英伟达新一代 GB300 NVL72 机柜内部搭载超 300 颗超级电容,这一变化具备行业标志性意义。长久以来,超级电容多用于轨道交通、风电装备、电动汽车与电网调频等工业场景,而在 GB300 平台中,超级电容直接集成至机柜电源系统,不再作为可选配件,升级为标准配置。光大证券测算数据显示,全球超级电容市场规模将由 2025 年 146 亿元增长至 2030 年 442 亿元;五年间新增 296 亿元市场空间内,AI 数据中心贡献增量高达 217 亿元,推动 AIDC 赛道市场占比自 26% 提升至 58%。GPU 负载剧烈波动,成为推动超级电容大规模普及的核心诱因,算力设备用电模式由平稳消耗转变为毫秒级功率震荡,倒逼供电系统响应能力全面升级。

分析 AIDC 供电难题,不能只关注机柜平均功耗,GPU 无规律的负荷跳变才是供电系统最大挑战。可以将 GPU 类比为持续急加速、急减速的赛车,大规模算力任务启动瞬间,大量 GPU 同时冲高功耗;运算阶段结束后,负荷又会在毫秒尺度快速回落。电网与传统电源设备适配平稳负荷,很难跟上如此快速的功率变化,一旦供电响应滞后,直流母线电压快速跌落,轻则引发算力运算出错,严重时服务器触发保护停机。以往行业普遍依靠预留供电冗余应对波动,一台额定 100 千瓦机柜,供电系统按照 120 千瓦甚至更高标准建设,大量容量长期闲置,造成资源浪费。

储能方案形成清晰分工:超级电容与 BBU 锂电池备电单元互为搭档,不存在替代关系。锂电池储能容量更大,适合长时间供电,当园区发生断电事故,BBU 能够维持数分钟供电,支撑数据保存、等待柴油发电机启动;超级电容能量储量有限,但具备毫秒级充放电能力,循环次数可达数十万乃至上百万次,专门对冲 GPU 运行过程中频繁出现的瞬时功率尖峰。负荷冲高时迅速释放电能补齐缺口,功率回落时快速吸纳多余电能,二者搭配构成新一代 AI 机柜标准储能方案,这也是 GB300 同步搭载两套储能单元的根本原因。

随着超级电容进驻 AI 机柜,它在供电架构中的定位发生根本性转变。传统数据中心供电体系分层明确,柴油发电机应对长时间停电,UPS 承担短时备电,服务器主板小型电容处理极短电压扰动,整套架构围绕 “断电场景” 设计。但 GPU 带来的负荷波动产生于正常运行时段,传统架构缺少针对性缓冲环节,并且集中式 UPS 多次交直流转换,带来 2%-3% 持续能耗损失。高压直流 HVDC 架构逐步成为行业主流,电能进入机房统一转换为直流电,就近输送至机柜侧电源机架,减少转换损耗,同时超级电容、BBU 得以贴近算力设备部署。台达面向英伟达研发的 Power Rack 是典型方案,单机架输出功率 570 千瓦,最高转换效率 98.5%,电压波动发生时,超级电容 0.1 毫秒内启动补电,后续由 BBU 持续承接供电。英伟达产品迭代同样印证该趋势,早期服务器储能属于选配,GB300 平台将超级电容集成储能托盘纳入标配;长期来看,电源模块、CBU、BBU 有望整合进独立电源机架,统一为算力机柜供电。储能设施不断向服务器侧靠近,市场价值重心逐步从机房级 UPS,转向机柜侧快速储能单元。

行业内超级电容分为 EDLC 双电层电容、LIC 锂离子电容两条成熟路线,二者特性差异决定适用场景。EDLC 依靠物理方式储存电荷,内阻低、功率密度突出,循环寿命可达上百万次,短板在于能量密度偏低;LIC 负极掺入锂离子,兼顾快速充放电与更高能量密度,同等体积下储能能力更强。GB300 优先选用 LIC 方案,核心约束来自机柜内部空间,NVL72 机柜空间紧凑,需要容纳数百颗超级电容、电源模块与各类控制组件,厂商选择以成本换取空间利用率。EDLC 依旧拥有稳定市场,适合成本敏感、循环寿命要求严苛,或是芯片端直接电压钳位场景,两条技术路线长期并行发展。LIC 制造环节的预掺锂工艺至关重要,锂离子掺杂均匀度直接决定产品性能与批次一致性,日本武藏在该工艺上实现稳定量产,也是国内企业切入 AIDC 供应链需要攻克的核心关卡。

光大证券对 2030 年 AIDC 超级电容 255 亿元市场规模的测算建立在三组核心假设之上:全球 AIDC 机柜出货量由 2026 年 6 万台增长至 2030 年 15.7 万台,海内外 AI 服务器平台陆续搭载超级电容;伴随 Rubin 等新一代高功耗算力平台落地,单机柜超级电容搭载数量每年提升 10%,2030 年达到 439 颗;单颗模组价格每年下降 5%,由 2026 年 453 元降至 2030 年 369 元。由于单机柜用量增幅高于单价降幅,单机柜超级电容配套价值将由 13.6 万元提升至约 16 万元。市场规模能否兑现,取决于 AI 机柜实际出货节奏、海外头部平台方案延续性,以及国内服务器厂商跟进力度。

超级电容传统赛道依旧保持稳定增长,并未被 AIDC 需求替代。轨道交通领域利用超级电容回收制动能量,支撑列车启动;汽车行业依靠它实现低温启动、制动能量回收;风电机组使用超级电容作为变桨后备电源,故障状态下快速调整叶片角度;电网场景借助超级电容完成快速调频。机构预测,2030 年传统应用领域市场规模可达 187 亿元,AI 算力需求是在原有市场基础上开辟的全新增长曲线。

产业链上游,多孔炭是超级电容成本最高、技术壁垒最强的原材料,占产品总成本 30%-40%,直接决定电容容量、循环寿命与一致性。微孔负责储存电荷,介孔提供离子传输通道,两种孔隙结构比例需要精准调控。高端多孔炭市场长期由日本可乐丽主导,国内企业形成两条发展路线:椰壳基生物质工艺成熟,但高端原料存在进口依赖;石油焦路线原料成本更低,提纯与孔隙调控难度更大。国产材料想要进入高端供应链,需要同步攻克性能、稳定性与成本难题。

产业链国内头部企业已经开启布局。江海股份是国内电容行业综合性龙头,同时布局铝电解、薄膜、超级电容产品线。2025 年企业总营收 54.84 亿元,同比增长 14.06%;铝电解电容营收 44.18 亿元,薄膜电容 5.75 亿元,超级电容营收 3.52 亿元,增速达到 52.51%。2026 年一季度超级电容营收 1.06 亿元,其中 AI 服务器电源相关产品营收 1200 万元,持续放量。公司 LIC 技术源自日本 ACT,已经实现量产,机构预测 2026 至 2028 年营收有望依次达到 66.97 亿元、85.17 亿元、112.6 亿元。

思源电气依托控股 70.42% 的烯晶碳能布局赛道,企业专注 EDLC 与混合型超级电容研发,掌握两大核心技术:打破海外垄断的干法电极工艺,搭配全激光焊接实现车规级稳定性;成功研发 5000F 单体电容,突破行业 3000F 上限,核心依托多孔径分级多孔炭材料。自 2025 年起,烯晶碳能 AIDC 业务需求快速上行,产品批量供货头部电源厂商,同时进入全球车企、电力设备企业供应链,产线持续扩产。市场预测思源电气 2026-2028 年归母净利润有望达到 45 亿元、61.6 亿元、83.6 亿元。

元力股份是国内木质活性炭龙头,2025 年底活性炭产能 16 万吨,正向超级电容炭等高附加值碳材料延伸。超级电容炭对标进口产品,售价约每吨 10 万元,相比进口产品降幅接近一半,2025 年出货量同比翻倍,毛利率维持 30%-40%。2026 年 4 月公司确认产品稳定量产销售,算力行业需求持续拓宽市场空间。公司布局生物质、石油焦、树脂多条多孔碳制备路线,同步推进年产 2000 吨多孔碳项目建设,参股墨西哥活性炭工厂拓展海外市场。

长远来看,超级电容大规模商用仍存在挑战,现阶段产品成本偏高,市场教育仍需持续推进,行业大规模普及预计延后至 2028 年前后。但 AI 算力密度持续提升带来供电系统升级需求具备长期确定性,超级电容从工业配套零部件,转变为 AIDC 基础设施核心元器件,整条产业链迎来价值重估窗口。

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