数据中心能耗与功率趋势 - 2024年全球数据中心电力需求为415TWh,约占全球总用电量的1.5% [1][2] - 2022至2027年间,人工智能数据中心(AIDC)的IT能耗复合年增长率(CAGR)约为44.8% [1][2] - 英伟达机架功率接近指数级增长,每一代GPU的热设计功耗(TDP)通常提升20%,导致单台服务器功耗需求持续增加 [1][2] - 全球数据中心大功率密度机架占比逐渐提升 [1][2] 数据中心运营特征 - 数据中心呈现集中分布态势,在集中分布地区,其电力需求占比格外高,且超大型数据中心数量增速高 [2] - 电费是数据中心运营成本中最重要的部分,占总成本比重超过50% [2] SST供电架构技术优势 - 采用碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等新型功率器件,SiC适用于高压、高频、高效率场景,GaN具有更高电子迁移率和开关速度,适用于高频场景 [3] - 高频变压器实现电气隔离与电压变换,是SST缩小体积的关键 [3] - 对比传统不间断电源(UPS),SST系统的全链路效率可明显提升 [3] - SST供电可避免多数中间步骤,从中压变压器到列头柜,其占地面积不足传统UPS的50%,且重量更轻 [3] - SST以DC800V输出,便于与分布式光伏、储能等源网荷储设备进行直流侧并网,避免部分转换调整环节,简单可靠并降低成本 [3] SST系统成本构成与供应链 - SST原型机材料成本主要集中在功率器件和高频变压器,采用IGBT的SST成本中,IGBT及其驱动器占比32%,高频变压器占比16% [3] - SiC产能分布以海外厂商为主,包括意法半导体、安森美和英飞凌等 [3] - 2024年GaN器件市场份额较高的公司包括英诺赛科和纳微半导体 [3] - 特变电工等变压器企业积极开展高频变压器开发 [3] SST市场空间展望 - 据IEA数据,2024年全球数据中心新增装机量约为14GW,预计2027年新增装机量达到32GW [4] - 随着SST渗透率逐步提升,预计2027年全球数据中心SST需求的价值量达到约115亿元 [4] 行业投资逻辑 - 数据中心是AI的核心基础设施,电力是重要保障,其能耗和功率问题正促使SST渗透率提升 [5] - 市场预期SST主要应用于电力系统或新能源场景升级替代,但随AI发展加速推进的数据中心建设被视为SST大规模商业化的核心推动力 [6] - 市场预期SST将稳步替代传统供电系统,但随着数据中心能耗迅速提升及光伏、储能等新能源利用增加,具有绿电直连优势的SST系统渗透率会快速提升 [6]
数据中心能耗和功率提升推动供电架构革新,SST市场空间广阔 | 投研报告