半导体专题：多相电源是增量蓝海市场，看好国产替代机遇

请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容2025年02月05日半导体专题：多相电源是增量蓝海市场，看好国产替代机遇行业研究 · 行业专题 电子 · 半导体投资评级：优于大市（维持）证券分析师：胡剑证券分析师：胡慧证券分析师：叶子证券分析师：张大为证券分析师：詹浏洋021-60893306021-608713210755-81982153021-61761072010-88005307hujian1@guosen.com.cnhuhui2@guosen.com.cnyezi3@guosen.com.cnzhangdawei1@guosen.com.cnzhanliuyang@guosen.com.cnS0980521080001S0980521080002S0980522100003S0980524100002S0980524060001证券研究报告 | 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容多相电源是增量蓝海市场，看好国产替代机遇l 多相控制器+DrMOS的多相电源是XPU主流供电技术。多相控制器与XPU通过协议通信，不同XPU厂商具有不同的协议，比如英特尔的SVID、AMD的SVI2/3、英伟达的OVR、基于ARM芯片的AVS等。DrMOS是英特尔2004年推出的一种高效节能技术，将驱动IC和MOSFET上下管集成到同一封装中，不仅显著减小面积，还极大降低由多个元件带来的寄生参数，显著提升电源转换效率。DrMOS主要有两种方案：1）驱动IC和MOSFET在不同晶圆上生产，最后合封在一起，称为合封DrMOS；2）驱动IC和MOSFET在同一个Die上制造，称为单芯片DrMOS。多相控制器+DrMOS的多相电源方案可以为XPU提供稳定的工作电压，已成为其主流供电技术。l 多相电源广泛应用于服务器、智驾、PC。1）服务器领域：超威X13SWA-TF主板供电方案中搭配了2颗多相控制器和13颗DrMOS，MPS预计其在服务器板卡级电源解决方案的可服务市场规模为15亿美元，我们认为GPU等算力芯片需求量增加和功耗提高将带动多相电源量价齐升；2）智驾领域：汽车智驾系统中的算力SoC芯片通常需要大电流供电，在MPS提供的汽车主芯片电源方案中，搭配了2颗4相控制器和8颗50A的DrMOS，汽车多相电源将随着汽车自动驾驶渗透率提高而增长。3）PC领域：多相电源也用于PC主板和显卡，七彩虹的iGame GeForce RTX 4080 SUPER供电方案搭配了3颗多相控制器和20颗DrMOS。l 多相电源是增量蓝海市场，看好国产替代机遇。多相电源随着算力需求增加而增加，属于增量市场；同时由于壁垒高，竞争格局相对较好，属于蓝海市场。目前多相电源供应商主要是海外的MPS、英飞凌、瑞萨、AOS等，国内厂商在产品推出上已取得成果，进入客户导入和批量销售初期，后续国产替代进度可期。建议关注国内已布局多相控制器和DrMOS产品的公司杰华特、晶丰明源、芯朋微等。l 风险提示：国产替代进程不及预期；产品研发不及预期，客户认证和拓展不及预期，行业竞争加剧的风险。请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容目录多相控制器+DrMOS是XPU主流供电技术01多相电源广泛应用于服务器、智驾、PC02芯源系统（MPS）：专注高性能大功率电源解决方案03多相电源是增量蓝海市场，看好国产替代机遇04请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容多相控制器+DrMOS是XPU主流供电技术请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容VRM为XPU提供稳定的工作电压l VRM：VRM（Voltage Regulator Module）电压调节模块的主要功能是通过控制主板上的DC-DC转换电路，为XPU提供稳定的工作电压，并对电脑启动时电压的变化情况和时序作出明确要求，包括电容、电感和功率级。图：VRM示意图资料来源： semianalysis，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容XPU供电电路工作原理Ø PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）芯片：根据XPU所需电压确定脉冲宽度调制MOSFET管的开关时间和时序，并监测输出电压电流等。相数由PWM数量决定。Ø 驱动芯片根据PWM信号驱动MOSFET开关。Ø MOSFET：开关，允许或禁止电流通过，至少需要两颗。Ø 电感：感抗使输出电压从0伏开始缓慢上升，起到降压作用，并存储部分电能。Ø 电容：存储电能和滤波，减小电压波动幅度。图：CPU供电电路资料来源： MSI，国信证券经济研究所整理图：一相供电电路工作原理资料来源： MSI，国信证券经济研究所整理图：PWM芯片原理资料来源： MSI，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容多相供电优于单相供电l 多相供电：随着XPU朝更低电压、更大电流发展，单相供电不能满足需求，多相供电成为主流。l 在多相供电中，各相按一定顺序轮流工作。l 相比单相供电，可以降低输出电流纹波以及MOSFET和电感发热量。图：多相供电降低电流纹波资料来源： MSI，国信证券经济研究所整理图：四相供电资料来源： MSI，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容VRM主板电源供电方案l VRM中的功率级包括控制器、驱动、MOSFET，根据集成方式不同可以组成三种主板电源供电方案。Ø 驱动芯片和PWM控制器集成，成本低，适用于相数较少。Ø 控制器、驱动、MOSFET为三个独立的芯片。Ø 驱动和MOSFET集成，缩短驱动和MOSFET的距离，减小寄生电感和电容影响，是现在XPU供电主流方案。图：主板电源供电方案资料来源： MPS，国信证券经济研究所整理PWM控制器驱动MOSFETPWM控制器驱动MOSFETPWM控制器MOSFET驱动DrMOS请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容多相电源是XPU主流供电技术l 由多相控制器+DrMOS组成的多相电源是现在XPU的主流供电技术。l 多相控制器与XPU通过协议通信，不同XPU厂商具有不同的协议，比如英特尔的SVID、AMD的SVI2/3、英伟达的OVR、基于ARM芯片的AVS等。l DrMOS是英特尔2004年推出的一种高效节能技术，将驱动IC和MOSFET上下管集成到同一封装中，不仅显著减小面积，还极大降低由多个元件带来的寄生参数，显著提升电源转换效率。DrMOS主要有两种方案：1）驱动IC和MOSFET在不同晶圆上生产，最后合封在一起，称为合封DrMOS；2）驱动IC和MOSFET在同一个Die上制造，称为单芯片DrMOS。资料来源： MPS，国信证券经济研究所整理图：合封DrMOS图：单芯片DrMOS资料来源： MPS，国信证券经济研究所整理请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容多相电源广泛应用于服务器、智驾、PC请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容多相电源用例图：Supermicro X13SWA-TF主板供电方案资料来源： Supermicro，Chiphell，国信证券经济研究所整理图：七彩虹的iGame GeForce RTX 4080 SUPER供电方案2颗多相控制器+13颗DrM