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
英伟达英伟达(US:NVDA) 美股IPO·2025-12-29 08:19

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转向800伏直流电,以支撑2027年单机柜功率达1兆瓦的AI算力需求,这将引发数据中心资本支出重心重构、基础设施技术升级及产业链洗牌 [1][3] 技术转型驱动力与方案 - 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,超出传统54V或415/480VAC系统的物理处理能力 [4][5] - 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,减少高达45%的铜用量,并可消除为单个机柜供电所需的重达200公斤的铜母线 [5] - 为适应极端功率密度,英伟达新一代Vera Rubin NVL144机架设计采用45°C液冷技术和新型液冷母线,并增加20倍储能能力以保持电力稳定 [5] - 后续Kyber系统预计于2027年面世,将包含18个垂直旋转的计算刀片,单机柜集成576个GPU [3][5] 基础设施重构与影响 - 800VDC架构将使得传统交流配电单元和交流不间断电源系统变得不再必要,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,可将AC PDU机柜的需求减少高达75% [6] - 对于现有数据中心,2025年至2027年间关键过渡方案是采用“侧挂车”模式,将输入的交流电转换为800VDC并提供集成短时储能,施耐德电气是该类设备关键供应商,瞄准高达1.2MW的机架市场 [6] - 随着机架功率迈向1.2MW,传统风冷系统已无力应对,液冷技术将成为绝对主流,施耐德电气通过Motivair资产拥有显著敞口,Vertiv也发布了结合电源和冷却基础设施的800VDC MGX参考架构 [6] 产业链变革与受益者 - 技术范式转移正在重新划分资本货物行业市场份额,Legrand预计向更高电压转变将推动每兆瓦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 [7] - 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 [8] - 电力半导体领域需要更先进的碳化硅和氮化镓芯片以处理更高电压和频率,包括亚德诺半导体、英飞凌、意法半导体和德州仪器在内的供应商都在积极布局 [8] - 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认证的固态断路器,专为直流配电设计,使其在MV DC UPS系统等领域占据先机 [8] - 普睿司曼、耐克森等线缆巨头也在开发适应直流电和液冷需求的高端线缆解决方案 [8] 转型时间表与成本效益 - 英伟达预计向800VDC数据中心的过渡将与其Kyber机架架构部署同步,目标时间节点为2027年,高盛预计相关技术商业化应用将在2028年左右开始显现规模效应 [1][9] - 长期来看,该架构预计可将数据中心总拥有成本降低30% [1][3] - 短期内转型构成巨大资本支出门槛,数据中心运营商除了应对已知的5万亿美元AI融资缺口外,还需为基础设施改造追加巨额投资,并被迫采购数以百万计的新设备,从而引发第一轮大规模硬件升级周期 [3][9]

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