人工智能迎來應用拐點,23-28年數據中心新增IT負載CAGR高達24%
算力是數字經濟時代的核心生產力,是繼熱力、電力之后重要的新生產力。2020年以來全球大模型快速發展迭代,以DeepSeek為代表的開源模型大幅降低AI門檻,根據杰文斯悖論推理和應用需求有望出現爆發式增長。2023年全球計
算設備算力總規模達到1397EFops,其中智能算力占比為63%;預計2030年全球算力將超過16ZFlops,2023-2030CAGR達42%,其中智能算力占比超過90%。根據Semi Analysis,2023年全球數據中心IT負載規模約為49GW,預計 2028年達到140GW,23-28年CAGR高達24%;其中,AI負載有望達到80-85GW,五年時間增長約20倍。AI革命背景下,全球主要云服務商資本開支快速放量,美國四大云廠2025年資本開支預計超過3100億美元,同比增長43%;國 內以字節跳動、阿里、騰訊為代表的頭部互聯網企業紛紛加大數據中心基建力度。
數據中心配套電力設備容量可達算力芯片的3-5倍,2026年變壓器+開關柜+UPS+HVDC市場空間預計可達730億元
北美新建數據中心資本開支約為70-120億美元/GW,其中非IT設備占比20%-40%,非IT設備中柴發、變配電、UPS/HVDC等電力設備占比50%-70%。數據中心供電系統主要包括變壓器/開關柜、UPS/HVDC、服務器電源(AC/DC)、 板卡電源(DC/DC)四大環節。數據中心供電設備對于可靠性要求極高,對企業品牌、技術和質量穩定性提出較高要求,且往往采用冗余配置方式提供備用。根據相關數據,數據中心IT負載約為芯片功率的1.4-1.5倍,總功率約為IT負 載的1.2-1.3倍,考慮UPS/HVDC實際負載率和冗余配置,數據中心配套電力設備容量可達算力芯片的3-5倍。我們預計,2024-2026年全球數據中心新增IT負載分別為7.7/12.3/16.9GW,CAGR為48%,2026年配套變壓器、開關柜、 UPS、HVDC市場空間預計分別達到76/304/304/46億元。
算力芯片功耗提升帶動機架功率密度持續提升,2023年全球數據中心單機柜平均功率為20.5kW,英偉達GB200 NVL72機柜功率已超120kW;根據維諦預測,2030年前后用于智算中心的GPU機柜峰值功率有望達到MW級。機柜功率 密度的快速提升對供配電設備效率、占地等方面提出空前要求,過去五年全球主要企業紛紛推出集成化與模塊化產品,大幅節省占地面積、提升綜合效率、縮短交付周期。HVDC方案起步于2007年前后,與UPS相比具有供電效率高、 結構簡單、占地面積小等優勢,目前行業滲透率約為15%-20%,包括臺達、維諦和中恒在內的主要企業大力推廣HVDC應用,未來滲透率有望穩步提升。巴拿馬電源在HVDC基礎上進一步提升設備集成度,進一步提升效率、減少占地。 2023年以來,包括百度、阿里、Meta、谷歌等企業紛紛發布或啟動下一代高壓HVDC產品,將直流電壓從240/336V提升至±400/750V,進一步降低服務器端損耗。SST(固態變壓器)由電力電子變換器和高頻變壓器組成,可實現高 壓交流至低壓直流/交流的電壓變換及能量雙向流動,在保持巴拿馬電源優勢的基礎上進一步提升部署靈活性,最高直流輸出電壓已達1000V。大型數據中心裝機容量往往超過20MVA,而公共配網往往面臨容量不足的問題,未來發供電 自建有望成為主流方式,進一步帶動110/220kV電力設備需求。
服務器電源(AC/DC)是數據中心供電重要環節,負責將UPS/HVDC輸出高壓交流/直流轉變為服務器適用的12/48V直流。與傳統服務器電源相比,AI服務器電源功率密度大幅提升,單位價值量是傳統服務器電源的4倍以上。我們預計, 2024-2026年全球服務器電源市場空間為143/587/933億元,其中2025-2026年英偉達GB200/300服務器電源市場規模約393/589億元。無源銅纜連接(DAC)適用于服務器內部信息互聯,具有損耗低、成本低的優勢;英偉達GB200 NVL72中NVLink全部通過DAC實現,總長度約3200米。我們預計,僅考慮英偉達GB200/300應用,2027年銅連接銅纜市場空間可達41億元。BBU(Battery Backup Unit)是數據中心可選的電源備份方案之一,將電池在服務器中進 行分布式部署,較集中式UPS具有靈活度高、壽命長、效率高等優勢;英偉達GB200/300有望引入BBU方案,我們預計2027年市場空間可達43億元。
數據中心電力設備品類眾多,電力傳輸鏈路較長,包括維諦、伊頓、施耐德等在內的全球巨頭深耕細分領域多年,已形成完整的產品序列和強大的解決方案提供能力;國內企業聚焦數據中心行業時間較短,但在各細分產品和環節已具備 較強的競爭優勢,頭部企業正逐步建立解決方案提供能力。此外,隨著算力芯片國產替代的持續推進,數據中心價B體育官網 B體育網址值鏈有望整體向中國企業轉移。 從事變壓器/開關柜業務的公司包括金盤科技、明陽電氣、伊戈爾、伊頓等,從事UPSB體育官網 B體育網址/HVDC業務的公司包括中恒電氣、科士達、科華數據、維諦技術等,從事服務器電源業務的公司包括麥格米特、歐陸通、泰嘉股份等,從事BBU業務 的公司包括蔚藍鋰芯、豪鵬科技、億緯鋰能等,從事銅連接業務的公司包括沃爾核材、安費諾等。