涉及的行业与公司 * 行业:全球资本品行业,具体聚焦于数据中心电力基础设施与电气设备行业 [1] * 公司:报告重点分析了施耐德电气、伊顿、维谛技术、西门子、ABB、罗格朗、普睿司曼等主要电气设备原始设备制造商 [10][45][46][47][48][49][50] 核心观点与论据 * 向800 VDC架构转型的驱动因素:超大规模企业为构建和货币化最先进的通用人工智能平台而展开竞赛,导致对计算能力的投资持续加速 [12] 英伟达计划每年发布新平台,每个设计的功耗都高于前代,导致机柜功率密度大幅提升 [13] 行业平均机柜功率密度可能达到50千瓦/柜的极限,而Blackwell和Blackwell Ultra的发布分别将密度大幅提升至120千瓦/柜和180千瓦/柜 [13] 对于Rubin Ultra和Feynman,英伟达的目标是分别将峰值机柜功率密度提升3倍和5倍以上,这使得使用传统的48 VDC配电方式变得“不可能” [13][17][18] 向800 VDC架构转型旨在解决高功率密度机柜带来的瓶颈,包括更高的电流导致功率损耗、空间与实际限制以及铜使用量(重量和成本影响)等问题 [13][56][59] * 转型时间线与市场影响预测:800 VDC配电可能在本十年末才显现,但由于组件交付周期,新设备订单通常会在交付和安装前12-18个月下达 [32] 基础案例假设,随着英伟达Rubin Ultra和Feynman平台分别在2027年和2028年发布,800 VDC将在AI训练数据中心中逐步采用 [3] 模型预测,2027年新增AI训练容量中有10%采用800 VDC,2028年达到80%,从2029年起达到100% [3] 到2030年,预计全球数据中心容量的15%和2030年新增总容量的25%将采用800 VDC架构 [4] 800 VDC新增容量主要集中在后期,因为推理工作负载可能要到2030年后才会大规模采用该技术 [4] * 电气设备内容变化与风险:转型将分三个阶段逐步取代传统交流设备,简化配电 [5][19] * 第一阶段(侧柜与白空间改造):引入800 VDC“侧柜”电源架,取代交流配电单元,预计到2030年交流PDU市场减少40% [5][20][54] * 第二阶段(混合交流/直流配电):用电池储能系统和电池备份单元部分取代为IT负载供电的不同断电源,预计到2030年UPS市场减少60% [5][21][54] * 第三阶段(“直流原生”数据中心):用固态变压器取代开关设备和传统变压器,预计到2030年开关设备市场减少25%,变压器市场减少80% [5][27][54] * 其他受影响的设备包括:电缆(预计到2030年市场减少40%)、空气冷却(预计到2030年市场减少52%)[54] * 增长机遇与抵消因素:尽管存在不利因素,但报告指出了三个明确的增长机会 [6] * 新的800 VDC设备:包括侧柜、直流断路器和固态变压器等新市场 [6][137] * 液体冷却:随着功率密度和800 VDC的采用而扩大规模,预计到2030年液体冷却市场规模将增长至0.42B美元/GW [6][54][162] * 自动化:更高的电压以及对电源、热管理和计算同时协调的需求需要更智能的自动化,预计数据中心自动化市场将以40%的复合年增长率增长至2030年 [6][48] 自动化市场(DCIM软件和传感器)预计到2030年将增长至0.81B美元/GW [54] * UPS业务的韧性:尽管为IT负载供电的UPS面临替代,但与液体冷却分配单元相关的热负载UPS需求将强劲增长(约每年30%),直到2030年 [7] 总体而言,UPS市场在未来5年内仍可能实现低双位数的复合年增长率 [7] * 对总市场规模与增长的净影响:基础案例下,向800 VDC转型对行业增长的净影响为每年略低于2个百分点的阻力(总阻力:-6% 每年,抵消因素:+4% 每年)[8][40] 到2030年,800 VDC转型将导致AI数据中心总市场规模净减少0.65B美元/GW,较5.5B美元/GW的总市场规模下降12% [8][40] 在乐观案例中,如果原始设备制造商能够通过基于价值的定价获取高效设备所节省的能源价值,则可能对增长产生+70个基点的积极影响,并使总市场规模扩大0.3B美元/GW [42] 其他重要但可能被忽略的内容 * 推理与训练工作负载的差异:推理工作负载的机柜功率密度似乎最高在60千瓦/柜到160千瓦/柜之间,远低于传统48 VDC配电面临挑战的阈值 [37][91] 推理数据中心更注重“每瓦性能”和降低延迟,计算不再是主要瓶颈,因此对英伟达高功耗芯片的需求不如训练紧迫 [37][91][92] 推理工作负载采用800 VDC可能主要是为了效率提升,且需等到技术真正成熟(2030年以后)[37][92] * 数据中心容量增长假设:模型假设AI数据中心容量以39.5%的复合年增长率增长,非AI容量以5.0%的复合年增长率增长,使得总数据中心容量在2025-2030年间以17.5%的复合年增长率增长 [88][101] 到2030年,AI训练容量预计从2024年的7 GW增长至49 GW,AI推理容量从3 GW增长至51 GW,使得AI总容量达到100 GW,占全球数据中心总容量(175 GW)的57% [99][103] * 安全认证与标准:800 VDC配电带来了重大的操作和安全风险,例如触摸安全和电弧闪光保护 [83] 然而,由于800 V和±400 V是电动汽车充电的既定电压等级,相关标准已经存在,这加速了潜在的市场化进程 [84] 更高的安全要求也为配电原始设备制造商提供了扩大总市场规模的机会,例如销售更昂贵的保护设备和连接器 [85] * 能源效率变化:转型过程中的能源损耗会先增后减:传统状态下的损耗为-11.5%,第一阶段侧柜改造的损耗为-14.0%,而第三阶段“直流原生”配电的损耗为-8.5% [71] 这意味着侧柜阶段实际上比传统配电效率更低,而直流原生架构是最有效的 [69][70] * 公司具体影响与定位:施耐德电气和伊顿被认为是受影响最大的供应商,因为它们在数据中心业务中与800 VDC转型的接触点最多 [50] 维谛技术是第三选择,但其UPS业务仅占其整体数据中心投资组合的一小部分 [50] 拥有强大直流电传统和电池储能系统业务的公司在转型中是顺风 [10] 所有开关设备和变压器供应商都必须(通过内部或外部方式)发展其固态变压器能力,以应对长期威胁 [10] 伊顿和ABB已通过分别收购Resilient Power Systems和DGMatrix在此领域率先行动 [10]
AI 供电:深度解析 800V 直流转型-量化其对电力设备内容与增长的影响-Powering AI Deep diving the 800 VDC shift - quantifying the impact on electricals content and growth