【行业洞察】 超级电容:AI驱动标配化 上行新周期有望开启
【摘要】
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当前AI服务器功率密度正经历历史性跨越。传统单机柜功率仅10至30千瓦,NVIDIA GB200 NVL72机柜功率已达120千瓦,而预计2027年量产的Kyber NVL576将进一步突破600千瓦。
当一台AI服务器在训练大模型时,GPU的瞬时功耗可以在几毫秒之内跳变两到三倍,这种“尖峰脉冲”是传统锂电池和UPS完全无法应对的——锂电池的电化学反应需要秒级响应,而循环寿命只有500到1000次。
超级电容恰好在这个痛点上有天然优势:响应时间是微秒级,比锂电池快三个数量级;循环寿命是锂电池的500到1000倍。
它不能替代锂电池做长时间备电,但在两个场景下是刚需:一是吸收GPU的瞬时功率尖峰(调峰),二是在市电切换到柴油发电机的10到30秒窗口期提供临时供电(备电)。
英伟达已经在GB300和下一代Rubin平台的电源架构中把超级电容列为标配,这意味着一场从“选配”到“标配”的产业升级已经启动。
超级电容的两大并行路线:EDLC和LIC
EDLC(双电层电容)是最传统、最成熟的路线。它的储电原理是纯物理双电层——没有化学反应,所以循环寿命可以做到100万次,功率密度非常高。但它有一个致命的短板:能量密度太低,只有5到10Wh/kg。
LIC的能量密度是EDLC的三倍(15到30Wh/kg),同样的功率需求下体积可以缩小50%到70%——这是它在机柜内打败EDLC决定性的物理原因。
但LIC循环寿命约50万次,成本更高,技术壁垒也更高。全球目前只有日本武藏和江海股份两家企业可以批量生产。其中,武藏走的是技术领先路线,与Flex合作推动LIC在AIDC的产业落地;江海股份走的是追赶+规模路线,从日本ACT引进了LIC技术,目前正加速产能扩张。
EDLCvsLIC:两条路线并行 |
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来源:九方金融研究所整理 |
围绕AIDC超级电容的投资节奏,可以大致分成四个阶段:
第一阶段是订单验证期(当前阶段)
6到7月,市场密切关注的是台达是否会如期向江海下达牛角电容和超级电容的批量订单。
同时英伟达在GTC或Computex上展示AI服务器电源方案时,超级电容的角色如何被强调,也是一个重要的情绪催化。
第二阶段是产能爬坡期(2026年下半年)
江海的牛角电容产能从200万只月产爬升到400到500万只,LIC产线加速建设,MLPC的2000万只月产能目标推进,这些都可以通过逐月的产能数据来跟踪。
法拉电子的马来西亚工厂三季度开工也是一个节点。
第三阶段是放量兑现期(2026年底到2027年)
Rubin平台的首批出货意味着超级电容标配方案在市场上得到了实际验证。届时,英伟达供应链中各家的份额会被市场反复定价。
如果江海成功拿到主角份额,那么2027年AI相关超容600到800万只的产能规划就有了出货保障。
第四阶段是供需缺口爆发期(2027-2028)
据今年3月的报道,松下的产能已经被预售一空,武藏的扩产节奏受限于自身的能力边界。如果英伟达GPU的出货量持续超预期,LIC的供需缺口会越来越大,江海股份的议价能力和利润弹性会进入全面释放期。
具体的催化时点可以按月份来梳理
6月中旬台达的订单是否能如期下达,是近期最核心的催化剂,影响标的以江海股份为主。
7月进入Q2业绩预告的密集发布期,所有标的大概率会有不同程度的超预期。
三季度末江海牛角电容产能达到400到500万只月产的里程碑,标志着AI电容业务的规模化能力具备了初步的交付保障。
四季度Rubin平台开始首批出货,市场将用真金白银验证超级电容标配化这个产业趋势是否成立——这将是整条产业链最强的一次催化剂。
超级电容产业链梳理
最上游是材料环节,核心是电容炭和电解液
电容炭是超级电容电芯的核心材料,占据超容电芯成本的25%到30%,要求比表面积做到2000平方米每克以上,这需要极高的技术积累。全球高端电容炭市场长期被日本可乐丽一家垄断,份额高达90%左右;国内元力股份已经成为唯一实现超级电容专用活性炭量产的企业,目前产能1000吨一年并且满产满销,出货量同比翻倍。江海股份的电容炭采购中大约35%来自元力股份,其余仍依赖进口。
电解液环节的占据超容电芯成本的40%。新宙邦是全球超级电容电解液行业标准的起草单位之一,全球市场份额高达70%,供货对象覆盖江海股份和原来Maxwell的体系。
中游是电容制造,是整条产业链壁垒最高的环节
如前所述,LIC路线上只有武藏和江海股份两家能规模量产,形成了两强格局。江海除了LIC之外,还有两个同步受益于AIDC的产品线,构成了三重增长引擎:
第一个是牛角电容(铝电解电容)。AI服务器的电源架构正在从5.5kW向18.5kW升级,对应的电源模块需要的电容价值量从每只20到30元直接跳升到60元。江海目前月产能是200万只,年底目标爬升到400到500万只。
第二个是MLPC(导电聚合物叠层固态电容器)。这是AI服务器高频大电流场景下的关键器件,全球只有松下和江海可以生产满足AI服务器要求的产品。松下产能只有6亿颗一年,但英伟达AI服务器的需求是大约10亿颗,缺口高达4亿颗。
下游是电源系统集成和应用
台达、维谛是两大核心电源供应商,他们向江海采购电容后集成到电源架中,再供给英伟达、谷歌、亚马逊等终端客户。
另外还有法拉电子,主要做的是薄膜电容,跟超级电容不是替代关系而是互补关系。在AIDC供电架构中,SST(固态变压器)的AC-DC变换环节100%采用薄膜电容,而超级电容负责DC侧的调峰和备电。
产业链结构 |
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小结
AI负载从稳态转向毫秒级阶跃脉冲,AI机柜供电正在引入超级电容作为微秒级响应的结构性备电必需品。
当前产业链主流方案由武藏与Flex合作的CESS系统主导,但在AI服务器需求爆发背景下,供给端已出现明显缺口,武藏截至到今年三季度的规划年产能为650万颗,国内厂商有望迎来重要补位机会,2026年下半年Rubin平台放量将是相关产业链业绩兑现的关键窗口。
投资时钟 |
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参考研报
20260520-国金证券-计算机行业点评:超级电容-AI电源革命,下一个涨价品种
20260531-国金证券-计算机行业研究周报:电容为什么叫电RAM
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