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英伟达新一代GB300NVL72机柜内部搭载超300颗超级电容,这一变化具备行业标志性意义。长久以来,超级电容多用于轨道交通、风电装备、电动汽车与电网调频等工业场景,而在GB300平台中,超级电容直接集成至机柜电源系统,不再作为可选配件,升级为标准配置。光大证券测算数据显示,全球超级电容市场规模将由2025年146亿元增长至2030年442亿元;五年间新增296亿元市场空间内,AI数据中心贡献增量高达217亿元,推动AIDC赛道市场占比自26%提升至58%。GPU负载剧烈波动,成为推动超级电容大规模普及的核心诱因,算力设备用电模式由平稳消耗转变为毫秒级功率震荡,倒逼供电系统响应能力全面升级。

分析AIDC供电难题,不能只关注机柜平均功耗,GPU无规律的负荷跳变才是供电系统最大挑战。可以将GPU类比为持续急加速、急减速的赛车,大规模算力任务启动瞬间,大量GPU同时冲高功耗;运算阶段结束后,负荷又会在毫秒尺度快速回落。电网与传统电源设备适配平稳负荷,很难跟上如此快速的功率变化,一旦供电响应滞后,直流母线电压快速跌落,轻则引发算力运算出错,严重时服务器触发保护停机。以往行业普遍依靠预留供电冗余应对波动,一台额定100千瓦机柜,供电系统按照120千瓦甚至更高标准建设,大量容量长期闲置,造成资源浪费。
储能方案形成清晰分工:超级电容与BBU锂电池备电单元互为搭档,不存在替代关系。锂电池储能容量更大,适合长时间供电,当园区发生断电事故,BBU能够维持数分钟供电,支撑数据保存、等待柴油发电机启动;超级电容能量储量有限,但具备毫秒级充放电能力,循环次数可达数十万乃至上百万次,专门对冲GPU运行过程中频繁出现的瞬时功率尖峰。负荷冲高时迅速释放电能补齐缺口,功率回落时快速吸纳多余电能,二者搭配构成新一代AI机柜标准储能方案,这也是GB300同步搭载两套储能单元的根本原因。
随着超级电容进驻AI机柜,它在供电架构中的定位发生根本性转变。传统数据中心供电体系分层明确,柴油发电机应对长时间停电,UPS承担短时备电,服务器主板小型电容处理极短电压扰动,整套架构围绕“断电场景”设计。但GPU带来的负荷波动产生于正常运行时段,传统架构缺少针对性缓冲环节,并且集中式UPS多次交直流转换,带来2%-3%持续能耗损失。高压直流HVDC架构逐步成为行业主流,电能进入机房统一转换为直流电,就近输送至机柜侧电源机架,减少转换损耗,同时超级电容、BBU得以贴近算力设备部署。台达面向英伟达研发的PowerRack是典型方案,单机架输出功率570千瓦,最高转换效率98.5%,电压波动发生时,超级电容0.1毫秒内启动补电,后续由BBU持续承接供电。英伟达产品迭代同样印证该趋势,早期服务器储能属于选配,GB300平台将超级电容集成储能托盘纳入标配;长期来看,电源模块、CBU、BBU有望整合进独立电源机架,统一为算力机柜供电。储能设施不断向服务器侧靠近,市场价值重心逐步从机房级UPS,转向机柜侧快速储能单元。
行业内超级电容分为EDLC双电层电容、LIC锂离子电容两条成熟路线,二者特性差异决定适用场景。EDLC依靠物理方式储存电荷,内阻低、功率密度突出,循环寿命可达上百万次,短板在于能量密度偏低;LIC负极掺入锂离子,兼顾快速充放电与更高能量密度,同等体积下储能能力更强。GB300优先选用LIC方案,核心约束来自机柜内部空间,NVL72机柜空间紧凑,需要容纳数百颗超级电容、电源模块与各类控制组件,厂商选择以成本换取空间利用率。EDLC依旧拥有稳定市场,适合成本敏感、循环寿命要求严苛,或是芯片端直接电压钳位场景,两条技术路线长期并行发展。LIC制造环节的预掺锂工艺至关重要,锂离子掺杂均匀度直接决定产品性能与批次一致性,日本武藏在该工艺上实现稳定量产,也是国内企业切入AIDC供应链需要攻克的核心关卡。

光大证券对2030年AIDC超级电容255亿元市场规模的测算建立在三组核心假设之上:全球AIDC机柜出货量由2026年6万台增长至2030年15.7万台,海内外AI服务器平台陆续搭载超级电容;伴随Rubin等新一代高功耗算力平台落地,单机柜超级电容搭载数量每年提升10%,2030年达到439颗;单颗模组价格每年下降5%,由2026年453元降至2030年369元。由于单机柜用量增幅高于单价降幅,单机柜超级电容配套价值将由13.6万元提升至约16万元。市场规模能否兑现,取决于AI机柜实际出货节奏、海外头部平台方案延续性,以及国内服务器厂商跟进力度。
超级电容传统赛道依旧保持稳定增长,并未被AIDC需求替代。轨道交通领域利用超级电容回收制动能量,支撑列车启动;汽车行业依靠它实现低温启动、制动能量回收;风电机组使用超级电容作为变桨后备电源,故障状态下快速调整叶片角度;电网场景借助超级电容完成快速调频。机构预测,2030年传统应用领域市场规模可达187亿元,AI算力需求是在原有市场基础上开辟的全新增长曲线。
产业链上游,多孔炭是超级电容成本最高、技术壁垒最强的原材料,占产品总成本30%-40%,直接决定电容容量、循环寿命与一致性。微孔负责储存电荷,介孔提供离子传输通道,两种孔隙结构比例需要精准调控。高端多孔炭市场长期由日本可乐丽主导,国内企业形成两条发展路线:椰壳基生物质工艺成熟,但高端原料存在进口依赖;石油焦路线原料成本更低,提纯与孔隙调控难度更大。国产材料想要进入高端供应链,需要同步攻克性能、稳定性与成本难题。

产业链国内头部企业已经开启布局。江海股份是国内电容行业综合性龙头,同时布局铝电解、薄膜、超级电容产品线。2025年企业总营收54.84亿元,同比增长14.06%;铝电解电容营收44.18亿元,薄膜电容5.75亿元,超级电容营收3.52亿元,增速达到52.51%。2026年一季度超级电容营收1.06亿元,其中AI服务器电源相关产品营收1200万元,持续放量。公司LIC技术源自日本ACT,已经实现量产,机构预测2026至2028年营收有望依次达到66.97亿元、85.17亿元、112.6亿元。
思源电气依托控股70.42%的烯晶碳能布局赛道,企业专注EDLC与混合型超级电容研发,掌握两大核心技术:打破海外垄断的干法电极工艺,搭配全激光焊接实现车规级稳定性;成功研发5000F单体电容,突破行业3000F上限,核心依托多孔径分级多孔炭材料。自2025年起,烯晶碳能AIDC业务需求快速上行,产品批量供货头部电源厂商,同时进入全球车企、电力设备企业供应链,产线持续扩产。市场预测思源电气2026-2028年归母净利润有望达到45亿元、61.6亿元、83.6亿元。
元力股份是国内木质活性炭龙头,2025年底活性炭产能16万吨,正向超级电容炭等高附加值碳材料延伸。超级电容炭对标进口产品,售价约每吨10万元,相比进口产品降幅接近一半,2025年出货量同比翻倍,毛利率维持30%-40%。2026年4月公司确认产品稳定量产销售,算力行业需求持续拓宽市场空间。公司布局生物质、石油焦、树脂多条多孔碳制备路线,同步推进年产2000吨多孔碳项目建设,参股墨西哥活性炭工厂拓展海外市场。
长远来看,超级电容大规模商用仍存在挑战,现阶段产品成本偏高,市场教育仍需持续推进,行业大规模普及预计延后至2028年前后。但AI算力密度持续提升带来供电系统升级需求具备长期确定性,超级电容从工业配套零部件,转变为AIDC基础设施核心元器件,整条产业链迎来价值重估窗口。 |