摘要:技术演进阶段: 技术演进路径从传统UPS供电架构逐步升级至SST,各阶段存在显著差异。传统UPS供电架构涉及多次交直流转换,市电交流电输入后先转换为直流,再逆变为交流,最终输送至机柜服务器时,服务器内部还需进行两道交直流转换。一代HVDC架构取消逆变环节,将市
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1、SST技术演进路径与核心优势
技术演进阶段: 技术演进路径从传统UPS供电架构逐步升级至SST,各阶段存在显著差异。传统UPS供电架构涉及多次交直流转换,市电交流电输入后先转换为直流,再逆变为交流,最终输送至机柜服务器时,服务器内部还需进行两道交直流转换。一代HVDC架构取消逆变环节,将市电交流电直接转换为直流,后续所有配电和输送环节均采用直流。二代HVDC(巴拿马电源)集成度更高,除保留HVDC电源外,还将低压配电开关、变压器环节整合,本质差异在于将传统变压器替换为移相变压器,并集成中低压开关柜。三代SST实现技术突破,采用高频变压器和电力电子器件(碳化硅/MOSFET),将工频变压器升级为电力电子变压器:通过碳化硅、氮化镓等功率器件对直流电进行整流,整理为高频直流后,利用高频变压器进行降压,后续直流分配均在SST内部完成。
核心优势总结:
SST相比前代技术具有四大核心优势。其一,减少交直流转换环节,缩短链路,降低电能损失,提升了电能转换效率。其二,降低故障概率,SST将配电环节集中于内部,链路更短,降低了各环节可能出现故障的风险。其三,减少铜排使用,随着机架侧和机柜内功率密度提升,SST采用更高直流电输送,有效减少了下游配电中铜排和电缆的使用。其四,缩小空间及降低低碳,SST将中低压配电集成后,设备空间更小,同时减少多厂商集成环节,降低了建设过程中的低碳。
2、不同技术方案量化对比分析、
空间占用对比: 以两兆瓦左右功率的标准场景为例,从占地面积看,传统UPS与HVDC电源占地接近,约300平米。巴拿马电源可减少3倍,降至100 - 110平米。SST在巴拿马电源基础上,还能再减少20 - 30%的空间占比,具体取决于技术迭代情况。整体上,从UPS、一代HVDC到巴拿马电源、SST,集成度提升,空间占用显著缩小。
建设周期对比: 建设周期上,传统UPS涉及工频变压器(交货时间长)、中低压配电柜及进场调试等,通常需约12个月。HVDC无需2N架构且可直挂BBU等,建设周期减半,约半年。巴拿马电源与SST采用整柜或整house集成化设计,减少前期配合与等待时间,建设周期进一步缩短至约1季度。整体来看,从UPS到一代HVDC,再到巴拿马电源与SST,建设周期逐步缩短为12个月、半年、1季度。
单瓦成本对比: 单瓦成本上,国内传统UPS单瓦价值量约0.5 - 0.6元,合资品牌约1元。HVDC处于技术早期,虽远期因省去逆变环节可能节省成本,但当前较合资UPS溢价20 - 30%(国内厂商如中恒、科华数据向阿里、腾讯供货时价格略高于传统UPS)。巴拿马电源集成移相变压器、中低压配电柜等,单瓦价值量约3 - 4元。SST处于早期阶段,示范项目单瓦价值量约7 - 8元(主要成本由功率器件、高频变压器等构成);若规模化量产,预计单瓦价值量将稳定在5 - 6元左右,略高于巴拿马电源。
3、SST成本构成与降本空间
核心成本构成: SST成本构成透明度低,只能粗略估算。核心成本里,功率器件占比最高,由碳化硅或MOSFET控件构成,主流是1.5千伏等级器件,中压领域应用少,主要依赖英飞凌、意法半导体等国外品牌,预计技术迭代后仍占40 - 50%。高频变压器国内技术成熟度较好,占比约25%。直流断路器因传统低压断路器集中于交流场景,能做直流分段的厂家少,国产及合资厂家表现较好,占比约10%。柜体、电缆、铜排等配件占剩余的百分之十几,软件等部分暂未纳入估算。
未来降本方向: SST未来降本核心在功率半导体技术发展,随电压等级提升,碳化硅、氮化镓等功率器件广泛应用将推动降本,此类器件已用于新能源、直流充电桩等领域。从云商视角看,北美云商对非IT设备降本压力小,国内字节、阿里、腾讯等更关注成本。SST成本预计比巴拿马电源高20 - 30%,若产能短缺或大功率供应商有限,数据中心可能加价购买,成本或达巴拿马电源的1.5倍以上。SST将先在直流充电桩、新能源、微网等领域成熟,提升稳定性并优化成本,数据中心为其效率和功率提升买单的情况优于其他行业。
4、SST供需格局与需求预测
供给端竞争格局: 供给端主要分海外合资企业与国内本土企业两大势力。海外合资企业有日立能源、ABB、伊顿、施耐德、台达、Brockweller等,伊顿推出转换效率约98%的2兆瓦SCT产品,台达已有样机;伊顿、施耐德、维谛在效率与产品稳定性方面较领先,ABB尚处前期研发阶段,样机未出。国内企业分两类:一是传统输配电企业,如中国西电集团、特变电工(惠州数据中心已用2兆瓦产品)、机电(推出3兆瓦示范性项目)、泰开南瑞、北京电力设备总厂(均有样机或示范项目),正泰处于研发阶段;二是电力电子企业,汇川技术在高压变频器及工控设备领域国际领先,出海占比超30%,但样机未成熟;中车、阳光电源、维光能源已有成熟样机,国网子公司有基础样机,华为、星星充电、中讯处于技术突破阶段。合资企业凭变压器、功率器件等技术积累,产品研发更充分,效率与稳定性更优;国内企业因看好出海潜力,布局热度高。
未来需求预测: 从时间看,2025年处于爆发前夜,2025 - 2026年以2 - 3兆瓦的SST数据中心示范项目为主,预计2030年行业高度成熟。市场规模上,施耐德中国2030年SST出货量预估约1000台,整体市场规模为10 - 15倍(即1万 - 1.5万台),按单台3 - 4兆瓦算,国内数据中心使用量约30GW;美国市场规模与国内同量级,且国内AIGC普及进度或使规模高于30GW。价格方面,SST设备价值量约为传统UPS或一代HVDC架构的2 - 4倍,差异源于美国供应链复杂度、贸易壁垒及调试人员成本。推广上,维谛、伊顿积极推动SST及未来技术,部分厂商因SST重复数低、HVDC紧迫度不高,倾向推广传统UPS等关键电源设备,但HVDC集成至电源、再到SST的变革趋势明确。
5、SST技术壁垒与短期放量
核心技术壁垒: SST的技术壁垒主要体现在技术、热管理及供应链管理等方面。技术层面,其核心整流环节需将工频交流电转换为高频交流或直流,系统复杂度高;高频电力电子器件面临电磁兼容(EMC)设计挑战,需有效避免高频电流对周围电子设备的干扰,这一要求高于传统电力设备的绝缘与温升考量。热管理方面,当前2兆瓦级产品需合理设计散热结构与系统,未来若功率等级提升,可能需向液冷方向发展以应对散热效率问题。供应链管理层面,SST作为集成化产品,需整合多种器件,关键在于上游供应链的把控:一是半导体器件(如碳化硅、氮化镓)的供应,需与英飞凌等头部厂商绑定以锁定资源;二是高频变压器、直流断路器等核心部件,传统变压器或开关厂商因具备自研或自供能力更具优势。此外,集成环节需严格把控质量与出厂试验。从市场竞争看,北美云商(如英伟达)的电源供应链由施耐德、维谛、伊顿主导,国内厂商(如金盘、伊戈尔)通过北美工厂布局及配电变压器业务渗透,有望在SST或巴拿马电源领域获取订单。
短期放量展望: SST的短期放量时间存在乐观与保守预期。乐观情况下,2026年下半年可能出现G瓦级体量放量;保守预期则为2027年左右。推动厂商方面,微软、Meta对SST兴趣较高,而谷歌更认可传统HVDC架构。当前SST成熟产品尚未完全推出,订单多为框架协议(如与谷歌签署),具体产品响应需结合成熟度与资质验证。行业背景方面,HVDC渗透进度可作参考:2025年国内HVDC一代至二代渗透已达17%-21%;2026年三代HVDC国内渗透预计3%-4%,海外约2%;季网放量预计在2026年底至2027年。国内厂商需通过切入北美云商供应链(如英伟达短名单企业的贴牌合作或技术补充),把握SST放量机会。
Q&A
Q:HVDC、UPS、巴拿马电源与SST在效率或空间上的量化差异如何?A:从占地面积看,以2兆瓦功率标准测算,UPS与传统HVDC占地面积相近,约300平米;巴拿马电源可减少至100-110平米;SST在巴拿马电源基础上进一步减少20%-30%。从建设周期看,传统UPS涉及工频变压器及高低压配电柜,建设周期约12个月;HVDC因无需2N架构并简化环节,周期缩短至约半年;巴拿马电源与SST以整柜形式进场,周期进一步缩短至约一个季度。整体呈现集成度提升带来的空间缩小与周期缩短趋势。
Q:当前产业能实现的SST固态变压器单瓦成本与UPS、HVDC相比,国内与海外维度的差异如何?具体成本差距大概多少?
A:SST目前处于早期阶段,国内主流厂商多处于样机或示范性项目阶段,应用于直流充电桩、数据中心小范围试点,单瓦成本需预估。传统UPS方面,国内产品单瓦价值量约0.5-0.6元,合资品牌约1元。HVDC因技术迭代尚处早期,当前较合资UPS有20%-30%溢价,国内厂商向阿里、腾讯供货价格略高于传统UPS。巴拿马电源因集成移相变压器、中低压配电等设备,成本为HVDC的3-4倍,单瓦价值量约3-4元。SST核心成本由功率器件、高频变压器等构成,当前示范项目单瓦价值量约7-8元;若规模化量产,预计稳定在略高于巴拿马电源水平,约5-6元。
Q:如何从SST的功率器件、高频变压器、中低压断路器等环节拆解其成本构成?
A:SST成本构成透明度较低,目前仅能粗略估算。功率器件方面,输入级采用三相全桥整流电路,由IGBT或碳化硅MOSFET构成,主流供应商为英飞凌、意法半导体等海外品牌,因中压领域应用较少且技术门槛高,占比约40%-50%。高频变压器国内技术成熟度较高,占比约25%。中低压断路器因需适配直流分段,具备相关能力的厂家较少,占比约10%。剩余约15%为柜体、电缆、铜排等其他部件成本,软件等部分暂难估算。
Q:SST未来主要的降本空间集中在哪些环节?是否涉及碳化硅、氮化镓、IGBT及MOSFET等功率器件的国产化?
A:从云商视角看,SST当前降本压力因区域差异有所不同:北美云商对非IT设备成本敏感度较低,国内字节、阿里、腾讯等本土云商更关注成本。SST成本预估比传统巴拿马电源高20%-30%,主要因云商电源侧投资预算及下一代芯片价值量提升影响。功率半导体技术快速发展,碳化硅、氮化镓等器件在数据中心、新能源、直流充电桩等领域广泛应用,但SSD在新能源等领域对成本涨价接受度较低。SST作为巴拿马电源的迭代技术,将先在直流充电桩、新能源、微网等场景逐步成熟并优化成本。数据中心对SST的价格接受度及为效率/功率提升的付费意愿优于其他行业,保守估计其价格为巴拿马电源的1.3倍以上,若因产能短缺或大功率厂商有限,可能达到1.5倍甚至更高,具体取决于技术发展方向。
Q:从需求端与供给端两个维度,目前海外哪些大厂对SST的需求较多或能见度较高?供给端如何拆解海外头部变压器大厂及国内厂商的布局情况?A:供给端可分为合资企业与国内企业。合资企业包括日立能源、ABB、伊顿、施耐德、台达及中压变频器厂商Brockweller等,其中伊顿、施耐德、维谛在研发充分性、效率及产品稳定性上领先,伊顿已推出98%转换效率的2兆瓦SCT产品,台达有样机;ABB尚处研发阶段,台达从检测应用向高压侧突破。国内企业分两类:传统输配电企业,部分已有2-3兆瓦示范项目;电力电子企业,汇川依托整流技术积累推进研发但样机未成熟,中车等已有成熟样机,华为、星星充电等处于突破阶段。需求端方面,2025-2026年为SST在数据中心的示范期,预计2030年行业成熟;施耐德中国2030年SST出货量预估约1000台,整体市场规模或达1万台,中美市场量级相近,国内因AIGC普及或高于30GW。海外供给集中度高,头部企业为伊顿、日立、ABB、施耐德、西门子;美国SST及电源设备整体价值量为传统架构的2-4倍,受供应链复杂度、贸易壁垒及调试成本影响。技术趋势上,HVDC向巴拿马电源再向SST迭代是确定方向,维谛、伊顿积极推动,部分擅长传统设备的厂商因质疑SST成熟度存在推广争议。
Q:UPS、HVDC企业转向SST的技术同源性如何?其切换难度与其他产业链环节相比如何?
A:传统UPS企业向HVDC/SST切换具备多方面优势。一是客户基础优势,其作为数据中心关键电源生态链与运营方及终端用户关系更熟悉,客户维护更便捷;二是技术同源性优势,尽管整流环节技术方案与传统UPS存在差异,且直流电分配为新领域,但在柜内中低压电、功率器件、软件布局及BBU配置等方面具备技术积累,对柜内环境及技术标准更熟悉。以科华为例,其从UPS转向HVDC后已成为腾讯主要供应商。部分企业因战略定位未切换,认为传统UPS业务仍可支撑。当前市场对HVDC、SST等企业关注度高,股价表现良好;未来传统数据中心增量市场占比将低于50%,算力与能源供给将集中于AIGC领域。
Q:SST固态变压器系统的技术壁垒体现在哪些方面?是否存在行业可量化指标?作为新兴行业,更早绑定下游大客户的企业是否技术壁垒更高?难度主要体现在技术、客户端还是其他方面?
A:SST固态变压器的技术壁垒主要体现在技术、供应链及客户端三个维度。技术层面,其输入端与输出端支持多环节交直流转换,整流环节复杂度高;高频电力电子器件面临电磁兼容设计挑战,需避免高频电流对周边设备的干扰,要求高于传统电力设备的绝缘与温升管理;热管理方面,当前2兆瓦产品需合理散热结构,未来高功率场景可能转向液冷技术。供应链层面,需具备高频变压器技术积累或自供能力,集成直流断路器等器件以锁定价值量;半导体器件供应紧缺,需与英飞凌等头部厂商绑定资源。客户端层面,与云商、英伟达机柜侧的耦合能力是关键,施耐德、维谛、伊顿已进入英伟达电源供应短名单;国内厂商需突破北美云商供应链,金盘、伊戈尔等在北美配电变压器领域已有布局,未来有望切入SST或巴拿马电源订单。
Q:英伟达短名单中施耐德、维谛、伊顿三家企业的份额如何划分?
A:三家短名单基于价值量选择,施耐德与伊顿在配电、变压器、开关、传统UPS及精密空调领域价值量占比高,但维谛凭借液冷系统及数据中心关键电源相关器件,与英伟达绑定最深。份额排序为维谛、施耐德、伊顿,剩余订单由其他欧美小厂承接。
Q:维谛、施耐德、伊顿等大厂是否存在中国外延供应链需求?
A:短名单中的施耐德、维谛等大厂存在明确的中国外延供应链需求。施耐德短板集中在液冷与HVDC电源领域,其液冷通过收购北美Motive Air补充,但SST与HBBC进展慢于维谛;SST正接触特变、英威腾、和旺等国内企业寻求贴牌合作,未来可能分两三家订单;HVDC电源因内部UPS部门不看好其发展,需国内HVDC厂商补充技术与供货。伊顿在UPS领域通过科士达等国内企业贴牌;SST自研领先,HVDC研发中但产品未成熟。维谛劣势在配电环节,需国内配电厂商补充中低压配电变压器、开关及器件;其功率器件经验优于施耐德和伊顿。
Q:短期来看,行业内出现G瓦级别体量的SST预期在何时?主要由哪些厂商推动?哪家厂商推进速度最快?大规模放量的时间节点如何?
A:SST方面,当前成熟产品尚未完全推出,订单多为框架协议,具体产品响应需结合产品成熟度与资质评估。与北美大厂沟通显示,谷歌更认可传统HBDC架构,微软和Meta对SST兴趣更高。乐观预期26年下半年可能出现G瓦级别体量,较保守预期则在27年左右。
来源:全产业链研究一点号