文章核心观点 - AI算力需求爆炸式增长推动数据中心进行“功率密度革命”,传统不间断电源(UPS)在效率、散热与空间上面临瓶颈,以高压直流(HVDC)供电特别是800V架构为代表的新一代供配电方案凭借显著能效与成本优势正从技术备选走向主流实践 [1] 技术变革动因与HVDC核心优势 - AI算力需求快速提升,服务器功率密度显著增加,例如英伟达芯片功耗从A100的400W提升至B200的1000W以上,推动数据中心供电电压向更高等级发展 [4] - HVDC相较于交流UPS,具有结构简单可靠性高、占地面积小、投资成本低、运营成本低等优势 [4] - HVDC只需整流一次即可输出直流电,比交流UPS减少逆变环节,电能损耗更低,且结构更简洁,可靠性更高 [6] - 以100kW供电系统为例,相比传统的120kVA(1+1)冗余交流UPS,采用HVDC方案可节省面积约28%、降低建设成本约49%、减少运营成本约14% [7] HVDC技术发展现状与市场格局 - 国内HVDC市场集中度较高,中恒电气、维谛技术等头部企业占据主要份额 [8] - HVDC技术早期由中国电信运营商结合海内外经验推出240V和336V两款架构,其中240V由中国电信主推,336V由中国移动主推 [8] - 由于国内服务器电源主要采用220V电源输入,大部分可直接兼容240V HVDC系统,因此240V成为主流技术路线 [8] - 阿里巴巴、腾讯、百度等互联网巨头及中国电信、中国移动等运营商已在众多自建数据中心中规模应用240V或336V HVDC方案 [9] 800V HVDC技术演进与前景 - 随着AI服务器功率密度持续提高,转换效率和集成化程度更高的800V HVDC电源产品愈发受到关注 [9] - 英伟达联合维谛、英飞凌、纳微半导体、施耐德电气等厂商成立联盟,目标是在2027年实现800V HVDC架构的规模化应用,以支持单IT机架1MW及以上功率需求 [9] - 相较于传统HVDC技术,800V HVDC优势包括:在1MW机架中可比传统54V架构减少45%的铜用量;减少带风扇的电源单元数量,降低散热需求(冷却成本可降低30%);电源单元故障率减少使维护成本降低70% [9] - 由于海外电网稳定性较差,欧美数据中心运营商对于800V HVDC的需求较国内更加迫切,预计800V HVDC产品将首先在海外市场推广 [9] 固态变压器(SST)的关键作用与产业链机遇 - 800V电压等级的实现依赖于半导体技术(宽禁带)发展带来的新型电力转换设备——固态变压器(SST) [10] - 布局固态变压器的公司需具备电力电子技术、高频变压器技术、中压处理能力等关键knowhow,以及数据中心项目经验和服务能力 [10] - 当前切入布局固态变压器的国内厂商主要分为三种类型:传统电力设备企业、AI服务器电源企业、光储充企业 [10] - 中国西电已为“东数西算”数据中心提供3台2.4MW固态变压器,其800 VDC架构固态变压器已完成研制,即将开始量产 [11] - 台达电子推出新一代800V高压直流供能体系,其核心固态变压器集成SiC MOSFET器件,可将10-35kV中压交流电直接转换为800V直流,将传统6级转换链路压缩至2级,端到端总能效从89.1%提升至92.1%,转换效率高达98% [12] - 特变电工已对固态变压器产品进行研发,随着应用场景增加可迅速推进相关产品的市场化 [15] 衍生产业链机遇:直流暖通设备 - 在800V HVDC电源供电系统下,暖通产品领域面临新的电气化转型机遇 [16] - 目前适用于直流供电环境的暖通设备制造商还比较缺乏,产品选择相对有限,这一市场空白预示着暖通厂商将迎来新的业务增长点 [16] - 随着800V HVDC在数据中心的规模化应用,与之匹配的直流暖通设备将成为刚需,推动暖通行业向高效化、电气化方向转型升级 [16]
从UPS到800V HVDC:下一代数据中心供电产业趋势与SST机遇
搜狐财经·2025-12-18 19:13