HVDC(高压直流)
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AIDC电源革命开启-2026从预期到现实
2026-01-20 09:50
涉及的行业与公司 * **行业**:人工智能数据中心电源与储能行业 * **公司**:英伟达、谷歌、微软、Meta、三星、村田、博迁新材、天通电子、台达、铂科新材、英飞凌、Flex、MPS、西安西电、Vicker、阳光电源、曼美欧陆通、金盘科技 核心观点与论据 数据中心功耗与功率密度激增 * 数据中心芯片功耗显著增长,英伟达单颗芯片功耗从十年前的250瓦左右上升到Ruby芯片的1,800~3,600瓦,增长超过10倍[5] * 谷歌、微软和Meta的数据中心芯片功耗也呈现类似增长趋势[5] * 数据中心机柜功率密度大幅提升,从2020年单机柜10千瓦左右上升到英伟达Rubin Ultra芯片开伯尔机柜的兆瓦级别,不到10年提升两个数量级[6] * 谷歌数据中心单Pod功率到2025年可达10兆瓦级别[6] 未来新增功率需求巨大 * 预计到2028年,仅北美AI数据中心新增功率可达70吉瓦左右,加上中国需求,全球总新增功率预计达百吉瓦级别[1][7] 供电技术演进路线明确 * 英伟达与谷歌均提出数据中心供电四步走战略,最终目标一致:采用中压整流器或固态变压器将中压交流一步降至800伏直流,提高转化效率[1][8][9] * 传统UPS将被快速放量的HVDC迭代,预计2026至2028年,800伏特的新一代HVDC将迅速扩展市场份额[32] * SST作为终极技术路线,预计2028年会有不错的商业化节奏并快速增长[32] 电源技术发展趋势 * **一次电源**:发展方向是高压直流和固态变压器,SST难点在于高频变压器技术,目前仅少数企业交付产品或样机[1][12] * **二次电源**:单颗PSU功率不断提升,需采用碳化硅和氮化镓等第三代半导体及新型拓扑结构,功率从5.5千瓦逐步提升至SST中的40千瓦[14] * **三次电源**:趋势是垂直供电技术,将供电脉冲通过PCB孔垂直送至GPU或CPU,提高效率并减少损耗[15] 核心零部件市场机遇 * **AI芯片电容**:市场由三星和村田主导,三星份额40%,村田45%,三星原材料来自博迁新材[1][16] * **AI线路电感**:仅天通电子、台达全资子公司及铂科新材三家公司能实现材料器件一体化,价值量大幅提升[2][18] * **固态断路器**:在兆瓦级机柜中应用前景广阔,英伟达白皮书指出每个一兆瓦机柜内使用1,500安固态断路器进行保护[4][26] * **第三代半导体**:碳化硅和氮化镓是关键技术,碳化硅半导体成为固态断路器、高压直流设备和SST架构的关键材料[3][28] 储能系统成为数据中心刚需 * 美国电网新规鼓励数据中心自建发电设施并配备储能系统以加快并网[4][23] * 德州SB6规定要求大型负荷具备需求响应能力,使得储能系统成为刚需[4][23] * 预计到2028年美国数据中心储能市场空间将超过100GWh,单年市场规模可能达到1,000亿以上[4][25] * 储能系统主要功能:解决电能质量问题、与风光联合供电、灵活并网或加速并网[22] 其他重要内容 行业标准与竞争格局 * OCP组织数据中心供电标准不断迭代,服务器PSU单个功率从700瓦提升至12千瓦,单机柜功率等级从12.6千瓦升级至800千瓦[10] * 市场上存在800伏和正负400伏两种电压标准,英伟达主推800伏,谷歌及一些ASIC公司主推正负400伏[11] * AI芯片对材料配方要求极高,中游电源模块企业首先考核供应商是否能快速提供符合性能参数要求的材料配方[19] * 博迁新材在纳米粉体领域具有显著优势,全球只有其可以供应120纳米以下甚至8纳米级别粉体[20] 市场空间与投资策略 * PSU电源市场预计在未来三年内达到百亿规模[30] * 评估市场空间可从四个方向入手:电源主机环节、新增核心零部件环节、电站级储能、第三代宽禁带半导体[29] * 投资应首先关注海外链,优选切入北美链或欧美链应用场景,重点关注价值量大的场景[35] * 国内厂商在电力电子技术方面领先,技术路线跟进速度快,在SST锚定最终技术路线后迅速产出样机产品[34]
26年电网工控年度策略:AIDC&机器人共享AI赋能,电力设备出海拥抱全球Supercycle
2025-12-22 09:45
涉及的行业与公司 * **行业**:电力设备(含电网、电源系统)、人工智能数据中心、人形机器人、工控自动化[1] * **公司**: * **AIDC/电源系统**:中恒、泰达、阳光电源、良信股份、台达、伊顿、伟创力、欧陆通、维谛[10][12][13] * **人形机器人**:特斯拉、浙江荣泰、科达利、正裕、斯菱、三花、拓普、汇川、伟创、雷赛、恒立液压、优必选、宇树智元、小鹏[4][5][26][28] * **电网设备**:思源、平高、许继、西电、南瑞、三星、海星、特变电工[6][24] * **工控**:汇川[35] * **电力市场化/综合能源**:南网科技、东方电子、国能日新、朗新[25] 核心观点与论据 人工智能数据中心 * **发展趋势**:数据中心电源系统正向高压直流化发展,柜外电源技术快速迭代,预计2026年试点,2027年小批量,2028年大批量应用[1][2] 集成式功能架构是主要方向,设备链路精简以降低成本[7][8] * **技术路径**:国内市场以巴拿马电源为主流,海外以沙特卡模式为主导,并逐步向集中式HVDC方案过渡[3] 固态变压器技术预计2027年小批量,2028年大规模应用[3] * **市场空间**:预计到2030年,69GW算力需求对应的市场空间超过2,500亿元,其中柜内约1,500亿元[1][14] 低压配件市场规模超千亿[1][14] * **竞争格局**:国内公司在HVDC和SST方面具备技术和产品储备优势,有望占据市场重要地位[1][2] 国内厂商在技术、人才及产业化方面领先于海外[10] 人形机器人 * **量产节奏**:2025年是量产元年,预计全年产量达两三万台,其中国内需求约2万台[1][2] 2026年是技术方案收敛和供应商确定的关键年[1][2] 特斯拉计划2026年底全面准备好量产[2] * **供应链进展**:供应链迅速扩展,汽车零部件、机械及工控类公司积极切入[4] 浙江荣泰、科达利、正裕、斯菱等公司进展迅速[4] 三花、拓普在执行器集成上保持主导地位[4] * **商业化进展**:国内商业化进程更快,优必选和宇树智元已签订大量订单,预计2026年订单总额超过10亿元[26] 主要应用于数据采集和导览等初级场景[26] * **技术趋势**:拟人化设计能显著提升训练效果和运动自然度[28] 零部件集成度不断提高,一体化关节渗透率达100%[30] 自由度提升、抓握率提高及触觉数据多维化是明确方向[31] * **市场预测**:预计特斯拉将在2029-2030年达到百万台规模,全球销量可能会提前至2028年突破100万台[33] 电网设备与出海 * **超级周期**:电网设备正经历长周期升级,自2023年以来表现明显,需求强劲[6] 国际能源署预测,到2035年全球电网投资年均增长5%,总资本开支达6,500亿美元[2][18] * **核心瓶颈**:变压器成为最紧缺环节,几大巨头在手订单交期普遍超过两年以上,有些甚至达到三年以上[6][19] 全球电网建设面临供应链、装备扩产缓慢和劳动力短缺三大瓶颈[17] * **出海前景**:出海主题不会改变,全球能源转型及AI算力建设等推动主配网容量增长和设备更新[15] 中国出口高压电力变压器增速亮眼,特别是在北美洲和大洋洲市场[20] 配电设备如断路器、继电器等将在2026年迎来出海增长期[13] * **国内特高压**:特高压项目被纳入中国“十五五”规划,总体规划乐观[22] 预计2026年可能会有约5条直流线路和5条交流线路核准开工[22] “十五五”期间跨省跨区输电规模有望翻倍[22] 工控行业 * **复苏态势**:工控行业自2024年下半年开始复苏,2025年趋势增强[2][34] 内资企业订单增速上半年保持10-20%,下半年提升至20-30%[34] * **增长动力**:锂电行业从2025年二季度起带动明显,包装、纸巾、食品饮料等OEM行业也陆续复苏[34] 海外市场回暖[34] * **新业务拓展**:人形机器人是工控企业重点关注领域,通过无框电机、空心杯电机等产品布局[35] 汇川等公司以自有品牌方式直接出海[35] 其他重要内容 * **电力市场化改革**:2025年电改节奏加速,预计2026年更多省份进入现货市场常态化运行[25] 若现货交易占比达到20%(约2万亿度),价差空间巨大[25] 系统平台提供商及综合能源服务商正逐步跑通商业模式[25] * **智能电表**:2025年总共招标6,000多万只,预计2026年第一批招标总量可能接近9,000万只[24] 2026年将是智能电表量价齐升的一年[24] * **国内外差异**:海外服务器电源公司推出的塞卡HVDC电源柜面临量产一致性、电磁干扰、热管理等问题,大规模量产仍有难度[9] 国内独立电源柜方案发展较成熟,市场格局集中[10] * **投资标的**:推荐了AIDC、人形机器人、电网领域的多家公司[36]
AI电源的0-1:HVDC深度
2025-10-09 10:00
行业与公司 * AI数据中心建设加速推动HVDC技术应用,传统UPS架构在高功率场景下受限,HVDC凭借高效和高可靠性成为趋势[1] * 电源行业2026年整体市场容量预计在700亿至800亿元人民币之间[2] HVDC技术优势与趋势 * HVDC转换效率更高,只需进行一次AC-DC转换,而UPS需两次转换,能量损耗更低[8] * HVDC空间占用更小,可靠性更强,电压调节更灵活,可输出240伏、300伏、380伏或800伏[8] * 当单机柜功率超过150千瓦时更适合采用HVDC方案,超过250千瓦时使用UPS性价比非常低[8][12] * 预计2026年下半年海外市场单机柜功率达两三百千瓦,HVDC渗透率将显著提升,2027年新建数据中心基本采用HVDC方案[1][12] * 2026年海外HVDC增量将更明显,400伏HVDC价格约1.5元/瓦,比当前UPS提升50%,800伏HVDC价格约2元/瓦,是UPS两倍[5] * 未来两三年HVDC是主流方案,其渗透率会显著提升[12] 市场空间与预测 * 预计2026年HVDC装机容量约20GW,加冗余后为24GW,2027年装机容量约30GW,加冗余后为36GW[14] * 考虑单价及渗透率后,预计2026年HVDC市场空间约100多亿元,2027年跃升至500亿元以上[14] * 2027年海外HVDC市场空间预计达到600亿元[17][22] 主要参与企业与竞争格局 * 国内市场HVDC以240伏或336伏为主,中恒电气占据60%以上份额,中达电通和纬地各占20%左右,下游客户主要是阿里、腾讯及三大运营商[13] * 海外市场由Vertiv、施耐德、伊顿和台达掌握大部分份额[6] * 中国参与全球HVDC市场的企业可分为三类:自主品牌出海如中恒电气、从二次电源向一次切换如迈米和欧陆通、以及为海外品牌代工如科士达和科华数据[6][7] 重点公司分析 **中恒电气** * 国内HVDC龙头企业,全球出货量最大厂商之一,项目经验丰富[14] * 海外拓展通过四个途径:与阿里全球扩张合作、自主开拓东南亚和中东市场、与Super XAI合资对接日本软银等大客户、自身资源对接北美客户如OpenAI[15][16] * 中东HVDC系统单价约为国内4倍,东南亚约为国内2倍,将显著提高毛利率和净利润[15] * 假设其全球市场份额达15%,对应75亿元增量收入,以20%净利率计算可带来15亿元增量利润[16] **科华数据** * 主业增长受益于国内AIDC资本支出增加,预计2026年净利润约10亿元[17] * 在HVDC领域取得重要突破,成为阿里巴拿马2.0项目及液冷CDU供应商[17] * 正在参与北美CSP龙头谷歌1.5GW UPS招投标,总金额60亿美元,若中标将显著增厚业绩[17] * 若获得10% HVDC及5% CPO市场份额,对应75亿元收入,可带来15亿元利润[18] **科士达** * 代工出海能力已在户储周期得到验证,UPS业务国内外需求预计增长30%[19][21] * 在北美模块代工订单已有1亿以上体量,2025年10月将签订3亿以上新订单[21] * 计划在2026年内完成HVDC样机测试并开始放量生产,有望占据20%市场份额[22] * 假设2027年HVDC市场规模600亿元,科士达可实现15亿元利润增量,加上主业8亿元利润[22] **其他公司** * 通合科技在HVDC领域布局较早,产品涵盖多个电压等级,整机最大功率可达1兆瓦,主业处于盈利反转阶段[28][29] * 盛弘电气储能业务下半年好转,正与施耐德合作开发HVDC模块[23] * 充电模块行业集中度高,英飞源、优能特来电、通合科技等四家企业占据80%市场份额[24] * 悠悠公司客户结构优质,产品迭代领先,计划从电源模块扩展到刷卡计费控制器领域[25][27] 技术发展路径 * 当前最简单的正400伏方案相对成熟,正负400伏方案将逐步推广,更复杂的0~800伏方案预计2026年下半年由英伟达实施[12] * 谷歌、Meta和微软计划2026年上半年开始适用正负400伏方案[12] * 巴拿马电源整合了变压器、配电柜等设备,SST可提升系统转换效率,直接从10千伏或35千伏输出800伏高压直流[12] 风险与挑战 * 电源行业龙头企业市值较低 due to 净利率水平较低和市场份额不足[2] * 中国企业需要时间突破由Vertiv、施耐德、伊顿和台达掌握的北美市场壁垒[6] * 承担代工角色的公司天花板相较于拥有自主品牌的企业会有所限制[7]
SST固态变压器近况更新
2025-09-15 09:49
行业与公司 * 行业为数据中心供电架构 涉及从传统UPS到HVDC再到SST的技术演进[1][2][3] * 公司包括海外主导企业日立能源 ABB 伊顿 施耐德 台达 维谛 以及国内企业中国西电集团 特变电工 汇川 中车 阳光电源 正泰 泰开南瑞 北京电力设备总厂 科华数据 中恒 华为 中讯 星星充电 金盘 伊戈尔等[11][19][2] 核心观点与论据 * 数据中心供电架构演进动机是减少交直流转换次数 提高能源效率 降低故障概率 实现低碳建设目标[1][2][3] * SST通过高频电子变压器替代传统工频变压器 两兆瓦功率下占地面积较传统UPS减少近三倍 从300平方米降至约70-80平方米[1][4] * 建设周期从传统架构12个月缩短至SST的一个季度左右 因高度集成设计大幅缩减进场调试时间[1][4] * SST示范项目单瓦价值量约为7-8元 量产后预计稳定在5-6元 传统UPS国内单瓦0.5-0.6元 合资品牌1元 HVDC对比合资UPS有20%-30%溢价 巴拿马电源单瓦3-4元[6][9][13] * SST成本构成中功率器件占比40%-50% 高频变压器占25% 中低压直流断路器占10% 柜体电缆铜排等占剩余百分之十几[7][8] * 主要降本空间在国产化碳化硅 氮化镓 IGBT和MOSFET等功率器件 但云服务商对成本降低需求因地区而异 北美需求不显著 国内如字节跳动 阿里巴巴 腾讯更注重成本控制[9][10] * 与传统架构相比 SST整体成本大约是2到4倍 主因美国供应链复杂性 贸易壁垒和调试人员成本高[2][13] * 技术壁垒包括整流部分多环节转换 EMC设计 热管理 供应链管理[17][18] * 预计2026年底至2027年左右出现G瓦级别体量 2026年三代HVDC渗透率国内达3%-4% 海外2%左右 为SST放量奠定基础[2][23] * 到2030年施耐德预计在中国出货1,000台SST设备 整体市场总量达1万台 总容量约30GW[1][11][14] 其他重要内容 * 海外SST市场由合资企业主导 国内有传统输配电企业和电力电子企业参与[11][12] * 维谛在液冷系统及数据中心关键电源方面与英伟达绑定最深 占比超30% 施耐德占比约25% 伊顿占比18-20%[20][19] * 国内厂商进入北美市场可考虑从低压配电产品切入 如金盘和伊戈尔已在北美配电变压器领域取得进展[2][19] * 大厂存在外延供应链需求 施耐德需弥补液冷和HVDC技术短板 伊顿通过合资与科士达合作 维谛需补齐中低压配电环节组件[21][22] * 微软和Meta对SST兴趣较大 谷歌更倾向传统HVDC架构[23]
AIDC供电-HVDC专家交流
2025-08-24 22:47
行业与公司 * 行业聚焦数据中心供电系统 特别是高压直流HVDC技术对传统不间断电源UPS的替代趋势[1][2] * 涉及公司包括英伟达(定义800V VDC系统) Meta 谷歌 微软(定义正负400V HVDC) 以及头部电源供应商伊顿 施耐德 维蒂 台达等[3][7][19] * 国内企业如阿里 腾讯 百度及三大电信运营商在240V/336V HVDC领域已有应用 但尚未参与北美高压HVDC系统级开发[23][30] 技术演进与方案对比 * HVDC仅需AC-DC转换 效率达96.5%-97.5% 较大功率UPS(95%-97%)提升约1% 尤其适合单柜功率超100kW的高算力服务器[1][2][5] * 正负400V HVDC为三线制(+400V/0V/-400V) 兼容现有400V PSU 800V HVDC为两线制(+800V/0V) 需后端PSU支持800V[3][11] * 2026年Q1将应用12kW/18kW PSU 替代现有5.5kW PSU 单元价格预计维持稳定 且DC-DC与AC-DC技术供应商均具备竞争力[12][13] 成本与能效影响 * 正负400V HVDC系统价格较现有UPS高30%-50% 800V HVDC较正负400V系统高20%-30%[3][16] * 大型数据中心生命周期内电费是主要运营支出 电源效率提升1%可显著降低电费及制冷能耗 优化PUE(目标值约1.2)[1][5][6] 市场应用与时间线 * 2025年后GPU/ASIC服务器单柜功率超100kW 驱动高压电源需求 头部CSP自2024年下半年开始定义下一代电源[1][4] * 正负400V HVDC预计2026年Q1发货 800V VDC系统将与NVL144同步发布[7] * 2026年后CSP采购ASIC服务器或HGX屏幕将采用正负400V HVDC 北美CSP逐步转向高压直流 但数据中心仍保留混合供电(普通功率机柜+高压机柜)[7][8][10] 供应链与竞争格局 * 北美头部CSP的HVDC系统主要来自欧美电源企业 国内企业目前以代工为主 未参与系统级联合开发[18][23] * UPS厂商(如Vertiv 施耐德 伊顿)向HVDC过渡技术障碍较小 因拓扑结构相通 但行业应用方案存在差异[26] * 国内PSU厂商技术能力具备 但进入北美市场需克服用户对接 应用经验及需求理解等挑战[27] 其他关键技术细节 * HVDC核心元件包括功率器件(MOS管 二极管) 磁性器件(电容 电感) 配电器件及控制器件 成本集中在前两类[20] * 800V以上大容量应用主要采用碳化硅方案 氮化镓用于小容量场景[21] * HVDC功率模块由多个30kW/27kW小模块并联实现800-1000kW总功率[24][25] * 数据中心冗余设计:国内多采用2N架构(100%冗余) 海外CSP多用N+1架构(约20%冗余) HVDC沿用类似配置[17]