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PSU

更新 2026-06-20

定義

PSU(Power Supply Unit,電源供應器)是把市電 AC 或資料中心配電電壓轉換成伺服器、交換器、儲存設備與 rack 內部可用 DC 電壓的電力轉換模組。傳統伺服器多以 AC input PSU 輸出 12V;AI 伺服器功率密度上升後,架構逐步延伸到 48V / 54V bus、power shelf、BBU shelf、power rack、HVDC sidecar 與更高壓直流配電。

PSU 在 AI 資料中心不是單純外殼電源,而是連接資料中心配電、機櫃備援、板上 VRM 與散熱成本的核心環節。GPU rack 功率提升會同時推升 PSU 瓦數、效率、功率密度、半導體用量、電容 / 電感 / 繼電器規格與測試需求。

圖解

flowchart LR
    GRID[AC grid / UPS / data center power] --> PSU[PSU / Power Shelf]
    PSU --> BUS[12V / 48V / 54V DC bus]
    BUS --> BBU["[[技術_BBU備援電池|BBU shelf]]"]
    BUS --> BOARD[Server board]
    BOARD --> VR["[[技術_DrMOS|VRM / DrMOS]]"]
    VR --> GPU[GPU / CPU / ASIC]
    PSU --> CTRL[監控 / 保護 / 冗餘控制]
    HVDC["[[技術_固態變壓器SST|HVDC / sidecar / power rack]]"] -. architecture upgrade .-> PSU

圖說:PSU / power shelf 是 AI rack 電力進入伺服器板上電源前的第一層轉換與保護,往下接 VRM,往上接資料中心配電與備援系統。

架構類型

類型 說明 投資觀察
傳統 AC/DC PSU AC input,輸出 12V 或 48V 至伺服器 仍是主流出貨基礎,瓦數與效率規格升級
48V / 54V PSU 較高 bus voltage 降低電流與銅損 AI server / networking 逐步普及,高壓元件與 DC/DC 配套增加
Power shelf 多顆 PSU 模組組成 rack / shelf 層級電源 AI rack 總功率拉高後,系統整合與冗餘設計更重要
BBU shelf 整合 與備援電池模組搭配,支援短時間 bridge power 技術_BBU備援電池 與 PSU / power shelf 共同觀察
HVDC sidecar / power rack 將較高壓 DC 配電帶到 rack 旁或 rack 內 技術_固態變壓器SST、高壓繼電器、保護元件與測試設備受惠

各世代 PSU / 電源櫃規格演進(台達電,電源產業簡報 2026-07-03)

GB200 NVL72 GB300 NVL72 VR200 NVL144 Rubin Ultra NVL576(Kyber)
GPU 數量 72 72 144 576
Server Power 120–140kW 135–200kW 220–250+kW 600–1,000kW
設計容量/Rack 198kW 288kW 432kW 576–1,000+kW
PSU 規格 5.5kW ×48 8kW ×24 12kW ×36–48 30kW ×36
PSU ASP/顆 $800 $1,800 $2,500 $9,000
BBU 規格 5.5kW ×24 8kW ×24 12kW ×36 25kW ×36
BBU ASP/顆 $850 $1,240 $1,860 $3,875
超級電容 $8,000 $15,000
每櫃電源 content $59,040 $63,360 $156,960–186,960 →$240,000(Power Rack) $478,500 →$680,000(Power Rack)
  • 每瓦 ASP 持續走高(GS 供應鏈調查,假設台達 PSU GM 50%):5.5kW 世代 $120/kW → 12kW 世代 $173/kW;漲價主要來自功率元件(SiC/GaN)與被動元件(電解電容/陶瓷電容)漲價,台達以龍頭地位轉嫁成本。
  • Power Shelf 在 GB200 NVL72 以 6/8 層 in-rack 形式部署,將 LVAC 轉 48–54V DC 由 Busbar 配電;HVDC 架構下移到電源櫃,靠近負載再減壓、極大化 800VDC 傳輸距離,並以瞬態穩定器平滑 GPU 功率變動——Power Shelf 強度直接決定 AI Rack 運行上限。

關鍵規格 / 判斷指標

指標 意義 觀察重點
額定功率 單顆 PSU 可供應瓦數 AI PSU 從 5.5kW、12kW 往更高瓦數演進
效率 AC/DC 或 DC/DC 轉換損耗 影響資料中心 PUE、散熱與營運電費
功率密度 每體積 / 每機架可供應功率 rack TDP 上升後,PSU 體積與散熱設計成瓶頸
輸出電壓 12V、48V、54V、HVDC 等 電壓越高,電流與銅損下降,但元件耐壓與安全要求提高
冗餘 / 熱插拔 N+1、N+N、hot-swap 影響資料中心可用性與維修性
hold-up time / bridge power 電源中斷時維持輸出的能力 與 BBU、超電容、UPS / power rack 架構搭配
安規 / EMI 安全、電磁相容、可靠度 高功率 AI PSU 對認證與測試要求提高

核心 BOM

類別 元件 相關頁面 / 公司
功率半導體 MOSFET、SiC / GaN、二極體、整流與 PFC 元件 技術_MOSFET技術_碳化矽SiC技術_IGBT
控制 IC PFC controller、LLC controller、PWM controller、monitor / protection IC 技術_PMIC技術_DrMOS
被動元件 鋁電解、聚合物鋁、MLCC、功率電感、變壓器 技術_鋁電解電容技術_聚合物鋁電容技術_TLVR電感
保護 / 切換 繼電器、保險絲、TVS、eFuse、hot swap 技術_TVS保護元件7788_松川精密(市)
散熱 / 機構 風扇、散熱片、均熱與高效率 airflow 技術_液冷技術_均熱片
測試設備 電源測試、老化、負載模擬 2360_致茂(市)
報告_電源供應與管理產業_20260703_046

圖說:AC-DC PSU BOM 成本拆解(5.5kW vs 12kW 兩規格)——功率半導體占比最高(45% vs 52%),電容 12%/15%,磁性元件 9%/9%。

技術瓶頸 / 風險

  • 高功率密度與散熱:瓦數上升會推高損耗熱,PSU 本身的效率與散熱設計直接影響 rack 可用功率。
  • 高壓化可靠度:48V / 54V、HVDC sidecar 或 800V 相關架構會提高耐壓、絕緣、滅弧與安規難度。
  • 客戶集中與認證:AI PSU 進入 CSP / GPU 平台供應鏈需要長時間驗證,量產節奏受平台切換影響。
  • 架構變動:native 800VDC、power rack、SST、BBU shelf 的採用時點可能變動,需避免把長期架構升級直接等同短期營收。
  • BOM 成本波動:功率半導體、磁性元件、鋁電解 / polymer 電容、繼電器與測試產能都可能成為成本或供應限制。

關鍵廠商

環節 廠商 角色
AI PSU / power shelf / HVDC 2308_台達電(市) AI 資料中心電源與散熱核心供應商,庫內公司頁已收錄 AI PSU、power shelf、HVDC power rack 觀察
PSU / power shelf / BBU 2301_光寶科(市) AI data center 電源配套、110kW power shelf 與 BBU 擴產觀察
電源供應器 3015_全漢(市)6282_康舒(市)6412_群電(市) server / adapter / 電源供應鏈觀察公司;全漢偏 CRPS / M-CRPS 與 PC / IPC / 工控電源基本盤
UPS / 高功率電源 6409_旭隼(市) UPS、逆變器與 AI data center 電源原型機觀察
測試設備 2360_致茂(市) PSU / BBU / HVDC power rack 測試需求受惠
保護與切換 7788_松川精密(市) PSU、BBU、UPS、HVDC 相關繼電器與保護元件

投資判讀

  • AI PSU 受惠不只來自瓦數增加,也來自 ASP / watt 上升:更高效率、更高功率密度、更高耐壓與更複雜的保護 / 監控會拉高 BOM。
  • PSU 是 power rack、BBU、HVDC sidecar 與板上 VRM 的交會點。若只看單顆 PSU 出貨量,容易低估 power shelf / rack-level power 的系統價值。
  • 對台股而言,主線是 2308_台達電(市)2301_光寶科(市) 等系統電源廠;二階受惠包含測試設備、電容、電感、繼電器、功率半導體與連接器。

相關技術

來源

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