AI服務(wù)器給一體成型電感帶來多大的市場空間
2025-04-28 13:42:07 來源:電子變壓器與電感網(wǎng) 作者:周執(zhí)
3月19日消息,在NVIDIA年度開發(fā)者大會(huì)上,黃仁勛向全球推出最強(qiáng)AI芯片GB300。
該芯片具有一個(gè)多功能平臺(tái),具有預(yù)訓(xùn)練、后訓(xùn)練和 AI 推理的功能。整臺(tái)服務(wù)器一共72個(gè)節(jié)點(diǎn),也就是144顆GPU、72顆CPU、20TB HBM3e、40TB DDR5內(nèi)存,比上代增加50%,CX8互連帶寬14.4TB/s,增加100%。
據(jù)風(fēng)華高科研發(fā)工程師馮東梅透露,2025年全球前四大的云服務(wù)提供商采購了 360萬片該芯片,按每片芯片要配60-70個(gè)電感(含功率電感和一體成型電感), 折算約2.34億只電感,其電感的產(chǎn)值將達(dá)到10億元以上。
“按目前的市場預(yù)測,未來3-5年一體成型電感的年復(fù)合增長達(dá)到20%-40%,”馮冬梅說道。
黃仁勛演講 圖源:英偉達(dá)官網(wǎng)
一、AI服務(wù)器一體電感使用情況和價(jià)格
銘普研發(fā)工程師唐工告訴《磁性元件與電源》,服務(wù)器一體成型電感的主要作用就是調(diào)壓穩(wěn)壓,給電源穩(wěn)定供電提供有效保障,在CPU、GPU及其他電源模塊,通過電磁轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié),確保不同負(fù)載下獲得穩(wěn)定的電源供應(yīng)。
服務(wù)器中常用的一體成型電感封裝0410~0740,單顆售價(jià)0.60~1.75元,單機(jī)用量超過50顆,個(gè)別服務(wù)器電感使用量超過200顆。
具體來說,傳統(tǒng)服務(wù)器單臺(tái)設(shè)備的一體成型電感用量通常在30到50個(gè)之間(以雙路Xeon為例),而AI服務(wù)器(配置4路GPU和2路CPU)的一體成型電感用量則大幅提升至80到120個(gè),增長幅度達(dá)到160%。
其中,一體成型電感(用于PCIe/USB4濾波)和大電流電感(用于GPU供電的芯片電感)是電感需求增長的核心增量部分。
服務(wù)器不同的功能模塊一體電感使用情況及要求都不同,主要體現(xiàn)在:
銘普唐工表示服務(wù)器用一體成型電感的出貨量增長驅(qū)動(dòng)力主要來自AI服務(wù)器需求量暴增、運(yùn)算力需求提升帶來單機(jī)電感價(jià)值的提升等因素。
根據(jù)IDC的數(shù)據(jù),2024年全球AI服務(wù)器的出貨量約為30萬臺(tái),而到2027年,這一數(shù)字預(yù)計(jì)將增長至120萬臺(tái),年復(fù)合增長率高達(dá)37%。同時(shí),AI服務(wù)器在全球服務(wù)器總出貨量中的滲透率也從1.2%上升至6.8%。
隨著AI服務(wù)器市場的不斷擴(kuò)大,其對(duì)一體成型電感的需求也在顯著增加。單機(jī)電感價(jià)值提升=單機(jī)使用量增長*單電感價(jià)值提升。單臺(tái)AI服務(wù)器電感使用量是傳統(tǒng)服務(wù)器的3~5倍;高頻、高功率、低損耗需求,對(duì)一體成型電感提出了更高的要求,相應(yīng)的單價(jià)提升5~10倍。
一體成型電感市場也在隨著AI服務(wù)器市場的發(fā)展而不斷擴(kuò)大。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),2023年傳統(tǒng)電感市場的規(guī)模約為12.7億美元。而到2027年,隨著AI服務(wù)器市場的增長,一體成型電感的增量市場將顯著擴(kuò)大。
二、近5000個(gè)芯片電感,單機(jī)價(jià)值提高至10倍
英偉達(dá)最新發(fā)布的GB300服務(wù)器,里面芯片電感使用價(jià)值量巨大(芯片電感是一體成型電感的一種)。
GB300服務(wù)器預(yù)計(jì)使用約4,800~5,000個(gè)一體成型電感(主要是芯片電感),具體分布如下:
服務(wù)器配置如下:共包含72個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)配備2顆GPU(總共144顆GPU)和1顆CPU(總共72顆CPU)。在內(nèi)存與存儲(chǔ)方面,系統(tǒng)配備了20TB的HBM3e和40TB的DDR5,且需要獨(dú)立的電源管理?;ミB帶寬為CX8互連帶寬14.4TB/s,這暗示了在高吞吐量場景下對(duì)低延遲的需求。
綜上所述,該服務(wù)器系統(tǒng)在考慮冗余設(shè)計(jì)后,需額外增加20%電感,總共需要約4,752個(gè)電感來滿足其電源管理需求。
AI芯片的高算力與高功耗特性,催生了對(duì)大電流電感的大量需求,正成為市場布局的重點(diǎn)。
AI服務(wù)器對(duì)一體成型電感需求的核心驅(qū)動(dòng)力:
銘普唐工表示服務(wù)器用一體成型電感的出貨量增長驅(qū)動(dòng)力主要來自AI服務(wù)器需求量暴增、運(yùn)算力需求提升帶來單機(jī)電感價(jià)值的提升等因素。
根據(jù)IDC的數(shù)據(jù),2024年全球AI服務(wù)器的出貨量約為30萬臺(tái),而到2027年,這一數(shù)字預(yù)計(jì)將增長至120萬臺(tái),年復(fù)合增長率高達(dá)37%。同時(shí),AI服務(wù)器在全球服務(wù)器總出貨量中的滲透率也從1.2%上升至6.8%。
隨著AI服務(wù)器市場的不斷擴(kuò)大,其對(duì)一體成型電感的需求也在顯著增加。單機(jī)電感價(jià)值提升=單機(jī)使用量增長*單電感價(jià)值提升。單臺(tái)AI服務(wù)器電感使用量是傳統(tǒng)服務(wù)器的3~5倍;高頻、高功率、低損耗需求,對(duì)一體成型電感提出了更高的要求,相應(yīng)的單價(jià)提升5~10倍。
一體成型電感市場也在隨著AI服務(wù)器市場的發(fā)展而不斷擴(kuò)大。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),2023年傳統(tǒng)電感市場的規(guī)模約為12.7億美元。而到2027年,隨著AI服務(wù)器市場的增長,一體成型電感的增量市場將顯著擴(kuò)大。
三、高頻、大電流、集成化正成為技術(shù)迭代方向
隨著AI服務(wù)器市場的快速發(fā)展,服務(wù)器一體成型電感的技術(shù)趨勢正在發(fā)生顯著變化。
1. 高頻化升級(jí)
PCIe 6.0電感:自諧振頻率(SRF)從目前主流的5GHz提升至超過7GHz,滿足更高頻率的信號(hào)傳輸需求。預(yù)計(jì)到2027年,該領(lǐng)域的市場容量將達(dá)到1.2億美元,占AI電感市場的33%。
USB4/Thunderbolt 5電感:每個(gè)端口需要2個(gè)2.4GHz一體成型電感,以支持高速數(shù)據(jù)傳輸。到2027年,其市場需求將達(dá)到400萬只,市場規(guī)模約為0.96億美元。
2. 大電流化趨勢
GPU供電電感:隨著GPU功耗的增加,單相電流從12A提升至24A,例如NVIDIA H100芯片需要48A的供電。為了滿足大電流需求,從1.8μH(測試頻率1MHz)降至0.47μH,以滿足高頻低損的應(yīng)用需求。
市場機(jī)會(huì):FeSiAl粉芯電感憑借其高頻低損的特性,成為大電流應(yīng)用的首選。國內(nèi)企業(yè)如順絡(luò)電子的LT1018-1212MT已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
3. 集成化設(shè)計(jì)
3D堆疊電感:通過將電感與電容集成至IC載板(例如臺(tái)積電的CoWoS封裝技術(shù)),實(shí)現(xiàn)更高的集成度。到2027年,其市場滲透率預(yù)計(jì)將達(dá)到15%,相比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)可節(jié)省30%的空間。
國產(chǎn)案例:芯磁科技CMF-1414-10(14x14x10)通過JESD22-A108認(rèn)證
這些技術(shù)趨勢不僅推動(dòng)了一體成型電感在AI服務(wù)器等高端應(yīng)用中的發(fā)展,也為國產(chǎn)一體成型電感企業(yè)提供了新的發(fā)展機(jī)遇。
四、鐵粉芯電感和鎳鋅高頻電感正成為重要機(jī)會(huì)點(diǎn)
聶應(yīng)發(fā)認(rèn)為,鐵粉芯電感和鎳鋅高頻電感是當(dāng)前一體成型電感市場中的兩個(gè)重要機(jī)會(huì)點(diǎn)。
鐵粉芯電感方面,預(yù)計(jì)到2027年,其國產(chǎn)化率將從當(dāng)前的35%提升至60%。國產(chǎn)鐵粉芯電感在價(jià)格上具有明顯優(yōu)勢,單價(jià)僅為0.65美元/只,相比之下,進(jìn)口產(chǎn)品單價(jià)為1.20美元/只。此外,12x12x5規(guī)格的鐵粉芯電感將成為重點(diǎn)突破方向,其感值為1.8μH,精度范圍為±5%。
在鎳鋅高頻電感領(lǐng)域,預(yù)計(jì)到2025年,國產(chǎn)化率將從20%提升至40%。技術(shù)突破方面,磁粉純度已超過99.5%,這將進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量和性能。
此外,一體成型電感的國產(chǎn)化進(jìn)程正在加速推進(jìn)。銘普唐工表示,國產(chǎn)一線品牌電感成本相較TDK、Vishay和Coilcraft等國外品牌低20~40%,有明顯的成本優(yōu)勢。
國產(chǎn)一體成型電感在國內(nèi)AI服務(wù)器的占有率2024年已達(dá)到3成左右,預(yù)計(jì)到2028年將接近100%,通過國產(chǎn)AI服務(wù)器的成熟應(yīng)用,全球AI服務(wù)器國產(chǎn)一體成型電感占有率也有望提升至50%左右。
這一趨勢不僅反映了國產(chǎn)一體成型電感在技術(shù)和成本上的競爭力,也表明其在全球市場中的影響力正在逐步增強(qiáng)。
銅鐵共燒一體式電感 圖源東睦股份年報(bào)
銘普唐工就表示,在一體成型電感領(lǐng)域,布局有傳統(tǒng)冷壓工藝全自動(dòng)化產(chǎn)線和熱壓工藝全自動(dòng)線接近20條,已覆蓋2.5mm*2.0mm*1.0mm~22mm*22mm*13mm近乎全系列產(chǎn)品量產(chǎn),被廣泛應(yīng)用在PC、服務(wù)器、汽車、AI及算力中心等領(lǐng)域,年產(chǎn)一體成型電感達(dá)到產(chǎn)量產(chǎn)值雙“億”級(jí)規(guī)模,力爭在2028年成為國內(nèi)一體成型電感第一梯隊(duì)。
然而,一體成型電感行業(yè)也面臨著一些技術(shù)瓶頸。在高頻損耗控制方面,國產(chǎn)鎳鋅電感在1GHz頻率下的損耗為0.15dB/cm,仍高于進(jìn)口產(chǎn)品的0.08dB/cm。為解決這一問題,行業(yè)正在引入MnZn-Co復(fù)合磁粉(磁導(dǎo)率μi=1500),以降低高頻損耗。
在大尺寸工藝方面,生產(chǎn)14x14x10尺寸的電感時(shí),平面度精度(±0.08mm)目前仍依賴進(jìn)口模具。不過,國產(chǎn)模具精度提升計(jì)劃正在推進(jìn),預(yù)計(jì)到2025年,精度將達(dá)到±0.05mm,從而減少對(duì)進(jìn)口模具的依賴,提升自主生產(chǎn)能力。
結(jié)語
在未來3到5年的時(shí)間內(nèi),AI服務(wù)器的發(fā)展將顯著推動(dòng)一體成型電感市場的增長,高頻化(頻率超過3GHz)、大電流化(電流超過48A)以及集成化將成為一體成型電感市場發(fā)展的三大核心機(jī)遇。
國內(nèi)企業(yè)正通過技術(shù)突破,如磁粉提純技術(shù)(純度達(dá)到99.5%以上)和精密模具工藝(精度達(dá)到±0.05mm),加速國產(chǎn)化進(jìn)程。預(yù)計(jì)到2025年,國內(nèi)企業(yè)有望占據(jù)AI電感市場35%的份額。
在這一過程中,F(xiàn)eSiAl粉芯電感(市場占比約40%)和NiZn高頻電感(市場占比約30%)將成為國內(nèi)企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的兩大核心賽道。
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2024 年行業(yè)調(diào)整期,磁性元器件企業(yè)美信科技研發(fā)投入同比增長 14.1%!一體成型電感磁芯成型壓力降低 50%,車規(guī)級(jí)產(chǎn)品批量打入汽車電子供應(yīng)鏈,傳統(tǒng)與新興業(yè)務(wù)如何雙輪驅(qū)動(dòng)?
冷壓工藝逐漸觸及物理尺寸極限,一體成型電感如何更好地切換到熱壓生產(chǎn)工藝?行業(yè)有哪些可行解決方案?
AI服務(wù)器的快速發(fā)展對(duì)一體成型電感的參數(shù)、材料、工藝以及生產(chǎn)設(shè)備都提出了更高的要求。本文將圍繞這些關(guān)鍵問題展開探討,為行業(yè)從業(yè)者提供有價(jià)值的參考。
通過扁平線+Tcore+金屬磁性粉末溫壓工藝,電感體積縮小30%以上,卻能在5MHz及以上的高頻下穩(wěn)定工作,滿足CPU/GPU等大功率芯片的供電需求。
在工業(yè)控制、工業(yè)電源系統(tǒng)中,高效率的DC-DC轉(zhuǎn)換器在電源轉(zhuǎn)換過程中能夠有效減少能量損耗,提升系統(tǒng)的整體能效。同時(shí),高效率DC-DC轉(zhuǎn)換器有助于降低設(shè)備的溫度,從而可延長設(shè)備的使用壽命并減少維護(hù)成本,增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。而要提升DC-DC轉(zhuǎn)換器效率,選擇一款高性能的功率電感器很關(guān)鍵。
繼CY****AT150/DS系列后,150°高溫車載用一體成型電感器再開發(fā)了一款新的產(chǎn)品,形名為WMC0840T150/DS(9.2×8.5×4.0mm Max.).
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