半导体行业深度报告：功率密度跃升驱动800V DC架构升级，宽禁带功率器件打开成长空间

证券研究报告·行业深度报告·半导体 东吴证券研究所 1 / 24 请务必阅读正文之后的免责声明部分 半导体行业深度报告 功率密度跃升驱动 800V DC 架构升级，宽禁带功率器件打开成长空间 2026 年 07 月 22 日 证券分析师 陈海进 执业证书：S0600525020001 chenhj@dwzq.com.cn 研究助理 郭雄飞 执业证书：S0600126060019 guoxf@dwzq.com.cn 行业走势 相关研究 《半导体设备 2025 年报&2026 年一季报总结：前后道设备商业绩持续高增，看好先进产能扩产&设备国产化率提升》 2026-05-19 《端侧 AI 芯片 Q1 业绩点评：新品放量驱动高增，涨价传导体现韧性，五维差异化构建竞争壁垒》 2026-05-17 增持（维持） [Table_Tag] [Table_Summary] 投资要点 ◼ 功率密度升级倒逼供电架构重构：随着 AI 机柜功率迈入百千瓦级并向兆瓦级演进，传统低压、大电流供电方式在铜耗、线缆、母排及电源空间占用方面面临明显瓶颈，推动数据中心供电架构向 800V DC 架构升级。升级后供电系统能够降低导体的电阻损耗；节省机柜内空间占用；减少能量转换环节；便于储能及直流能源接入。我们认为 800V DC 架构的本质变化，是将传统机柜内 PSU 承担的 AC/DC 与 DC/DC 功能解耦：AC/DC 被移至独立的侧边柜；计算机柜内仅保留靠近负载的 DC/DC降压环节。从功率半导体角度看，SiC 器件能够在承受较高电压和较大功率的同时维持较低损耗，更适合 Power Rack 侧的大功率 AC/DC；GaN 器件因开关速度较快、开关过程中的损耗较低，更适合 IT Rack 侧DC/DC。宽禁带功率器件由此打开成长空间。 ◼ 800V DC 架构的四阶段演进：部署路径、落地节奏与功率半导体变化：数据中心内功率半导体的主要价值量集中在电能变换环节，包括AC/DC、DC/AC 及不同直流电压等级之间的 DC/DC 转换；此外，少量器件用于电子开关、热插拔、冗余切换和故障保护。分阶段看： ➢ 第一阶段中功率器件增量主要集中于 PFC、LLC 和 BBU：英飞凌30kW PFC 单模块含 12 颗 1200V SiC 与 6 颗 650V GaN，折算 1MW约 612 颗；ROHM 全 SiC 方案约 372—600 颗/MW。Navitas 10kW LLC 单模块采用 4 颗 650V GaN 与 16 颗 100V GaN；瑞萨高压 BBU双向 DC/DC 则包含 8 个 650V GaN 基础开关位。 ➢ 第二阶段中板载高降压比 DC/DC 成为 GaN 核心增量。EPC 6kW 800V-12V 方案单机采用 16 颗 150V GaN 与 32 颗 40V GaN；英飞凌、瑞萨则以 650V GaN 承担原边高压开关，副边采用多路 40V 硅MOSFET 同步整流。 ➢ 第三阶段功率器件增量转向 MW 级整流与 800V 直流保护。早期中央整流器或将以 1200—1700V 硅基 IGBT 或晶闸管为主，现有1700V 模块已覆盖 50—3600A；中长期 SiC 模块有望替代。各负载支路新增 SSCB、eFuse 及热插拔开关，主要采用 IGBT、IGCT 与SiC 器件。 ➢ 第四阶段由 SST 直连中压电网，功率器件增量集中于 SST 本体。SiC 路线中，Microchip 1.4MW 方案采用 42 个 1200V 级联功率单元，升级至 1700V 后可降至 30 个；3.3kV SiC 已用于 5—10MW 商业化 SST，但整机模块数尚未披露；10kV 样机使用 6 个 10kV SiC模块和 12 颗 1.2kV SiC MOSFET。GaN 路线则以 342 个约 4kVA 低压单元级联构成 1.25MW SST。 ◼ 相关标的： 上游材料及外延：天岳先进、天科合达（未上市）； 代工：芯联集成； 功率器件与模块：斯达半导、士兰微、华润微、扬杰科技、东微半导、英诺赛科、时代电气、新洁能、宏微科技、捷捷微电等。 ◼ 风险提示：800V DC 架构落地进度不及预期风险；宽禁带器件渗透率及技术路线不及预期风险；行业竞争加剧及产品价格下行风险。 -2%17%36%55%74%93%112%131%150%169%188%2025/7/222025/11/202026/3/212026/7/20半导体沪深300 请务必阅读正文之后的免责声明部分 行业深度报告 东吴证券研究所 2 / 24 内容目录 1. 功率密度升级倒逼供电架构重构 ...................................................................................................... 4 1.1. 为什么下一代 AI 数据中心要升级到 800V DC 的架构 ......................................................... 4 1.2. 从功率半导体角度看，AC/DC 与 DC/DC 分离推动 SiC、GaN 分工.................................. 5 2. 800V DC 架构的四阶段演进：部署路径、落地节奏与功率半导体需求....................................... 8 2.1. 数据中心功率半导体主要分布于多级电能转换环节............................................................. 8 2.2. 第一阶段：Sidecar 推动 AC/DC 外移，Vienna PFC 与高频 LLC 重塑功率半导体方案 ... 9 2.2.1. PFC 集中至 Sidecar，SiC 方案成为主流 ....................................................................... 9 2.2.2. 800V 转 50V LLC：原边 SiC 与 GaN 并行，副边以硅基 MOSFET 或 GaN 为主 .. 11 2.2.3. 高压 BBU 带动 GaN、SiC 器件应用 ........................................................................... 13 2.3. 第二阶段：800V DC 下沉至计算节点，板载高频 DC/DC 加速 GaN 渗透 ...................... 14 2.4. 第三阶段：整流环节集中上移灰区，MW 级整流与直流保护系统成为核心增量 .......... 16 2.4.1. MW 级集中整流器上移至灰区 .....................................................................