AI能源系列之一:AIDC赋予电气设备新机遇
广发证券·2025-03-12 11:25

报告行业投资评级 * 报告未明确给出整体行业投资评级,但针对重点公司给出了“买入”评级及合理价值 [5] 报告核心观点 * 智算需求推动数据中心机架向高功率发展,单机架功耗从传统数据中心的4-6kW向智算中心的20-40kW迈进,未来有望提升至40-120kW甚至更高,这带动了数据中心配套电气基础设施的全面升级机遇 [4] * 基于对AIDC电气设备产业链的详细拆分,测算各环节2024-2030年复合增速排序为HVDC>PSU>铅酸蓄电池>变压器,对应复合增速分别为97.8%、80.3%、51.0%、50.1% [4] 根据相关目录分别进行总结 一、AIDC拉动电气设备新机遇 * 智算中心高功率推动电气基础设施迭代升级:智算中心的高功率密度对电力供应容量、配电设备面积占比、电能利用率(PUE)、服务器电源功率和散热效率提出了更高要求 [9][10][11][12][13] * 电力供应容量:智算中心园区用电规模普遍在百MW以上,甚至达300-500MW,需要接入110kV或220kV更高等级电网,算力容量上限受制于电网容量 [11] * 配电设备面积:单机柜功耗提升导致供配电系统占地面积增大,需优化设计以减少占地 [12] * 电能利用率(PUE):为提升效率、降低成本,简化配电架构成为趋势,HVDC替代UPS趋势明确 [12] * 服务器电源:机架功率提升要求电源功率密度大幅提高,AC/DC电源功率密度有望从2023-2025年的100W/立方英寸提升至远期的180W/立方英寸 [13] * 散热效率:高功率密度推动散热方案从风冷向冷板级液冷乃至相变级液冷发展 [13] * 智算中心供电架构向高压直流与柔性直流发展:数据中心主流供电方案包括交流UPS、高压直流(HVDC)、中压直供集成式(如巴拿马电源)和柔性直流四类 [14] * 高压直流(HVDC)占比逐步提升,其减少逆变环节,电能损耗低,供电可靠性高,且有利于新能源接入 [16] * 中压直供集成式架构(巴拿马电源)通过模块化集成,占地面积减少50%,设备和施工量节省40%,系统效率达97.5% [16][48] * 柔性直流输电方案兼容光储等新能源,随着数据中心新能源配套占比提升,有望开启渗透 [16] 二、从三级供电与三级备电看AIDC电气设备核心环节 * 三级供电与三级备电架构:典型AIDC电气架构包含三级供电(AC/AC—AC/DC—DC/DC)和三级备电(柴油发电机—UPS/HVDC—BBU/超级电容),共同支撑数据中心高效稳定运行 [21][22][24][25] * 变压器:低能耗、高安全性是智算中心变压器的基本要求,干式变压器、移相变压器需求有望结构性提升 [28] * 市场空间:预计2023-2028年全球变压器市场规模复合增速4.8% [29] * 数据中心细分市场:测算2025-2027年数据中心领域变压器市场空间分别为100.7亿元、154.4亿元、208.5亿元,同比增长183%、53%、35% [4][88] * HVDC/UPS:高密度机架带动单柜负载倍数级增长,HVDC渗透率加速,且随着三代产品测试,有望量价齐升 [4] * HVDC优势:相较于UPS,HVDC具备高转换效率、空间优化、可靠性高、灵活可扩展等优势 [37] * 市场格局:HVDC竞争格局优于UPS,生产企业较少,仅华为、维谛、中恒电气、科华数据、禾望电气等少数企业具备成熟研发基础 [50] * 市场空间:测算2025-2027年HVDC市场规模分别为27.9亿元、74.8亿元、144.4亿元,同比增长211%、169%、93% [87] * PSU:AI服务器功率骤增带动PSU向高密度、高效率发展,供给格局迎来变革,国产厂商市占率提升机遇受重视 [4] * 需求上移:以英伟达NVL72机架为例,根据微软实物图判断PSU配备存在120%冗余配置以保障峰值功率,配备数量超预期拉动PSU需求中枢上移 [4][61] * 市场格局:台企占据服务器电源行业主要市场份额,2023年前5大电源企业中4家来自台湾地区 [63] * 国产替代:麦格米特作为目前中国大陆唯一与英伟达进行服务器电源合作的企业,卡位供应链有望快速崛起 [4][67] * 市场空间:测算2025-2027年PSU市场规模分别为290.4亿元、484.8亿元、724.8亿元,同比增长614%、67%、49% [86] * BBU&超级电容:供电安全性大于成本敏感性,有望从可选走向必选 [4] * 作用:解决算力响应瞬间的尖峰问题并提供极短时间备电,保障服务器稳定 [4][68] * 趋势:目前英伟达GB200 GPU的NVL72中BBU与超级电容价值量占比小但作用关键,未来随更高功率机架推出,BBU有望从选配转向标配 [4][71] * 铅酸电池:扩产受限叠加下游客户认证周期较长,供需错配下产能紧平衡延续,涨价周期有望开启 [4] * 供需现状:环保趋严下行业淘汰落后产能、严控新增产能,数据中心需求快速释放导致供需错配 [72] * 市场格局:国内数据中心备电领域铅酸电池市占率仍超过90%,头部企业如双登股份、圣阳股份、南都电源等占据主要份额 [79][80][82] * 市场空间:测算2025-2027年全球数据中心用铅酸电池市场空间分别为102.6亿元、165.1亿元、234.1亿元,同比增长215%、61%、42% [88] * 行业增速与市场空间测算: * 全球智算中心新增功率:测算2025-2027年分别为19.2GW、29.4GW、39.7GW,同比增长183%、53%、35% [85] * 各环节复合增速:测算2024-2030年复合增速排序为HVDC(97.8%) > PSU(80.3%) > 铅酸蓄电池(51.0%) > 变压器(50.1%) [4] * 2025年市场空间:HVDC约22.3亿元,PSU约290.4亿元,铅酸蓄电池约81.0亿元,变压器约80.6亿元 [4] 三、投资建议 * HVDC/UPS环节:关注绑定国内外头部客户的禾望电气、中恒电气、科华数据、通合科技、科士达等 [4] * PSU环节:关注英伟达供应链的麦格米特,以及国内市场份额领先的欧陆通等 [4] * 铅酸电池环节:关注已通过头部互联网企业认证的圣阳股份、南都电源等 [4] * 变压器环节:关注金盘科技、明阳电气、伊戈尔、特锐德等 [4] * BBU/超级电容环节:关注蔚蓝锂芯、江海股份等 [4] * SVG环节:关注盛弘股份等 [4] * 柴发环节:关注国产厂商从0-1突破的科泰电源、泰豪科技等 [4]