电子行业模拟芯片系列深度报告之(二)：AI应用拉动长期需求扩张，多相电源国产替代正当时

证券研究报告 请务必阅读正文之后第 31 页起的免责条款和声明 AI 应用拉动长期需求扩张，多相电源国产替代正当时 模拟芯片系列深度报告之（二）｜2023.6.13 中信证券研究部 核心观点 徐涛 科技产业联席首席分析师 S1010517080003 夏胤磊 半导体分析师 S1010521080005 多相电源是专为 CPU 等主芯片供电的大电流 DC-DC 芯片，属于模拟芯片中门槛较高的细分赛道，在产品技术和主芯片厂商认证方面具备双重壁垒。目前多相电源产品主要应用于 PC 和服务器市场，AI 技术加速发展背景下，AI 服务器和自动驾驶有望成为长期需求增量来源，我们测算全球多相电源市场空间约为20~30 亿美元。由于多相电源壁垒较高，目前全球市场仍由 TI、英飞凌、MPS等海外大厂主导，但受益于旺盛的本土客户需求以及本土主芯片厂商逐步起量（如龙芯中科、海光信息、寒武纪等），国内多相电源厂商正逐步实现突破。建议关注杰华特等技术实力雄厚且多相电源（多相控制器+DrMOS）产品进展顺利的国内优质模拟芯片厂商。 ▍概览：多相电源为 CPU/GPU 等供电需求而生。多相电源属于模拟芯片领域门槛较高的细分赛道，其功能定位是为 CPU/GPU 等大负载主芯片供电，可满足主芯片高功率、大电流、精细化的供电要求。从结构上看，多相电源由多相控制器和 DrMOS 构成，其中多相控制器负责提供 PWM 控制信号，DrMOS 负责完成电流升降压转换，最终提供主芯片所需的特定规格工作电流。具体应用中，一套多相电源产品包括一颗多相控制器和多颗 DrMOS（具体数量取决于相数）。多相电源主要有两大壁垒：1）主芯片厂认证许可：多相电源负责给 CPU/GPU供电，对主芯片性能发挥及工作稳定性有直接影响，因此 Intel 等主芯片厂商会专门对多相电源厂商进行产品认证，PC/服务器品牌厂商一般只采购被主芯片厂商列入参考设计目录的多相电源产品，而想要获得主芯片厂商的认证许可难度较大（受技术实力、商务关系等多维度因素的影响）；2）产品本身的技术难度：多相控制器难点在于精准的信号调控，对拓扑结构等设计方面要求更加突出；DrMOS 属于大电流 DC-DC，需要在高集成度的前提下实现大电流稳定控制，在产品设计、高压 BCD 工艺、芯片封装等环节都对芯片厂商提出较高要求。 ▍空间：PC 和服务器是基本盘，我们测算全球市场规模约 20~30 亿美元，AI 服务器+自动驾驶有望成为长期增量。其中：1）PC 市场：根据 IDC 数据，全球PC 年均出货约 3 亿台，而单位多相电源我们测算价值量约为 4~5 美元（若考虑独显则我们测算单机价值量提升至 6~7 美元），对应市场空间 12~13 亿美元；2）服务器市场：根据 IDC 数据，2022 年全球服务器出货量达 1516 万台，而我们测算单台服务器的多相电源价值量约 50~70 美元，因而当前服务器市场约对应 7~10 亿美元的多相电源需求；AIGC 浪潮下 AI 服务器加速渗透，有望带动服务器领域多相电源需求进一步扩张：英伟达最新 H100 芯片单颗芯片对多相电源需求达 50 美元，若 AI 服务器平均搭载 4 张 GPU，则测算其多相电源单机价值量较通用服务器提升 3~4 倍左右；3）自动驾驶市场：高级别自动驾驶需搭载大算力自动驾驶芯片，催生多相电源增量需求，且车规产品单价更高，我们测算单车价值量 60~100 美元，预计远期有望带来 10 亿美元量级的增量市场。 ▍格局：TI、英飞凌、MPS 等海外龙头长期主导，国内杰华特等玩家逐步突破。多相电源产品强调技术沉淀及客户资源积累，当前海外大厂主导市场，其中有TI、英飞凌、瑞萨等 IDM 大厂，也有 MPS、Richtek 等头部模拟芯片设计公司。国产厂商布局较晚，目前多相电源领域国产化基本为零。我国是全球重要的 PC/服务器/智能汽车消费市场及生产基地，本土配套需求旺盛；与此同时，近年来国内芯片厂商在 CPU/GPU/AI 芯片领域实现突破（如龙芯中科、海光信息、寒武纪等），部分降低了本土多相电源厂商的进入门槛（相比 Intel、NVIDIA 等海外主芯片厂商，获得国产主芯片厂商认证许可难度相对较低）。近年来，杰华特、 电子行业 评级 强于大市（维持） 模拟芯片系列深度报告之（二）｜2023.6.13 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 2 晶丰明源、长工微、芯朋微等模拟芯片厂商积极布局多相控制器及 DrMOS 领域，东微半导、新洁能、华润微等功率器件厂商也积极布局 DrMOS 市场。受益于旺盛的本土客户需求以及本土主芯片厂商逐步起量，本土厂商正逐步切入多相电源市场，实现国产替代从 0 到 1 的突破。 ▍风险因素：PC 市场需求增速放缓；AI 大模型发展不及预期以至于相关服务器需求不及预期；自动驾驶渗透节奏不及预期；国内厂商多相电源产品开发不及预期；国内厂商产品获得主芯片厂商认证不及预期。 ▍投资策略：多相电源专为 CPU/GPU 等大负载芯片供电而生，属于模拟芯片中门槛较高的核心赛道。多相电源主要应用于 PC 和服务器领域，我们测算全球市场空间约 20~30 亿美元，AI 趋势下 AI 服务器和自动驾驶渗透率提升，进一步驱动多相电源市场空间扩张。多相电源行业进入门槛较高，由 TI、英飞凌、MPS等海外大厂长期主导，国产化基本为零。近年来，杰华特、晶丰明源、长工微、芯朋微等模拟芯片厂商积极布局多相电源（多相控制器及 DrMOS）领域，东微半导、新洁能、华润微等功率器件厂商也积极布局 DrMOS 市场。建议关注杰华特等积极布局多相电源并有望逐步取得突破的优质本土厂商。 模拟芯片系列深度报告之（二）｜2023.6.13 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 3 目录 概览：多相电源为 CPU/GPU 等供电需求而生 ................................................................. 6 行业概览：多相电源是为大负载芯片核心供电的高效方案 ............................................... 6 核心壁垒：认证许可+制造工艺构筑双重门槛 ................................................................... 8 空间：我们测算全球市场约 20~30 亿美元，AI 应用拉动需求扩张 ................................ 11 PC 市场：全球出货量约 3 亿台，是多相电源市场基本盘............................................... 12 服务器市场：全球出货量约 1500 万台，AIGC 驱动多相电源需求扩张 .......................... 15 自动驾驶市场：静待需求爆发，远期有望形成 10 亿美元量级增量市场 ......................... 19 格局：TI、MPS