民生证券2025年2月AIDC系列报告指出,基于SiC基功率器件的SVG和APF正成为数据中心电能质量治理的技术升级方向。SiC属于第三代半导体材料,在耐高温、高压、开关频率方面具有更优异的特性。相比传统Si基方案,SiC基APF整机效率从97%提升至99%(损耗降低50%),单台年降耗8760度;体积缩小至50%,单位体积容量高一倍;开关频率从20/24Hz提升至40Hz,可靠性和稳定性更高;热导率从1.5提升至14.9 W/(c·m·℃),耐高温性大幅提高。数据中心行业对SiC基电能质量产品接受度快速提升。
SiC材料优势:耐高温、高压、高开关频率
SiC(碳化硅)属于第三代半导体材料,相对于第一代半导体Si材料在耐高温、高压、开关频率方面具有更优异的特性。由SiC材料制成的低压电能质量产品延续材料的优异特性:热导率高达14.9 W/(c·m·℃)(Si仅1.5),耐高温性显著提高,延长设备使用寿命;更高的开关频率(40Hz vs 20/24Hz)保障设备运行可靠性及稳定性;更低的导通电阻和开关损耗,提升整机效率。这些特性使SiC基产品在数据中心等高要求场景中具有明显竞争优势。
数据中心契合度高:空间节约+能效提升双驱动
SiC基APF和SVG产品因为占地空间小、整机效率高、更高的开关频率等优点,与数据中心行业高度契合。数据中心对PUE(电能利用率)的要求逐年降低,SiC基产品效率达99%(高于Si基2%以上),以单台150A/100k的APF半载运行,年降低能耗8760度,直接帮助业主节省电费支出。同时,SiC基产品体积缩小至50%,在数据中心寸土寸金的配电室内,单位体积能容纳的容量高出一倍,空间利用率显著提升。随着数据中心绿电依赖提升,新能源发出的电具有严重且波动明显的无功和谐波,需要响应更快、处理效果更好的电能质量设备,SiC基产品成为最优解。
渗透率快速提升,技术领先企业有望拉开差距
目前盛弘股份已推出全SiC材质APF P5机型,荣获“电能质量开拓先锋”;爱科赛博、上能电气等也在积极布局SiC基产品。随着数据中心行业用户对SiC基底电能质量产品接受度提高,SiC基APF和SVG的市场渗透率快速提升。SiC基功率器件的应用涉及模块设计、热管理、驱动电路等多项核心技术,技术门槛较高,具备SiC基产品研发和量产能力的企业有望在市场竞争中拉开差距。长远来看,数据中心影响电网也需要更多的电能治理——新能源接入带来谐波和无功问题、数据中心大规模建设给电网带来压力、能效规范推动改造需求,均将拉动SiC基电能质量设备的需求增长。
SiC基与Si基APF产品参数对比| 参数 | Si基APF | SiC基APF | 提升幅度 |
|---|
| 整机效率 | 约97%(损耗3%) | 约99%(损耗1%) | 年降耗8760度 |
| 占地空间 | 基准100% | 50% | 缩小50% |
| 开关频率 | 20/24Hz | 40Hz | 提升近一倍 |
| 热导率 | 1.5 W/(c·m·℃) | 14.9 W/(c·m·℃) | 提升近10倍 |