AI从去年开始到现在关注度依旧不减,从去年最核心的算力到今年的高速铜缆连接,市场越来越细分,并且似乎向AI带来的技术或材料替代方向聚焦。
最近,一个全新的分支——一体成型电感再次出现在大众视野。
01 为什么要用电感
我们以英伟达的RTX4080显卡为例:
图中,显卡电源为显卡主板提供12V的直流电,再通过电感、MOS管构成的供电相为GPU芯片提供1.1V的稳定直流电。从图中可以看到一个RTX4080显卡用到了21个电感。
GPU芯片需要小电压大电流的供电方案,核心原因就是要降耗。
能耗与电压、频率的关系可以用一个公式表达:
P=CVf
其中P是能耗,C可以看做一个常数,和GPU的制程相关,制程越小C越小,V表示电压,f是频率。
通俗来讲GPU以及CPU可以看成以亿计数的小开关组成。开关切换的速度f决定了GPU的性能。为了高性能,必须提高开关速度f,因此要降耗就要让V越小越好。
02 一体成型电感
传统电感块头大,在寸土寸金的主板上,电感需要向越来越小的方向发展,特别是AI芯片上。同时随着AI芯片对频率的提升对能耗提出了更高的要求,上面说到频率提升相应的要降低电压提升电流,因此出于“小体积”和“大电流”的应用场景,一体成型电感出现了。
一体成型电感的特点是,采用了金属软磁材料,其饱和磁通密度是传统铁氧体的两倍以上,简而言之就是,在同等条件下,金属软磁芯片电感体积较铁氧体可下降约70%左右,还可以耐大电流、高功率。因此金属软磁一体成型电感完美适用于高性能GPU,匹配AI服务器等高频高功率应用场景。
03 市场规模
作为AI算力提升的硬件基础,AI芯片升级迫在眉睫,催生了相关材料发展机遇。
根据TrendForce的最新研究,2024年全球服务器整机出货量预计约为1,365.4万台,年增长率为2.05%。
其中,Al服务器的占比约为12.1%,约163.8万台,在AI服务器中一体成型电感的用量是普通电感的5倍,一台AI服务器需要配置60颗一体成型电感,同时一体成型电感的单价高达,约10元/颗,估算2024年一体成型电感市场空间可达10亿元左右,到2027年随着AI服务器出货量快速增加,市场空间有望达到31亿元。
此外,2024AI手机和PC需求也在快速推进,随着算力下沉,一体化成型电感在手机&PC领域潜在应用空间同样值得期待。
04 相关产业链
屹通新材:公司铁硅铬材料可用于一体成型电感;
科瑞思:公司的新产品研发中心下设一体成型电感研发部和共模贴片电感研发部,专注于一体成型电感和共模贴片电感等高端电感的研发,且公司的一体成型电感可应用于AI服务器领域。
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