AI發(fā)展如火如荼,GPU更是性能突飛猛進(jìn)。然而,越尖端的GPU越是離不開一個看似小小的元器件,它就是電感。
電感作用其實類似縮小版變壓器,能夠?qū)崿F(xiàn)磁能與電能的互換,廣泛應(yīng)用于射頻電路,電源模組,消費電子等諸多領(lǐng)域。
在AI時代,芯片電感材料選擇產(chǎn)生了革命性的變化。
芯片電感是一種特殊類型電感,應(yīng)用于GPU、FPGA、AI服務(wù)器、通訊電源、電源模組、AI筆記本電腦及礦機等領(lǐng)域。
以往的芯片電感采用的材料是鐵氧體,但是這種材料做成的電感還是存在體積較大,不能在較大電流和高功率環(huán)境下工作。
AI時代GPU最突出的特點之一就是功耗,目前英偉達(dá)在售的最高端芯片H100功耗700瓦,而十年前的GPU只有145瓦,英偉達(dá)將于2025年推出旗艦AI計算芯片B200,單張功耗更是可達(dá)1000W,較H100提升40%以上,鐵氧體材料已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在GPU需求。
因此,另一種用更優(yōu)秀的材料做的電感——金屬軟磁芯片電感開始快速滲透。
與鐵氧體相比較,金屬軟磁材料更好耐受大電流,更適用于高性能GPU,匹配AI服務(wù)器等高功耗、高散熱需求的應(yīng)用場景。
下圖是三種不同材料電感指標(biāo)比較,盡管成本稍遜色,但是GPU本身就是高價產(chǎn)品,且單個電感價格很低(10元以內(nèi))因此成本影響并不太大,綜合來看顯然金屬軟磁材料綜合性能明顯最優(yōu)。
目前英偉達(dá)高端GPUH100已經(jīng)采用了金屬軟磁電感,這也證明了金屬軟磁電感在GPU上的絕對趨勢。
從下游需求來看,金屬軟磁電感搭上了兩個最具有前景的行業(yè)的高速列車。
第一個就是AI。機構(gòu)預(yù)測到2029年,GPU出貨量將達(dá)到每年3300萬臺。目前通過拆解英偉達(dá)GPU,測算每臺GPU電感數(shù)量為25個,而根據(jù)上市公司的調(diào)研顯示,每顆價值8-9元,按照8元計算,2029年僅GPU這一領(lǐng)域市場空間超60億。
另外數(shù)據(jù)中心的適配器也需要電感,市場空間大約是GPU三分之二,也就是40億市場空間。
在AI其他領(lǐng)域,目前同樣大有可為。目前算力下沉基本成為行業(yè)主流觀點,即手機,平板以及PC會成為算力載體,也就是說這些產(chǎn)品的芯片能力將有大幅提升。
目前AIPC時代已經(jīng)開啟,包括宏碁,戴爾,雷蛇等在內(nèi)的主流筆記本都發(fā)布了搭載英偉達(dá)的AIGPU,功耗也來到了450瓦。
按照相關(guān)權(quán)威機構(gòu)預(yù)測,2028年AIPC出貨量將超過1.4億臺,假設(shè)10%的金屬軟磁電感滲透率,每顆PC用GPU至少20顆電感,假設(shè)單顆價格為5元,則AIPC領(lǐng)域未來需求達(dá)到14億元。
第二個領(lǐng)域就是新能源,光伏逆變器,充電樁以及新能源汽車都要用到大量電感。
在組串式逆變器中,電感成本比例在15%左右,價值量在0.01元/W,
由于分布式光伏的大力發(fā)展,2025年組串式逆變器出貨量有望達(dá)到330GW,則電感市場空間超45億。
在新能源車上,每輛車需要多顆金屬軟磁電感,價值量在60元左右。
按照2030年保守估算,新能源汽車銷量將達(dá)到3000萬臺,考慮到后續(xù)降價,金屬軟磁材料市場空間有望在15億以上。
充電樁上,金屬軟磁電感價值量占充電樁成本1%左右,按照歐陽明高院士預(yù)測,2030年慢充裝數(shù)量突破7000萬臺,而目前只有1000萬左右,直流樁即使是交流樁五分之一,也要超2000萬臺,即使后續(xù)充電樁成本大幅下降,直流充電樁成本來到2萬,交流樁來到1000元,金屬軟磁電感價市場空間也有35億。
綜上分析,電感雖然單價低,但是用量大,用途廣泛,未來市場空間兩百億以上。
全球電感產(chǎn)業(yè)集中度高,以村田、太陽誘電、TDK等日系電感器大廠為主,占據(jù)全球40%-50%的市場份額,國內(nèi)順絡(luò)電子市占率較高,達(dá)到15%左右,其余市場由麥捷科技,風(fēng)華高科,鷹峰電子以及鉑科新材(300811)等共同占據(jù)。
雖然鉑科新材占比不大,但這并不影響他成為行業(yè)小龍頭。
為什么這么說呢?首先,公司通過下游客戶英飛凌,MPS等電源企業(yè),間接供貨給英偉達(dá)GPU芯片電感,是國內(nèi)現(xiàn)在唯一已知的一家,單價8-9元/顆。
據(jù)消息透露,華為也采用了鉑科新材產(chǎn)品用于GPU。
除了GPU,公司還在研發(fā)數(shù)據(jù)中心適配器芯片電感,做到了從電源端到GPU端全面覆蓋。
公司2023年下半年才開始交貨,芯片電感已經(jīng)取得了接近8000萬收入。
2023年,公司推出了多款A(yù)I領(lǐng)域芯片電感重磅產(chǎn)品。
比如針對垂直供電模塊的集成式電感。垂直供電模塊能有效減少PCB占用面積,滿足當(dāng)下高性能處理器對大電流下的低電壓的需求,進(jìn)而顯著提升GPU性能,垂直供電模塊已經(jīng)成為高端GPU的標(biāo)配。
公司通過成功研發(fā)針對此應(yīng)用的集成式電感,進(jìn)一步順應(yīng)了行業(yè)未來趨勢,擴大了AI領(lǐng)域產(chǎn)品類型的豐富度。
此外,公司還將研發(fā)電源用TLVR電感,此種電感能顯著提升處理器的瞬態(tài)響應(yīng),同時降低電源損耗,降低電源系統(tǒng)成本。
而核心原材料金屬軟磁粉末的材料性能是決定電感性能的關(guān)鍵因素,公司優(yōu)異的電感產(chǎn)品正是源于核心材料的自研。
目前,公司已成功開發(fā)了電感原材料——高球形超細(xì)鐵硅鉻粉末,該粉末具有良好的球形度和高飽和特性并兼顧防銹特性,整體性能指標(biāo)與日本進(jìn)口粉末相當(dāng),得到用戶的一致好評,已經(jīng)開始量產(chǎn)并逐步實現(xiàn)進(jìn)口替代。
粉末進(jìn)一步制作便成了磁粉芯,也就是目前公司主要營收來源。公司擬開發(fā)的鐵硅5代磁粉芯在實驗室已取得了突破性進(jìn)展,其損耗特性在鐵硅4代的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低了約50%,也就是說比現(xiàn)有產(chǎn)品能耐更大電流,滿足更高功耗需求,屬于跨時代產(chǎn)品。
公司2022年金屬軟磁粉芯產(chǎn)銷量規(guī)模約3萬噸,2022年公司全球市占率能夠達(dá)到21%以上,國內(nèi)第一。同時公司惠東與河源基地也通過新建和改造大幅增加了產(chǎn)能,預(yù)計2025年產(chǎn)能全部釋放,可達(dá)5萬噸,極大地保證了公司芯片電感的急速增長需求。
芯片電感產(chǎn)能方面,公司2024年產(chǎn)能將達(dá)到1000-1500萬片/月,這一塊2025年產(chǎn)值可達(dá)到10億左右。
為了芯片電感的更好更快發(fā)展,公司還專門成立了鉑科新感,公司持股80%,員工持股20%,這也凸顯了公司對這塊業(yè)務(wù)的極度重視和莫大的信心。
目前公司主營業(yè)務(wù)還是在金屬軟磁粉芯領(lǐng)域,主要銷售給下游客戶做成電感,其中光伏領(lǐng)域占比最多超60%,其次是新能源車及充電樁。
光伏下游客戶涵蓋了日本電感巨頭村田,錦浪科技,固得威等光伏逆變器巨頭,深受下游客戶認(rèn)可與信賴。
在新能源車及充電樁領(lǐng)域,持續(xù)取得了比亞迪、華為及其他造車品牌的認(rèn)可與合作,今年有望為華為超充樁提供相關(guān)大功率電感。
業(yè)績方面,由于中國新能源快速發(fā)展,從2016年開始公司持續(xù)增長,每年增長速度都在兩位數(shù),2023年首次突破2億大關(guān)。
公司產(chǎn)品盈利能力也比較優(yōu)秀,近幾年毛利率始終維持在40%左右,凈利率也維持在15-20%。
最后總結(jié):隨著新能源,AI迅猛發(fā)展,金屬軟磁電感歷史投資機遇絕佳,公司憑借芯片電感材料,器件全產(chǎn)業(yè)鏈布局,以及在英偉達(dá)華為等高端客戶的率先突破,必然充分享受行業(yè)發(fā)展紅利。