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爱建证券· 2025-11-26 16:09

报告行业投资评级 - 行业投资评级：强于大市 [2] 报告核心观点 - 数据中心的高能耗和高功率密度趋势正推动供电架构向高压直流和绿电直连革新，固态变压器（SST）凭借其高效率、高集成度和绿电直连优势，成为适配这一趋势的关键技术，市场空间广阔 [2] - 人工智能驱动数据中心（AIDC）建设是SST大规模商业化的核心推动力，其能耗占比从2022年的7.6%快速提升至2027年的18.0%，进一步加速SST渗透 [2][10] - SST的材料成本主要集中在功率器件（如IGBT、SiC、GaN）和高频变压器，其中功率器件成本占比约32%，高频变压器占比约16% [2][52] - 全球数据中心SST市场需求价值量预计从2024年的16.8亿元增长至2027年的115.2亿元，主要受数据中心新增装机量从14GW增至32GW以及SST渗透率从1%提升至4%驱动 [2][70][71] 按目录结构总结 1.1 背景：AI市场规模高速增长，数据中心是核心基础设施 - 全球人工智能市场规模从2024年的6382.3亿美元预计增长至2034年的3.68万亿美元，2025-2034年复合年增长率（CAGR）为19.20% [6] - 亚太地区将成为增长最快的AI市场，2025-2034年CAGR预计达19.8% [6] - 数据中心作为AI的核心基础设施，其重要性随云计算与人工智能兴起持续提升 [6] 1.2 数据中心困境：高能耗+高功率+集中分布+电费高 - **高能耗**：2024年全球数据中心电力需求为415TWh，约占全球总用电量的1.5%，预计2030年达945TWh；AIDC的IT能耗从2024年的55.1TWh增至2027年的146.2TWh，2022-2027年CAGR约为44.8% [10] - **高功率**：英伟达GPU机架功率接近指数级增长，每一代GPU热设计功耗提升约20%；2024年数据中心机架功率密度在15kW以上区间同比均增长，部分达100kW以上 [11][14] - **集中分布**：全球数据中心总数约11064座，美国以4165座位居首位；美国弗吉尼亚州数据中心耗电量占当地电力供应比例达25%；超大规模数据中心数量增速高，市场占比从2010年约10%提升至目前37% [15][16][19] - **电费成本**：电费占数据中心运营成本比重超过50%；数据中心建造成本为700-1200万美元/MW，其中电力系统占比40%以上 [20][21] 1.3 数据中心供电趋势：高压直流+绿电 - 供电架构向绿色全直流阶段演变，该阶段全直流微电网成为主流，深度融合光伏/储能等可再生能源，目标PUE低于1.1，功率密度达50kW+ [22][23][26][27] 1.4 SST特点：新型功率器件+中高频变压器，SST供电实现高效+高集成 - **功率器件**：SiC适用于高压高频场景，GaN开关速度更快适用于高频场景；采用SiC或GaN可提升SST效率与功率密度 [30] - **高频变压器**：通过提升频率（10-100kHz）缩小体积，非晶合金和纳米晶磁芯是关键材料 [35][36] - **高效高集成**：SST全链路效率达98%，对比传统UPS（效率95%）可省电约59万度/年（以2.5MW系统负载率90%计）；SST系统占地面积不足传统UPS的50%，重量更轻 [43][46] - **绿电直连**：SST以DC800V输出，便于与分布式光伏、储能直流侧并网，简化链路并降低成本 [43][46] 1.5 SST应用场景：数据中心供电是SST最主要应用场景 - SST适配铁路牵引、智能电网、汽车充电站等多场景，其中数据中心应用占比达40% [49] 2.1 成本：SST材料成本中功率器件和高频变压器为主 - 采用IGBT的SST原型机成本构成：IGBT及驱动器占32%、高频变压器占16%、直流电容器占16%；一台20kVA SST生产成本约1000-2000美元，市场售价更高 [52] 2.2 格局：海外厂商为主，国内企业份额逐渐提升 - **供配电系统**：2025年中国智算中心供配电设备市场国产品牌份额明显上升 [53] - **SST系统集成**：维谛、伊顿、台达等跨国企业合计市场份额超过60%；维谛与英伟达合作开发800V HVDC解决方案，计划2026年推出 [56] - **功率器件**：SiC产能以意法半导体、安森美、英飞凌为主；GaN市场份额英诺赛科占30%、纳微半导体占17% [58][59][63] - **国内厂商**：金盘科技、四方股份等通过自主研发或合作开发SST整机解决方案；斯达半导、云路股份等布局上游材料与零部件 [65][66] 2.3 产业链：上中游涵盖材料和系统集成，下游应用广泛 - 上游包括功率半导体、磁性材料等供应商；中游为SST制造企业；下游覆盖数据中心、智能电网、电动汽车充电等领域 [67][68] 3 需求测算：数据中心建设驱动，SST市场空间广阔 - 2024年全球数据中心新增装机量14GW，预计2027年达32GW；SST渗透率从2024年1%提升至2027年4%，价值量从16.8亿元增至115.2亿元 [70][71] 4.1 投资建议 - **功率器件**：SiC和GaN渗透提升，受益企业包括意法半导体、安森美、英诺赛科等 [72] - **磁性材料**：非晶合金和纳米晶磁芯是关键，受益企业包括特变电工、云路股份、可立克等 [72] - **AIDC建设**：推动SST需求增长，受益企业包括麦格米特、金盘科技、四方股份等 [72] - **建议关注公司**：阳光电源、麦格米特、金盘科技、横店东磁、中恒电气、伊戈尔、思源电气、科华数据、特锐德、科士达、四方股份、云路股份、京泉华、科陆电子、新特电气、顺钠股份等 [72]