中信建投：AI需求推动功率半导体进入新周期

本文转载自微信公众号：中信建投证券研究

文｜朱玥郑博元

AIDC爆发+新能源车增量驱动下，2026年以来功率半导体掀起涨价潮。从技术迭代角度来看，以SiC为代表的第三代功率半导体器件非常适配AIDC高压直流化迭代的技术趋势，因此在SST、HVDC、固态断路器等多环节均有渗透率提升趋势，增量更为明显。经测算，在AIDC爆发+技术迭代下，预计2030年将带来百亿级SiC功率器件的增量需求。SiC功率器件上下游有望增量共振。

AIDC爆发带动功率半导体进入需求新周期

AIDC爆发+新能源车增量驱动下，功率半导体掀起涨价潮。2026年以来，英飞凌、德州仪器、安森美、意法半导体等集体宣布涨价，国内厂商陆续跟进。AIDC供电架构升级将显著带动SiC及GaN等增量。

SiC功率器件上下游有望增量共振

SiC功率器件产业链上游主要包括SiC衬底、外延等环节，其中衬底价值量占比较高。SiC器件生产流程主要包括衬底制造、外延生长、晶圆制造、封装制造等环节。SiC产业链目前大体呈现海外龙头一体化领先、国内企业加速追赶的格局。

AIDC爆发有望带动百亿级需求增量

1）功率半导体从下游应用领域看，受800V供电架构升级推动，AIDC是目前增长最快的边际市场。

2）从技术迭代角度来看，以SiC为代表的第三代功率半导体器件非常适配AIDC高压直流化迭代的技术趋势，是电源主机的核心零部件之一，因此在SST、HVDC、PSU、固态断路器等环节均有渗透率提升趋势，因此增量更为明显。经测算，预计2030年将带来百亿级SiC功率器件的增量需求。

一、AIDC爆发带动功率半导体进入需求新周期

1.1 AIDC爆发+新能源车增量驱动下，功率半导体掀起涨价潮

由于AIDC带来明显的增量需求，2026年上半年，英飞凌、德州仪器、安森美、意法半导体等集体宣布涨价，国内厂商陆续跟进。需求增长并叠合原材料及能源价格上涨，2026年下半年国内外再度掀起涨价潮，7-9月英飞凌、意法半导体、德州仪器、安森美等再度调价。国内厂商跟进，士兰微计划自7月起全产品线涨价，涨幅15%起；扬杰科技年内已二度调价约10%–15%；华润微、新洁能等相继发布涨价通知。全球约20家模拟/功率半导体企业7月起涨价，涨幅约10%–25%。

1.2 AIDC供电架构升级将显著带动SiC及GaN等增量

数据中心对功率半导体需求刚性。数据中心作为用电端，其内部IT设备（如服务器、存储单元等）与核心芯片使用低压直流电，而电网作为供电端输出高压交流电，两端电压和电流存在的巨大差异需要依赖功率半导体进行转换与管理。电能从电网开始，经过变压器到UPS等，再到最后供给服务器内部的全链路过程中，电压需要从电网侧高压逐步降至48V、12V乃至1V以下，期间的电压转换等过程中，功率器件扮演重要角色。

在数据中心800V直流供电方案升级背景下，功率半导体的高频高压特性成为关键。800V升级的本质，是在当前AI数据中心机柜功率由100kW级快速走向500kW至1MW级的过程中，用更高电压的直流主干、更少的能量变换级数和更高的单位体积输出能力，解决传统低压交流方案在铜耗、线损、空间占用和系统复杂度上的物理瓶颈。根据英伟达白皮书，800V升级可以概括为两个阶段，功率器件的应用变化主要集中在供电系统前端的高压侧环节：第一阶段：从传统480V交流中间母线向侧挂Sidecar与800V直流机柜过渡，将算力机柜中负责AC/DC转换的PSU等设备移出至Sidecar中。根据英飞凌披露，800V直流机柜需要将PSU相关功率器件耐压从650V提升至1200V。第二阶段：省去UPS、Sidecar等多级转换过程，通过单级SST转换直接向机柜输出800V直流电。SST需要以高频化、模块化的方式实现13.8-35kV高压交流电到800V直流电的直接转换，对功率器件的高频高压特性、开关损耗、功率密度提出了远高于传统变压器的要求。

SST电源架构中SiC器件成为必需。SST通过一步式AC/DC转换，从根本上解决了传统方案链路长、效率低、占地大、部署慢的问题，是当前公认的AIDC 800V升级最终解决方案。传统硅基IGBT因耐压不足、开关损耗偏高，难以满足SST对高效、紧凑、可靠的核心需求。相比之下，SiC器件能够实现更高的开关频率、更小的开关损耗、卓越的热性能以及传统硅材料无法实现的紧凑型封装形式，因此成为以SST为代表、供电环节中高压侧的理想选择。

二、SiC功率器件上下游有望增量共振

SiC功率器件产业链上游主要包括SiC衬底、外延等环节；中游包括SiC功率器件制造环节；下游包括SiC器件在各个领域的应用，涵盖新能源汽车、新兴的AI数据中心等场景。其中，上游SiC衬底环节价值量较高，约占SiC器件总价值约30%-40%；其次是SiC外延环节，占比约20%-30%；器件设计和制造等环节共同构成30%-40%左右。

SiC器件生产流程主要包括衬底制造、外延生长、晶圆制造、封装制造等环节。①将SiC粉料装入高温炉中生长为SiC晶锭，随后经过切割、研磨和抛光形成SiC衬底；②在衬底表面进一步生长性能和厚度可控的SiC单晶层，得到SiC外延片；③外延片再通过光刻、离子注入和金属化等晶圆加工工序形成器件流片；④流片经切割后封装为功率器件或功率模块，最终应用于新能源汽车、光伏等领域。

SiC产业链目前大体呈现海外龙头一体化领先、国内企业加速追赶的格局。国内上游以天岳先进、天科合达、晶盛机电等衬底企业、瀚天天成、天域半导体等外延企业为典型代表，部分厂商已推进8英寸产品批量交付；中下游SiC器件及模块方面，芯联集成等以晶圆代工为主，士兰微等采取IDM模式，斯达半导等Fabless与IDM相结合，整体呈现专业化分工与纵向整合并行的发展趋势。海外市场则由SK Siltron、Coherent等SiC材料厂商以及意法半导体、Wolfspeed、罗姆、英飞凌、安森美等IDM头部公司领先，其中多数企业覆盖衬底、外延、芯片制造、封装及模块等多个环节，在8英寸量产、车规级认证及数据中心等高端应用领域具备更强的技术积累和客户基础。

三、AIDC爆发有望带动百亿级需求增量

3.1 AIDC下游需求增速最快

功率半导体从下游应用领域看， AIDC需求增速最快。目前新能源汽车仍是功率半导体最大的存量市场和需求基本盘，Yole预计2026-2031年全球功率半导体市场规模将由294亿美元增长至413亿美元，年复合增速7.1%。其中2031年汽车领域市场规模预计超200亿美元，占比接近一半。AIDC需求市场规模小于汽车，但受800V供电架构升级推动，是目前增长最快的边际市场。TechInsights预计2026-2031年数据中心领域功率半导体市场规模将由50亿美元增长至143亿美元，年复合增速24.6%。

3.2 AIDC爆发有望带动百亿级需求增量

AIDC升级趋势下，功率半导体用量与价值量不断提升。根据TechInsights，随着AIDC机架功率密度提升，每架机架所需的功率半导体数量也会增加。预计到2031年，单机架功率半导体平均BOM将从2025年的2300美元上升到7600美元。技术演进是这一趋势的核心驱动因素，包括更高功率的48V架构、2027年开始的HVDC方案以及SiC和GaN器件在数据中心供电系统中的广泛应用。根据Navitas，2030年AIDC 800V供电架构渗透率有望达到80%。

SiC器件渗透率不断提升，增速高于功率器件整体增速。根据弗若斯特沙利文研究报告，全球SiC功率器件的市场渗透率已从2020年的1.4%增长至2024年的6.5%，预计2029年将达到20.1%；2025-2029年SiC器件年复合增速预计均大幅超过功率器件整体增速。

参考此前对AIDC规模的预测假设（详见《SST强趋势全球范围形成共识，产业链机会将共振向上》），并结合最新预测，我们对未来电源架构里零部件环节的空间进行测算（乐观预期）。

结果表明，800V HVDC及SST显著放量，将同步带动电源上游核心零部件的增量，在800V高压直流趋势下带来显著的增量需求。从技术迭代角度来看，以SiC为代表的第三代功率半导体器件非常适配AIDC高压直流化迭代的技术趋势，是电源主机的核心零部件之一，因此在SST、HVDC、PSU、固态断路器等环节均有渗透率提升趋势，因此增量更为明显。经测算，预计2030年将带来数百亿SiC功率器件的增量需求。

四、投资建议

AIDC爆发带动功率半导体进入需求新周期，从技术迭代层面来看，SiC功率器件非常适配高压直流化迭代的技术趋势，是电源主机的核心零部件之一，因此有望在2030年带来数百亿级增量。

从产业链来看，SiC功率器件的上下游有望实现增量共振。从上游拆分来看，上游SiC衬底环节价值量较高，约占SiC器件总价值约30%-40%；其次是SiC外延环节，占比约20%-30%；器件设计和制造等环节共同构成30%-40%左右。因此将对衬底、外延等环节带来较明显的增量弹性。

1）需求方面：国家基建政策变化导致电源投资规模不及预期；电网投资规模不及预期；新能源装机增速下降导致对电力设备需求下降；全社会用电量增速下降等；两网招标进度不及预期；特高压建设推进进度不及预期等。

2）供给方面：铜资源、钢铁等大宗商品价格上涨；电力电子器件供给紧张，国产化进度不及预期。

3）政策方面：新型电力市场相关支持力度不及预期；电价机制推进进度低于预期；电力现货市场推进进度不及预期；电力峰谷价差不及预期等。

4）国际形势方面：能源危机较快缓解、能源价格较快下跌；国际贸易壁垒加深等。

5）市场方面：竞争格局大幅变动；竞争加剧导致电力设备各环节盈利能力低于预期；运输等费用上涨。

6）技术方面：技术降本进度低于预期；技术可靠性难以进一步提升等。

朱玥：中信建投证券电力设备新能源行业首席分析师。2021年加入中信建投证券研究发展部，8年证券行业研究经验，曾就职于兴业证券、方正证券，《财经》杂志，专注于新能源产业链研究和国家政策解读跟踪，在2019至2022年期间带领团队多次在新财富、金麒麟，水晶球等行业权威评选中名列前茅。

郑博元：中信建投证券电力设备及新能源研究员，北京大学理学博士，研究方向为储能、电力设备。2022年所在团队荣获新财富最佳分析师评选第四名，2022年上证报最佳电力设备新能源分析师第二名，金麒麟评选光伏设备第二名，金麒麟电池行业第三名，金麒麟新能源汽车第三名，水晶球新能源行业第三名，水晶球电力设备行业第五名。