报告行业投资评级 报告未明确给出对固态断路器或AIDC行业的整体投资评级 [1] 报告的核心观点 报告核心观点认为,固态断路器正迎来产业拐点,其作为基于功率半导体的电力电子设备,相比传统机械断路器在分断速度、无电弧、直流系统适配性及寿命方面具备显著优势 [4][16] 随着AI数据中心向800V直流供电架构明确演进,固态断路器成为该生态中实现安全隔离与快速故障保护的关键一环,市场需求有望加速释放 [5][30] 根据相关目录分别进行总结 01 什么是固态断路器? - 定义与原理:固态断路器是基于IGBT、SiC MOSFET、晶闸管等功率半导体实现电流关断的设备,将断路器从传统机电结构升级为电力电子设备 [4][21] - 解决直流痛点:传统机械断路器在直流系统中面临三大挑战:直流电流无自然过零点导致电弧难熄灭、故障电流上升极快对分断时间要求严苛、故障切断过程产生百兆焦级电磁能量导致吸收与防护难度大 [4][16] - 核心优势:固态断路器具备四大优势:1) 分断速度极快,达微秒级,快于传统机械断路器的毫秒级响应 [16];2) 无电弧、无触点磨损 [4];3) 优秀的直流系统适配能力,天然适用于DC母线、直流微电网、HVDC、800V DC系统等场景 [16];4) 电气寿命长、可靠性高,通断次数通常可达百万次及以上 [16] - 技术分类与材料:主要分为全控型(使用IGBT、SiC MOSFET等,可自主关断,成本较高)和半控型(使用晶闸管,无法自主关断,成本较低) [18] 随着碳化硅等宽带隙器件发展,电力开关的串联电阻显著降低,能够处理大电流并保持良好的热稳定性 [21] - 应用场景:主要应用于数据中心(用于DC800V/±400V直流母线的高速故障切断,支撑MW级高功率密度AI机柜供电)、船舶(最早且最实用的工业应用之一)、航空航天(满足高可靠性、快速响应、轻量化要求)、新能源(用于光伏阵列汇流、储能系统直流母线)等领域 [22] 02 AIDC为什么需要固态断路器? - 直流供电方向明确:数据中心供电体系正从“多级交流变换”向“直流集中供电”演进,以减少能量转换环节、提升效率与可靠性 [26] NVIDIA在白皮书中提出了以DC800V或±400V直流母线为核心的参考电力架构 [26] - 架构升级趋势:报告分析了从AC10kV到DC800V的三条技术路线,其中采用固态变压器的路线转换级数最少、功率密度最高,是长期演进方向 [27][29] - 固态断路器的关键角色:在NVIDIA提出的800V DC数据中心架构中,通过1500A直流母线槽或液冷电缆进行功率分配,并在每个下游计算模块入口配置固态断路器,用于实现安全隔离、快速故障保护及故障电流的局部化控制 [5][30] 固态断路器是AIDC 800Vdc生态的关键一环 [5] 03 相关标的 - 外资企业: - ABB:全球领先的电气化解决方案提供商,其SACE Infinitus固态断路器可承受最高2500 A、1250 V DC,故障断开时间小于25微秒,比传统机械断路器快约1000倍,并可减少高达70%的功率损耗 [36] - 伊顿:全球领先的电力管理设备供应商,其Polaris固态断路器故障切断速度较传统断路器快100-1000倍,分断寿命高达30,000次 [39] - 国内企业: - 良信股份:国内领先的中高端低压电器厂商,其AIDC800V架构固态产品方案荣获2025年度创新技术产品奖,产品实现百万级电气寿命、微秒级无弧分断,系统电压等级覆盖DC750V至DC1000V,电流等级250A及以下 [42] - 正泰电器:国内低压电器行业龙头企业,市占率15.5%内资第一,具有完整的低压与中压断路器产品体系,直流断路器产品线正随光伏、储能及直流供电场景需求快速扩展 [47] - 泰永长征:国内较早开展固态断路器研发并实现工程化落地的企业之一,2021年发布国内首款固态断路器 [51] 其MBS1系列产品适用于DC1000V/1500V系统,额定电流覆盖1–2500A,具备微秒级分断速度(典型值10微秒)和百万次级通断寿命 [51] 实证数据显示,在部分场景下可提升系统可用率约5%–10%,并减少保护器件维护频次超过90% [51]
AIDC(七):固态断路器迎来产业拐点