一、vpd是国产算力绕不开的卡脖子环节
VPD(Vertical Power Delivery,垂直供电技术)不仅是国产算力绕不开的“卡脖子”环节,更是决定国产大算力芯片能否从“实验室点亮”走向“数据中心规模化部署”的绝对生死线。当前市场对国产算力的认知仍高度停留在GPU单卡算力(TOPS/TFLOPS)和先进制程良率的表层博弈上,而严重忽视了“供电与互联”这一决定系统级工程成败的隐性底层约束。
投资国产算力的核心逻辑正在发生深刻的边际变化:赚取的不再是单纯“国产替代”的情绪溢价,而是“系统级工程架构重塑”带来的核心零部件价值跃升的钱。在先进制程受限的宏观背景下,国产算力必然走向“超节点”与万卡集群的架构,这使得系统整体功耗呈指数级膨胀,对VPD垂直供电技术的迫切性远超海外竞品。
一、 产业本质透视:VPD为何是国产算力突破物理极限的“生死线”?
物理学视角的底层约束:IR Drop(电压降)与PDN(供电网络)的崩溃边缘
算力的尽头是电力。随着AI芯片算力密度的狂飙,核心工作电压已逐步降至1V以下,而整体功耗(TDP)却在不断突破天花板。当前主流国产AI加速器的TDP已普遍逼近甚至超过700W,例如华为Ascend 910C的TDP达到750W,MooreThread S5000的TDP更是高达784W。在低电压、高功耗的物理定律下,芯片需要承载近1000安培的极端电流。
在传统的横向供电(Lateral Power Delivery)架构中,电流需要从主板边缘的电压调节模块(VRM)出发,经过漫长的PCB走线、封装基板、最终到达芯片Die。这长达数厘米的物理路径存在不可忽视的寄生电阻。在千安级别的电流冲击下,哪怕是微欧级的路径电阻,也会产生致命的电压降(IR Drop)和巨大的废热(I²R损耗)。当供电网络(PDN)的损耗吞噬了超过15%的有效电能时,传统横向供电已触及物理极限,不仅导致逻辑门翻转错误,更会引发严重的热击穿风险。
VPD的破局逻辑:从Z轴折叠供电路径,重构能源传输网络
VPD技术的核心思想是“空间换效率”。通过将电源模块(PMIC/VRM)直接放置在计算芯片的正下方(背面),利用硅通孔(TSV)或特制的高密度Socket实现垂直供电。这种架构将供电路径从数厘米缩短至毫米级甚至微米级,彻底消除了PCB走线带来的寄生电阻,将IR Drop降至最低。这不仅挽救了濒临崩溃的供电网络,更将宝贵的电能和散热预算全部留给了算力核心。
国产算力的特殊国情:“超节点”架构对VPD的极度依赖
如果说VPD对海外巨头是提升能效的“锦上添花”,那么对国产算力而言则是维持系统运转的“雪中送炭”。受制于外部技术封锁,中国算力产业链在先进制程(如3nm及以下)和高端光刻设备上存在客观瓶颈。为了弥补单芯片晶体管密度的劣势,国产算力必然走向“以面积换性能、以集群换单卡”的道路。
以华为推出的CloudMatrix 384超节点系统为例,该系统通过集成384颗Ascend 910C芯片,实现了300 PFLOPS的系统级算力,成功超越了Nvidia NVL72的180 PFLOPS,但代价是需要使用5倍的芯片数量来弥补单芯片的性能差距。这种“大力出奇迹”的超节点架构,使得整个机柜和数据中心的功耗急剧膨胀。在近期落地的实际案例中,美团已在5万卡国产算力集群上完成了万亿参数大模型LongCat-2.0的全流程训练。在如此庞大的集群中,任何微小的单卡供电损耗都会被放大数万倍,导致整个数据中心的能效比(PUE)失控。因此,VPD技术是国产算力超节点方案能够真正落地、实现商业化运营的绝对前提。
这种“大力出奇迹”的超节点架构,使得整个机柜和数据中心的功耗急剧膨胀。在如此庞大的集群中,任何微小的单卡供电损耗都会被放大数万倍。因此,VPD技术是国产算力超节点方案能够真正落地、实现商业化运营的绝对前提。华为发布的韬(τ)定律更是明确指出,通过逻辑折叠与3D堆叠实现性能突破,重塑了芯片设计及供电范式,进一步确立了VPD在国产算力中的核心地位。
二、 VPD架构重塑下的产业链价值再分配
VPD并非单一元器件的简单替换,而是整个服务器底层硬件架构的推倒重来。这种重构将引发产业链利润池的剧烈转移,催生出具备极高壁垒的新增量环节。
模拟与电源管理芯片的价值跃升
在VPD架构下,电源模块必须具备极高的功率密度、极快的瞬态响应能力,并且要能在计算芯片正下方的高温恶劣环境中稳定工作。这要求电源管理芯片(PMIC)从传统的分立方案走向高集成度的DrMOS甚至全集成电压调节器(FIVR)。这一环节的技术壁垒极高,直接决定了计算芯片的供电稳定性,是服务器内部环节国产替代加速的核心深水区。
物理连接的咽喉:CPU Socket的重定义
传统的Socket主要负责信号传输和中等电流的供电。但在VPD架构下,Socket不仅要承载千安级别的垂直大电流,还要承受上方计算芯片和下方电源模块双重发热带来的巨大热膨胀应力。接触电阻的微小增加都可能导致局部热击穿。因此,特种大电流Socket成为VPD架构中技术含量最高、附加值最大的精密结构件,其重要性甚至不亚于芯片本身的封装。
伴生效应:热密度奇点引爆液冷刚需
VPD架构将最大的发热源(计算芯片)与第二大发热源(电源模块)在Z轴上紧密堆叠,导致局部热密度(W/mm²)呈指数级飙升。传统的风冷系统在面对这种热密度时彻底失效。因此,VPD的普及必然伴随着冷板式液冷甚至浸没式液冷的全面标配,温控系统从“可选消费”变成了算力基础设施的“刚需底座”。
VPD是国产算力从“单卡追赶”向“系统级超越”跨越的试金石。2026年下半年是国产算力超节点加速放量、网络与连接产业链同步受益的关键窗口期。建议密切监控华为Atlas 950 SuperPod的交付进度以及杰华特、新雷能、华丰科技等核心标的在头部客户处的BOM占比变化,把握这一百亿级蓝海市场的确定性红利。
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二、VPD在全球AI的重要性以及全球格局和当前国产份额情况
1、重要性:
VPD(垂直供电)是AI算力突破1000A电流极限的必经路线,也是当前至2027年高阶GPU供电的最优解,但其终极形态将向片内集成(IVR)演进。这一技术转换不仅解决了算力扩张的物理死结,更将直接带动单卡电源价值量实现3倍以上的提升。
VPD(垂直供电)成为AI芯片三次电源“重构价值链”的主线,产业价值沿两条主攻方向迁移:一是贴近芯片的VPD电源模组/IVR,二是承载其低寄生、大电流的功能化PCB(HDI/内埋器件/电源载板)。
VPD(垂直供电)是解决高阶AI算力千安培电流损耗的唯一现实路径,其全面铺开将直接带动单卡电源价值量实现3至4倍的跃升。当前全球VPD市场呈现高度集中的寡头格局,底层专利和核心芯片被Vicor、英飞凌等海外巨头牢牢把控;国内厂商直接突围难度极大,但以新雷能为代表的企业正通过与海外芯片巨头深度绑定实现“借船出海”,迎来从0到1的业绩高弹性期。
2、全球格局和国内情况
全球格局:海外巨头把控底层专利与核心模块全球VPD供应链的核心话语权掌握在少数几家模拟芯片和电源架构巨头手中,主要分为专利授权方和核心模块供应商两类:
Vicor(维谛/怀格):垄断底层架构的“收租者”Vicor是VPD技术的绝对先驱,拥有FPA架构和垂直供电的底层专利。其第一代VPD产品已在Cerebras的晶圆级引擎中大规模应用。公司当前的核心商业模式正向“产品销售+专利授权”双轮驱动演进,通过发起ITC 337调查“以打促谈”,迫使OEM和云巨头签订全包式授权协议。其IP授权业务毛利率接近100%,长期目标是占到产品总收入的50%。即将推出的第二代VPD产品(厚度仅1.5mm,电流密度达3A/mm²)将进一步巩固其技术护城河。Infineon(英飞凌)与 MPS:核心模块的主导者
英飞凌是全球GPU电压调节器(VRM)的龙头,正加速推动从横向向垂直供电的过渡,明确预期垂直电源业务份额将持续增加。MPS则凭借在集成电源级模块和数字控制器上的优势,在高端GPU供电插槽中持续抢占份额。ADI(亚德诺):通过并购补齐拼图
ADI通过收购Empower Semiconductor,获取了集成电压调节器(IVR)和硅电容器的核心技术,完成了从电网到核心(grid-to-core)全链路电源战略的关键布局,极大增强了其在VPD领域的竞争力。国内格局:系统级龙头全面布局,细分黑马借船出海
国内厂商在VPD底层芯片上尚存差距,但凭借在电源组件开发、先进封装和快速响应上的优势,正加速切入全球供应链:
新雷能:绑定ADI的“借船出海”典范公司是国内少有的具备一至三次电源全栈布局的企业。在壁垒最高的VPD(三次电源)领域,新雷能选择与ADI深度绑定(ODM模式),利用ADI的芯片技术和海外渠道,成功绕过北美头部客户长周期的直接认证壁垒。目前双方已联合申请多项国际专利,VPD产品已有客户提出需求,并正为国内客户提供定制化开发。若该模式在海外大客户中顺利放量,将为其打开极大的市值修复空间。中富电路:封装制造环节的稀缺标的
VPD模块对PCB和封装工艺要求极高。中富电路作为国内极少数在客户研发初期即切入供应链的厂商,其VPD相关产品已在CSP(云服务提供商)客户处陆续实现批量交付。该环节国内竞争格局极优(目前仅中富、深南电路具备能力),享有显著的先发红利。台达电(Delta):系统级龙头的全面升维
作为全球服务器电源绝对龙头,台达电在VPD领域同样进展迅速。其Gen5垂直电源交付解决方案的电流密度已超原定目标,目前正与超大规模AI和网络处理器公司展开合作,从交付评估板和在线工具开始逐步导入。
环节公司角色定位/进展客户/生态信号关注要点VPD模块/系统台达Google侧模块/PSU主力;参与800V生态Google模块主供之一;NV联盟PSU龙头模块化推进+供应链扩展(含PCB)伟创力(Flex)AWS/Google VPD模块;与MPS协同AWS/Google供货;PCB中富/深南合格供方ODM能力与多平台承接VicorFPA+VTM阵列;>2500–3000A能力;Gen4→Gen5、IP许可强调选择性供货与第二座晶圆厂后扩张专利/IP与产能约束并存MPSZ轴/高密度VRM;NV&CSP覆盖与中富/深南等PCB协同自研芯片+模块协同ADI/Empower拟收购Empower切入IVR/VPD强化贴近芯片的电源版图并购整合与客户落地新雷能一/二/三次电源全栈;VPD与PowerBlock并行;48→12V量产、800→50V送样海外客户批量;与ADI合作;海外产能规划二次放量+三次VPD突破功能化PCB/内埋中富电路VPD电源PCB/内埋器件重点;设备/团队到位;内埋电感/高导热/HDI量产小批多方观点称入Google/AWS/AMD;泰国产能爬坡客户验证与大单兑现节奏世运电路芯片内嵌式PCB封装;卡位NV LPU算力卡打样良率领先、明年中或量产(需验证)技术量产与份额兑现威尔高NV一次电源PCB核心;三次板小批评估台达侧评估三次板一次向三次延伸的潜力无源/电感铂科新材纳米晶电感匹配高频/超薄趋势高阶AI服务器链讨论中多次提及客户导入验证与爬坡顺络电子≤2mm厚度VPD电感;有“Empower独供”说法市场纪要口径(需验证)新品类量产与客户佐证器件/控制英飞凌2A/mm²四相VPD模块;多相/模块化并进AI机架功率上行带动份额机会路线与NV适配节奏
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