我国多相电源产业链已形成设计、制造、封装、应用完整体系,上游功率半导体、EDA 工具仍是供应链核心卡点,原材料价格波动持续带来成本扰动;下游由 AI 算力建设、智能驾驶渗透率提升共同拉动,需求确定性较强。
一、行业相关定义及产业链图解
根据观研报告网发布的《中国多相电源行业发展现状分析与投资前景研究报告(2026-2033年)》,多相电源是依托多相交错拓扑构建的高性能直流电压转换系统,由多相控制器与集成式功率级芯片(DrMOS)协同工作,把输入电能分流至多相位并联处理,可实现0.5-1.8V、数百至数千安培的低压大电流高精度输出。该方案依靠相位交错技术降低输出纹波、加快动态响应,同时优化功率密度与温升表现,专门适配 CPU、GPU、ASIC 等算力芯片供电,是保障高性能计算设备稳定、高效运行的核心电源架构。
多相电源产业链分为设计、制造、封装、应用四大环节。上游包含半导体基础材料、电子元器件与 EDA 工具;中游以芯片设计企业为核心,负责多相控制器、DrMOS、集成电感等关键器件研发,依托 12 英寸先进晶圆产线完成流片,并借助 COF、SiP 等先进封装技术改善功率密度与热性能;下游面向高算力场景,覆盖服务器与数据中心、汽车ADAS域控、消费电子等方向。产业链协同驱动产品向高频、高效、高集成方向迭代,国产化进程也持续推动信号链与电源管理芯片的融合创新。
二、产业链上游分析:功率半导体、EDA 工具是两大核心卡点,原材料价格波动带来成本扰动
上游供应链的稳定性、成本水平,直接决定中游多相电源等芯片设计企业的发展空间,当前功率半导体、EDA 工具是两大核心卡点,原材料价格波动则带来成本扰动。
1、功率半导体器件:行业向高性能、国产化方向稳步迈进,高端市场仍依赖进口
功率半导体器件是多相电源上游关键的部分,其开关频率、导通损耗和热性能直接决定多相电源的整体效率与小型化程度。长期以来,英飞凌、德州仪器、安森美、意法半导体等国际巨头主导全球市场,在技术研发、产能布局上具有显著的优势。
不过近年来,作为支撑新能源汽车、储能等战略性新兴产业的核心器件,功率半导体凭借其广阔的市场空间与战略价值,成为中国半导体产业实现技术突围与市场逆袭的先锋赛道——在政策红利与技术迭代的双重赋能下,行业向高性能、国产化方向稳步迈进。
当前在国内头部企业(如闻泰科技、华太电子、芯联集成等)已在车规级MOS、大功率射频LDMOS及GaN、 IGBT器件上实现技术突破,部分产品性能对标国际巨头,并成功导入三星、爱立信及国内头部算力厂商供应链。以芯联集成为例:
芯联集成用5年时间迭代了四代产品,最新一代产品已达到国际顶尖企业的技术水准,且较国际同行提前三个月在国内核心客户中实现量产。目前,芯联集成已成长为中国最大的车规级 IGBT 生产基地之一,早在2023年其月产能可达 8 万片等效 8 英寸 IGBT。根据其招股说明书披露,公司核心产品已实现规模化落地与进口替代:750V-1200V 高密度先进 IGBT 及先进主驱逆变器模组,成功应用于新能源汽车电控电动系统并大规模量产;600V-1700V 高密度先进 IGBT 已广泛应用于工业控制领域,实现大规模量产;针对智能电网场景的超高压 3300V 和 4500V IGBT 产品,已顺利完成进口替代,填补了国内相关领域的技术空白。
芯联集成IGBT晶圆代工核心技术概况
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核心技术名称 |
技术/工艺特点 |
技术先进程度 |
技术来源 |
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沟槽型场截止IGBT一代制造技术 |
Pitch尺寸6.4um |
国内领先 |
中芯国际授权 |
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临时键合 |
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Taiko超薄晶圆减薄技术 |
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超薄晶圆的场截止层 |
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沟槽型场截止IGBT二代制造技术 |
Pitch尺寸2.0um-3.0um |
国内领先 |
自主研发 |
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氢注入场截止技术 |
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沟槽型场截止IGBT三代制造技术 |
Pitch尺寸1.6um-2.0um |
国内领先 |
自主研发 |
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氢注入场截止技术 |
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高密度沟槽栅技术 |
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车载IGBT制造技术 |
嵌入式温度,电流传感器技术 |
国内领先 |
自主研发 |
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化学镀金属层技术 |
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氢注入场截止技术 |
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高压IGBT制造技术 |
耐高压(3300V)特殊介质层 |
国内领先 |
自主研发 |
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极深场截止层技术 |
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低应力薄膜技术 |
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快恢复二极管制造技术 |
正温度系数 |
国内领先 |
自主研发 |
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高可靠性钝化层技术 |
资料来源:芯联集成招股说明书,观研天下整理
不过,虽然我国本土功率半导体器件产业已取得明显突破,但在超高功率密度、极端可靠性要求的AI服务器多相电源模块中,高端功率器件仍依赖进口。当前我国功率半导体器件市场竞争格局呈现“金字塔型”分层:英飞凌、安森美等国际巨头主导高端市场(如新能源汽车电驱系统、工业级SiC模块),本土头部企业(如士兰微、闻泰科技)通过IDM模式抢占中低端市场(如消费电子、家电功率器件),而中小型专业厂商则聚焦特定细分领域(如储能变流器、光伏微型逆变器),形成“高端进口替代、中低端本土化、细分领域差异化”的多元化竞争生态。随着国内8英寸SiC衬底等核心材料技术的攻克,未来3-5年将是高端功率器件国产替代的黄金窗口期。
资料来源:公开资料,观研天下整理
2、EDA软件:三巨头垄断格局稳固,国产单点突破、全流程追赶
与此同时,芯片设计环节依赖EDA软件。EDA全称电子设计自动化(Electronic Design Automation),俗称芯片之母,是贯穿芯片设计、制造、封测全流程的高端工业软件,属于半导体产业链最上游核心环节。
长期以来,全球EDA软件市场呈现三足鼎立的垄断格局,Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登电子)、Siemens EDA(西门子EDA)三大巨头凭借数十年的技术积累、完善的工具生态与深度客户绑定,形成了极高的行业壁垒。截至2024年,三大巨头合计占据全球EDA市场约78%的份额,在数字全流程设计、高端模拟仿真等核心领域几乎形成垄断。
面对国际巨头长达数十年的生态垄断,国内EDA企业正通过并购补齐工具链短板,并利用人工智能技术重构设计流程,旨在提升设计效率、降低试错成本。这种技术范式的转换,为国产EDA提供了绕过传统专利壁垒、实现弯道超车的机会。以华大九天为代表的国内EDA龙头,在模拟电路设计领域已占据较高市场份额(超40%),具备较强的竞争力。
然而,在决定高端芯片竞争力的数字电路设计全流程(特别是7nm及以下先进制程)中,国产工具覆盖率仍较低。当前国内 EDA 企业整体则仍呈现 “小而散” 的发展特征,行业仅实现单点工具阶段性突破。分赛道来看,设计类 EDA 国产化落地进度最快,封测类 EDA 紧随其后;而制造类 EDA 技术壁垒最高,全球市场长期被海外三大巨头高度垄断,国内厂商仅在细分工艺环节取得实质性进展:概伦电子器件建模 TCAD 工具全球市占率达 26%,产品已通过台积电 3nm 先进工艺认证;广立微良率分析 DFM 工具完成规模化商用,国内头部晶圆厂渗透率持续提升;全芯智造计算光刻 OPC 工具实现 14nm 节点落地,7nm 及更先进制程仍处于验证迭代阶段,中长期国产化替代提升空间广阔。
EDA全流程核心环节竞争情况
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EDA 工具类别 |
核心环节 |
全球市场格局 |
国产替代进展 |
2025 年国产化率 |
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设计类 EDA |
模拟设计全流程 |
楷登电子、新思科技主导 |
华大九天实现全流程覆盖,国内市场份额领先 |
32% |
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数字前端仿真 / 综合 |
新思科技、楷登电子垄断 |
芯华章、华大九天推出商用产品,成熟制程可用 |
18% |
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数字后端布局布线 / 签核 |
新思科技、楷登电子绝对垄断 |
单点工具突破,14nm 工艺节点进入客户试用阶段 |
8% |
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制造类 EDA |
器件建模 / TCAD |
新思科技、概伦电子双主导 |
概伦电子全球市占率领先,实现全工艺节点覆盖 |
35% |
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计算光刻 / OPC |
新思科技、西门子 EDA 垄断 |
全芯智造实现 28nm 节点商用,7nm 节点验证完成 |
12% |
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良率分析 / DFM |
西门子 EDA、楷登电子主导 |
广立微实现规模化商用,国内晶圆厂渗透率快速提升 |
25% |
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封测类 EDA |
传统封装设计 / 仿真 |
西门子 EDA 主导 |
国产工具基本实现全覆盖,性价比优势显著 |
40% |
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先进封装 / 3DIC 仿真 |
楷登电子、新思科技主导 |
芯和半导体、华大九天推出全流程解决方案 |
15% |
资料来源:公开资料,观研天下整理
地缘环境与供应链安全诉求下,国内芯片设计企业出于备胎规划,对国产 EDA 接受度持续提升。尽管工具替换成本高、验证周期漫长,但在政策与市场共同推动下,国产EDA在成熟制程、部分先进制程落地节奏加快,潜在替代空间逐步转化为商业订单。
3、基础原材料:大宗商品价格波动传导成本压力
此外原材料价格波动是另一大压力源。多相电源上游基础原材料包含铜、铝、硅、金属粉末等,这类大宗商品价格周期性波动,会直接传导至多相电源生产成本,对行业盈利水平形成扰动,是企业成本管控需要持续关注的变量。
进入2026年以来,铜、铝等原材料成本上行,为中游多相电源等芯片设计企业带来一定的成本压力。铜价在2025年末突破10万元/吨后屡创新高,2026年一季度LME铜价均值约9420—9840美元/吨,同比上涨超12%;铝价同步走强,一季度国内电解铝均价同比上涨约8.7%。截至2026年10月27日,国内铜、铝、主力合约价格分别为:沪铜约108800元/吨、沪铝约23430元/吨,整体仍处于高位水平。
三、产业链下游分析:AI 服务器与智能驾驶双轮拉动多相电源需求增长
多相电源下游覆盖服务器、PC、汽车电子、通信基站等场景。当前 AI 算力需求爆发叠加智能驾驶渗透率上行,成为行业增长的两大核心驱动力。
1、AI服务器:算力扩张带动刚性需求
多相电源为AI服务器的刚性选择。在AI服务器领域,AI 芯片的低电压、大电流与高功率特性使得传统单相电源陷入物理性失效,多相电源通过多路并联分流的形式,将AI芯片的大电流拆解为多路小电流处理,并通过热量分布式管理大幅降低温升,系统性解决了AI供电在低压大电流的前提下难以保持稳定快速响应的问题。
当前,随着生成式AI、大模型商业化落地加速,算力需求大幅增长。AI服务器作为算力基础设施的核心硬件载体,市场景气度持续高涨,出货规模快速攀升。数据显示,2021-2025年,全球AI服务器出货量由69.44万台攀升至250.07万台,同期中国出货量由23.33万台攀升至65.74万台。预计到2030年,全球AI服务器出货量将达到654.05万台,2021年至2030年年均复合增长率达28.30%;中国AI服务器出货量将达到193.69万台,2021年至2030年年均复合增长率达26.51%。
数据来源:公开数据,观研天下整理
2、智能驾驶:渗透率提升带动多相电源需求增长
智能驾驶渗透率快速提升,正持续打开车载多相电源的成长空间。随着汽车智驾系统不断迭代,高算力芯片成为核心硬件基础,这类芯片运行时对供电稳定性、供电电流规格提出更高要求,大电流供电场景持续增多,拉动多相电源在汽车领域的需求上行。
近年来,我国乘用车智驾渗透率实现跨越式增长。数据显示,2022年,我国乘用车L2级及以上辅助驾驶渗透率仅30%;2025年上半年该指标攀升至 56%;到2026年上半年,进一步突破70%,达到70.5%,其中领航辅助驾驶(NOA)渗透率超30%。预计2030年,我国具备L2级组合辅助驾驶功能的乘用车新车渗透率有望突破95%。
数据来源:盖世汽车,2026世界智能网联汽车大会,观研天下整理(WW)
L3、L4高阶自动驾驶的落地节奏预期逐步明朗。行业普遍预期,2027 年 L3 级自动驾驶车型将实现量产交付,2028 年L4 级自动驾驶有望开启商业化运营。预计到2030 年,L3级有条件自动驾驶渗透率将超过35%。
综上来看,伴随L2及以上智驾功能持续渗透,叠加 L3、L4 高阶自动驾驶逐步落地,车载高算力芯片的搭载规模将持续扩张,与之配套的多相电源需求有望保持稳步增长。
四、我国多相电源产业链上下游总结分析
整体来看,我国多相电源产业链分工清晰、上下游联动紧密。上游功率半导体、EDA软件是供应链安全的核心短板,高端环节仍存在对外依赖,同时大宗商品价格波动持续带来成本压力;中游依托国内晶圆制造、先进封装产业基础,持续推进控制器、DrMOS等核心器件研发与国产化落地;下游则凭借AI服务器算力扩张、智能驾驶渗透率跨越式提升的双轮驱动,形成了确定性极强的高景气需求支撑,整体产业成长逻辑清晰。
展望未来,国内多相电源产业的长期发展高度将由上游核心环节的自主突破与下游场景的持续放量共同定义。未来3-5年将是高端功率器件、先进制程EDA工具国产替代的黄金窗口期,随着本土企业在7nm以下数字全流程EDA、AI服务器超高功率密度功率器件等卡点领域的持续攻坚,供应链自主可控水平将大幅提升,叠加L3及以上高阶自动驾驶逐步落地、全球AI算力建设持续推进,国产多相电源产品将在数据中心、车载智驾等核心场景实现更大规模的进口替代,推动整个行业向高频、高效、高集成的方向持续迭代。
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