电子行业深度分析报告：AI瞬时功率波动的平滑需求上升打开超级电容新成长空间-260716（17页）.pdf

核心结论速览： AI数据中心是超级电容最具确定性的增量市场：AI训练负载同步运行导致功率波动，超级电容可实现毫秒级功率平滑。AI机柜从120kW向兆瓦级演进，功率平滑需求与超级电容用量同步增长。 超级电容相比电池在功率平滑场景中更具优势：功率密度高（是电池的10-100倍）、充放电寿命长（可达百万次）、响应时间快（毫秒级）。电池无法满足AI负载的瞬时功率补偿需求，超级电容是功率平滑的最优解。 海外厂商率先验证，国产替代窗口打开：武藏HSC已切入英伟达AIDC备电系统，Flex CESS方案部署于GPU机架。国内江海股份已获服务器电源批量订单，思源电气进入批量应用阶段，东阳光完成30兆瓦级交付。 超级电容市场2026-2034年CAGR 18.1%：AI数据中心是主要增量来源。从细分产品看，HSC（混合超级电容）凭借更高能量密度更适配AI场景，武藏等厂商重点扩产HSC产品线。 国内厂商迎技术突围窗口期：关注具备EDLC与HSC双路线布局的江海股份、上游核心材料能力突出的火炬电子、已进入批量交付阶段的思源电气和东阳光。AI数据中心：超级电容的新增长引擎。AI训练负载的同步性导致功率波动：在AI训练中，数千个GPU同步运行，对不同的数据执行相同的计算，这种同步导致电网层面的功率波动。与传统数据中心工作负载（异步运行，“平滑”负载）不同，AI工作负载会导致空闲状态和高功耗状态之间出现突然转换。GPU集群总功耗反映并放大单个节点的功耗波动。功率波动的平滑需求：对于稳态运行期间的快速、短期功率波动，储能元件可在GPU功耗较低时充电、在GPU功耗较高时放电，平缓功耗曲线。随着AI机柜功率逐步提升（DGX GB机架功耗约120kW，正向兆瓦级演进），功率平滑需求同步放大。当机柜功率超过200kW后，传统54V配电受限于电源托架空间、铜排用量和转换损耗等物理约束，需要新的解决方案。超级电容的不可替代性：超级电容相比电池具有更高的功率密度（是电池的10-100倍）、更长的充放电寿命（可达百万次）、更快的响应时间（毫秒级）。电池无法满足AI负载的瞬时功率补偿需求。混合超级电容（HSC）结合了EDLC的高功率密度和电池的高能量密度，是最适配AI功率平滑场景的技术路线。（数据来源：财通证券研究所）。超级电容技术路线：EDLC vs HSC。双电层电容（EDLC） ：最基础、最经典的超级电容类型，全程依靠纯物理方式储能，无任何化学反应发生。利用电极与电解液界面形成的电双层发挥介质作用，充放电对应离子在电极表面的吸附与脱附。功率密度极高、寿命极长，但能量密度相对较低。混合超级电容（HSC） ：结合电容与电池优势的品类，采用物理储能+化学储能的混合机制。兼具EDLC的高功率密度和电池的高能量密度优势。武藏等海外龙头重点扩产HSC产品线，切入AI机柜储能场景。AI场景的技术选型：AI功率平滑需要兼具高功率密度（应对瞬时波动）和较高能量密度（应对持续性波动），HSC是最优方案。EDLC适用于对功率密度要求极高、对能量密度要求较低的纯功率平滑场景。（数据来源：财通证券研究所）。海外验证：武藏与Maxwell。武藏（Musashi） ：全球LIC/HSC龙头厂商。Flex与Musashi宣布合作供应电容式储能系统（CESS），该系统由Flex设计和制造，采用武藏的HSC技术，可部署在GPU机架内，调节AI训练/推理和高性能计算负载所带来的功率波动。该专有系统可提高数据中心的正常运行时间和性能，并保护电网免受线路扰动影响。产能方面，武藏现有工厂产能计划提升至150万颗/年，新工厂预计2026年建成后，公司HSC总年产能将提升至650万颗。Maxwell：全球EDLC超级电容代表厂商之一。2025年Clarios宣布收购Maxwell Technologies，Maxwell超级电容器出货量已超过8500万个，应用范围涵盖美国能源生产、电网稳定、汽车、交通运输和工业自动化等领域。产品覆盖数据中心、现场电源及电网等高可靠超时功率场景。（数据来源：财通证券研究所）。国产替代：四家核心标的对比。江海股份：国内电容器龙头，超级电容双路线布局（EDLC+LIC/HSC）。锂离子超级电容器在轨交、汽车、医疗仪器、新能源、电网等领域已批量应用。服务器电源新应用场景获得广泛试验认证并有批量订单，已着手面对大规模需求的技改扩产。火炬电子：通过中科超容补强超级电容业务。中科超容由中科院专家领衔，研发人员占比超40%，开发出高性能生物质基超容用活性炭、新型高耐压有机电解质、全球领先的3.2V工作电压EDLC单体系列产品。围绕AI电力基础设施、汽车电子、核聚变和智能电网等领域发力。思源电气：新型电力系统应用场景中，静立型同步调相机（SSC）和调频储能逐步从试点转为批量应用；数据中心应用场景中，超容作为抑制功率波动的主要技术方案正在进入批量应用阶段。东阳光：已成功完成电力调频用兆瓦级超级电容器储能系统订单交付，2025年累计交付规模达30兆瓦级。以积层箔为核心布局积层箔电容与超级电容，深耕AI服务器电源领域。（数据来源：财通证券研究所）。市场空间与投资节奏。全球超级电容市场：2025年28.0亿美元→2034年123.9亿美元，CAGR 18.1%。亚太地区为全球最大市场，占比45.62%。投资节奏判断：当前处于海外验证→国产导入的过渡期。武藏与Flex已推出成熟的CESS方案，国内厂商正从技术验证进入批量交付阶段。随着GB300/Rubin等高功率AI机柜出货增长，超级电容在AIDC场景的渗透率有望快速提升。核心催化：①英伟达下一代AI机柜方案中超级电容的标配化；②国内云厂商AIDC建设中超级电容方案的导入；③国产超级电容厂商进入头部服务器电源供应商名单。（数据来源：财通证券研究所）。延伸阅读。以上为报告核心趋势分析，如需获取完整报告详细数据及全部内容，请访问下载页下载完整PDF报告。FAQ。Q1：为什么AI数据中心需要超级电容？A：AI训练中数千个GPU同步运行，导致功耗在空闲与高功耗状态间快速切换，产生较大功率波动。超级电容可快速充放电，平滑功耗曲线。随着AI机柜向兆瓦级演进，功率平滑需求进一步上升。Q2：超级电容相比电池的优势是什么？A：超级电容功率密度是电池的10-100倍、充放电寿命可达百万次（电池仅数百至数千次）、响应时间毫秒级。电池无法满足AI负载的瞬时功率补偿需求，超级电容是功率平滑的最优解。Q3：EDLC和HSC有何区别？A：EDLC纯物理储能，功率密度极高、寿命极长，但能量密度较低。HSC物理+化学混合储能，兼具EDLC的高功率密度和电池的高能量密度，更适配AI功率平滑场景。武藏等厂商重点扩产HSC产品线。Q4：全球超级电容市场的规模有多大？A：2025年市场规模28.0亿美元，预计2034年达123.9亿美元（CAGR 18.1%）。AI数据中心是主要增量来源，亚太地区为全球最大市场（占比45.62%）。Q5：国内超级电容厂商的布局进度如何？A：江海股份已获服务器电源批量订单，思源电气进入批量应用阶段，东阳光完成30兆瓦级交付，火炬电子通过中科超容聚焦核心材料。国产厂商正从技术验证进入批量交付阶段，海外验证→国产导入窗口打开。数据来源说明。本报告数据来源于：财通证券研究所、ABRACON、Murata、alterfield、Musashi、NVIDIA官网、Fortune Business Insights、中国储能网、Maxwell、中科超容公众号。