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电力设备与新能源行业:“AIDC系列报告”:关注电源+供配电系统新趋势
中国银河·2025-03-05 21:18

报告行业投资评级 - 维持电力设备与新能源行业“推荐”评级 [4] 报告的核心观点 - AI尽头是算力,算力尽头是电力,DeepSeek长期增加算力需求,其兴起促使大模型发展进入正向循环,整体算力需求更加旺盛 [6][11] - 智算需求助推AIDC高景气,供配电系统是核心,AIDC电力需求持续旺盛,对供电稳定性及可靠性要求高 [6] - AIDC服务器电源量价齐升,随着算力需求增长和散热技术提升,芯片功率不断提升,机柜功率水平有望持续提升,与之配套的服务器电源迎来量价齐升 [6] - 不间断电源UPS向HVDC演进,数据中心供电系统架构持续优化,UPS和传统HVDC仍将长期并行发展,高电压等级HVDC渗透率有望在未来5年快速提升 [6] - 建议关注AC/DC服务器电源、不间断电源HVDC/UPS、配电变设备、备用电源BBU/柴油发电机等4条投资主线 [6] 根据相关目录分别进行总结 一、算力尽头是电力,DeepSeek长期增加算力需求 - AI快速发展使复杂AI任务需要大量计算资源,算力高度依赖电力供应,数据中心设备运行消耗大量电力,如ChatGPT查询能耗较高,且未来AI能耗可能增加,GPT参数量提升带来算力需求指数级增长 [10] - DeepSeek引领AI成本革命,算法突破促进算力需求正向循环,其技术进步虽短期内缓解算力压力,但因算法与算力的关系、应用场景扩展和数据增长等,算力资源需求从预训练端转移到推理端,促使大模型发展进入正向循环 [11] - 大模型成本优化与算力需求相互成就,高资源使用效率可能增加算力总消耗量,类似“杰文斯悖论”,DeepSeek技术方向与开源定位促进算力普及化革命,定价走低带来商业化落地和更多需求 [12][13] 二、AIDC高景气,供配电系统是核心 (一)智算需求助推AIDC高景气 - 传统数据中心无法满足AI发展,AIDC智算中心需求兴起,其与通用型IDC在多方面存在显著差异,智算中心增加了对计算能力的需求 [16] - 全球数据中心IT电力需求提速,AIDC贡献增量达85%,超大规模AIDC耗电量极大,数据中心电源容量复合年增长率加速,全球数据中心IT电力需求将激增,AIDC驱动的电力需求占比高 [17] (二)AIDC电气设备需求扩容,供配电系统是核心 - AIDC基础设施包括IT系统、供配电系统等,供配电系统为数据中心提供电力引入和转换及停电保障,确保IT系统稳定运行,是AIDC的核心,不同等级数据中心对供电稳定性要求差异显著,智算中心AIDC对供配电要求进一步升级 [22][25] - AIDC供配电系统包括配变电系统、备用电源系统、不间断电源系统、机架配电系统等,各系统有不同功能和组成部分,服务器内部还有VRM等为芯片精确供电,柜内可配置备用电池单元BBU、超级电容 [26][28] - 传统IDC供配电系统多采用2N系统架构,AIDC配供电系统朝着DR和RR架构演进,2N模式可靠性及成本高、运维难度低,DR模式收益和风险平衡,RR模式设备负载率高、投资低但对管理水平要求高,2N模式长期仍将是主流 [30][32] 三、AI服务器电源量利齐升 - 数据中心电力电子电源转换分为3级,一级变换常用UPS系统且正向HVDC演进,二级变换是服务器内AC/DC转换器,三级变换是服务器内DC/DC转换器,未来AC/DC、DC/DC转换器仍是刚需 [36] - AIDC算力密度增长带来芯片功率急剧攀升,英伟达GPU芯片功率不断提升,未来芯片功率有望持续快速攀升 [38] - AIDC单机柜功率攀升,2029年有望进入MW时代,未来AIDC服务器搭载高功率芯片将提升机柜功率水平,单机柜AI GPU数量和机柜功率密度峰值将大幅增长 [44] - 英伟达GB200机柜有多种外形尺寸,电源配置量有望超预期,AI服务器电源单W价值有望提升,提升电源功率密度可通过多种途径实现,随着功率密度提升产品价值有望提升,AC/DC电源单W价值量有望提升 [48][50] - 全球服务器电源市场中国台湾厂商领先,麦格米特已进入英伟达供应链,AI服务器AC/DC电源市场以台系厂商为主,大陆厂商麦格米特、欧陆通持续布局,看好本土厂商受益于海外引入多元供应商和高算力芯片加速国产替代趋势 [54][56] 四、不间断电源UPS向HVDC演进 (一)UPS:最主流的不间断供电 - AC UPS是最广泛的不间断供电系统,包括整流、蓄电池组等部分,具有供电稳定性高、兼容性强、功能多样等优点,但效率相对较低、占地面积大、维护成本高等 [60][61] - UPS向大功率、高频化、模块化发展,我国UPS产品向大功率发展,市场需求向高端转移,高频化技术提高转换效率,模块化UPS具有易扩展、易维护、易管理等特点 [63][64] - 全球UPS市场规模稳步增长,中国UPS市场规模也呈增长趋势,中国UPS市场集中度较低,竞争激烈,代表厂商众多 [65][72] (二)HVDC:高效率、高可靠性、占地小,互联网厂商大力推广 - HVDC具有效率高、可靠性高、占比面积小等优势,但兼容性有限、技术难度高,缺乏行业标准,是互联网厂商自建数据中心大力推广的供电系统 [74] - HVDC高压化趋势明显,240V/336V HVDC供电技术向高密度、高功率方向发展,未来将朝着±400V或者800V水平演进 [77] - HVDC广泛用于互联网厂商,未来渗透率有望提升,中恒电气在HVDC产品市场占有率领先,用户广泛,牵头制订相关国家标准 [78] (三)巴拿马:基于HVDC迭代升级,实现更高效率更少投资 - 巴拿马电源在HVDC基础上简化系统,实现更高效率更少投资,由中压柜、变压器柜等组成,具有高效率、高可靠性等特点,相比传统供电方案有诸多优势,但也存在单点故障影响安全、散热和扩展性受限等缺陷 [79][82] - 巴拿马渗透率仍不足10%,市场空间广阔,随着数据中心发展,未来巴拿马电源有望凭优势提高渗透率,全球和我国部分地区数据中心已应用,市场规模逐步扩大 [84][85] (四)固态变压器SST:高效率的能源互联网节点,尚在研发示范阶段 - 固态变压器SST利用电力电子技术实现电能转换与传输,核心包括高频变压器等,功能涉及输入级、隔离阶段、输出级,与传统变压器相比有节省体积重量、交直流接口等优点 [86][92] - 电动汽车充电及数据中心场景SST潜力大,仍处于多玩家试点应用阶段,国内外积极推进其研究与应用,多个企业在不同场景有相关产品和解决方案,除传统玩家外其他输变电玩家也在研发推进 [96] (五)如何看待HVDC渗透率提升节奏 - 过往HVDC替代UPS缓慢,原因包括运营商自用及互联网自建IDC比例低、整体成本优势有限、实际效率提升有折扣且UPS也在发展等 [100] - 未来考虑电源功率提升,HVDC将成为趋势,UPS和传统HVDC仍将长期并行发展,高电压等级HVDC渗透率有望在未来5年快速提升,高功率芯片及电源产品批量应用是重要催化 [101] 五、投资建议 - 建议关注4条投资主线,包括AC/DC服务器电源厂商麦格米特、欧陆通;不间断电源HVDC/UPS代表厂商中恒电气、禾望电气、科华数据、科士达;配电变设备厂商明阳电气、金盘科技、正泰电器、良信股份;备用电源BBU/柴油发电机相关厂商潍柴重机、科泰电源、亿纬锂能、蔚蓝锂芯、江海股份 [103][104]