數據中心向800V高壓直流架構的遷移，疊加電網大規模擴容需求，正在為碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等半導體開啟一個歷史性的增長窗口。

據追風交易臺，摩根大通最新研究報告，AI電力半導體市場規模預計將從2025年的約27億美元擴張至2028年的約160億美元，三年復合年增長率約達82%，樂觀情景下市場規模可突破200億美元。這一預測基于對2028年全球新增AI數據中心裝機容量高達80GW的預測，以及每千瓦約250美元的半導體含量假設。

推動這一增長的核心驅動力有兩個：一是數據中心向800V高壓直流（HVDC）架構的系統性切換，這將大幅提升每千瓦的半導體含量；

二是從電網到機架的整條電力鏈路中，機電式元器件正被半導體方案全面替代。SiC每千瓦含量預計從當前的30美元長期提升至60美元，GaN則從3美元躍升至46美元，增幅尤為顯著。

市場規模：三年82% CAGR，2028年劍指160億美元

摩根大通預測，2028年全球新增AI數據中心裝機容量將達約80GW，其中約63GW為新建產能，約18GW為存量替換。以65GW的基準算力新增量和每千瓦250美元的平均半導體含量測算，AI電力半導體市場規模將在2028年達到約160億美元，較2025年估算的27億美元實現三年約82%的復合增長。

當前每千瓦半導體含量約為175美元（據Infineon披露），公司給出的指引區間為100至250美元，具體取決于架構選擇。隨著垂直供電模塊的廣泛普及、固態變壓器（SST）和固態斷路器（SSCB）的規模化部署，以及GaN器件的高單價滲透，含量將向區間上沿乃至更高水平邁進。

從材料維度拆分，硅（Si）仍是最大的美元池，預計2028年市場規模約112億美元；SiC約31億美元；GaN約17億美元。盡管Si體量最大，但SiC和GaN的增速遠超Si，將持續搶占份額。

架構革命：800V HVDC重塑電力鏈路，半導體含量大幅躍升

當前數據中心電力架構存在嚴重的效率損耗。從電網到GPU芯片，電力需經歷四至五個轉換環節——變壓器、UPS、PDU、服務器電源（PSU）、電壓調節模塊（VRM）——端到端效率僅約85%至88%，意味著每100千瓦機架有12至15千瓦的電力以熱量形式白白耗散。

800V HVDC架構通過提升電壓、降低電流，從物理層面大幅削減銅耗和焦耳熱損耗。新架構移除了雙轉換UPS、機架級降壓變壓器和PDU，以及每臺服務器獨立的AC-DC電源，轉而引入集中式高功率AC-DC整流器、機架級800V至低壓DC-DC轉換器，以及DC原生電池備份單元（BBU）。

摩根大通將這一遷移劃分為三個階段：

當前（2026至2027年），傳統215V至400V交流架構仍占主導，800V原生機架尚未普及，改造工作正在推進；
短至中期（2027年下半年至2028年），英偉達Kyber機架計劃于2027年量產，800V原生機架開始規模放量，Schneider和Legrand預計2028年前不會出現顯著的800V牽引力；
中至長期（2028年以后），固態變壓器將直接把中壓交流電轉換為800V直流，整合變壓器與整流器功能，SST大規模部署預計不早于2027年底至2028年初。

值得注意的是，盡管新架構減少了轉換環節，但每個保留或新增的環節均高度依賴先進半導體器件，整體半導體含量不降反升。

SiC與GaN分工明確，各占高地

在800V架構下，SiC和GaN將在不同電壓區間形成清晰的分工格局。

SiC主導高壓電網至機架應用。在固態變壓器、固態斷路器和儲能系統（ESS）等高壓場景中，SiC憑借其極高的擊穿電場（約為硅的10倍）和優異的導熱性（約為硅的3倍），成為不可替代的核心器件。Infineon預計SST市場規模2030年將超過10億美元，SSCB市場規模將超過8億美元。集中式AC-DC整流器同樣以高壓SiC MOSFET為核心構建。

GaN則在Stage 1（800V降壓至低壓）環節展現出獨特優勢。650V GaN HEMT憑借極高的電子遷移率，可在MHz頻率下工作，實現更小的無源元件和更高的功率密度。Navitas已推出10千瓦全GaN DC-DC平臺，實現800V至50V轉換峰值效率98.5%；其更激進的800V至6V單級方案峰值效率達96.5%，功率密度高達2100 W/in3。摩根大通預計，GaN每千瓦含量將從當前的3美元長期提升至46美元，增幅超過15倍。

硅基器件則在Stage 2（VRM/PoL）繼續保持主導地位。VRM需要在極低電壓下向GPU輸送數百乃至數千安培的電流，并以納秒級響應應對GPU算力周期的急劇負載波動。在這一環節，低壓硅MOSFET憑借成本與性能的綜合優勢難以被取代，但垂直供電模塊的興起正在將單價提升3至4倍。

電網擴容：AI拉動基礎設施投資，儲能成新增長極

AI算力的爆炸式增長同步拉動了電網擴容需求。全球數據中心電力需求預計到2030年將達到240至280GW，較2025年約115GW的水平翻倍以上。據BNEF數據，2025年全球電網資本支出預計超過4700億美元，美國貢獻約1150億美元；全球能源轉型總支出（含可再生能源、電網、電動車和儲能）達2.3萬億美元。

儲能系統（ESS）正成為AI電力基礎設施的關鍵一環。AI工作負載會造成單機架在毫秒內從30%空載驟升至100%滿載，聚合至整個數據中心大廳則意味著數百兆瓦的功率在秒級時間內劇烈波動。ESS需從被動備用角色轉變為主動緩沖層，將GPU的功率混沌與電網隔離。數據中心預計到2030年將占商業和工業側表后儲能部署的83%。

在半導體含量方面，每套ESS均需配備以IGBT或SiC功率模塊為核心的雙向逆變器。Infineon估算ESS半導體含量超過2000歐元/MW，并預計全球ESS出貨量將達約1500GWh，對應約375GW的功率容量，潛在市場規模約7.5億歐元。