英伟达800伏电压“革命”:全球数据中心面临史上最大规模基础设施改造

文章核心观点 - 英伟达正引领全球数据中心供电架构从传统交流电向800伏直流电进行革命性转变,以支持其下一代超高功率密度的AI计算系统,这将引发数据中心基础设施的全面技术升级和资本支出重心转移 [1] 技术转型的动力与优势 - 转型核心动力在于AI机柜功率密度呈指数级增长,正从数十千瓦迅速扩展至超过1兆瓦,超出了传统54V或415/480VAC系统的物理处理能力 [2] - 相比传统交流电系统,800VDC架构能在相同铜导体上传输超过150%的电力,极大地提高能源效率,并能减少高达45%的铜用量,甚至可消除为单个机柜供电所需的重达200公斤的铜母线 [2] - 英伟达新一代Vera Rubin NVL144机架设计采用45°C的液冷技术和新型液冷母线,并增加20倍的储能能力以保持电力稳定 [2] - 后续Kyber系统将包含18个垂直旋转的计算刀片,以支持不断增长的推理需求 [2] 基础设施重构的具体影响 - 传统交流配电单元和交流不间断电源系统将变得不再必要,AC PDU机柜的需求预计减少高达75% [3] - 电力路径将更精简,通过在设施层面集中整合电池存储系统来替代分散的UPS单元,以管理电力波动并确保电网稳定 [3] - 对于现有数据中心,“侧挂车”模式将成为2025年至2027年间的关键过渡方案,这些模块可将输入的交流电转换为800VDC并提供集成短时储能 [3] - Schneider Electric作为此类设备的关键供应商,正明确瞄准高达1.2MW的机架市场 [3] - 随着机架功率迈向1.2MW,液冷技术将成为绝对主流,取代传统风冷系统 [3] 供应链与资本支出影响 - 高盛指出,技术飞跃意味着数据中心资本支出的重心将发生显著转移,投资者已开始重新评估资本货物行业的赢家与输家 [1] - 向更高电压的转变预计将推动每兆瓦的收入潜力从传统数据中心的200万欧元提升至潜在的300万欧元 [4] - 目前四分之三的机架功率仍低于10kW,但业界预期800VDC架构未来可能成为80-90%新建数据中心的主流选择 [5] - 在电力半导体领域,向800VDC的转变需要更先进的碳化硅和氮化镓芯片,以处理更高的电压和频率 [5] - 在电力保护和开关设备方面,机械式断路器正被固态保护装置取代,ABB的SACE Infinitus被认为是全球首款IEC认证的专为直流配电设计的固态断路器 [5] - 线缆巨头如Prysmian、Nexans等也在开发适应直流电和液冷需求的高端线缆解决方案 [5] 时间表、成本与商业化前景 - 英伟达预计向800VDC数据中心的过渡将与其Kyber机架架构的部署同步,目标时间节点为2027年 [1][6] - 高盛预计,相关技术的商业化应用将在2028年左右开始显现规模效应 [6] - 英伟达预计这一架构长期可将总拥有成本降低30%,但在短期内构成巨大的资本支出门槛,将引发该行业第一轮大规模的硬件升级周期 [1] - 对于数据中心运营商,这意味着在未来五年内,除了应对已知的5万亿美元AI融资缺口外,还需要为大规模基础设施改造追加巨额投资 [6]