AI服务器电子元器件细分市场

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2027年全球AI服务器用芯片电感市场有望突破30亿元。那么芯片电感的增长点和逻辑是什么?

电子元器件通常可以分为主动元件和被动元件,主动元件自身需要消耗电能,需要外加电源才能正常工作,可以实现信号放大、变化以及执行数据运算和处理等功能,即各种逻辑芯片、模拟芯片、功率芯片等等;被动元件则无需外加电源即可工作,一般用来进行信号传输。被动元件包括RCL元件(电容、电感、电阻)和射频元件两大类,其中RCL元件占整个被动元件总市场的90%,是电路中不可或缺的基础电子元件。

电感一般由磁芯、绕线组成,可以将电能通过磁通量形式储能的元件,具有滤波、稳流、抗电磁干扰等功能,常用于涉及电能变换的电子产品,例如变频空调、变压器、逆变器等。

电感按照制造材料可以分为陶瓷芯电感、铁氧体电感、金属软磁粉芯电感三类,铁氧体电感和金属软磁粉芯电感为主流电感,原材料不同导致电、磁特性不同,因此应用场景也不同。铁氧体电感主要用于高频低功率的工作环境;金属软磁粉芯电感主要用于高频高功率的工作环境,多用于储能、新能源车及充电桩、数据中心、变频空调、消费电子等领域。

芯片电感是芯片供电模块的核心元件,发挥芯片前端供电的作用,从GPU、CPU、FPGA、电源模块到服务器、PC均离不开芯片电感。各类芯片均需要供电才能运算,但是芯片所能承受的电压一般不超过1v,因此需要芯片电感将电路电压从48v降低至1v;但电压下降的同时,电流会大幅提升十多倍;当前芯片功率越来越高,所需要的芯片电感性能也相应提升(功率 = 电压*电流)。

之前芯片电感主要使用铁氧体电感,但随着电源模块的小型化、应用电流增加(例如芯片功率增加),铁氧体电感已经无法胜任,金属软磁粉芯电感凭借性能优势成为主流趋势。相比于铁氧体电感,金属软磁粉芯电感可以承受更大电流、更高功率、更大工作温度范围,且体积可减小70%。特别是当前AI的大趋势,以GPU为代表的各类芯片功率越做越大,且智能终端轻薄化,更加确定了金属软磁粉芯电感的趋势。

传统芯片电感使用铁氧体电感,电路需要多次降压,例如从48v先降到24v再降到12v然后再降到1v,而金属软磁粉芯电感可以直接从24v降到1v。

若AI手机、PC渗透率开始提升,且这些终端设备开始搭载更高性能的算力芯片,大概率会与AI服务器一样开始从铁氧体电感切换为金属软磁粉芯电感,从而打开更大的市场空间。