Infineon在AI产品组合广度上最为突出且2025至2030年间份额提升最为显著，Analog Devices排列第三并受Empower收购加持，onsemi则凭借碳化硅与氮化镓新材料技术实现可观的钱包份额扩张。
功率百倍跃升，现有架构触达物理极限AI基础设施的每一次架构升级，都以机架功率的大幅跃升为代价。
据美银证券研报，英伟达Hopper H100时代单机架功率仅约32千瓦，进入Blackwell GB200 NVL72后骤升至100至120千瓦，即将推出的Rubin Ultra（NVL576配置）预计超过646千瓦，而Feynman平台的预估值更突破1.5兆瓦。
功率需求急剧膨胀的根本驱动来自GPU扩展域（scale-up domain）的持续扩大。由于GPU之间通过铜互联进行高速通信，物理距离受制于信号衰减，GPU必须被密集封装在同一机架内。随着单节点GPU数量从Hopper时代的32个扩展至Feynman时代的576个，每代GPU热设计功耗（TDP）平均提升约20%，机架整体功率随之呈倍数级增长。这一"性能密度陷阱"将是驱动英伟达平台功率持续攀升的核心逻辑。
同样的趋势也在向非英伟达阵营蔓延。
AMD Helios平台机架功率已突破100千瓦，Google、AWS等自研ASIC平台亦呈现相似轨迹。美银证券预测，2025年至2030年间，AI算力相关数据中心将累计新增233吉瓦装机功率，年度新增规模从2025年的约17吉瓦增至2030年的约60吉瓦。
现有以54伏或48伏直流为核心的供配电架构面临三重结构性制约：单台600千瓦机架若沿用54伏分配，铜母排重量高达200千克且大量侵占计算空间；多层交流/直流转换叠加每次约1至2%的效率损耗；冗余转换环节同时增加系统故障节点。美银证券指出，这一架构已无法支撑下一代算力平台的规模部署。
800VDC：破解供配电瓶颈的系统性方案800VDC架构从根本上重构了传统电力分配流程。中压交流电在数据中心园区入口直接转换为800伏直流，省去多个中间转换层级，高压直流沿行级配电单元（PDU）/母线传输至机架，再经中间母线转换器（IBC）逐级降压至GPU核心所需的亚1伏工作电压。
与54伏方案相比，800VDC架构的优势体现在多个维度：相同导线截面的功率传输能力提升约85%，铜材用量可削减约45%；系统整体能效提升最高5个百分点；维护成本因电源供应单元（PSU）故障率降低而减少最高约70%；总拥有成本（TCO）有望改善约30%。据美银证券援引英伟达数据，800VDC同时支持未来机架密度扩展至1兆瓦乃至更高，具备显著的前向兼容能力。
美银证券指出，800VDC的落地将分阶段推进。第一阶段为"白空间改造"，通过将交流/直流转换移至独立电力侧车（sidecar）降低IT机架复杂度；第二阶段为"混合配电"，由设施级整流器统一向机架输出800伏直流；最终阶段则是以固态变压器（SST）和固态断路器（SSCB）为核心的"直流微电网"架构，预计在2028至2030年的绿地新建项目中率先落地。英伟达Rubin Ultra所配套的Kyber机架预计是800VDC首次大规模商业部署的关键节点。
数据中心：250亿美元的内容价值重估架构升级带来的不仅是市场规模扩大，更是价值分布的深刻迁移。美银证券将AI模拟半导体市场拆分为"数据中心"（机架至芯片）与"电力基础设施"（电网至机房）两大类别，分别对应不同的增长逻辑。
数据中心侧TAM预计从2025年的76亿美元增至2030年的250亿美元，2026/2027年增速分别约为56%/77%，主要受高功率机架加速放量驱动。
组件价值向量最为显著的细分品类包括：高压中间母线转换器（IBC，TAM占比从7%升至约15%）、GPU板级电源（持续稳占约25%至27%）、CPU复合电源（占比从约9%升至约13%）以及光学基础设施（约13%）。
IBC是800VDC架构变迁中价值重构最为剧烈的组件之一。
随着机架从100至160千瓦升级至600千瓦及兆瓦级，IBC需承担从800伏高压至54伏、12伏乃至6伏的跨级降压转换，市场规模预计从2025年的约5.66亿美元跃升至2030年的36亿美元，增幅逾6倍。GPU板级电源（包括多相VRM及垂直供电设计）则因GPU数量、每颗加速器电流密度及相位数量的持续增长，内容价值从100至160千瓦机架的约9,700美元膨胀至兆瓦级机架的约27万美元。
ADI收购Empower正是布局这一趋势的具体体现——Empower拥有集成电压调节器与硅电容技术，可将转换功能前推至处理器封装附近，直接切入价值最高的"最后一英寸"供电插槽。
器件类型：宽禁带材料加速渗透在器件材料层面，美银证券预测一条从硅基主导向宽禁带半导体加速渗透的清晰路径。
模拟IC目前占AI模拟半导体TAM约66%，2030年仍是最大细分品类，绝对规模将增至约159亿美元。但SiC和GaN将是增速最快的器件类型，2025至2030年复合增长率分别高达63%和69%，合计TAM份额从约4%跃升至约12%。
高压环境下，SiC在IBC高压输入级、PSU功率因数校正（PFC）以及固态变压器中占据主导地位；GaN在靠近计算端的密集DC/DC转换场景更具优势，美银证券认为GaN有望成为高功率机架IBC的主导材料。onsemi研发的竖向GaN（vGaN）——即在体GaN衬底上制备的纵向导电结构——是兼具SiC耐压鲁棒性和GaN高频切换优势的新兴技术路线，被视为IBC的潜在重要突破口。
硅基器件在低压二次侧整流、VRM控制驱动等成本敏感场景仍保持主导地位，但高附加值新增份额将向宽禁带材料倾斜。MCU和传感器的TAM占比亦将随着分布式功率编排需求及兆瓦级机架实时监控需求的上升而稳步提升。
供应商格局：Infineon份额跃升最显著美银证券的自下而上收入模型对八大主要供应商进行了详细拆分，结论呈现出明显的分化格局。
德州仪器（TXN）以领先的功率半导体组合持续占据最高市场份额，预计2025年至2030年AI相关收入从约15.5亿美元增至约57亿美元，市场份额约维持在20%至21%区间。
Infineon凭借横跨硅基、SiC和GaN的最宽泛AI产品矩阵，市场份额预计从2025年的约11.5%大幅攀升至2030年的约17.3%，对应收入从约9亿美元增至约46亿美元，是TAM中份额增幅最大的供应商。
ADI排列第三，市场份额从约13%升至约17%，2030年AI收入规模约44亿美元；Empower收购进一步强化其在处理器封装附近"最后一英寸"供电这一高价值插槽的竞争地位。onsemi（ON）份额从约3.8%跃升至约8.6%，增幅仅次于Infineon，核心驱动力来自SiC和vGaN技术在高功率IBC及固态保护场景的新增渗透。
美银证券强调，最终赢家的共同特征是：（1）具备覆盖整条电力树的宽产品组合，而非单点产品供应商；（2）能够满足高压场景下的精英可靠性要求；（3）具备从电网到芯片的系统级设计支持能力，并与英伟达等生态主导者保持深度绑定。
电力基础设施：固态技术打开额外20亿美元空间数据中心对电力基础设施端的重塑同样深刻，但这部分市场通常将体现在相关供应商的工业或基础设施业务分部，而非数据中心分部。
美银证券预计，战略性电力基础设施模拟半导体TAM将从2025年的约2.45亿美元增至2030年的18亿美元，复合增长率高达49%，增长拐点预计出现在2028年前后。当前每兆瓦对应内容价值约为1.24万美元，随混合微电网架构落地可提升至约3.89万美元。
固态变压器（SST）是这一升级的核心载体。与传统低频变压器相比，SST体积缩小约14倍、重量减轻约40倍、建设周期缩短约50%，并可将中压交流电直接转换为800伏直流，大幅简化下游配电链路。
传统变压器几乎不含模拟半导体，而SST则由高压功率器件、栅极驱动、隔离、电流及电压传感、控制器、保护及数字控制模块构成，SiC是首选器件材料。Infineon预计整体SST市场规模到2030年将达10亿美元，美银证券据此估算模拟半导体机遇约为5亿美元，实际商业部署的规模拐点预计在2028至2030年间到来。
固态断路器（SSCB）则是800VDC高压直流分配安全可靠性的关键保障。相较传统机械式断路器，SSCB可在纳秒至微秒级别完成故障隔离，同时具备实时监控和远程控制能力，适用电压范围与SiC器件的优势区间高度吻合。美银证券估计SSCB模拟半导体机遇到2030年约达4亿美元。Infineon和onsemi均凭借各自的SiC JFET至MOSFET产品线在该细分市场具备较强竞争力。
风险提示及免责条款 市场有风险，投资需谨慎。本文不构成个人投资建议，也未考虑到个别用户特殊的投资目标、财务状况或需要。用户应考虑本文中的任何意见、观点或结论是否符合其特定状况。据此投资，责任自负。
金斧子配资提示：文章来自网络，不代表本站观点。
