AIDC高压直流技术(HVDC)为国产设备带来广阔市场机遇
AIDC高压直流技术(HVDC)为国产设备带来广阔市场机遇
事件:当地时间6月11日,英伟达CEO黄仁勋在GTC巴黎大会上宣布,公司计划在7个欧洲国家建立AI技术研究中心,在欧洲建造超20座大型AI工厂,目标是让欧洲AI算力在2026年实现10倍飞跃,构建区域AI生态系统。


AIDC电力设备:1)变压器/开关柜环节;2)UPS/HVDC环节;3)有源滤波器APF环节;4)服务器电源环节。核心公司:金盘科技、明阳电气、伊戈尔、禾望电气、盛弘股份、蔚蓝锂芯。

产业链梳理:
变压器/开关柜业务的公司:金盘科技、明阳电气、伊戈尔、新特电气、伊顿等,
UPS/HVDC业务的公司:中恒电气、科士达、科华数据、维谛技术等,
铜连接业务的公司:沃尔核材、安费诺等。

英伟达还公布了一系列合作细节,如与法国MistralAI深化合作,后者将部署1.8万块英伟达最新GraceBlackwell芯片共建AI云;在德国协助建设“世界首个工业AI云”工厂,配备1万块GPU,携手西门子等工业软件巨头专注于工业设计和模拟。

预计2025-2027年全球数据中心新增AI算力负载为9.7/15.9/20.2GW,CAGR为54%。电力设备容量可达算力芯片3-5倍,26年变压器、开关柜、UPS、传统HVDC市场空间分别达到75/298/287/17亿元。

AI将强势带动全球用电需求增长。预计海外大厂AIDC相关资本开支持续高投入,国内头部配套电气设备制造商将看到相关订单的落地,后续增量弹性将持续释放。国内头部互联网企业持续加大AI领域投资,AIDC电力设备企业业绩有望逐步兑现。
腾讯2025年第一季度财报公布研发支出189亿元,同比增长21%;资本开支275亿元,同比增长91%,主要用于GPU及AI算力基础设施建设。
阿里巴巴2025财年第四季度及全年财报,四季度资本开支246亿元,同比增长121%,主要用于AI算力基础设施及数据中心建设。
2024年三大运营商的资本开支超过3000亿元,其中移动1640亿元,电信935亿元,联通614亿元。
2024年,BAT总资本开支超1500亿元,其中百度81亿元,腾讯776亿元,阿里721亿元。
随着国内AI模型和技术的进步,预计三大运营商、BAT及其他主要互联网公司在2025年的资本支出将继续保持高速增长趋势。
中国联通预计2025年算力投资同比增长28%;
中国移动预计资本开支1512亿元,主要用于算力基础设施升级等;
阿里巴巴未来三年将投入超过3800亿元人民币,用于云和AI硬件基础设施建设;
腾讯2025年资本开支预计将达到800-1000亿元人民币

海外四大云厂2025年资本开支将持续增长,预计将超过3500亿美元,同比增长约46%,且投资将主要用于服务器、数据中心和网络基础设施,有望促进AI基础设施产业链景气度持续向上:
亚马逊第二季度资本开支314亿美元,同比增长91%,预计2025年资本开支达到1000亿美元,同比增长29%,绝大部分将用于AI和云服务AWS;
微软第二季度资本开支242亿美元,同比增长27%,预计三季度资本开支将达到300亿美元以上,预计2025年(自然年)资本开支有望超过1000亿美元,同比增长32%,主要用于建设AI数据中心;
谷歌第二季度资本开支224亿美元,同比增长70%,公司25年全年资本开支从原计划的750亿美元上调至850亿美元,同比增长62%,主要用于建设和升级其数据中心基础设施;
Meta第二季度资本开支170亿美元,同比增长101%,主要是对服务器、数据中心和网络基础设施的投资,公司将全年资本开支预期从640-720亿美元上调至660-720亿美元,同比增长68%-84%,主要是增加对数据中心及AI硬件设备的投资。

数据中心电力设备品类众多,电力传输链路较长,包括维谛、伊顿、施耐德等在内的全球巨头深耕细分领域多年,已形成完整的产品序列和强大的解决方案提供能力;国内企业聚焦数据中心行业时间较短,但在各细分产品和环节已具备较强的竞争优势,头部企业正逐步建立解决方案提供能力。此外,随着算力芯片国产替代的持续推进,数据中心价值链有望整体向中国企业转移。2025年有望成为全球AIDC建设元年,国内外主要云厂资本开支有望迎来放量。持续关注数据中心供配电技术变革,800VHVDC和固态变压器有望逐步应用。
变压器系统:经过中压电能分配后,输入到10kV/0.4kV变压器,将电压从10kV降压至400V,满足数据中心内IT和温控等负载设备用电电压制式,变压器一般采用干式变压器,变压器容量最大至3150kVA,目前常用的容量在2500kVA及以下。
数据中心变压器主要厂商包括:1)海外厂商包括ABB、伊顿、日立、西门子、施耐德等;2)国内厂商包括金盘科技、明阳电气、伊戈尔、顺特电气等。
一般数据中心变压器单位价值量在1-2亿元/GW(电力设备口径),我们预计2025-2030年国内数据中心干式变压器市场空间分别为9/12/18/20/22/22亿元,海外数据中心干式变压器市场空间分别为35/57/73/76/69/63亿元。
移相变压器适配于巴拿马电源。巴拿马电源是HVDC方案的一种,相比传统UPS方案,其供电架构实现了更高的模块效率,更小占地面积、更快的建设周期,目前已经广泛应用于阿里、移动、联通等数据中心。

中低压配电系统:数据中心中压外市电通常是由变电站引入两路10kV市电,输入到大楼中压配电系统,通过10kV户内金属铠装移开式开关设备,在中压配电柜体内设计不同的单元隔室,集成负荷开关、真空断路器、接触器、高压熔断器、接地开关、隔离开关、电压电流互感器,对中压系统进行电能的分配和保护;低压配电柜则在变压器将电压降至400V后为负载进行电能分配和保护。
数据中心中低压配电系统主要厂商包括:1)海外厂商包括ABB、西门子、施耐德等;2)国内厂商包括明阳电气、金盘科技等。
一般数据中心中低压配电系统单位价值量在4-6亿元/GW(电力设备口径)附近,我们预计2025-2030年国内数据中心中低压配电系统市场空间分别为37/60/73/81/86/90亿元,海外数据中心中低压配电系统市场空间分别为139/228/293/303/277/252亿元。

不间断电源(Uninterruptible Power Supply):UPS是一种在主电源中断时,能够为数据中心关键设备提供持续电力供应的设备,它的主要作用是防止因停电、电压波动等问题导致的数据丢失、设备损坏以及业务中断。此外,UPS还可以消除电网的电压波动和噪音,保证负载得到稳定的电力供应。
数据中心UPS系统主要厂商包括:
1)海外厂商包括维谛、伊顿、台达等;2)国内厂商包括华为、科华数据、科士达等。
一般数据中心UPS单位价值量在5-8亿元/GW(电力设备口径)附近,我们预计2025-2030年国内数据中心UPS市场空间分别为49/75/85/80/60/41亿元;2025-2027年海外数据中心UPS市场空间分别为184/196/69亿元,后续随着AIDC的建设对电源系统的要求变化,UPS的份额将逐步被高压直流的技术路线替代。

随着AI服务器功率密度持续提高,转换效率和集成化程度更高的800VHVDC电源产品愈发受到关注。2025年5月,英伟达联合维谛、英飞凌、纳微半导体、施耐德电气等厂商成立供应商联盟,目标是在2027年实现800V HVDC架构的规模化应用,以支持单IT机架1MW及以上的功率需求。
相较于传统HVDC技术,800V HVDC技术优势在于:1)传统54V直流架构在1MW机架中需200kg铜母线,而800V HVDC可减少45%的铜用量,同时释放机架空间以容纳更多的GPU;2)减少带风扇的电源单元(PSU)数量,降低散热需求(冷却成本可降低30%),同时PSU故障率减少使维护成本降低70%;3)传统的IT机架式电源依靠冗余配置来减少停机时间,但这会导致频繁的维护周期,需要更换故障模块,高压直流输电系统的故障检测机及维护保养更加便利。
由于海外电网稳定性较差、停电频率较高,欧美数据中心运营商对于800V HVDC的需求较国内更加迫切,我们预计800V HVDC产品将首先在海外市场推广。在传统HVDC基础上,预计800V HVDC电源单位价值量约4-6亿元/GW(电力设备口径),预计2026-2030年海外市场空间分别为78/235/347/317/288亿元;到2028年国内800V HVDC产品市场空间有望达到20亿元。

固态变压器(SST)也称为“能源路由器”或“电力电子变压器”,由电力电子变换器和高频变压器组成,可实现高压交流至低压直流/交流的电压变换及能量双向流动。相较于传统的工频变压器,电力电子变压器不仅具备电压等级变换和电气隔离功能,还能够提供不同电压等级的多个直流端口,以满足直流电网或交直流混合电网中直流设备的需求,从而实现更加灵活和高效的电能管理,潜在应用场景包括电动汽车、铁路牵引、数据中心、新能源并网、直流配网等。
相比于传统变压器,固态变压器集电气隔离、电压变换、无功补偿、谐波抑制、电压平衡等功能于一体,且不需要大量的铁芯、占地面积小、重量轻,易于安装和集成,可实现直流、交流多端口输出,且采用模块化设计便于扩容;然而,由于采用大量电力电子器件且进行多级变换,固态变压器成本较高、能量转换效率较低。
数据中心是典型的直流负载,且对于功率密度和占地面积要求极高,且考虑完整供电链路后SST方案较HVDC具有更高的整体效率,有望成为SST重要的应用场景;需要说明的是,固态变压器(SST)由于存在电压制式及拓扑器件成熟度问题,在可靠性,可维护性及使用规范方面面临着挑战,现在仍以试点为主,产品生态有待进一步完善。根据GlobeNewswire预测,2024年全球固态变压器市场规模预计达到2.07亿美元,伴随固态变压器在充电站、配网系统以及数据中心应用的不断渗透,2033年市场规模预计增长至5.86亿美元,复合年增长率为12.27%。

固态变压器保持了巴拿马电源的先天优势,同时采用模块化高频变压器替代大容量干变,部署难度进一步降低。
包括维谛、台达在内的主要数据中心供配电厂家已有SST相关产品。台达10kV-DPSST产品采用10kV三相交流电压输入,输出电压可选择直流或交流方式,其中直流输出可选240/336/750/1000V等多个电压等级,采用预制化设计,同时满足远期直流高压化发展需求。
目前,国内华为、京东以及西电电力电子积极推进SST在数据中心的应用。华为与京东云合作推出华为数字能源与京东云联合推出的一体化供电方案SST,供电效率高达95.3%;西电电力电子推出基于SST技术的数据中心中压直供直流电源产品,传输效率大于97.5%。根据公司公告,新特电气等变压器企业也在进行固态变压器产品的开发。

数据中心供配电设备对可靠性、稳定性和功率密度要求极高,目前送样或实际供货企业均以行业龙头为主。
变压器方面,金盘科技、伊戈尔已向行业头部客户供货。开关柜方面,金盘科技、明阳电气已向行业头部客户供货。UPS/HVDC方面,UPS主要供应商包括华为、科士达、维谛、易事特、施耐德、科华、伊顿、台达等;HVDC供应商主要为中恒电气、台达、维谛3家企业,盛弘股份、禾望电气、麦格米特也在布局HVDC领域。
国际巨头伊顿、台达、维谛、施耐德等深耕数据中心领域多年,已形成电力模块/解决方案提供能力,为客户提供定制化服务,提高客户粘性。国内头部企业金盘科技、伊戈尔、明阳电气、中恒电气等目前聚焦特定产品环节,但近年来快速发展,有望逐步成长为解决方案综合供应商。

AIDC电力设备:1)变压器/开关柜环节;2)UPS/HVDC环节;3)有源滤波器APF环节;4)服务器电源环节。核心公司:金盘科技、明阳电气、伊戈尔、禾望电气、盛弘股份、蔚蓝锂芯。

产业链梳理:
变压器/开关柜业务的公司:金盘科技、明阳电气、伊戈尔、新特电气、伊顿等,
UPS/HVDC业务的公司:中恒电气、科士达、科华数据、维谛技术等,
服务器电源业务的公司:麦格米特、欧陆通、泰嘉股份等,
BBU业务的公司:蔚蓝锂芯、豪鹏科技、亿纬锂能等,
铜连接业务的公司:沃尔核材、安费诺等。

参考资料:
20250810-国信证券-新能源和电力设备:AIDC电力设备电网产业链周度跟踪
20250626-国信证券-AIDC高压直流技术(HVDC)为国产设备带来广阔市场机遇
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