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揭秘備援電池(BBU)供應鏈:從電池芯到系統整合,誰主導未來電力備援市場?

深入解析BBU產業結構、關鍵廠商及其市場影響力,掌握AI時代不可或缺的電力後盾。

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關鍵亮點

  • 多層次供應鏈: BBU供應鏈涵蓋從上游原料供應、中游電池芯/模組製造,到下游系統整合與終端應用的完整結構。
  • 全球與在地廠商並存: 市場由寧德時代(CATL)、比亞迪(BYD)、LG新能源(LGES)等國際巨頭,以及勁永(AES-KY)、順達、新盛力等台灣專業廠商共同組成。
  • AI驅動市場增長: 人工智慧資料中心對不斷電系統的迫切需求,正推動BBU市場高速增長,預計從2024年的4.08億美元增至2031年的8.57億美元。

備援電池 (BBU) 的重要性與市場概況

備援電池(Battery Backup Unit, BBU)是一種關鍵的電源備援解決方案,主要應用於數據中心、人工智慧(AI)伺服器機架、電信基地台等對電力穩定性要求極高的場景。其核心功能是在主電源意外中斷時,立即提供臨時電力,確保設備持續運行,防止數據遺失或系統崩潰。隨著AI、雲端運算和5G技術的蓬勃發展,對不間斷電源(UPS)和備援電力的需求急劇增加,推動了BBU市場的快速擴張。

市場研究預測,全球BBU電源供應市場規模將從2024年的4.08億美元,以12.4%的年複合增長率(CAGR)增長,預計到2031年將達到8.57億美元。這顯示出BBU在現代數位基礎設施中日益重要的地位。

備援電池系統範例

圖片說明:一個典型的機架式備援電池系統 (BBU)。


BBU 供應鏈結構解析

供應鏈概觀

BBU 的供應鏈結構相對複雜,涉及多個環節和不同類型的廠商。從上游到下游,大致可分為以下幾個主要層次:

從原料到終端應用

  1. 原料供應 (Raw Materials): 供應鏈的起點是鋰、鈷、鎳、石墨等關鍵電池原料的開採與精煉。
  2. 電池芯製造 (Cell Manufacturing): 專業電池製造商將原料轉化為鋰離子電池芯(Cell),這是BBU儲存能量的核心單元。
  3. 電池模組組裝 (Module Assembly): 電池模組廠商將多個電池芯串並聯,並加上機構件、熱管理元件和初步的電池管理系統(BMS)接線,組裝成電池模組(Module/Pack)。
  4. BBU 系統整合 (BBU System Integration): BBU系統整合商(或電源供應器廠商)將電池模組、電源轉換器(如DC-DC轉換器)、充電控制電路、更完整的BMS、保護電路、以及散熱解決方案等整合到一個完整的BBU機箱或系統中。
  5. 系統整合與應用 (System Integration & Application): 最終的BBU產品被整合到伺服器機櫃、電信設備或其他需要備援電源的系統中。這階段可能涉及伺服器製造商、數據中心營運商和電信設備商。
  6. 分銷與終端用戶 (Distribution & End Users): 產品透過分銷通路最終到達需要可靠備援電源的企業或機構。

這個供應鏈強調高效能、高功率密度、高可靠性和可擴展性,尤其是在滿足AI伺服器等高耗能應用的需求方面。以下心智圖展示了BBU供應鏈的主要結構:

mindmap root["BBU 供應鏈結構"] id1["上游 (Upstream)"] id1_1["原料供應 (Raw Materials)
鋰, 鈷, 鎳等"] id1_2["電池芯製造 (Cell Manufacturing)
CATL, BYD, LGES, Panasonic, Molicel"] id2["中游 (Midstream)"] id2_1["電池模組組裝 (Module Assembly)
CATL, BYD, LGES, AES-KY, 順達, 新盛力"] id2_2["BBU 系統製造 (BBU System Mfg)
整合BMS, 電源轉換, 散熱"] id3["下游 (Downstream)"] id3_1["系統整合 (System Integration)
台達電, 光寶科, 伺服器廠"] id3_2["通路與分銷 (Channels & Distribution)"] id3_3["終端應用 (End Application)
AI資料中心, 電信基地台, 企業"] id4["關鍵技術提供者
(Key Tech Providers)"] id4_1["半導體與電源方案
Infineon"]

關鍵技術與趨勢

高功率密度需求

隨著AI伺服器功耗不斷攀升,對BBU的功率要求也越來越高。廠商如英飛凌(Infineon)正在開發從4kW到高達12kW的BBU解決方案,並透過其部分功率轉換器(Partial Power Converter, PPC)等半導體技術,實現比業界平均高出400%的功率密度,以滿足AI伺服器機架的嚴苛需求。

鋰離子電池模組生產線

圖片說明:自動化的鋰離子電池模組生產線,確保製造效率與品質。

鋰離子電池主導

目前BBU市場主要採用鋰離子電池(特別是磷酸鐵鋰 LFP 或三元鋰 NMC),因其具有較高的能量密度、較長的使用壽命、更快的充放電能力以及相較於傳統鉛酸電池更小的體積和重量,更適合空間有限的數據中心環境。

整合型解決方案

市場趨勢傾向於整合度更高的解決方案。例如,光寶科技(Lite-On)是全球首家將電源供應器(PSU)與BBU整合在同一模組的廠商。這種整合不僅節省空間,也能提升系統效率和可靠性。系統整合商如台達電(Delta)也提供包含BBU在內的完整電源解決方案。


主要供應鏈廠商分析

主要電池芯 (Cell) 製造商

電池芯是BBU的心臟,其性能直接影響BBU的可靠性與效率。以下是全球主要的電池芯製造商,其中許多廠商同時在電動車(EV)電池市場佔據領先地位,其技術和產能也延伸應用於BBU領域:

全球領導者

  • 寧德時代 (CATL - Contemporary Amperex Technology Co., Limited): 中國企業,全球最大的電池製造商,無論在電動車或儲能領域均佔據領導地位,提供高能量密度的鋰離子電池芯。
  • 比亞迪 (BYD - Build Your Dreams): 中國企業,全球第二大電池供應商,以其磷酸鐵鋰(LFP)電池技術聞名,同時生產電池芯與模組。
  • LG 新能源 (LG Energy Solution): 韓國企業,全球領先的電池製造商之一,提供性能均衡且安全性高的鋰離子電池芯。
  • 松下 (Panasonic): 日本企業,老牌電池製造商,以其高品質和高可靠性的鋰離子電池芯著稱,常應用於工業級產品。
  • 能元科技 (E-One Moli Energy Corp. - Molicel): 台灣企業,專注於生產高性能、高功率的可充電鋰離子電池芯,適用於需要高放電能力的應用場景。
  • 其他值得關注的廠商還包括中航鋰電 (CALB)、蜂巢能源 (SVOLT) 等。
鋰電池生產設備與材料

圖片說明:鋰電池的生產涉及精密的設備和高品質的原材料。

主要電池模組 (Module) 製造商

電池模組廠商負責將電池芯組裝成具有特定電壓、容量和安全保護功能的模組。除了上述電池芯巨頭(CATL, BYD, LGES, Panasonic)通常也提供模組產品外,還有一些專注於模組組裝或在特定市場(如台灣)扮演重要角色的廠商:

全球供應商

  • CATL, BYD, LG Energy Solution, Panasonic: 這些電池芯大廠通常也具備強大的模組設計與製造能力,提供標準化或客製化的電池模組。

台灣專業廠商

  • 勁永國際 (AES-KY) (6781): 台灣最大的高功率鋰電池模組廠,是Amazon、Google、Meta等雲端服務巨頭的重要供應商,在資料中心BBU市場佔有領先地位。
  • 順達科技 (ShunSin Technology / Shun Da) (3211): 原為筆記型電腦電池模組大廠,近年積極切入伺服器BBU市場,已打入Meta與Amazon供應鏈,並與台達電、光寶科等系統廠合作。
  • 新盛力科技 (Simplo Technology / Xin Sheng Li) (4931): 專注於鋰電池模組的研發、製造與銷售,目前重點發展儲能系統(ESS)與BBU應用。
48V 鋰離子電池組

圖片說明:常見用於BBU系統的48V鋰離子電池模組。

關鍵系統整合商與技術提供者

此環節的廠商負責將電池模組與其他必要的電源管理、控制和散熱元件整合,提供完整的BBU解決方案。

台灣整合專家

  • 台達電子 (Delta Electronics) (2308): 全球最大的交換式電源供應器廠商,提供涵蓋PSU和BBU的完整資料中心電源解決方案,與AES-KY、順達等模組廠有密切合作。
  • 光寶科技 (Lite-On Technology) (2301): 同樣是電源供應大廠,率先推出PSU與BBU整合的模組化產品,在AI供應鏈中擁有廣泛客戶基礎。

技術創新者

  • 英飛凌科技 (Infineon Technologies): 德國半導體巨頭,雖然不直接製造完整的BBU系統,但其提供關鍵的半導體元件(如功率轉換器、控制器)和技術藍圖,是推動BBU效能提升(如12kW BBU)的重要力量,尤其在AI資料中心領域影響力顯著。
直立式備援電池單元

圖片說明:用於醫療或其他專業領域的備援電池單元。


市場佔有率分析

全球電池市場格局 (參考)

目前公開資料中,針對BBU特定市場的詳細廠商市佔率數據較為有限。然而,我們可以參考全球電動車(EV)電池市場的佔有率數據,來了解主要電池芯與模組供應商的相對規模和影響力,因為BBU採用的鋰電池技術與EV電池高度重疊。根據 SNE Research 發布的2023年數據:

廠商 2023年全球EV電池市佔率 (約) 備註
寧德時代 (CATL) 36.8% 全球第一,唯一超過30%的廠商
比亞迪 (BYD) 15.8% 全球第二,增長迅速
LG 新能源 (LG Energy Solution) ~14% 全球第三,市佔穩定
松下 (Panasonic) ~6-7% (根據不同來源估算) 主要供應特斯拉等客戶
SK On ~5% 韓國主要廠商
其他 (含 CALB, SVOLT 等) ~22-23% 市場參與者眾多

註:以上數據主要基於電動車電池市場,僅供參考以了解廠商規模。BBU市場的具體佔比可能有所不同。

BBU 市場影響力評估

雖然缺乏精確的BBU市佔率,但綜合各方資訊,可以評估主要廠商在BBU供應鏈中的影響力:

  • CATL / BYD / LGES / Panasonic: 憑藉其龐大的產能、技術積累和成本優勢,在全球BBU的電池芯和模組供應中扮演基礎且重要的角色。
  • AES-KY / 順達科技: 在高階資料中心BBU模組市場具有強大的競爭力,尤其是在供應北美雲端巨頭方面,顯示出台灣廠商在利基市場的領導地位。
  • 台達電 / 光寶科: 作為頂級電源供應器和系統整合商,掌握著BBU產品進入伺服器和資料中心市場的關鍵通路,其設計和整合能力對市場格局有重要影響。
  • 英飛凌 (Infineon): 通過提供核心半導體技術和高功率解決方案,引領BBU技術發展方向,特別是在要求嚴苛的AI應用領域。

以下雷達圖基於現有資訊和市場分析,對部分關鍵廠商在BBU相關領域的綜合影響力進行了主觀評估(分數越高代表影響力越大,最低為1分):


確保 AI 運算不中斷:BBU 的關鍵角色

隨著人工智慧 (AI) 應用的快速發展,資料中心的運算負載和能源消耗急劇增加。AI 模型的訓練和推理過程對電力穩定性的要求極高,任何短暫的電力中斷都可能導致數小時甚至數天的運算成果損失,造成巨大的經濟和時間成本。因此,BBU 在 AI 資料中心扮演著至關重要的角色,確保關鍵運算任務能夠不間斷地進行。

以下影片深入探討了 BBU 在保護 AI 運營中的重要性,以及如何選擇和部署合適的 BBU 解決方案來確保 AI 系統的正常運行時間。

這部影片強調,為 AI 工作負載提供可靠的備援電力不僅是技術要求,更是保障業務連續性和數據完整性的關鍵策略。選擇高效、高功率密度且具備智能管理功能的 BBU,對於最大化 AI 投資回報至關重要。


常見問題 (FAQ)

BBU 和 UPS 有什麼不同?

BBU(電池備援單元)通常指的是直接整合在伺服器機架層級或設備內部的備用電池系統,主要使用DC(直流)電,反應時間極快,用於保護單一機架或少數設備。UPS(不斷電系統)通常是更大範圍的AC(交流)電源保護方案,可能保護整個房間或建築物的電力,轉換過程相對BBU稍慢。在資料中心架構中,兩者常結合使用,BBU提供機架級即時保護,UPS提供更長時間的整體備援。

為什麼 AI 資料中心特別需要 BBU?

AI 運算(尤其是模型訓練)是高度密集且耗時的任務,對電力穩定性極為敏感。AI 伺服器機架的功率密度遠高於傳統伺服器,瞬間斷電可能導致長時間運算失敗和數據損壞。BBU 能提供即時、高功率的備援電力,確保在主電源切換或 UPS 啟動的間隙中,AI 伺服器能持續穩定運行,保護運算任務不被中斷。

BBU 主要使用哪種電池技術?

目前市場上的 BBU 主要採用鋰離子電池技術,特別是磷酸鐵鋰(LiFePO4 或 LFP)和三元鋰(NMC)電池。相較於傳統的閥控式鉛酸(VRLA)電池,鋰離子電池具有更高的能量密度(同樣容量下體積更小、重量更輕)、更長的使用壽命、更快的充放電速率以及更寬的工作溫度範圍,這些特性使其更適合空間寶貴且對性能要求高的現代資料中心環境。

台灣在 BBU 供應鏈中扮演什麼角色?

台灣在 BBU 供應鏈中扮演著非常重要的角色,尤其是在中下游環節。台灣擁有全球領先的電源供應器製造商(如台達電、光寶科)和專精於高功率電池模組的廠商(如AES-KY、順達、新盛力)。這些廠商憑藉其技術實力、彈性製造能力以及與全球雲端服務巨頭的緊密合作關係,在資料中心和伺服器 BBU 市場中佔據關鍵地位,提供從電池模組到完整系統整合的解決方案。


參考資料

推薦探索

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Last updated April 15, 2025
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