3月19日消息,在NVIDIA年度開發(fā)者大會上,黃仁勛向全球推出最強AI芯片GB300。
該芯片具有一個多功能平臺,具有預(yù)訓(xùn)練、后訓(xùn)練和 AI 推理的功能。整臺服務(wù)器一共72個節(jié)點,也就是144顆GPU、72顆CPU、20TB HBM3e、40TB DDR5內(nèi)存,比上代增加50%,CX8互連帶寬14.4TB/s,增加100%。
據(jù)風(fēng)華高科研發(fā)工程師馮東梅透露,2025年全球前四大的云服務(wù)提供商采購了 360萬片該芯片,按每片芯片要配60-70個電感(含功率電感和一體成型電感), 折算約2.34億只電感,其電感的產(chǎn)值將達到10億元以上。
“按目前的市場預(yù)測,未來3-5年一體成型電感的年復(fù)合增長達到20%-40%,”馮冬梅說道。
黃仁勛演講 圖源:英偉達官網(wǎng)
一、AI服務(wù)器一體電感使用情況和價格
銘普研發(fā)工程師唐工告訴《磁性元件與電源》,服務(wù)器一體成型電感的主要作用就是調(diào)壓穩(wěn)壓,給電源穩(wěn)定供電提供有效保障,在CPU、GPU及其他電源模塊,通過電磁轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié),確保不同負(fù)載下獲得穩(wěn)定的電源供應(yīng)。
服務(wù)器中常用的一體成型電感封裝0410~0740,單顆售價0.60~1.75元,單機用量超過50顆,個別服務(wù)器電感使用量超過200顆。
具體來說,傳統(tǒng)服務(wù)器單臺設(shè)備的一體成型電感用量通常在30到50個之間(以雙路Xeon為例),而AI服務(wù)器(配置4路GPU和2路CPU)的一體成型電感用量則大幅提升至80到120個,增長幅度達到160%。
其中,一體成型電感(用于PCIe/USB4濾波)和大電流電感(用于GPU供電的芯片電感)是電感需求增長的核心增量部分。
服務(wù)器不同的功能模塊一體電感使用情況及要求都不同,主要體現(xiàn)在:
銘普唐工表示服務(wù)器用一體成型電感的出貨量增長驅(qū)動力主要來自AI服務(wù)器需求量暴增、運算力需求提升帶來單機電感價值的提升等因素。
根據(jù)IDC的數(shù)據(jù),2024年全球AI服務(wù)器的出貨量約為30萬臺,而到2027年,這一數(shù)字預(yù)計將增長至120萬臺,年復(fù)合增長率高達37%。同時,AI服務(wù)器在全球服務(wù)器總出貨量中的滲透率也從1.2%上升至6.8%。
隨著AI服務(wù)器市場的不斷擴大,其對一體成型電感的需求也在顯著增加。單機電感價值提升=單機使用量增長*單電感價值提升。單臺AI服務(wù)器電感使用量是傳統(tǒng)服務(wù)器的3~5倍;高頻、高功率、低損耗需求,對一體成型電感提出了更高的要求,相應(yīng)的單價提升5~10倍。
一體成型電感市場也在隨著AI服務(wù)器市場的發(fā)展而不斷擴大。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),2023年傳統(tǒng)電感市場的規(guī)模約為12.7億美元。而到2027年,隨著AI服務(wù)器市場的增長,一體成型電感的增量市場將顯著擴大。
二、近5000個芯片電感,單機價值提高至10倍
英偉達最新發(fā)布的GB300服務(wù)器,里面芯片電感使用價值量巨大(芯片電感是一體成型電感的一種)。
GB300服務(wù)器預(yù)計使用約4,800~5,000個一體成型電感(主要是芯片電感),具體分布如下:
服務(wù)器配置如下:共包含72個節(jié)點,每個節(jié)點配備2顆GPU(總共144顆GPU)和1顆CPU(總共72顆CPU)。在內(nèi)存與存儲方面,系統(tǒng)配備了20TB的HBM3e和40TB的DDR5,且需要獨立的電源管理。互連帶寬為CX8互連帶寬14.4TB/s,這暗示了在高吞吐量場景下對低延遲的需求。
綜上所述,該服務(wù)器系統(tǒng)在考慮冗余設(shè)計后,需額外增加20%電感,總共需要約4,752個電感來滿足其電源管理需求。
AI芯片的高算力與高功耗特性,催生了對大電流電感的大量需求,正成為市場布局的重點。
AI服務(wù)器對一體成型電感需求的核心驅(qū)動力:
銘普唐工表示服務(wù)器用一體成型電感的出貨量增長驅(qū)動力主要來自AI服務(wù)器需求量暴增、運算力需求提升帶來單機電感價值的提升等因素。
根據(jù)IDC的數(shù)據(jù),2024年全球AI服務(wù)器的出貨量約為30萬臺,而到2027年,這一數(shù)字預(yù)計將增長至120萬臺,年復(fù)合增長率高達37%。同時,AI服務(wù)器在全球服務(wù)器總出貨量中的滲透率也從1.2%上升至6.8%。
隨著AI服務(wù)器市場的不斷擴大,其對一體成型電感的需求也在顯著增加。單機電感價值提升=單機使用量增長*單電感價值提升。單臺AI服務(wù)器電感使用量是傳統(tǒng)服務(wù)器的3~5倍;高頻、高功率、低損耗需求,對一體成型電感提出了更高的要求,相應(yīng)的單價提升5~10倍。
一體成型電感市場也在隨著AI服務(wù)器市場的發(fā)展而不斷擴大。根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),2023年傳統(tǒng)電感市場的規(guī)模約為12.7億美元。而到2027年,隨著AI服務(wù)器市場的增長,一體成型電感的增量市場將顯著擴大。
三、高頻、大電流、集成化正成為技術(shù)迭代方向
隨著AI服務(wù)器市場的快速發(fā)展,服務(wù)器一體成型電感的技術(shù)趨勢正在發(fā)生顯著變化。
1. 高頻化升級
PCIe 6.0電感:自諧振頻率(SRF)從目前主流的5GHz提升至超過7GHz,滿足更高頻率的信號傳輸需求。預(yù)計到2027年,該領(lǐng)域的市場容量將達到1.2億美元,占AI電感市場的33%。
USB4/Thunderbolt 5電感:每個端口需要2個2.4GHz一體成型電感,以支持高速數(shù)據(jù)傳輸。到2027年,其市場需求將達到400萬只,市場規(guī)模約為0.96億美元。
2. 大電流化趨勢
GPU供電電感:隨著GPU功耗的增加,單相電流從12A提升至24A,例如NVIDIA H100芯片需要48A的供電。為了滿足大電流需求,從1.8μH(測試頻率1MHz)降至0.47μH,以滿足高頻低損的應(yīng)用需求。
市場機會:FeSiAl粉芯電感憑借其高頻低損的特性,成為大電流應(yīng)用的首選。國內(nèi)企業(yè)如順絡(luò)電子的LT1018-1212MT已實現(xiàn)量產(chǎn)。
3. 集成化設(shè)計
3D堆疊電感:通過將電感與電容集成至IC載板(例如臺積電的CoWoS封裝技術(shù)),實現(xiàn)更高的集成度。到2027年,其市場滲透率預(yù)計將達到15%,相比傳統(tǒng)設(shè)計可節(jié)省30%的空間。
國產(chǎn)案例:芯磁科技CMF-1414-10(14x14x10)通過JESD22-A108認(rèn)證
這些技術(shù)趨勢不僅推動了一體成型電感在AI服務(wù)器等高端應(yīng)用中的發(fā)展,也為國產(chǎn)一體成型電感企業(yè)提供了新的發(fā)展機遇。
四、鐵粉芯電感和鎳鋅高頻電感正成為重要機會點
聶應(yīng)發(fā)認(rèn)為,鐵粉芯電感和鎳鋅高頻電感是當(dāng)前一體成型電感市場中的兩個重要機會點。
鐵粉芯電感方面,預(yù)計到2027年,其國產(chǎn)化率將從當(dāng)前的35%提升至60%。國產(chǎn)鐵粉芯電感在價格上具有明顯優(yōu)勢,單價僅為0.65美元/只,相比之下,進口產(chǎn)品單價為1.20美元/只。此外,12x12x5規(guī)格的鐵粉芯電感將成為重點突破方向,其感值為1.8μH,精度范圍為±5%。
在鎳鋅高頻電感領(lǐng)域,預(yù)計到2025年,國產(chǎn)化率將從20%提升至40%。技術(shù)突破方面,磁粉純度已超過99.5%,這將進一步提升產(chǎn)品質(zhì)量和性能。
此外,一體成型電感的國產(chǎn)化進程正在加速推進。銘普唐工表示,國產(chǎn)一線品牌電感成本相較TDK、Vishay和Coilcraft等國外品牌低20~40%,有明顯的成本優(yōu)勢。
國產(chǎn)一體成型電感在國內(nèi)AI服務(wù)器的占有率2024年已達到3成左右,預(yù)計到2028年將接近100%,通過國產(chǎn)AI服務(wù)器的成熟應(yīng)用,全球AI服務(wù)器國產(chǎn)一體成型電感占有率也有望提升至50%左右。
這一趨勢不僅反映了國產(chǎn)一體成型電感在技術(shù)和成本上的競爭力,也表明其在全球市場中的影響力正在逐步增強。
銅鐵共燒一體式電感 圖源東睦股份年報
銘普唐工就表示,在一體成型電感領(lǐng)域,布局有傳統(tǒng)冷壓工藝全自動化產(chǎn)線和熱壓工藝全自動線接近20條,已覆蓋2.5mm*2.0mm*1.0mm~22mm*22mm*13mm近乎全系列產(chǎn)品量產(chǎn),被廣泛應(yīng)用在PC、服務(wù)器、汽車、AI及算力中心等領(lǐng)域,年產(chǎn)一體成型電感達到產(chǎn)量產(chǎn)值雙“億”級規(guī)模,力爭在2028年成為國內(nèi)一體成型電感第一梯隊。
然而,一體成型電感行業(yè)也面臨著一些技術(shù)瓶頸。在高頻損耗控制方面,國產(chǎn)鎳鋅電感在1GHz頻率下的損耗為0.15dB/cm,仍高于進口產(chǎn)品的0.08dB/cm。為解決這一問題,行業(yè)正在引入MnZn-Co復(fù)合磁粉(磁導(dǎo)率μi=1500),以降低高頻損耗。
在大尺寸工藝方面,生產(chǎn)14x14x10尺寸的電感時,平面度精度(±0.08mm)目前仍依賴進口模具。不過,國產(chǎn)模具精度提升計劃正在推進,預(yù)計到2025年,精度將達到±0.05mm,從而減少對進口模具的依賴,提升自主生產(chǎn)能力。
結(jié)語
在未來3到5年的時間內(nèi),AI服務(wù)器的發(fā)展將顯著推動一體成型電感市場的增長,高頻化(頻率超過3GHz)、大電流化(電流超過48A)以及集成化將成為一體成型電感市場發(fā)展的三大核心機遇。
國內(nèi)企業(yè)正通過技術(shù)突破,如磁粉提純技術(shù)(純度達到99.5%以上)和精密模具工藝(精度達到±0.05mm),加速國產(chǎn)化進程。預(yù)計到2025年,國內(nèi)企業(yè)有望占據(jù)AI電感市場35%的份額。
在這一過程中,F(xiàn)eSiAl粉芯電感(市場占比約40%)和NiZn高頻電感(市場占比約30%)將成為國內(nèi)企業(yè)重點關(guān)注的兩大核心賽道。
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