Data Center Power Systems
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AI 基础设施系列:AI 数据中心电力创新,从 UPS 到高压直流与固态变压器-AI Infra Series #7 - AIDC Power Innovation, From UPS to HVDC and SST
2025-12-08 08:41
涉及的行业与公司 * 行业:亚太地区(日本除外)工业股研究,具体聚焦于人工智能数据中心基础设施领域,特别是电力系统创新[1] * 公司:明确提及并给予“买入”评级的公司为科华数据股份有限公司和深圳科士达科技股份有限公司[1][13][14][31] 核心观点与论据:AIDC电力系统创新路线图 * **驱动力**:AI工作负载推动机柜功率密度呈指数级增长,预计到2028年,英伟达Kyber等新机柜架构的单柜功率将达到1兆瓦[2] * **供电系统**:发展重点是提高功率密度和灵活性,从传统的415伏交流配电向800伏直流系统转变,以实现更高的电流容量、更低的损耗和资本支出[2] * **配电系统**:正从传统交流架构向先进的高压直流和混合模式演进,英伟达定义了四个主要阶段,最终将采用固态变压器以实现更高的功率密度并减少变压器占地面积[3] * **固态变压器**:是下一代AIDC配电的核心,占地面积比传统方案至少小50%,可为1.2兆瓦机柜减重和节省空间30%,但面临绝缘、散热和可靠性挑战[5] * **行业共识**:未来数据中心将继续向更高电压、更高密度和更模块化的供电拓扑结构发展,且每一代技术跃升所需的基础设施大修要求最小化[2] 核心观点与论据:AIDC资本支出成本结构 * **总体构成**:对于一个1吉瓦的GB200 AIDC,资本支出中IT设备占57.4%,机电基础设施占31.9%,建筑占11.2%[4] * **电力系统细分**:在总资本支出中,输电(含变压器)占9.9%,备用电源占4.6%,机柜级电力传输价值相对较低(0.9%),但随着下一代服务器平台将显著增加[4] * **其他成本**:热管理(风冷和液冷)占4.5%,其他物理基础设施(含柴油发电机)占13.9%[4] * **成本趋势**:随着每一代新服务器推出,单机柜和每吉瓦的成本急剧上升,反映了电力系统日益增长的复杂性和密度[4] 核心观点与论据:备用电源与储能系统 * **备用电源转型**:AIDC的备用电源正从传统的柴油发电机和集中式不间断电源,转向燃气轮机、电池储能系统和分布式电池备份单元的混合模式[9] * **技术选择**:燃气轮机容量更高且更环保,但需要电池储能系统实现快速响应,领先的云服务提供商正减少不间断电源采用,转用电池储能系统和电池备份单元提供快速、模块化的机柜级备份[9] * **储能系统机遇**:储能系统日益成为AIDC不可或缺的一部分,用于动态负载管理和电网互动,在电网侧可平滑功率波动、支持电网稳定并实现故障穿越,在负载侧可缓冲快速的AI工作负载波动并支持多源能源整合[10] * **市场与挑战**:美国市场正朝着强制集成储能的方向发展,利好电池、电池储能系统及相关组件供应商,但监管和补贴的不确定性对中国供应商构成挑战[10] * **配置依据**:储能系统的规模和配置取决于当地能源政策、可再生能源渗透率和备用要求,电网支持通常需要1-4小时的储能,备用则需更短时长[10] 其他重要内容:投资建议与风险 * **投资观点**:看好中国数据中心电力系统供应商乘此东风,重申对科士达和科华数据的“买入”评级[1] * **科华数据估值**:目标价为人民币86.07元,对应40倍2026年预期市盈率[13] * **科士达估值**:目标价为人民币64.86元,对应40倍2026年预期市盈率或0.8倍市盈增长率[14] * **共同风险**:两家公司均面临国内AI资本支出弱于预期、竞争比预期更激烈、海外扩张慢于预期的风险[13][14]