21世纪经济报道记者 张赛男

GPU的功耗从1000瓦冲向5000瓦之后，整柜供电电流逼近6000安培，柜内负责输配电的母线铜排，已经粗得像是“一块铜锭”。

功率半导体正是处理高电压、大电流的核心器件，从服务器到冷却系统，数据中心的每一个电力环节都离不开它的精准控制。在AI算力基建的强力拉动下，功率半导体已历经多轮阶梯式调价，成为业内最受关注的涨价品种之一。

但国产厂商们却在做一件看似“逆势”的事：不再满足于只卖器件，而是争相向系统方案商转型。士兰微把产品线从功率器件一路铺向整套系统方案；东微半导宣布收购数字控制IC公司慧能泰，从“单一功率器件供应商”升级为“系统方案供应商”。更多厂商正以自研、并购等方式，把产品线从“开关”延伸到“大脑”。

“如果功率器件是手和脚，IC就是要做控制，像大脑一样。”东微半导IC技术部总监王毅日前接受21世纪经济报道记者采访时，用这个比喻解释这场转型的产业逻辑。在他看来，从单一器件向系统方案跃迁，不是可选项，而是国产功率器件厂商迈向更高附加值的必经之路。而AI掀起的供电革命，正让这条路上出现一道罕见的时间窗口。

器件商的困境

功率器件，包括MOSFET、IGBT、碳化硅、氮化镓等产品，是电力世界的“粮食”，凡有电能转换处皆有它的身影。中国是全球最大的功率半导体市场，但国产厂商长期蜷缩在价值链的底端：产品同质化、价格战惨烈、毛利率微薄。

近两年的市场行情将这一模式的脆弱性暴露无遗。以车规碳化硅为例，行业人士给出的观察是：三四年前一颗车规器件还能卖到约十元，如今已跌至三四元。

器件商的困境还在于其产业链位置。王毅直言，在电源系统里，除了电容、变压器等被动器件外，成本最高的半导体就是功率器件。这意味着，如果客户想降成本，首先压价的对象就是功率器件。

更深层的瓶颈在于能力结构。器件的功能相对单一，而系统是极其复杂的存在。“以前你只是做油条的，现在你要去开饭店。”王毅对记者打了个比方，“做功率器件的，懂的是开和关；做系统的，要懂控制理论、懂电磁干扰设计、懂被动器件选型。这是非常大的跨越。”

长期以来，国内功率半导体企业以提供单一的MOSFET、IGBT等开关器件为主，客户自行设计电源系统。随着下游应用场景的复杂化，这种模式正在被颠覆。

在AI服务器这种高价值、高可靠性要求的场景中，终端客户越来越倾向于“一站式采购”：把功率器件、驱动芯片、数字控制器全部打包，出了问题只找一家供应商。“如果供电的三个环节是不同公司做的，出了问题就会扯皮。”王毅说，“终端客户会要求你把这些全部解决，只找你一个人。”

国内头部厂商已率先响应这一趋势。东微半导2026年5月完成对慧能泰半导体的收购，将其数字控制IC和协议芯片纳入产品体系，补上了从“器件”到“系统”的最后一块拼图。士兰微也在同步布局，公司今年提出“从电网到核心”的全链路系统性解决方案，覆盖从高端模拟芯片、高性能功率器件到应用系统方案。

这也是国际巨头英飞凌和德州仪器的核心打法。英飞凌多年前便提出“product to system”的战略转型，希望为客户提供完整的打包方案，从系统的角度围绕应用进行思考。

系统理解力成新门槛

英飞凌的路径证明了方向，AI真正让这场转型从可选项变为必选项。

AI算力集群功耗的激增，让功率半导体成为继存储芯片之后的产业新增长引擎。行业数据显示，一台AI服务器的功率器件使用量是普通服务器的3至5倍；在电源硬件成本结构中，功率半导体价值占比高达五成。

不仅是数量的增长，AI数据中心对功率器件的性能也提出了前所未有的挑战。由于GPU负载极端剧烈，电流变化率可达数千安培每微秒，对功率器件的可靠性要求也从百万分之一的失效率提升至十亿分之一量级。这意味着，从器件设计、工艺到封装都需要推倒重来。

当前，AI机柜功率已迈入百千瓦级并向兆瓦级演进，行业正在向800V DC高压直流架构全面升级。“从380V到48V再到12V最后到1V，这是目前主流的三级转换方案，”王毅说，“但GPU功耗还在涨，供电架构远未收敛。有厂商在尝试两级甚至直接到低压的方案，技术上还有很多瓶颈。”

就目前的AI供电市场而言，英飞凌、MPS等海外大厂仍然占据主导。英飞凌高管此前向记者透露，一台AI服务器的功耗极高，整台设备价值高昂，一旦出现故障损失巨大，这对功率器件的能效和可靠性提出了极为苛刻的要求。王毅对此并不讳言：AI机柜造价动辄数千万乃至上亿美元，供电仅占约10%，客户初期一定会选市面上名声在外的产品。“没人愿意为省这10%，让另外90%的GPU资产冒风险。”

但裂缝正在出现。海外大厂产能吃紧、响应迟缓以及国产算力生态对本地供应链的诉求，正在为国产厂商打开窗口。“先从不重要的位置开始试，比如风扇供电，经过一段时间验证再慢慢放到核心位置。这是正常的产业规律。”王毅透露，“这个过程可能需要两到三年，但你现在进不去，以后就进不去。”

不只AI：卡位机器人与电网

AI服务器只是起点。在王毅看来，功率半导体的真正增量空间在更远的未来：人形机器人与电网升级被视为下一个超级赛道。

他将AI的产业演进分为三个阶段：当下的预训练投入期、“AI+”的行业落地期，以及向物理世界延伸的“物理AI”期。人形机器人正是第三阶段的核心载体。

尽管市场对机器人商业化时点的判断仍有分歧，王毅对行业前景却颇为笃定。“我认为机器人未来一定是一个很大的市场，有工业电气化的需求、人口老龄化对机器人的需求。我相信落地一定会发生，只是哪一年不好判断。”

机构预测曲线也在上移。IDC预计全球人形机器人市场在2030年出货量将突破51万台；高盛研报把人形机器人2030年的出货量从原先的25.6万台上调到89万台。

机器人对功率半导体的要求远超传统应用，关节电流采样精度已达千分之一级别，关节空间极度受限倒逼开关频率从传统的15-20kHz向100kHz以上迁移。“器件做快了，DSP的采样和计算必须跟得上。”王毅说，这对器件和IC的协同设计提出了全新要求。

而在电网端，AI数据中心的巨量功耗正在倒逼电网全面升级。“十五五”能源规划明确将电力关键核心技术攻关、高端元器件国产化替代列为重点任务。以固态断路器为例，其以功率半导体器件替代机械触点，正从可选配置变为刚需产品，响应速度从毫秒级提升至微秒级。“跟整个电网的需求量比，AI可能就是个零头。”王毅说道。据估算，仅配电端的固态断路器改造，市场容量可达数千亿级别。

从“做油条”到“开饭店”，国产功率器件厂商正在跨越的，是器件时代从未面对过的门槛：系统。这条路没有捷径，成本优势可以被复制，对系统的理解却需要时间沉淀。而王毅给这场验证划出的时间窗，只有两到三年。