超级电容器

驱动AI算力革命的脉冲动力

北京价值前沿科技有限公司 AI投研agent:“价小前投研” 进行投研呈现,本报告为AI合成数据,投资需谨慎。

概念洞察 (Concept Insight)

0. 概念事件

超级电容器概念的核心催化剂源于AI算力革命引发的服务器功率密度剧增,特别是英伟达(NVIDIA)新一代算力平台的推出。其发展脉络与关键事件如下:

  • 背景(长期):AI芯片功耗持续攀升,从早期A系列的数百瓦飙升至B系列/G系列的1.8kW以上。这导致AI服务器在训练和推理时产生巨大的瞬时功率波动(峰值可达额定功率的2倍以上),对供电系统的稳定性和响应速度提出了前所未有的挑战。
  • 初步发酵(2024年):市场开始关注AI服务器的电源解决方案。日本武藏精密工业(Musashi)伟创力(Flex)合作,于2024年8月推出基于锂离子超级电容器(HSC/LIC)的CESS(电容式储能系统)方案,明确瞄准AI服务器应用。武藏在财报中披露,已提前向AI数据中心(AIDC)出货,并宣布了激进的扩产计划。
  • 引爆点(2025年Q1):随着英伟达GTC大会临近,市场预期其新一代GB300平台将因功耗大幅提升而标配超级电容器方案。大量新闻、研报和路演纪要集中涌现,对市场空间(单机柜价值量超10万元,远期市场超百亿)、技术路径(LIC为主流)、以及供应链格局(武藏主供,江海股份为潜在二供)进行了深入探讨。台达(Delta)官网提前展示的超级电容方案进一步强化了这一预期。
  • 预期分歧(2025年3月后):知名分析师郭明錤发布报告称,英伟达在GB300 NVL72机柜的最新参考设计中可能取消了超级电容托盘,或考虑其他储能电容器替代品,主要挑战在于空间限制。这一信息为概念的确定性带来了重大不确定性,引发市场分歧。
  • 标准确立(同期):由我国提出的《电力储能用超级电容器》国际标准在国际电工委员会(IEC)成功立项,为超级电容器在更广泛的储能领域应用铺平了道路,提供了长期增长的逻辑支撑。

1. 核心观点摘要

超级电容器正处在一个由“AI算力功耗矛盾”驱动,从细分工业应用向大规模商业化爆发的关键转折点。其核心驱动力在于解决了AI服务器瞬时峰值功率的痛点,但短期内最大的变量和风险是最终解决方案(尤其来自英伟达)的不确定性。该概念已从主题叙事阶段迈向基本面验证的早期,其未来潜力取决于能否在与替代方案的竞争中,真正成为下一代数据中心的标准配置。

2. 概念的核心逻辑与市场认知分析

  • 核心驱动力: 根本驱动力是物理定律约束下的工程解决方案。超级电容器凭借其毫秒级的快速充放电能力高功率密度,完美契合了“削峰填谷”(Peak Cut)的需求,即平抑GPU集群在高负载下产生的瞬时功率浪涌。这并非简单的性能优化,而是保障系统不宕机、算力不降频的核心需求。
  • 市场热度与情绪: 市场热度极高,情绪整体乐观并伴有分歧。乐观情绪源于百亿级市场空间的预期,而分歧点在于郭明錤的报告,使得市场情绪从“确定性爆发”转向“高潜力博弈”。
  • 预期差分析:
    1. 方案的确定性与灵活性:市场的普遍认知倾向于将“超级电容器”与“GB300”强绑定。但最终方案可能并非唯一的、标准化的,而是参考设计+CSP定制的灵活模式。
    2. 国产替代的速度与深度:市场对江海股份替代武藏的预期非常高。然而,其实际的量产交付、良率爬坡和利润兑现之间仍存在时间差和不确定性。
    3. 技术路线的单一化认知:市场焦点高度集中于锂离子超级电容(LIC),但双电层电容(EDLC)因成本优势和产能充裕,也可能成为备选方案。

4. 产业链与核心公司深度剖析

超级电容器产业链清晰,从上游材料到中游制造再到下游应用,各环节均有核心参与者。

上游:核心材料

成本占比高,技术壁垒显著,是产业链价值的关键环节。

  • 电极材料: 超级电容炭 (元力股份), 石墨烯
  • 电解质: 四氟硼酸盐 (康鹏科技)
  • 零部件: 橡胶密封塞 (祥和实业)
  • 生产设备: 泰尔股份

中游:电容制造

技术和产能是核心竞争力,国产替代机遇巨大。

  • 国内龙头: 江海股份 (LIC/EDLC)
  • 国际巨头: 武藏精密 (日本, LIC龙头)
  • 其他厂商: 思源电气, 东阳光, 火炬电子

下游:应用集成

与终端客户紧密相连,是需求的发起点。

  • 电源系统商: 台达(Delta), 伟创力(Flex)
  • 服务器 OEM/ODM: 广达, 富士康
  • 终端用户 (CSP): 谷歌, 亚马逊, 微软

核心玩家对比:江海股份 vs. 武藏精密

江海股份 (002484) 武藏精密 (Musashi)
定位国内龙头 & 核心追赶者全球领导者 & 产能瓶颈者
优势技术全面, 20%+成本优势, 扩产灵活 (半年)技术领先, 先发优势, 品牌背书
风险/验证点AI业务能否快速兑现为利润产能严重紧缺, 扩产周期长 (至2026年)

上游“卖铲人”:元力股份 (300174)

国内超级电容炭龙头,已实现国产替代,全球TOP6。作为江海股份供应商,将直接受益于下游放量,逻辑纯粹。

5. 潜在风险与挑战

  • 技术风险: 英伟达正考虑“其他规格的储能电容器”作为替代品,超级电容器并非唯一解。
  • 商业化风险: 英伟达最终方案尚未敲定是最大风险。高昂的成本(单机柜超10万元)可能影响渗透率。
  • 竞争风险: 日韩厂商仍有先发优势,国内市场竞争未来可能加剧。
  • 信息交叉验证风险 (核心矛盾点):
    • “标配” vs. “取消”: 关于GB300是否采用超级电容,市场存在完全相反的信息,显示出方案的动态不确定性。
    • 单机柜用量差异巨大: 用量数据从“4颗”到“350颗”不等,直接影响市场空间测算的准确性,表明当前分析存在较多模糊之处。

6. 综合结论与投资启示

超级电容器概念正处于从“主题驱动”向“基本面验证”过渡的关键阶段。产业逻辑坚实,但短期确定性受核心客户方案制约,是典型的高赔率、高风险投资主题。

最具投资价值的细分环节:

  1. 中游超级电容器制造商:直接受益于需求爆发,其中兼具技术储备、成本优势且已进入核心厂商验证程序的公司(如江海股份),具备最高的向上弹性。
  2. 上游核心材料“超级电容炭”:作为产业链的关键瓶颈环节,国产替代空间大,逻辑纯粹,是更稳健的“卖铲人”投资方向。

需重点跟踪和验证的关键指标:

  • 客户与订单: 英伟达官方方案的最终确认;国内厂商来自电源厂商的实质性订单公告。
  • 出货量与价格: 武藏精密HSC电容的季度出货量和ASP。
  • 公司财务数据: 江海股份超级电容业务线的季度收入、毛利率和产能利用率。
  • 技术方案细节: 产业链披露的关于单机柜的确切用量和技术规格。

市场空间预测

核心应用场景:AI服务器与GB300

  • 核心作用是Peak Cut(削峰):AI服务器瞬时启动需要非常高的电压需求,训练峰值功率一般能达到额定的2倍以上。超级电容器可以快速响应电源波动,提供瞬时功率补偿。
  • 备用电源(UPS/BBU):可作为备用电源,防止突然断电导致系统宕机。
  • GB300方案适配:GB300采用高度集成化电源系统,将BBU和超级电容器作为标配。GB200中为选配,但在GB300中因功率提升成为标配。
  • 用量(存在差异):不同来源数据显示单机柜用量从200颗到超过300颗不等。
  • 郭明錤观点(不确定性):英伟达在GB300 NVL72机柜最新参考设计中可能取消超级电容托盘,或考虑采用其他储能电容器替代。

市场规模与价值链分析

  • 市场空间预测:单颗价值量约350-400元,单台GB300机柜价值量超10万元。远期假设GB300出货量10万台,市场空间超100亿。
  • 价值链构成:上游核心材料为超级电容炭,电极材料成本占比30%-40%。

主要参与公司及动态

  • 江海股份 (国内主要供应商):拥有LIC和EDLC完整产线,技术与武藏同源但具备成本优势。产能超武藏,正与台达等服务器设计商交流,有望成为二供。
  • 武藏精密工业 (日本主要供应商):产品为方形锂离子超级电容,是伟创力CESS方案核心。产能受限,无法满足GB300全部需求,存在巨大产能缺口。
  • 元力股份 (上游材料供应商):超级电容炭龙头,已是江海股份的供应商。

AI数据中心的应用背景

  • 功率补偿需求:AI训练高峰期功率可达额定值2倍,引入超级电容器是解决此问题的完美方案。
  • 技术路径:混合超级电容(锂离子超级电容,LIC/HSC)在功率密度和能量密度之间平衡更佳,适用于AI服务器。

全球市场与供应链

  • 市场规模:2023年全球超级电容器市场约25亿美元,混合型占比较小但竞争格局好。
  • 武藏产能缺口:武藏2026年扩产后也仅能支撑2-3万个机柜,与云厂商下单量级对比,供需存在错配,为新供应商提供机会。

江海股份投资分析

  • 技术储备:技术储备丰厚,涵盖LIC和EDLC,相比武藏具有成本优势和扩产灵活性。
  • 客户合作:与台达(英伟达电源供应商)已有深度合作,正积极配合开发AI服务器方案。
  • 投资逻辑:鉴于武藏的产能缺口和江海自身优势,其有望成为超级电容方案的稀缺标的。

技术特点与核心优势

  • 核心优势: 高功率、长寿命、低内阻、高安全性、宽温域工作。
  • 主要类型对比:
    • EDLC: 功率密度高、寿命超长,但能量密度低。成本优势明显,有望率先放量。
    • LIC/HSC: 能量与功率密度均衡,已成为AI数据中心应用的主流技术路线。

AI服务器核心应用

  • 核心逻辑: AI芯片功耗激增是根本驱动力,超级电容是解决“功率密度”矛盾的关键环节,有望成为标配。
  • 核心功能: 一级备电、平滑波动与削峰填谷、提升性能与降低能耗。
  • 英伟达GB300案例: 为应对190%的过载峰值,在最接近芯片侧的电源侧配置超级电容是最佳方案。

市场前景与竞争格局

  • 市场规模预测: 预计2026年数据中心用超容市场空间将超过20亿元。单柜价值量约3.84-5.12万元。
  • 竞争格局: 全球主要厂商包括Maxwell(美)、武藏(日)及中国的奥威科技、中车新能源、江海股份。武藏是HSC技术龙头,江海股份是国内龙头。

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