半导体行业深度报告

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1200VSiC与6颗650VGaN，折算1MW约612颗；ROHM全SiC方案约372一600颗/MW。Navitas 10kW LLC单模块采用4颗650VGaN与16颗100VGaN；瑞萨高压BBU双向DC/DC则包含8个650VGaN基础开关位。

功率密度跃升驱动800VDC架构升级，宽禁带功率器件打开成长空间

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，Microchip1.4MW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5一10MW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。

增持（维持）

投资要点

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。

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650VGaN承担原边高压开关，副边采用多路40V硅 MOSFET同步整流。

风险提示：800VDC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。

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1200一1700V硅基IGBT或晶闸管为主，现有 1700V模块已覆盖50一3600A；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。

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


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内容目录

1. 功率密度升级倒逼供电架构 ...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

1. 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 ...17

2.4.2. 直流配电催生的周边需求 ...18

2.5. 第四阶段：SST 直连中压电网，SiC 与 GaN 级联路线并行演进 ...19

2.5.1. SiC 级联功率单元路线 ...20

2.5.2. 低压 GaN 级联功率单元路线 ...21

1. 相关标的 ...23

1. 风险提示 ...23


图表目录

图 1: 英伟达 AI 计算平台向数百千瓦级机柜演进 ...4

图 2: 提高输电电压能减少线缆需求和传输损耗 ...5

图 3: 高压供电提升机柜计算空间占比 ...5

图 4: 从近期侧边柜到远期 SST 方案，800VDC 架构均延续 AC/DC 与 DC/DC 物理解耦 ...6

图 5: SiC 与 GaN 功率器件的典型功率—频率应用范围 ...7

图 6: Navitas 对 800VDC 供电架构中 SiC 与 GaN 器件分工的构想 ...7

图 7: AI 数据中心供电架构演进及功率半导体主要应用环节 ...8

图 8: 第一阶段白区改造方案，保留既有交流基础设施并新增 800V DC 侧边电源柜 ...9

图 9: PFC 工作原理图 ...10

图 10: 英飞凌 30kW 交错式 T-Type Vienna PFC 方案 ...10

图 11: ROHM 的 Vienna PFC + 三相隔离 LLC 方案 ...10

图 12: PFC 功率方案梳理 ...11

图 13: LLC 工作原理和涉及功率器件的示意图 ...11

图 14: 800V 转 50V LLC 功率方案梳理 ...12

图 15: Navitas 方案原边采用三电平半桥，副边采用四路全桥同步的全 GaN 方案 ...12

图 16: 数据中心备电架构由 48V 低压 BBU 向±400V/800V 高压 BBU 演进 ...13

图 17: Renesas 800V BBU 产品结构图 ...14

图 18: 第二阶段 Power Shelf 下沉至计算节点内部 ...15

图 19: EPC 800-12 DC-DC 方案 ...16

图 20: 第三阶段集中整流与直流配电架构，AC/DC 转换上移至灰区 ...17

图 21: Phase 3 数据中心供电结构图 ...18

图 22: 每个负载支路入口需要配备断路器 ...19

图 23: 第四阶段 SST 为核心增量 ...19

图 24: SST 拓扑结构 ...21

图 25: Enphase 采用 342 个 4kVA 低压 GaN 功率单元构成 1.25MW IQ SST ...22


1. 功率密度升级倒逼供电架构重构

1.1. 为什么下一代AI数据中心要升级到800V DC的架构

AI服务器供电正向单柜百千瓦级、未来数百千瓦级演进，核心驱动来自GPU数量增加、单芯片功耗提升以及高速互联系统由服务器级向机柜级扩展。以英伟达为例， 2023—2024年的 Hopper平台仍以8卡DGXH100/H200服务器为主，整机功耗约10kW； 2025—2026年进入 Blackwell时代后，8卡DGXB200/B300功耗提升至约14—15kW，同时 GB200/GB300 NVL72将72颗 GPU集成于单柜，机柜功耗跃升至约120—140kW； SemiVision预计2026年下半年导入的 Vera Rubin NVL72将进一步进入200kW级， 2027—2028年的 Rubin Ultra则通过多柜互联向数百KW至MW级扩展。由此可见，AI算力系统的基本部署单元正从低功率服务器转向高密度计算机柜，机柜功率与单位空间功率密度持续提升。

图1：英伟达AI计算平台向数百千瓦级机柜演进

架构代际

机架型号

GPU型号

单机架GPU总数

训练时性能

整机架功耗

Volta

DGX-2

V100

16

2PFLOPSFP16

10kW

Ampere

DGXA100

A100

8

5PFLOPSFP16

6.5kW

Hopper

DGXH100

H100

8

32PFLOPSFP8

10.2kW

Blackwell

DGXB200

B200

8

72PFLOPSFP8

14.3kW

Blackwell

DGXB300

B300

8

72PFLOPSFP8

14.5kW

Blackwell

GB200NVL72

GB200

72

1,440PFLOPSFP4

125-135kW

Blackwell

GB300NVL72

GB300

72

1,440PFLOPSFP4

132-140kW

Rubin

VR200NVL72

VR200

72

2,520PFLOPSFP4

超过200kW(SemiVision预计)

RubinUltra

NVL576Kyber

R300Ultra

576

15EFLOPSFP4

600kW(SemiVision预计)

数据来源：SEMIVISION，东吴证券研究所

注：根据2026年最新官方方案，NVL576由8台各搭载72颗RubinUltraGPU的MGXNVL液冷机架组成，并通过柜间光互联形成统一的576-GPU NVLink域；Kyber则对应单柜NVL144，并可由8柜扩展为NVL1152。

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更高电压等级升级。根据功率关系式 P=UI，在传输功率一定的情况下，提高电压可以等比例降低电流：以200kW机柜为例，采用54V供电时电流约为3,700A，而采用800V供电时仅约250A。降低供电时电流有以下几点好处：

降低导体的电阻损耗：根据 $ P_{\mathrm{loss}}=I^{2}R $ ，在导体电阻不变的情况下，发热与能量损耗随电流平方增长。

节省机柜内空间占用：低压方案需要配置截面积更大的铜排、更多线缆及连接器，并增加相应的散热和结构设计，不仅挤占机柜内部及数据中心白空间，也


会推升铜材、连接部件、安装和维护成本。据英伟达技术博客，机柜超过200kW后，54V机柜内供电开始触及物理极限；若兆瓦级机柜继续沿用54V机柜内供电架构，所需电源搁架可能合计占用高达64U的机柜空间，几乎耗尽原本可用于部署GPU计算托盘和交换机设备的位置。

减少能量转换环节：下一代AI数据中心选择直流供电，在于GPU及电池储能本质上均以直流电工作，而传统交流供电链路存在多次AC/DC间转换，每增加一级转换，都会引入额外的功率损耗和潜在故障点。800V DC可以使得数据中心从多级AC配电逐步转向更少转换层级的DC配电。

便于储能及直流能源接入：高压直流母线与电池储能、光伏等直流侧设备的电气形态更为匹配，提升数据中心电源系统的集成度和调度灵活性。

图2：提高输电电压能减少线缆需求和传输损耗


数据来源：Navitas，东吴证券研究所

图3：高压供电提升机柜计算空间占比


数据来源：Navitas，东吴证券研究所

1.2. 从功率半导体角度看，AC/DC与DC/DC分离推动SiC、GaN分工

我们认为800VDC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或基建侧；计算机柜内仅保留靠近负载的DC/DC降压环节。两部分的优化目标由此分化：Power Rack不再与GPU计算设备争夺机柜空间，面对数十千瓦及更高功率，首要KPI是极致效率、高压大功率承载能力和长期可靠性；IT Rack受主板面积和机柜空间严格约束，首要KPI是算力密度。


图4：从近期侧边柜到远期SST方案，800VDC架构均延续AC/DC与DC/DC物理解耦


数据来源：ROHM，东吴证券研究所

ROHM判断，Power Rack采用SiC、IT Rack采用GaN有望实现系统综合性能最优。因为Power侧更看重高压、大功率条件下的效率与可靠性，负载侧则更看重通过高频化缩小电源模块及无源器件体积，将有限的机柜和板级空间尽可能留给GPU等计算芯片：

SiC更适合Power Rack侧的大功率AC/DC：SiC能够在承受较高电压和较大功率的同时维持较低损耗，并具备较好的高温工作能力，有助于降低集中整流环节的发热与散热压力。

GaN更适合IT Rack侧DC/DC：GaN开关速度较快、开关过程中的损耗较低，可以让DC/DC转换器以更高频率运行，进而缩小变压器、电感和电容等外围器件的体积，在有限板面积内布置更高功率，更契合计算机柜对空间和算力密度的要求。


图5：SiC与GaN功率器件的典型功率一频率应用范围


数据来源：Wolfspeed，东吴证券研究所

这一功率器件分工已获得部分产业链厂商背书，但也并非绝对。Navitas在800VDC白皮书中明确提出，以高压SiC承担电网侧至800VDC的AC/DC转换，以650V及100V GaN承担高频、高功率密度的800VDC降压，整体思路与ROHM基本一致。但这一分工并非绝对：英飞凌AI电源方案在前端Power侧使用SiC和GaN混合方案，而IT侧仍采用硅MOSFET。Renesas在OCP白皮书中也提出，双向GaN开关可用于Power侧整流器。

图6：Navitas对800VDC供电架构中SiC与GaN器件分工的构想


数据来源：Navitas，东吴证券研究所


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

2.1. 数据中心功率半导体主要分布于多级电能转换环节

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，本身不一定改变电压。从功率半导体角度看，数据中心供电架构可以简化为一条由交流向芯片核心低压逐级转换的功率链。现阶段，设施侧的UPS通常通过AC/DC整流和DC/AC逆变实现电能调节及不间断供电；进入机柜后，PSU进一步将交流电转换为48/50/54V等机架直流母线电压，其内部通常包含功率因数校正和隔离DC/DC等环节；与机架直流母线相连的BBU则通常通过双向DC/DC转换器控制电池充放电，并在主电源异常时向计算负载提供短时备电；随后，板载IBC或DC/DC将机架母线降至12V、6V等中间电压，最终由多相VRM和PoL转换器生成GPU、CPU所需的约1V核心电压。因而，功率半导体的主要用量集中在UPS、PSU、IBC、BBU及VRM等模块。

图7：AI数据中心供电架构演进及功率半导体主要应用环节


数据来源：Infineon，东吴证券研究所


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

第一阶段的核心是在保留既有灰区配电基建的前提下，将AC/DC转换环节从计算机柜中剥离，转移到旁边的sidecar侧边柜中，SemiAnalysis预计第一阶段于2026-2027年逐步落地。交流电不再直接进入计算机柜，而是先送入邻近新增的侧边柜，集中转换为 $ \pm 4 0 0 \mathrm {V D C} $或800VDC，再向一个或多个相邻计算机柜供电。直流电进入计算机柜后，由包含多个可插拔DC/DC电源模块的Power Shelf将800V进一步降至48/50/54V，并沿用后续12V及芯片PoL低压供电体系。该方案将整流、储能和配电设备迁出空间稀缺的计算机柜，由Power Rack专门承担，Power Rack可跨多代计算平台复用，实现供电设备与算力设备生命周期的解耦。本阶段工程改造量相对较小，可作为现有50/54V机柜的过渡性改造方案。

图8：第一阶段白区改造方案，保留既有交流基础设施并新增800V DC侧边电源柜


数据来源：Semianalysis，东吴证券研究所

从功率半导体角度看，本阶段核心增量主要集中在三类模块：一是Sidecar内将 415/480V三相交流转换为 $ \pm 4 0 0 \mathrm {V} $或800V直流的高功率AC/DC前端，当前厂商参考方案多采用三相Vienna或T-typePFC，部分方案后接隔离DC/DC；二是ITRack内新增 800V至48/50/54V的高压DC/DC降压模块；三是备电模块BBU的高压化升级。

2.2.1. PFC集中至Sidecar，SiC方案成为主流

PFC模块负责将三相400V交流电转换为约800V直流电，其主要功率半导体位于高压整流支路和主动开关支路。其中高压整流支路负责输送电能，对耐高压要求较高；主动开关支路通过快速开关调节电流节奏，使输出电压更平稳。


图9：PFC工作原理图


数据来源：Texas Instruments，东吴证券研究所

目前厂商主要形成“SiC+GaN混合”与“全SiC”两类方案。英飞凌30kW三相PFC参考设计的输入电压为360—528V交流，输出约890V直流；根据官方器件框图，单个 30kW模块使用12颗1200V SiC MOSFET和6颗650V GaN双向开关，合计18颗主功率器件。其中，1200V SiC器件主要承担高压整流，650VGaN器件主要负责高频开关控制。按1MW Sidecar输出功率测算，理论上需要约34个30kW模块，对应约408颗 1200V SiC MOSFET和204颗650V GaN器件，合计约612颗主功率器件，实际配置还需考虑功率余量及冗余。

ROHM则提出全SiC方案，单模块功率约20—33kW。根据其公开的Vienna PFC电路图，单个模块使用6颗1200V SiC肖特基二极管和6颗750V SiC MOSFET，合计12颗SiC功率器件。按1MW输出功率测算，约需31—50个PFC模块，对应约372—600颗SiC功率器件。

图10：英飞凌30kW交错式T-Type Vienna PFC方案


图11：ROHM的Vienna PFC+三相隔离LLC方案

数据来源：Infineon，东吴证券研究所


数据来源：ROHM，东吴证券研究所


从当前30kW级三相PFC公开方案看，SiC已成为400VAC转800VDC环节的主流功率器件，GaN仅在少数方案的主动开关支路中作为补充。

图12：PFC功率方案梳理

厂商

输出

高压整流支路

主动开关支路

宽禁带材料

ROHM

800V、33kW仿真

1200VSiC SBD

750VSiC MOSFET

全SiC

Microchip

700V、30kW

1200VSiC SBD

700VSiC MOSFET

全SiC

ST

800V、30kW

1200VSiC SBD

650VSiC MOSFET

全SiC

Infineon

890V、30kW

1200VSiC MOSFET

650VGaN双向开关

SiC+GaN

数据来源：各公司官网，东吴证券研究所

2.2.2. 800V转50VLLC：原边SiC与GaN并行，副边以硅基MOSFET或GaN为主

LLC模块负责将800V直流电降至约50V直流电，功率半导体主要位于原边高频开关和副边同步整流两个环节：原边器件负责将800V直流切换为高频交流，副边器件负责将变压器输出的低压交流重新整流为50V直流。

图13：LLC工作原理和涉及功率器件的示意图


数据来源：MPS，东吴证券研究所

800V转50VLLC的原边目前存在两类方案：一类使用1200VSiC MOSFET直接承受800V母线，另一类通过三电平或输入串联等方式分担母线电压，从而使用开关速度更快的650—700V GaN；副边由于电压较低但电流较大，通常采用多路并联的低压SiMOSFET或GaN同步整流，SiC的高耐压优势在该位置并不明显。


图14：800V转50VLLC功率方案梳理

厂商

功率及输出

原边功率器件

副边功率器件

功率器件用量

ROHM

15kW，800V→50V

1200VSiC MOSFET

低压SiMOSFET+SBD

4颗SiC MOSFET+16颗SiMOSFET+16颗SBD

Navitas

10kW，800V→50V

650VGaN

100VGaN

4颗650VGaN+16颗100VGaN

Infineon

6kW，800V/±400V→50V

高压GaN

中压GaN

未披露

ST

12kW，800V→50V

GaN

GaN同步整流

未披露

数据来源：各公司官网，东吴证券研究所

以Navitas的10kW、800V转50V全GaN方案为例，其原边采用三电平半桥，即将800V母线拆分为两个约400V电压区间，每个半桥需要2个功率开关位，因此合计配置4颗650VGaN（传统两电平半桥仅需2个开关位；若采用传统全桥，则两电平需要4个开关位）。变压器采用8:1矩阵结构，原边绕组串联以共同承担高压，副边绕组并联以分担50V侧的大电流；副边设置4路全桥同步整流，每路全桥需要4个整流开关位，因此合计配置16颗100VGaN（若采用中心抽头全波整流，则每路基础用量仅为2个整流器件位）。由此，LLC器件用量的测算可以概括为：原边先根据半桥、全桥或三电平结构确定基础开关位数，再考虑每个开关位是否并联器件；副边先根据全桥整流每路4个器件位或中心抽头全波整流每路2个器件位确定单路用量，再乘以并联整流支路数量。

图15：Navitas方案原边采用三电平半桥，副边采用四路全桥同步的全GaN方案


Figure 11: 3-Level Half-Bridge implements 8:1Matrix transformers, with 4 x 650V GaN FETs/GaNSafe on the primary side, and 16 x 100V GaN FETs on secondary/SR

数据来源：Navitas，东吴证券研究所


2.2.3. 高压BBU带动GaN、SiC器件应用

机柜功率升级推动备电由集中式UPS向分布式BBU演进。传统企业数据中心通常由机房级UPS承担电能质量调节，并在市电中断至发电机启动之间维持交流供电；部分云厂商则已在48V机架架构中部署低压BBU，使其直接并联于48V直流母线，为IT负载提供机架级短时备电。随着AI机柜功率迈入百千瓦并向兆瓦级演进，供电架构逐步升级至 $ \pm 4 0 0 \mathrm {V} / 8 0 0 \mathrm {V} \mathrm {D C} $ ，将BBU继续留在48V侧不仅无法直接支撑高压母线，还需要先把电能降到低压后再备电。因此，新架构将电池通过双向DC/DC直接接入800V母线：正常时由高压母线为电池充电，掉电时电池反向维持800V母线，再由下游DC/DC持续向计算设备供电。

图16：数据中心备电架构由48V低压BBU向 $ \pm 4 0 0 \mathrm {V} / 8 0 0 \mathrm {V} $高压BBU演进


数据来源：Infinite Power，东吴证券研究所

从功率半导体角度看，高压BBU的核心增量集中在两个位置：一是电池与800V母线之间的双向DC/DC主功率开关，二是800V母线接口处新增的ORing、热插拔及故障隔离开关。在瑞萨800VBBU方案中，面向300—400V电池组与800V母线之间的双向转换，单模块功率为6—12kW。其双向DC/DC通过堆叠多电平结构分担800V母线电压，在高频变压器两侧各设置4个主功率开关位，合计8个基础开关位，使主功率级能够使用650VGaN；此外，部分低压环节采用150V硅MOSFET。需要注意，8个开关位代表拓扑所需的基础位置，实际产品若在单个位置并联多颗器件，实物用量还会进一步增加。


图17：Renesas 800V BBU产品结构图


数据来源：Renesas，东吴证券研究所

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

第二阶段对应800VDC原生计算平台，SemiAnalysis预计于2027—2028年前后逐步导入。其Sidecar及机房侧架构与Phase1基本一致，核心变化是将800VDC的降压位置由计算机柜内的集中式电源搁架（Power Shelf）进一步下沉至计算刀片：800V直流直接进入Compute Tray，由板载隔离DC/DC模块就地转换为约48/50V，再通过后续IBC和VRM/PoL向GPU供电。该方案取消计算机柜的 $ 8 0 0 \mathrm { V} \rightarrow 5 0 \mathrm { V} $电源搁架，释放更多空间用于计算和交换设备，同时将48/50V低压大电流的传输范围压缩至单块刀片内部，从而减少铜排、连接器及导通损耗。


图18：第二阶段 Power Shelf 下沉至计算节点内部


数据来源：Semianalysis，东吴证券研究所

从功率半导体角度看，高压DC/DC下沉至计算刀片，推动高频GaN器件的渗透率和单机柜用量提升；此外800V直接降至12V或6V等方案逐步探索，未来可能通过减少中间转换级数，重塑各级功率器件的用量与价值量分配。由于板载电源需要与GPU、 CPU及互联器件共享有限空间，小型化、低高度和高功率密度成为核心约束。厂商一方面利用GaN较低的高频开关损耗提高工作频率，从而缩小变压器、电感和电容等无源器件；另一方面探索将传统的“ $ 8 0 0 \mathrm { V} \rightarrow 4 8 / 5 0 \mathrm { V} \rightarrow 1 2 \mathrm { V} $或 $ 6 \mathrm { V} \rightarrow $芯片核心电压”缩短为 “ $ 8 0 0 \mathrm { V} \rightarrow 1 2 \mathrm { V } $或 $ 6 \mathrm { V } \rightarrow $芯片核心电压”，以减少中间电源模块及其空间占用。

EPC方案：低压GaN模块串联分压、并联分流，主功率级约用48颗GaN。EPC与英伟达联合开发的6kW、800V DC-12.5V DC方案采用输入串联、输出并联的ISOP LLC架构：整机由8个750WLLC子模块组成，输入侧串联后将800V平均分配至各模块，使每个模块仅处理约100V；输出侧并联，将12.5V侧接近480A的大电流分散至8路。每个子模块原边采用半桥LLC，由2个150VEPC2305GaN开关构成；中间采用 4:1:1的PCB平面变压器，副边采用中心抽头同步整流，共有两个整流支路，每个支路并联2颗40VEPC2366GaN。因此，根据白皮书披露的八模块结构及单模块电路汇总，整套主功率级对应16颗150VGaN和32颗40VGaN，合计约48颗GaN功率器件。


图19：EPC800-12DC-DC方案


数据来源：EPC，东吴证券研究所

英飞凌与瑞萨方案延续ISOPLLC思路。其中，英飞凌的6kW、800V一12HVIBC的原边使用650V GaN开关，由2个串联模块共同分担800V母线电压；副边使用40V硅基MOSFET进行多路同步整流，以分担约500A的低压侧电流。瑞萨的3kW基础模块原边采用2颗650VGaN串联，副边为8路中心抽头同步整流，通过增加副边相数来降低每一路的电流和导通损耗。

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

SemiAnalysis预计第三阶段（Phase3）于2028年末至2029年前后进入导入期，其核心变化是将整流环节由白区内分散部署的列级Power Rack或Sidecar，上移至灰区或室外电力区域：中压交流电仍通过传统工频变压器降至415/480VAC，再由集中式整流设备统一转换为800V DC，并通过数据厅直流母线向各排计算机柜供电。白区内的 Power Rack不再承担AC/DC转换，而是被重构为以800V直流分配、开关监控、BBU及可选超级电容为主要功能的Battery Rack。


图20：第三阶段集中整流与直流配电架构，AC/DC转换上移至灰区


数据来源：Semianalysis，东吴证券研究所

对功率半导体而言，我们认为 Phase3的增量主要在MW级中央整流系统、直流配电催生的断路保护系统，和板级 DC/DC降压系统继续渗透。

2.4.1. MW级集中整流器上移至灰区

据 SemiAnalysis，中央整流器的产品形态是由数十kW功率模块、百kW级Power Shelf并联组成数百kW至MW级整流柜或预制化PowerPod，并配置N+1冗余、热插拔、多个800V输出回路及相应保护。SemiAnalysis进一步提出，中央整流器可能直接集成多路输出和固态断路器，从而同时承担原交流配电盘的部分分路功能。Vertiv已将集中式整流器列入其800VDC产品路线，但目前仍处于规格完善和工程验证阶段。

从功率半导体角度看，第一代MW级中央整流器未必同步全面切换至宽禁带器件。 SemiAnalysis判断，早期设备更可能沿用工业整流领域成熟的1200—1700V硅基IGBT或晶闸管：灰区对体积和重量的约束弱于白区Sidecar，系统可采用较低开关频率和较大的磁性器件，以成本、可靠性和易维护性优先。晶闸管方案结构成熟、导通损耗和成本较低，现有1700V工业IGBT模块已覆盖50—3600A电流等级，意味着MW级整流所需的高压、大电流模块供应链相对成熟。中长期随着系统对效率、功率因数、快速动态响应、双向运行及集成保护的要求提高，1200/1700VSiC模块有望逐步替代部分IGBT。


图21：Phase3数据中心供电结构图


数据来源：Semianalysis，东吴证券研究所

2.4.2. 直流配电催生的周边需求

800V直流配电必须重新配置保护系统，核心原因在于直流电没有交流电的过零点，短路开断时电弧不易自行熄灭；同时，整流器、BBU、超级电容及各负载端输入电容都可能向故障点反向放电，使故障电流在极短时间内快速上升，若不能及时隔离，单一支路故障可能拖垮整条直流母线。现有保护路线主要包括熔断器及机械直流断路器、采用IGBT/IGCT/SiC的固态断路器SSCB、机械触点与半导体结合的混合式断路器，以及机柜入口的eFuse和热插拔开关。当前产业更可能采用分层保护：主干侧继续使用低损耗的机械或混合式断路器，关键计算、储能及母线分支采用开断速度更快的SSCB，机柜和电源模块入口则配置SiC eFuse或热插拔器件，以兼顾故障隔离速度、系统损耗、成本和可靠性。


图22：每个负载支路入口需要配备断路器


数据来源：Siemens，东吴证券研究所

2.5. 第四阶段：SST直连中压电网，SiC与GaN级联路线并行演进

本阶段可视为800V直流供电架构的远期目标形态，其核心由固态变压器（SST）直接将13.8—34.5kV中压交流转换为800V或更高电压的直流母线，从而使800V DC进一步升级为设施级配电电压。

图23：第四阶段SST为核心增量


数据来源：Semianalysis，东吴证券研究所

该阶段的功率半导体增量需求主要集中在SST本体。电网中压交流电进入SST后，先由中高压SiC MOSFET功率模块进行有源整流和高频开关，再通过高频变压器完成降压与电气隔离，最后由低压侧功率器件整流、调压并汇流形成稳定的800V直流输出，因此功率半导体主要分布在中压AC/DC输入级、高频隔离DC/DC的原边和副边、800V输出调节，以及单元旁路和系统保护等位置。由于单颗器件通常无法直接承受13.8—


1. 5kV中压，现阶段较主流的思路是采用“输入串联、输出并联”的ISOP结构。但SST拓扑结构尚未完全定型，从现有资料看，数据中心SST正在形成“SiC级联”和“低压 GaN级联”两条路线。

2.5.1. SiC级联功率单元路线

1. 3kV SiC级联方案是现阶段商业化确定性相对较高的SST路线，其核心是将三相中压交流按相拆分，并在每一相串联多个独立功率单元：各单元的中压AC/DC前端分别承担一部分输入电压，随后经高频隔离DC/DC降压，输出侧再并联汇入统一的800V直流母线；功率半导体相应分布在前端AC/DC桥、高频变压器原边DC/AC桥及副边有源整流桥三个位置。现有方案中：

Microchip给出的13.8kV、N+2冗余方案采用每相14个、三相合计42个功率单元，每单元40kW，对应整机功率约1.4MW，单元使用1,200V SiC MOSFET；器件升级至1,700V后，单元数量可降至每相10个。Microchip同时指出，当前典型13.8kVSST功率约2一2.5MW，整机可能使用数百个SiC功率模块。

1. 3kV路线已有商业化产品验证：Amperesand面向800VDCAI数据中心开发 5一10MW模块化SST，并确认在中压前端采用Wolfspeed3.3kV全桥SiC模块；对应IBB020A33GM4为3,300V、100A、20m $ \Omega $的全SiCMOSFET全桥模块，但Amperesand尚未披露每相功率单元数、DC/DC侧拓扑及整机模块总量。

10kV SiC的设计目标是依靠更高阻断电压进一步减少甚至取消功率单元级联： ETH Zurich公开的面向数据中心样机采用单功率单元、两级结构，将3.8kV单相交流直接转换为400V直流，额定功率25kW，中间直流母线为7kV；其中前端PFC采用4个10kV SiC模块组成全桥，隔离DC/DC高压侧采用2个 10kV SiC组成半桥，低压侧采用4个1.2kV SiC开关位组成全桥，且每个低压开关位由3颗MOSFET并联，因此整机在拓扑层面共10个主动开关位、无独立二极管，对应6个10kV SiC模块和12颗1.2kV SiC MOSFET。


图24：SST拓扑结构


数据来源：Navitas，东吴证券研究所

2.5.2. 低压 GaN级联功率单元路线

低压GaN路线以Enphase正在开发的IQSST为代表，采用GaN而非高压SiC，通过大量低压功率单元级联将中压拆分：一台IQSST额定功率为1.25MW，支持15kV和35kV等级三相中压交流输入，直接输出800VDC或 $ \pm 4 0 0 \mathrm {V D C} $ ，整机由342个约4kVA功率单元组成；在34.5kV版本中，342个单元分为三组，每组114个串联跨接于两相之间，形成三角形连接，使单个模块交流侧仅承担约300V电压，再由各模块协同形成直流输出。该方案以更多模块和更复杂的控制系统换取较低的单元电压，从而避开GaN耐压不足的问题，并利用GaN门极电荷和开关损耗较低的特点，将平均开关频率提高至 250kHz以上，以缩小高频变压器、电感和滤波器的体积，形成可风冷、可热插拔且便于自动化批量制造的小型功率单元；342个模块还包含约 10%的容量冗余，官方称仅约 90%的模块参与即可维持系统运行。


图25：Enphase采用342个4kVA低压GaN功率单元构成1.25MWIQSST


数据来源：Microchip，东吴证券研究所


3. 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。

4. 风险提示

800VDC架构落地进度不及预期风险：800VDC仍处于产业导入和工程验证阶段，涉及供配电标准、系统安全认证、直流保护、运维体系及上下游接口协同，且不同Phase需要数据中心运营商投入较高改造成本。若客户验证周期延长、基础设施投资放缓，或新一代AI机柜功率提升低于预期，Sidecar、中央整流器及SST等方案的规模化落地时间可能后移。

宽禁带器件渗透率及技术路线不及预期风险：SiC、GaN并非在所有环节均具备绝对优势，实际选型仍取决于效率、可靠性、成本、器件耐压、系统复杂度及维护要求。若技术方案发生变化，相关器件用量和价值量可能低于预期。

行业竞争加剧及产品价格下行风险：行业存在厂商数量增加、产品同质化及价格竞争风险。若终端需求增长不及产能扩张，或企业良率提升和成本下降速度不及预期，相关公司收入增速、毛利率及盈利能力可能承压。


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增持：预期未来6个月个股涨跌幅相对基准介于 5%与 15%之间；

中性：预期未来6个月个股涨跌幅相对基准介于-5%与 5%之间；

减持：预期未来6个月个股涨跌幅相对基准介于-15%与-5%之间；

卖出：预期未来6个月个股涨跌幅相对基准在-15%以下。

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