全极耳小圆柱电池深度系列：AI算力时代的“隐形刚需”，BBU小圆柱迎放量拐点

证券研究报告·行业研究·电力设备与新能源行业电新首席证券分析师 ：曾朵红执业证书编号：S0600516080001联系邮箱：zengdh@dwzq.com.cn电动车首席证券分析师 ：阮巧燕执业证书编号：S0600517120002联系邮箱：ruanqy@dwzq.com.cn锂电证券分析师 ：朱家佟执业证书编号：S0600524080002联系邮箱：zhujt@dwzq.com.cn联系电话：021-601997932026年7月7日AI算力时代的“隐形刚需”，BBU小圆柱迎放量拐点--全极耳小圆柱电池深度系列摘要◆ AI服务器功耗指数级跃升，机柜级备电从可选变为标配，带动BBU小圆柱迎来放量拐点。随着下游AI算力的爆发，机柜功耗呈指数级跃升，且AI训练要求瞬态响应能力，供电系统成为瓶颈，机柜级备电从选配变为标配。BBU是部署于机柜级的电池备份单元，作用包括备电（Bridging）和削峰（Peak Shaving），承担秒级至分钟级短时支撑，与超级电容、UPS、柴油发电机共同组成多层级备用电源系统。GB200时代BBU为选配方案，GB300时代BBU为高配方案，而Rubin时代以后BBU成为标配，Rubin Ultra升级为柜外电源，价值量大幅提升。随着英伟达AI服务器更新迭代，BBU 26年预计需求近4亿颗，28年需求有望突破12亿颗，30年需求有望突破28亿颗，对应市场空间有望破1000亿元。◆ BBU产品认证壁垒较高，采用全极耳小圆柱电芯，并向磷酸铁锂体系迭代，国内厂商市占率有望提升。BBU电芯在机柜成本中占比仅0.1-0.2%，下游客户对价格敏感度低，目前单颗电芯售价在2-3美金，若采用直供方式，单颗盈利预计达1美金，若采用代工方式，单颗盈利预计2元，远高于传统小圆柱产品。BBU产品认证壁垒较高，对安全和可靠性较为敏感，电芯格局以松下、村田和三星等日韩厂商为主，份额超80%，国内厂商目前仍以为海外电芯厂代工为主，但随着全极耳/磷酸铁锂的发展趋势，国内厂商有望直接切入台系/美系Pack厂，其中优先完成海外终端验证，并具备海外交付条件的国内企业，有望在BBU爆发阶段获得更高份额。◆ 投资建议：随着AI算力的爆发，26-27年BBU需求迎来爆发，其中优先完成海外终端验证，并具备海外交付条件的国内企业有望率先受益，我们推荐蔚蓝锂芯、亿纬锂能、鹏辉能源、欣旺达等电池厂。◆ 风险提示：需求放量不及预期，技术迭代不及预期，盈利能力下行。2目录3一、AI服务器功耗指数级跃升，机柜级备电从"可选"变为"标配"二、BBU采用全极耳小圆柱电芯，有望向磷酸铁锂体系迭代三、 BBU产品认证壁垒较高，国内厂商市占率有望提升四、投资建议&风险提示一、AI服务器功耗指数级跃升，机柜级备电从“可选”变为“标配”4AI算力爆发，机柜功率指数级跃升，供电成为AI算力新瓶颈数据来源：NVIDIA，Open Compute Project，SemiAnalysis，东吴证券研究所平台阶段代表产品系统形态单卡功率单柜功率AmpereA100/A800三代 NVLink 互联400W10-15kWHopperH100/H200GPU服务器为主700W40kWBlackwellGB200 NVL72NVL机柜化1000W120-130kWRubinRubin Ultra/NVL576更高集成度1500W600kW5负载快速切换 → 瞬时功率上冲 → 供电侧响应压力提升AI训练负载存在短时功率尖峰本地储能通过充放电平滑供电侧功率曲线峰值放电、低谷充电 → 削峰填谷 → 降低供电侧波动高功率密度 → 需要机柜侧支撑负载快波动 → 需要毫秒级响应任务高价值 → 需要高可靠备电AI服务器供电新要求与BBU适配：图：AI服务器单柜功率由10kW向600kW级提升◆ 随着下游AI算力爆发，机柜功耗不是线性增长，而是呈指数级跃升。近年来，GPU单卡功耗指数级跃升，20年A100单卡功耗仅400W，H100升至700W，B200升至1000W，而26-27年英伟达预计Rubin产品突破1500W，六年翻4倍。更严峻的是机柜密度跨越式提升，20年Ampere机柜功率约10kW，Hopper升至40kW ，Blackwell升至120kW，而26-27年Rubin Ultra NVL576机柜飙升至600kW+，相当于60倍跃升。◆ AI训练要求瞬态响应能力，供电系统成为瓶颈，机柜级备电从选配变为标配。GPU在Forward/Backward阶段同步触发功率尖峰，瞬时负载可达均值2-3倍，电网毫秒级瞬态响应能力难以承受。因此，供电架构被迫重构，集中式UPS难承其重，在效率、占地和响应速度上全面承压，机柜级备电从可选变为刚需。图：AI负载波动与本地储能平滑示意供电架构从UPS到HVDC再到SST，机柜级/芯片级备电均为刚需数据来源：NVIDIA，Open Compute Project，SemiAnalysis，东吴证券研究所6◆ 供电架构正从UPS向HVDC、SST加速迭代。UPS历经AC→DC→AC→DC多级转换，效率仅85%且工频变压器占地庞大；HVDC省去逆变环节，效率提升至95%，但仍需传统变压器降压；SST采用宽禁带半导体将10kV中压直转800V直流，效率接近98%、体积缩小90%。供电架构演进只解决了“稳态供电效率”问题，仍无法承受微秒级的功率尖峰冲击。◆ 因此无论前端采用UPS、HVDC还是SST，机柜级/芯片级备电均为刚需。BBU等机柜级备电并非替代传统供电框架，而是填补“稳态供电”与“瞬态负载”之间缺口的关键环节，由此从“可选配件”变为“架构刚需”，在功率突增时瞬间释放电能削峰，在电网异常时无缝续航。市电220V AC工频变压器AC/DC整流DC/AC逆变AC/DC整流芯片12V DC市电220V AC工频变压器AC/DC整流DC/DC降压芯片12V DC市电10kV ACSST直转DC/DC降压芯片12V DCACACACACACACACDCDCDCDCDCUPS效率：85%HVDC效率：95%SST效率：98%图：供电架构演进，从UPS到HVDC再到SSTBBU是机柜级的备电单元，作用包括Bridging和Peak Shaving◆ BBU为机柜级部署的电池备份单元，作用包括Bridging和Peak Shaving。BBU（Battery Backup Unit）由电芯模组、BMS管理系统及DC/DC转换器组成，与服务器近距离共生部署。其核心功能有二：1）Bridging，即电网异常或母线电压下跌时毫秒级无缝切入，为服务器/GPU提供秒级至约120秒短时电力支撑；2）Peak Shaving，即在AI训练Forward/Backward同步触发功率尖峰时瞬时放电，将机柜负载削平至电网可承受范围，避免微秒级冲击导致跳闸。单个机柜配1个BBU Shelf，搭配6个BBU模块（5+1冗余），因此, GB300机柜功率约120kW，BBU容量通常在20-50kWh，若按照Rubin Ultra机柜的功率为600kW，BBU容量有望达到100kWh+。数据来源：Open Compute Project，东吴证券研究所7图：机柜侧