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AIDC系列(一):电源、配电、冷却的发展趋势
民生证券·2025-02-12 11:08

报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 - AI浪潮推动服务器功率提升,AIDC供配电架构或将发生重大变化,散热系统也将变得尤为关键 [5] - 电源趋势为高效率、高功率,配电趋势为预制化、模组化、智能化,冷却趋势为液冷方案渗透率提升 [6][7][9] - 给出AIDC供配电环节各细分领域的投资建议 [10] 根据相关目录分别进行总结 数据中心供配电架构解析 - 数据中心供配电系统为机房内设备提供稳定、可靠支撑,A级数据中心采用双路电源供电,从上游到下游包括中压柜、变压器等 [18] - A级数据中心供配电系统主要有2N、DR、RR三种架构,各有特点和优势 [23][25] - 数据中心主要设备环节包括两路市电、柴油发电机、变压器等,各设备有不同作用 [27] AI浪潮推动服务器功率提升 - 全球AI市场规模扩增,未来几年将成万亿美元市场,海外数据中心投资大幅抬升,资本开支持续加速 [34] - 全球算力需求激增,GPU是AI算力核心支柱之一,英伟达GPU更新换代,计算力不断升级 [37] - 芯片单体功耗急速增加,带动单台服务器功耗提升,单位机柜密度也将提升 [40] - 新一代NVL72机柜GPU功率飙升,机柜功率大幅提升 [46] 电源趋势:高效率、高功率 - 电源是AIDC供电系统建设核心,机柜外UPS/HVDC可净化电网,未来高压HVDC方案可提升转换效率;机柜内AC/DC和DC/DC转换器有不同作用,电源革命是机柜外效率提升、机柜内功率密度提升 [51] - UPS和HVDC都保证数据中心不断电、净化电网,但HVDC在高效节能、节省占地等方面有优势 [54][55] - 传统HVDC输出电压等级低,未来新一代HVDC提高到750V/800V等,高压HVDC方案可提升效率、适配新能源供电 [57] - PSU是服务器机柜中提供电源的组件,2021年ORv3标准对PSU有要求,英伟达部分服务器需配备3.3kW的PSU [59] - 机柜功率密度增加,要求更大功率电源支持,电源密度也同步提升,核心是通过半导体材料提升功率密度 [64] - 英伟达GB200 NVL72采用ORv3 - HPR 5.5kW PSU,需要8个Powershelf保障供电和保持冗余架构 [69] - BBU是机柜后备电源,保障机架在电源切换时IT设备正常运行,具有体积小、转换效率高等优点 [70] 配电趋势:预制化、模组化、智能化 - 未来AIDC朝着超大规模和快速部署等方向演进,传统分级建设模式系统复杂、周期长、运维效率低,将推动电力模组化趋势 [73] - 预制式电力模组设备具有模组化、预制式、智能化特点,优势包括极简快速、可靠、节地美观 [78] - 伊顿电力模块方案和巴拿马电源都是模组化方案,巴拿马电源有占地面积小等优点 [81] - 低压配电系统需要低压电能质量产品保驾护航,数据中心行业低压电能质量市场规模快速上升,国产厂商更易获青睐 [84] - 母线与电缆功能基本一致,但母线在电阻、载流能力等方面有优势,数据中心场景中母线应用趋势增加 [88] - 数据中心母线市场规模预计增长,母线在输电、配电环节都有应用场景,末端配电智能小母线方案有空间优化等优势 [90] 冷却趋势:液冷方案渗透率提升 - 机柜功率密度提升,传统风冷散热能力难以为继,液冷方案逐渐兴起,多种液冷技术应运而生以满足散热需求 [94] - 降低辅助能源消耗是实现低PUE值的关键,液冷方案可以实现更低的PUE [99] - 液冷的散热能力更强,具备一定经济性,可降低数据中心运行成本 [101] 投资建议 - 机柜内电源建议关注【麦格米特】【欧陆通】【泰嘉股份】等 [106] - 机柜外电源建议关注【科华数据】【禾望电气】【中恒电气】【科士达】等 [106] - AIDC配电建议关注配电&电路元器件【良信股份】等,变压器【金盘科技】等,智能母线【威腾电气】,同时关注电能质量环节 [106] - 冷却环节建议关注【英维克】【高澜股份】【同飞股份】【申菱环境】 [106] - 备用电源柴油发电机环节建议关注【科泰电源】等 [106]