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高压直流(HVDC)
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海外大厂引领高压直流革命,800V产业化进程有望加速
2025-07-09 10:40
纪要涉及的行业和公司 - **行业**:数据中心供电行业 - **公司**:微软、谷歌、Meta、英伟达、阿里、百度、腾讯、台达、中恒、科华、欧陆通、和望、科士达、麦克米特 纪要提到的核心观点和论据 数据中心供电架构演变趋势 - 数据中心供电架构经历三代演变,第一代是 UPS 方案,支持 10 - 15 千瓦功率;第二代采用开放式机架电源,效率提高 5 个百分点,支持 40 - 100 千瓦以上功率;第三代是高压直流(HVDC)方案,支持更高等级 IT 机柜功率并减少铜材用量[2] - 短期内(2025 - 2026 年)以 PSU 升级为主,功率从 3.3 千瓦提升至 12 千瓦,适用于现有数据中心改造;中期过渡到正负 400V 或 800V HVDC 系统;长期直接采用 10 千伏中压转为高压直流[1][9][10] 海外大厂 HVDC 布局 - 微软去年发布 Mont Diablo 分离式电源架构,目前 50 伏直流供电,未来可升级至 400 伏 HVDC[4] - 谷歌去年介绍短期过渡和终极方案,终极方案为正负 400 伏直流配电,提高能效 0.5 个百分点[4] - Meta 今年发布三步走解决方案,最终实现兆瓦级正负 400 伏 HVDC[4] - 英伟达今年 5 月推出 800 伏供电架构,预计 2027 年后与 Caber 架构同步推出,可支撑 600 千瓦以上机架功率[5] HVDC 对数据中心的影响 - 提高输配效率,降低传输损耗,应对潜在能源短缺风险,海外大厂积极推进以提高能效[6] - 减少铜材用量,控制基础设施成本;与新能源结合形成微网,优化能效管理,实现可持续发展目标[7] 不同企业推进新一代供电技术措施 - 微软用 Mont Diablo 分离式 50 伏直流供电,未来升级至 400 伏 HVDC - 谷歌设计终极正负 400 伏直流配电 - Meta 采取三步走策略实现兆瓦级正负 400 伏 HVDC - 英伟达逐步提升 PSU 功率密度,2027 年后推 800 伏解决方案[8] 国内外 HVDC 发展路径及差异 - 国外集中在 400 伏、正负 400 伏和 800 伏;国内因兼容性选 240 伏直流电,部分企业规划 400 伏或 800 伏产品[3][11][13] - 海外边柜电源放服务器机柜旁,国内采用集中式供电,市电和 HVDC 双路备用[14] 国内代表性 HVDC 产品 - 阿里巴拿马电源是 240 伏 HVDC 代表产品,由中恒供应;百度和腾讯有类似集中式供电方案;百度 2024 年推出支持最高 750 伏直流输出的新型电源系统[15] 相关公司 HVDC 领域布局 - 台达产品覆盖正负 400 伏和 800 伏,有固态变压器等产品及超级电容解决方案 - 中恒以巴拿马集中式整流模块为主,功率密度较台达低 - 科华以集中式高压直流供电影响为主 - 欧陆通去年推出 5.5 千瓦 PSU,研发 800 伏 ACDC 模块 - 和望凭借大功率电子技术优势,有望进入数据中心 HVDC 领域[16] 投资者建议 - AC/DC 转换器方面,高功率密度需求提升单位价值量,海外市场更明显 - DCDC 转换器方面,需 800V 转 50V 外置转换器解决兼容性问题,台达有相关产品,国内厂商少,市场需求增加或实现国产替代;关注中恒、科华等受益于海内外 HVDC 渗透率提升的公司[17][18] 其他重要但可能被忽略的内容 - 边柜电源方案集成 AC - DC 电源等,可释放 IT 机柜容量,每个边柜可支撑 250 千瓦以上功率密度,向 HVDC 过渡时只需替换 power shelf 中的 AC - DC 模块[9][10] - 400 伏供应链成熟、成本低、安全性高;800 伏功率密度更高但供应链不成熟、成本高、安全性有风险;正负 400 伏兼具两者优点,但控制复杂且输配成本较高[10][11][12] - 远期新建数据中心通过固态变压器实现 10 千伏中压转 800 伏或 400 伏高压直流,形成微网并连接储能设备,但成本高、技术未成熟,国内大部分项目仍用传统方案[10][12]