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： 超级电容是介于传统电容器与电池之间的新型储能器件：相较于传统电容器有更高的容量、更快的充放电时间和更长的寿命；相较于电池有更高的功率密度。超级电容器可分为双电层电容（EDLC，纯物理储能）和混合超级电容（HSC，物理+化学混合储能）。 AI训练负载同步运行特征导致稳态运行期间存在较大功率波动：数千个GPU同步运行，使GPU集群总功耗反映并放大单个节点的功耗波动。AI工作负载会在空闲状态和高功耗状态之间出现突然转换，对功率平滑提出了更高要求。 超级电容可用于平滑AI训练负载的瞬时功率波动：在GPU功耗较低时储能系统充电，在GPU功耗较高时储能系统放电，平缓功耗曲线。随着AI机柜向兆瓦级演进，同等比例的GPU负载跃迁将对应更大的功耗摆幅。 全球超级电容市场持续扩容，2026-2034年CAGR达18.1%：2025年全球超级电容市场规模为28.0亿美元，预计2034年增长至123.9亿美元。亚太地区占全球市场份额的45.62%，为全球最大市场。 海外厂商率先验证AI场景，国产厂商迎来补位窗口：武藏依托HSC产品切入AI机柜储能，与Flex合作推动CESS电容储能系统落地。国内江海股份已形成EDLC与LIC/HSC双路线布局，火炬电子通过中科超容延伸超级电容核心材料能力，思源电气进入批量交付阶段，东阳光已实现交付并向AI领域布局。 财通证券看好AI算力拉动超级电容需求上行：建议关注江海股份、火炬电子、思源电气、东阳光。超级电容：新一代高性能储能器件。定义与定位：超级电容是一种高性能电子器件，核心能力在于短时间内完成能量吸收与释放。它比传统电容器具有更高的能量密度，同时可以在短时间内释放大量能量，充放电循环可达上百万次而不会出现明显退化性能，比传统电池寿命长得多。超级电容有效填补了传统电容器与电池之间的空白。两大分类：1. 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。2. 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。核心结构：超级电容包含两个电极、带正负电荷离子的电解质溶液，以及多孔电解质隔膜（在隔离两个电极的同时允许带电离子穿过）。充电时施加电压，电解质中的负电荷离子被吸引到阳极，在电极和电解质之间表面形成电荷层。（数据来源：财通证券研究所）。AI负载特性：瞬时功率波动的来源。AI训练负载的同步运行特征：在AI训练中，数千个GPU会同步运行，对不同的数据执行相同的计算，这种同步会导致电网层面的功率波动。相较于传统数据中心工作负载（任务异步运行，“平滑”负载），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。功率波动对电网的挑战：AI训练工作负载的功耗会在低功耗与高功耗状态间快速切换。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），GPU负载波动同步放大。传统54V机架内配电专为千瓦级机架设计，无法支持即将进入现代AI工厂的兆瓦级机架。储能元件的平滑作用：对于稳态运行期间的快速、短期功率波动，储能元件（特别是电解电容器/超级电容）可在GPU功耗较低时充电、功耗较高时放电，平缓功耗曲线。随着AI工厂向着兆瓦级机架演进，同等比例的GPU负载跃迁将对应更大的功耗摆幅，对功率平滑提出了更高要求。（数据来源：财通证券研究所）。超级电容的市场空间。全球超级电容市场持续扩容：根据Fortune Business Insights，2025年全球超级电容市场规模为28.0亿美元，预计从2026年的32.9亿美元增长至2034年的123.9亿美元，2026-2034年CAGR为18.1%。从区域结构看，2025年亚太地区占全球市场份额的45.62%，为全球最大市场；北美、欧洲、拉美、中东及非洲占比分别为16.89%、16.46%、8.66%、12.37%。数据中心有望打开新的市场空间：随着以ChatGPT、DeepSeek为代表的AI模型大规模应用，传统通算中心已逐渐无法满足日益增加的算力需求，智算中心（AIDC）应运而生，峰值功率明显增加，使得备电系统务必满足高功率、瞬时响应的需求。超级电容能瞬时补偿电源波动，起到“削峰”作用，保护电路和设备，维持电压稳定。在面临突发停电时，超级电容可作为一级备电，实现毫秒级供电，避免服务器因供电延迟导致的数据丢失。（数据来源：财通证券研究所）。海外厂商布局：武藏与Maxwell。武藏（Musashi） ：全球LIC/HSC龙头厂商。旗下Musashi Energy Solutions致力于设计和开发高功率、长寿命和高安全性的混合超级电容器。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。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在超级电容器系统领域拥有数十年创新经验，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场景。（数据来源：财通证券研究所）。国内厂商进展：加速追赶。江海股份：国内电容器龙头，主营涵盖铝电解电容、薄膜电容与超级电容三大板块。超级电容产品包括双电层电容器、锂离子电容器以及超级电容模组。锂离子超级电容器已获得国内外多个领域著名企业认可，在轨交、汽车、医疗仪器、新能源、电网、智能三表、AGV、港口机械已进入批量应用阶段。在服务器电源等新应用场景开发新产品且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布局。中科超容由中科院专家、留美博士刘双翼研究员领衔创办于2018年，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重点发力。思源电气：在新型电力系统应用场景中，静立型同步调相机（SSC）和调频储能等应用逐步得到客户认可，逐步从试点转为批量应用；在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：在广州新设广东东阳光超容科技有限公司，专注于超级电容器及混合型电容器关键材料、单体、模组、管理系统的核心技术研发与市场开拓。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）。投资建议。核心逻辑：AI算力拉动超级电容需求上行，国产厂商迎来技术突围窗口期。AIDC机柜功率密度提升与近端高频调峰需求释放，有望为超级电容打开新的增量市场空间。建议关注标的：江海股份（国内电容器龙头，超级电容双路线布局）、火炬电子（深耕上游核心材料，构筑差异化竞争壁垒）、思源电气（数据中心领域进入批量应用阶段）、东阳光（超级电容已实现交付，向AI服务器电源领域布局）。（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（含完整财务预测、估值分析等），请访问下载页下载完整PDF报告。FAQ。Q1：超级电容与传统电容器和电池有何不同？A：超级电容相较于传统电容器有更高的容量、更快的充放电时间和更长的寿命；相较于电池有更高的功率密度。它有效填补了传统电容器与电池之间的空白。EDLC纯物理储能，HSC采用物理+化学混合储能。Q2：AI为何需要超级电容？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之间快速切换，产生较大的功率波动。超级电容可在GPU低功耗时充电、高功耗时放电，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。Q3：全球超级电容市场的规模有多大？A：2025年全球超级电容市场规模为28.0亿美元，预计2034年增长至123.9亿美元，2026-2034年CAGR为18.1%。亚太地区占全球市场份额的45.62%，为全球最大市场。Q4：海外超级电容厂商在AI领域的进展如何？A：武藏与Flex合作推出CESS电容储能系统，部署在GPU机架内调节AI负载功率波动，HSC总年产能将提升至650万颗。Maxwell超级电容出货量超8500万个，产品覆盖数据中心等场景。海外厂商已率先验证AI场景。Q5：国内超级电容厂商的布局情况如何？A：江海股份已形成EDLC与LIC/HSC双路线布局，服务器电源领域有批量订单；火炬电子通过中科超容延伸核心材料能力；思源电气数据中心领域进入批量应用；东阳光已实现30兆瓦级储能系统交付，向AI服务器电源领域布局。国产厂商正在加速追赶。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。