中信证券--新材料行业AI新材料专题—算力东风起金属软磁芯片电感渗透率加速提升.pdf

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1、 证券研究报告证券研究报告 请务必阅读正文之后第请务必阅读正文之后第 21 页起的免责条款和声明页起的免责条款和声明 算力东风起，算力东风起，金属软磁芯片电感渗透率加速提升金属软磁芯片电感渗透率加速提升 新材料行业 AI 新材料专题2024.3.12 中信证券研究部中信证券研究部 核心观点核心观点 李超李超 新材料行业首席 分析师 S1010520010001 陈旺陈旺 新材料分析师 S1010520090003 AI 产业快速升温和算力需求高速增长的背景下，产业快速升温和算力需求高速增长的背景下，AI 芯片加速向高性能和大功率芯片加速向高性能和大功率方向发展，驱动相关材料的技术变革和需求放量

2、，其中金属软磁芯片电感凭借方向发展，驱动相关材料的技术变革和需求放量，其中金属软磁芯片电感凭借耐大电流耐大电流+小型化特性在大算力场景取代铁氧体电感并且渗透率提升有望加小型化特性在大算力场景取代铁氧体电感并且渗透率提升有望加速，我们预计速，我们预计 2023-2027 年全球金属软磁芯片电感市场规模年全球金属软磁芯片电感市场规模 CAGR 达达 76%，高壁垒下竞争格局有望维持高度集中的态势。高壁垒下竞争格局有望维持高度集中的态势。重点推荐金属软磁芯片电感核心重点推荐金属软磁芯片电感核心供应商铂科新材，建议关注布局金属软磁材料的悦安新材、东睦股份。供应商铂科新材，建议关注布局金属软磁材料的悦安

3、新材、东睦股份。算力时代算力时代 AI 芯片的性能和功率加速提升，驱动相关材料的技术变革和需求放量。芯片的性能和功率加速提升，驱动相关材料的技术变革和需求放量。全球 AI 市场快速升温，不仅催生新的商业场景，更加速传统行业的迭代更新，目前算力增长是促进 AI 发展的核心因素，预计未来 5 年全球算力规模增速超50%，2030 年有望超过 20ZFlops。在算力需求高速增长的背景下，AI 芯片尤其是数据中心 AI 芯片将加速向高性能和大功率方向发展，其中我们更关注具备明显技术变革的环节，叠加需求放量，相应材料的弹性非常可观。金属软磁芯片电感依靠耐大电流金属软磁芯片电感依靠耐大电流+小型化的特性

4、在大算力场景取代铁氧体电感。小型化的特性在大算力场景取代铁氧体电感。随着 AI 芯片功率增加，铁氧体电感已无法满足大电流的需求，金属软磁材料的饱和磁通密度是铁氧体的 2 倍以上，因此具备出色的直流叠加特性，属于适合大电流的材料。同时，性能相当的情况下，金属软磁芯片电感与铁氧体电感相比能缩小 50%-75%体积。未来金属软磁芯片电感有望成为大功率 AI 芯片的主流电感解决方案，目前英伟达 H100 采用的电感即金属软磁芯片电感。三大因素加速金属软磁芯片电感渗透率提升，预计三大因素加速金属软磁芯片电感渗透率提升，预计 2023-2027 年市场规模年市场规模CAGR 达达 76%。首先，主要 AI

5、 芯片厂商后续推出的数据中心 AI 芯片的功率预计基本都在 700W 或以上，大概率采用金属软磁芯片电感方案；其次，越来越多的算力需求下沉到边缘和终端，我们认为金属软磁芯片电感能凭借小型化优势可起到整体降本的效果，从而替代部分铁氧体电感的市场；最后，电源模块厂商致力于在小型化、高功率密度方面努力，使用金属软磁芯片电感替代铁氧体电感能很好地实现这一目标。综上，金属软磁芯片电感的渗透率提升有望加速，我们预计 2023 年全球金属软磁芯片电感市场规模为 1.9 亿元，2027 年达到 18.0 亿元，对应 CAGR 达 76%。认证认证+工艺构筑双重门槛，竞争格局高度集中且有望维持。工艺构筑双重门槛

6、，竞争格局高度集中且有望维持。金属软磁芯片电感厂商需要得到 AI 芯片厂商的认证，对产品可靠性和性能指标的要求较高，从而需要厂商在粉末制备技术和一体成型技术这两大核心制造工艺上的深厚技术积累。目前仅铂科新材和乾坤科技能够供应大算力领域的金属软磁芯片电感，我们认为新玩家进入该市场的难度较大，未来竞争格局有望维持高度集中的态势。风险因素：风险因素：AI 商业化进度不及预期；AI 芯片出货量不及预期；技术路线改变的风险；原材料价格波动；行业竞争加剧；国际产业环境发生重大变化的风险。投资策略投资策略：重点推荐一体化的金属软磁芯片电感核心供应商铂科新材，建议关注布局金属软磁材料的悦安新材、东睦股份。重点

7、公司盈利预测及投资评级重点公司盈利预测及投资评级 简称简称 代码代码 收盘价收盘价 EPS PE 评级评级 22 23E 24E 25E 22 23E 24E 25E 铂科新材 300811.SZ 60.75 0.97 1.33 1.96 2.71 63 46 31 22 买入 资料来源：Wind，中信证券研究部预测 注：股价为 2024 年 3 月 11 日收盘价 新材料新材料行业行业 评级评级 强于大市（维持）强于大市（维持）u Q r x b i PJPZi 3f Ez 6 w k v Zi w y e l W 2 M R0 d x W z q Nw 0 Zf ZCE=u Q r x b

8、 i PJPZi 3f Ez 6 w k v Zi w y e l W 2 M R0 d x W z q Nw 0 Zf ZCE=新材料新材料行业行业 AI 新材料专题新材料专题2024.3.12 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 2 目录目录 算力时代算力时代 AI 芯片的性能和功率加速提升，驱动相关材料的技术变革和需求放量芯片的性能和功率加速提升，驱动相关材料的技术变革和需求放量.4 AI 进入黄金发展期，全球算力需求爆发式增长.4 AI 芯片是算力时代的硬件基础，性能和功率加速提升.6 AI 芯片的发展趋势驱动相关材料的技术变革和需求放量.7 金属软磁芯片电感：依靠耐大电流金属软磁芯片

9、电感：依靠耐大电流+小型化的特性在大算力场景取代铁氧体电感小型化的特性在大算力场景取代铁氧体电感.10 金属软磁芯片电感拥有耐大电流、小型化等优秀特性.10 三大因素加速金属软磁芯片电感渗透率提升.12 预计 2023-2027 年市场规模 CAGR 达 76%，认证+工艺构筑双重门槛.14 相关公司相关公司.16 铂科新材.16 悦安新材.17 东睦股份.18 风险因素风险因素.19 投资建议投资建议.20 投资策略.20 r w Sp u q EQ o G y JBe S2 a k h y JA y e l W 2 M R0 d x W z q Nw 0 Zf ZCE=r w Sp u q

10、 EQ o G y JBe S2 a k h y JA y e l W 2 M R0 d x W z q Nw 0 Zf ZCE=r w Sp u q EQ o G y JBe S2 a k h y JA y e l W 2 M R0 d x W z q Nw 0 Zf ZCE=新材料新材料行业行业 AI 新材料专题新材料专题2024.3.12 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 3 插图目录插图目录 图 1：AI 应用已经融入不同细分领域.4 图 2：算力需求的增长速度与摩尔定律大致相同.5 图 3：2022 年全球算力结构.5 图 4：全球算力规模及预测.5 图 5：全球数据中心 AI 芯

11、片市场规模预测.6 图 6：AI 芯片的峰值性能与功率的散点图.7 图 7：H100 SXM5 示意图.8 图 8：AI 芯片性能提升和功率增加的发展趋势下带来的重要变化及相关材料.9 图 9：数据中心多相供电简要示意图.10 图 10：金属合金和铁氧体的直流叠加特性.11 图 11：金属合金和铁氧体的饱和磁通密度.11 图 12：金属合金和铁氧体的温度特性.12 图 13：金属合金和铁氧体的漏磁通.12 图 14：英伟达数据中心 AI 芯片产品路线图.12 图 15：云、端、边三种计算场景示意图.13 图 16：模块化电源与分立式电源示意图.14 图 17：模块化电源内部示意图.14 图 1

12、8：2019 年-2023Q1-Q3 铂科新材营业收入和归母净利润情况.16 图 19：2023H1 铂科新材营业收入结构.16 图 20：2019-2023 年悦安新材营业收入和归母净利润情况.17 图 21：2022 年悦安新材营业收入结构.17 图 22：2019 年-2023Q1-Q3 东睦股份营业收入和归母净利润情况.18 图 23：2023H1 东睦股份营业收入结构.18 表格目录表格目录 表 1：AI 芯片分类与特点.6 表 2：功率电感器的结构和特点.11 表 3：模块化电源与分立式电源对比.14 表 4：全球金属软磁芯片电感市场规模测算.15 I k 39k o 0 1CNQ

13、 l 50 W+s Zx t u w y e l W 2 M R0 d x W z q Nw 0 Zf ZCE=I k 39k o 0 1CNQ l 50 W+s Zx t u w y e l W 2 M R0 d x W z q Nw 0 Zf ZCE=I k 39k o 0 1CNQ l 50 W+s Zx t u w y e l W 2 M R0 d x W z q Nw 0 Zf ZCE=新材料新材料行业行业 AI 新材料专题新材料专题2024.3.12 请务必阅读正文之后的免责条款和声明 4 算力时代算力时代 AI 芯片的性能和功率加速提升，驱动相关芯片的性能和功率加速提升，驱动相关

14、材料的技术变革和需求放量材料的技术变革和需求放量 AI 进入黄金发展期，全球算力需求爆发式增长进入黄金发展期，全球算力需求爆发式增长 AI 进入黄金发展期，进入黄金发展期，IDC 预计预计 2022-2027 年全球年全球 AI 软件市场规模软件市场规模 CAGR 为为 31.4%。2006 年开始，伴随着高性能计算机、云计算、大数据、传感器的普及，以及计算成本的下降，深度学习算法随之兴起，人工智能（AI）迎来第三次浪潮。随着 ChatGPT 和 Stable Diffusion 等 AI 算法的更新迭代，全球 AI 市场快速升温，AI 技术已融入搜索、Chatbot、图像、视频、写作、音乐、

15、教育等众多细分领域，不仅催生新的商业场景，更加速传统行业的迭代更新。根据 IDC，2022 年全球 AI 软件市场规模为 640 亿美元，预计 2027 年将增加到 2510 亿美元，对应 CAGR 为 31.4%。目前 AI 应用是 AI 软件的最大类别，大约占2023 年市场规模的三分之一，第二大类别是 AI 平台（促进 AI 模型和应用开发），其有望在 2022-2027 年实现 35.8%的 CAGR，并在 2027 年成为最大类别。图 1：AI 应用已经融入不同细分领域 资料来源：2023 年 AI 应用市场洞察（Sensor Tower）算力增长已经成为促进算力增长已经成为促进 A

16、I 发展的核心因素。发展的核心因素。从历史上看，AI 的快速发展是由新思想或者革命性利润推动的。根据 Intelligent Computing：The Latest Advances，Challenges，and Future（Shiqiang Zhu，Ting Yu，Tao Xu 等），Open AI 的研究人员在 2018 年进行了一项基于算力追踪最大模型增长的研究，结果表明开发突破性模型所需的算力增长速度与摩尔定律大致相同。尽管深度学习算法一直是过去 10 年 AI 发展背后的驱动力，但图像识别系统 AlexNet 的发布使得顶级模型对算力的需求急剧增长，从 2012 年到 2018 年，算力需求每 3.4 个月翻一番。与最初普及深度学习的 2012 年突破性模型相比，2020 年发布的最大模型需要 600 万倍的计算能力。尽管算法和架构取得了进步，可以用更少的计算完成更多的学习，但即使在这些进步之后，处理需求仍然很高，算力已经成为智能计算的瓶颈。U f k o D VEW D XU F4PH/z d q a BY8 R2 b Pm a 1m w 6 b 4l F+f u L4