摘要：IDC 供电侧价值含量占比高且持续迭代，是不可忽视的战略投资方向。供电稳定性是生 命线，毫秒级的电力闪断可能导致价值数千万乃至亿元成本级别的 AI 训练任务中断，造 成巨大经济损失。因此，高性能计算集群对供电系统的容量、稳定性和效率提出了前所 未有超高要求。在

IDC 供电侧价值含量占比高且持续迭代，是不可忽视的战略投资方向。供电稳定性是生 命线，毫秒级的电力闪断可能导致价值数千万乃至亿元成本级别的 AI 训练任务中断，造 成巨大经济损失。因此，高性能计算集群对供电系统的容量、稳定性和效率提出了前所 未有超高要求。在典型 AIDC 项目中一次性建设成本中，与供电直接相关的设施（如配 电系统、柴油发电机、不间断电源等）的价值量占比近乎高达 50%，远超制冷和其他土 木建筑成本。快速迭代、高价值量的电源侧成为了酝酿投资机会的宝贵土壤。

IDC 供电方案的革新持续进行，起初体现为电源输出形态的改变，此时可靠性的改善被 排在最高等级。从存量来看，国内供电方案以输出交流电的 UPS 为主，目前输出直流电 的 HVDC 方案渗透率开始提升。这是由于 IT 设备（服务器、交换机等）真正需要的是直 流电，而 HVDC 取消了 UPS 中故障率高的逆变环节（直变交，DC/AC），因而系统可靠性 显著提高。HVDC 较 UPS 的效率改善不 限于逆变环节的精简，由于可靠性提高， HVDC 系统无需 UPS 系统下的极高冗余配置，进一步提升了系统的整体效率。

解决了基础可靠性问题后，为满足 AI 时代单机柜功率密度爆发式增长的新需求，电源 侧新一轮效率革命正式拉响。提高能效、降低土地占用成为核心诉求。能效方面，在电 路中，电网的总负载由功率来决定，功率则是电压（U，单位：伏特）和电流（I，单位： 安培）的乘积。当下，GPU、ASIC 芯片持续朝着高功耗方向迭代、机柜也在朝着集成化 的方向发展，机柜的总功率密度提升趋势不可阻挡。在此情况下，电流增加会不可避免 地造成线损的激增（Ploss= I 2R，线损与电流的平方成正比)，因此，电路输出电压的提升 是必然趋势。SST 方案正是 HVDC 方案由 240V、400V 提升到 800V 后的新型解决方案。

1.1. SST 的高效率：供电效率提升至 98%+，极大改善线损

变压器的迭代历程正对应着 HVDC 方案输出电压等级迭代升级的历程。发展至今，HVDC 供电方案持续演进，从最早的第一代 HVDC 和巴拿马电源（通常 240V、336V）到海外 的 Sidecar 方案（通常 400V），再到未来方案中的 800V（（引入了 SST），HVDC 供电方案 表现为供电效率的持续提升，其中早期 HVDC、巴拿马、SST 三类方案的系统效率分别 达到 95.1%、97.5%、98%。对于年耗电量巨大的吉瓦级数据中心，1 个百分点的效率 提升意味着每年节省数千万元的电费。究其本质，这种电压或者说供电效率的提升与三 种 HVDC 方案所选择的变压器紧密相连，即传统 HVDC 对应的工频变压器，巴拿马对应 的移相变压器（PST）以及 800V 后的固态变压器 SST。

在 SST 出现之前，各种供电方案采用的变压器本质都是工频变压器，在高频下工作是 SST 方案的核心差异所在。第一代 HVDC 和传统 UPS 均采用笨重的工频变压器，而第二 代 HVDC（巴拿马）采用了具备多绕组结构的移相变压器，后者为整流模块提供了相位 各异的交流输入，使得整流后的直流电谐波含量大幅降低，能够有效抑制谐波，精简了 传统系统中的谐波抑制和无功补偿装置，带来了供电效率的改善。但本质上，巴拿马电 源采用的移相变压器只是特殊的工频变压器，与其他传统工频变压器原理相近似，都采 用硅钢片作为磁芯材料、采用铜线作为绕组，工作频率均为低频的 50/60HZ。根据变压 器的工作原理，V = 4.44 × 频率 × 匝数 N × 磁通密度 B × 磁芯截面积 A（，在频率既定 时，传统变压器想要实现相同的电压，需要大幅增加线圈匝数，而体积、重量、成本的 跟随上涨使得传统变压器在高压下失去了使用价值。而固态变压器 SST 采用的绝缘设 计和材料使得其能够在高频下工作（如 20kHz），因而能够承受更高电压。因此，能够 适应高频工作环境的固态变压器开始走向产业化推广的新阶段。

1.2. SST 的小型化：“供电链”高度浓缩，未来满足吉瓦级 AIDC 需求

AIDC 单机功率密度激增，传统 UPS/HVDC 体积庞大、占用宝贵机房空间。以传统服务器 到 AI 服务器的变化为例，机柜中 GPU、CPU功耗从不足 1kW 逐渐提升到了 1kW 甚至超 2kW， 整个机柜的功耗也从不足 60kW 提升至 150kW，而在 Meta 的最新路线中，HPR V4 的单机 柜功率甚至可能冲击 800kW 乃至更高。传统供电系统（含变压器、UPS、配电柜等）的占地 面积会跟随显著增加，例如，若兆瓦级的 Kyber 机架沿用 54V 架构，电源架将占用高达 64U 的机架空间，严重挤占 IT 设备部署空间。因此，缩短供电链路长度，减少设备数量和占地面 积，即供电系统的小型化将是数据中心高密化时代的必然诉求。

SST 的第二大突出优势就体现在小型化、节约空间上。得益于高频器件和模块化设计， SST 的占地不足传统 UPS 供电链路的 50%，极致节省土地与空间，更符合未来吉瓦 （GW）级 AIDC 的部署要求。1）高频化：根据电磁感应原理，更高的频率意味着传递 相同功率所需的磁芯（变压器）体积可以大幅减小。这是 SST 能用小型高频变压器取代 庞大工频变压器的物理基础。2）模块化：更重要的是，SST 内部通常采用功率模块并联 的设计。单个模块就是一个成整的、小功率的 SST 单元。一方面，SST 通过输入级-隔离 级-输出级的三级功率变换结构，将传统供电系统中分散的隔离、整流、逆变等功能高度 集成在一个紧凑的系统中。另一方面，SST 具备动态无功补偿（依靠内部控制算法，无 需额外设备）和智能功率分配单元（集成配电、保护和监控功能，通过数字信号处理器 （DSP）进行统一管理，简化布线）。因而，在相同的建筑面积内，SST 方案为计算设备 和散热系统释放出了宝贵的空间。

台达 800V SST 方案单套系统容量已达到 MW 级别，未来 SST 有望朝着吉瓦级应用发 展。据行家说三代半公众号，转向 800V架构后，台达的 DC-DC 电源架功率将达到 100kW， 而台达的传统 AC-DC 电源架功率通常为 18-33kW，但是电源架的尺寸保持不变，都是 19 英寸&10U。这意味着 800V 架构的电源架需要在同样的尺寸内多塞入 67-82kW 功率 的电源，其功率密度增幅最高可达 450%。可以说，小型化、模块化的 SST 方案是这种 800V 方案能够朝着产业化方向发展的关键助力。台达方案下，800V 方案在前端引入了 固态变压器 SST，每套系统容量达到 3-6MW，且 SST 的模块化设计使得其具备弹性扩展 能力。展望未来，未来 SST 方案或可同借助多机柜并联，构建出数十 MW 至百 MW 级供 电集群，满足未来吉瓦级数据中心分阶段建设的需求。

近日，英伟达在 10月 13日 OCP峰会上发布 800V直流白皮书，展示了 SST在 800VDC 应用中的巨大潜力。英伟达新架构的解决方案是从传统的 415/480 伏特交流（VAC）三 相系统转向端到端的 800VDC，在设施级别，将中压交流电转换为 800VDC，然后直接分 发到计算节点，消除了多余的交流-直流转换、功率分配单元（PDU）、变压器和母线槽， 只需一个高压直流主干，即在 Kyber 架构中，800VDC 将被直接送到计算节点，而后使 用单级 64:1 LLC 转换器降压到 12VDC 供 GPU 使用，新方案比多级方法节省 26%的空 间。

800V HVDC 是 SST 渗透的起点，但并非终点。如同风冷到液冷的过渡是因为风冷方案 难以满足终端需求，电源方案的革新也是传统方案不适配所造成。SST 的产业渗透只是 初露峥嵘，还远未到大规模放量的阶段，目前甚至只是作为 800V HVDC 方案中的一环， 大众对 SST 的认知 限为其可以提高电路效率、改善能效 。但事实上，SST 的优势远不 止能满足高压输出或者能提高系统效率，作为一种主动控制而非被动控制的方案，SST 的主动灵活性、绿电适配性将使得其在未来占有更大的市场份额。届时，行业将真正进 入 SST 方案的时代。

2.1. SST 的主动控制：如同“电路路由器”，对整个供电系统进行根本性重构

SST 相比于 HVDC，最核心的飞跃在于其根本性的架构革新，从电网的“负担”升级为 电网的支撑节点。传统 UPS/HVDC 并网时，需要一个复杂且精密的同步过程，必须确保 自身的电压、频率和相位与电网成全匹配，否则会产生巨大的冲击电流，损坏设备，因 此通常是只从电网汲取电能，作为电网的纯负载。而 SST 能起到电网支撑节点的作用， 可以平滑、快速且主动地调整电压、频率、相位，与主电网保持同步，此外实时补偿无 功功率、抑制电网谐波、平衡三相电压，相当于集成了静止无功发生器（SVG） 和有源 电力滤波器（APF），从而实现几乎无感知的接入或脱离，不会对电网或负载产生冲击。

软件可编程+硬件支撑，赋予了 SST 在电力电子技术层面的革新性。得益于软件和硬件 的变革，SST 本质上不再是被动的电磁设备，而是整合了电力电子技术和数字控制的新 型电能转换装置，能够重新定义电能从中压接入到芯片使用的整个转换和分配方式，成 为高度集成、智能可控的电能“路由器”。 1）软件算法层面：SST 整合了强大的数字控制器（通常是 DSP 或 FPGA），基于实时采 集的电网、负载和自身状态数据，SST 的控制算法可以动态调整运行参数（如调制策略、 相位角），始终让系统工作在最优状态，并对故障做出预测性反应。如通过加载不同的控 制算法，SST 可以瞬间改变角色，如在电网电压骤降时作为动态电压补偿器（DVR），在 负载产生谐波时作为有源电力滤波器（APF），一机多用。 2）硬件层面：SST 普遍采用模块化多电平（MMC）等结构，整个系统由数十甚至数百个 标准化的低功率模块串联或并联而成。这种结构带来了弹性扩容和高容错性两大柔性优 势。一方面，功率可以像搭积木一样通过增删模块来灵活扩展，无需更换整机；另一方 面，单个模块故障时，控制系统可以将其旁路化，从而实现自愈，与传统方案中单个部 件故障可能导致整机宕机形成鲜明对比。

2.2. SST 的绿电适配性：未来无缝接入风光储，满足降碳要求

此前，数据中心绿电渗透率长期受经济性和可靠性拖累。数据中心不仅是用电大户，也 是碳排放大户。随着 PUE（数据中心电能利用效率）优化空间不断缩小，以及数据中心 耗电量不断增加，数据中心用绿电成为降碳关键。但从现状来看，数据中心绿电多仅用 于机房楼内耗电量较小的系统（如照明、安防），难以满足整体 IT 负荷需求。从经济性 出发，风光配储能的绿电直供方案虽原理可行，但需配置大量定期更换的电池，增加 Capex、Opex；从可靠性来讲，高比例可再生能源并网对电力系统的稳定性和经济性提 出了严峻挑战，即风光发电的间歇性和反调峰特性导致电网电压波动、谐波污染等问题 频发，且传统“源随荷动”的调度模式难以适应新能源的随机性，共同造成弃风弃光现 象突出。以张北地区为例，其风电渗透率超过 50%，但受制于电网调节能力不足，2020 年弃电率一度高达 15%，严重制约了清洁能源的高效利用。

在满足绿电消费比例要求的方案中，绿电直连最具经济性。数据中心已被纳入绿色电力 消费比例监测范围，今年 3 月 18 日，国家发展改革委等 5 部门发布了《关于促进可再 生能源绿色电力证书市场高质量发展的意见》，要求国家枢纽节点新建数据中心绿色电 力消费比例在 80%基础上进一步提升。而据国家电网测算，在各种形式的绿电使用方 式中，并网直连的度电成本（（0.55 元）最低，优于绿电交易（（0.66 元）、绿证交易（（0.67 元）和离网直连（0.72 元）。

固态变压器（SST）输入电压范围广，具备多端口电压兼容性，符合绿电输出的特征。 传统工频变压器（50/60Hz）无法兼容宽范围输入，而 SST 高频特性使其能适应不同输 入频率，无需额外滤波或调压设备。通过串联组合，SST 可覆盖 10kV AC 中压输入需求， 同时支持直流端口（如风电 800V DC）的并联接入。对比来看，UPS 仅支持固定电压交 流输入（如 400V AC），需额外整流环节接入直流绿电；HVDC 虽支持直流输出，但通常 其整流侧（输入侧）的设备，是为处理高压交流电而优化的。无法直接兼容光伏直流。 而 SST 更适配光伏、储能的绿电直连，无需额外转换设备，避免能耗衰减。有研究表明， 采用 SST 方案的新型电网架构对可再生能源的接纳能力可以达到 50%-70%，效果提升 为传统电网架构的 1.3-2 倍。向未来展望，SST 通过软件重新配置还可适应新的电压标 准，而传统方案可能需要进行硬件层面的重大改造，SST 的可编程性赋予了基础设施前 所未有的前瞻适应性。

SST 不仅长于绿电的输入，还可以反向“输出绿电”，即将过剩电能反向升压至 10kV AC 回馈电网或用于储能，远期实现“削峰填谷”，降低用电成本。SST 的双有源桥（DAB） 拓扑支持双向能量流动，其过程是 DAB 通过高频开关控制能量流向调节导通相位差，实 现功率大小的双向调节，核心为移相控制。例如，移相角为 0 时能量正向传输（光伏→ 负载），移相角为 180°时反向传输（储能→电网）。一方面缓解峰值负荷压力，降低变 压器、线路等设备扩容需求；另一方面，通过低谷充电、高峰放电，数据中心可直接节 省电费，降低用电成本。

从电-磁-电过程出发，把握材料端机遇。SST 本质是电能-磁能-电能的转化过程，因此， 在 SST 方案中，导电材料与导磁材料占据材料端主要价值。其中，碳化硅(SiC)和氮化镓 (GaN)是决定 SST 导电性能，而导磁的纳米晶或铁氧体等磁芯则与 SST 能量转换的效率 直接相连，共同决定了 SST 在效率、功率密度和成本上的竞争力。

3.1. SiC 与 GaN 分别支持电流的输入与输出

SST 所采用的 SiC、GaN 天生的材料特性相比传统硅（Si）实现了代际飞跃，从而能直 接满足高频率、高效率、高功率密度和高温稳定性等苛刻要求。SiC、GaN 均为宽禁带半 导体材料，禁带越宽，器件耐压能力越强，漏电流越小，能在更高温度下稳定工作。此 外，宽禁带半导体材料临界击穿场强，意味着制造相同耐压的器件所需材料厚度越薄， 器件体积可以做得更小，成为 SST 小型化的核心。再加之两种材料的电子迁移率高，开 可以支持更高的工作频率，这是实现 SST 高频化的关键。

在实际使用中，SiC、GaN 分别主要作为输入端、输出端的核心材料。1）输入端又称 AC/DC，可将电网的中压交流电（如 13.8kV）转换为高压直流电（如 800V），因而所需 材料需要能够承受极高的电压。同时，SiC 的热导率很高，是 GaN 的三倍以上，产生的 热量能高效散发，在处理大功率时更稳定可靠；2）输出端一般为 DC/DC 或 DC/AC， 输 出端的工作电压相对较低，核心挑战在于如何以极高的效率成成这一转换，并尽可能缩 小相关元件（尤其是电感和电容）的体积。GaN 器件的电子迁移率极高，开关速度非常 快，更适合作为输出端材料使用。

3.2. 磁性材料是 SST 输入和输出电路实现电气隔离的关键

变压器存在着“电-磁-电”的共同工作原理。在初始的电流输入过程结束后，电流会在 磁材构成的磁芯中产生一个高速变化的磁场，从而将“电能”转化为“磁能”，磁场快速 变化后变压器的次级线圈会感应出同样频率的交流电压，至此磁能又转化回了电能，成 成了能量的传递。借助磁场的“耦合”，输入和输出电路能实现电气隔离，保证设备和使 用者的安全。而固态变压器由于需要在高频下使用，因此对磁性材料提出了更严苛的要 求。

高频的工作环境使得 SST 选择磁性材料时有更高标准。固态变压器需要在高频工作，意 味着“电-磁-电”的转化过程需要快速成成，也即磁化、退磁的速度需要快，因此变压器 需要的是快速导磁和能量转换的材料（即软磁），而非产生恒定磁场（如永磁）。在高频 下，磁性材料通常会面临涡流损耗和磁滞损耗两大造成能量损耗的核心挑战，理想的 SST 材料需要具备低损耗、高饱和磁通密度、高磁导率、温度稳定性等特质。

根据具体设计要求（如工作频率、功率等级、效率目标、成本预算）等，SST 未来或以 非晶合金、纳米晶合金、铁氧体作为主要的磁性材料。传统的工频变压器多采用笨重的 硅钢片，这种材料在高频下损耗巨大，无法胜任 kHz 以上的高频工作环境。铁氧体、纳 米晶/非晶是取代硅钢片的良好选择： 1）铁氧体：铁氧体高频损耗小且成本低，但在饱和磁通密度上相对较低，更适用于高频 小功率场合，如开关电源 2）纳米晶/非晶：作为目前 SST 领域最具潜力的材料。它们在高频下的磁芯损耗比传统 硅钢片低 60%到 80%，同时具备高磁导率，能显著提升变压器效率（如达 98.5%以上） 并减小体积，适合用于高频下中大功率场景。

固态变压器磁性材料的市场空间将持续成长。据非晶中国大数据中心预测，全球固态变 压器市场在未来 5-10 年内将以年均复合增长率 25%~35%的速度高速增长。目前，高 频变压器磁芯市场由铁氧体暂主导，其饱和磁感应强度低、居里温度低的缺点限制了其 在更高功率、更紧凑设计中的应用。非晶/纳米晶粉末磁粉芯性能上正好填补了铁氧体和 传统硅钢片之间的空白。且随着粉末制备成本下降、成型工艺成熟以及市场对高性能需 求的认可，其在 SST 磁性材料中的渗透率将稳步提高。虽然当前总体用量可能不大，但 未来 5-10 年有望成为一个百亿级甚至更大的细分市场。当前，我国在纳米晶、非晶领域 已经发展成为全球强国，根据中国电器工业协会，2024 年我国非晶（纳米晶）合金粉末 产量达到 15000 吨，占全球产量近 55%，纳米晶合金产量占全球近 60%，产业化规模 和技术应用方面位居世界前列，未来，我国企业在磁性材料行业的技术积淀有望支撑我 国 SST 行业高速向前发展。

SST 行业正处在方兴未艾的产业早期阶段，涉足企业多基于此前业务延伸布 ，如基于 电网侧、UPS/HVDC、逆变器、机柜内电源等业务横纵向延伸。建议关注已有示范项目 或样机的进展领先企业，同时看好具备客户资源、渠道优势的企业快速抢占市场份额， 相关标的如下：

1）四方股份：公司是国内电力系统二次设备制造龙头，凭借全自研的硬件设备、保护系 统与能量管理平台，公司可为 IDC 提供一二次电气设备全套解决方案。在业务开拓中， 公司率先储备了高压柔直等关键技术，是国内少数能提供数据中心交直流配电系统全套 关键设备及解决方案的厂家，参与多个国家级示范项目，东莞柔性互联示范项目采用的 电力电子变压器额定容量达 10MW，达到目前全球最大容量，积累了向 SST 跨越的丰富 经验。

四方股份 SST 技术已实现成熟应用。公司 SST 产品已在东莞巷尾多站合一直流微电网 示范工程、宁波慈溪氢电耦合直流微网示范工程、城市配电网柔性互联关键设备技术示 范工程等多个国家级示范项目中应用。2023-2025 年间，公司 SST 产品持续升级迭代， 从DAB拓扑迈进LLC软开关拓扑、中频隔离单向拓扑，整机效率从97.7%提升至98.5%， DC/DC 效率超过 99%，能源转换效率显著提升。公司提供交流 10kV～35kV、直流 20kV～ 60kV 接入，240V～800V 直流输出的 SST 系列产品，具备高效率、高可靠性、多段直流 接入、高集成易安装等优势，全面适配下一代数据中心 800V 直流供电架构的需求。

2）中国西电：公司作为国内输配电装备龙头，主业涵盖高压开关、变压器等电网核心设 备，在特高压输配电设备制造领域具备深厚的历史积淀。目前，公司 SST 业务进展显著， 已有示范项目落地，进展居于国内前列，公司所属子公司西安西电电力电子有限公司拥 有固态变压器研发能力及相关产品，其向“东数西算”数据中心提供的 2.4MW 固态变压 器，已于 2023 年 9 月顺利投运，实现中压直供直流电源，并大幅缩短建设周期。

3）金盘科技：是全球干式变压器领先企业，产品主要应用于新能源、高端装备、节能环 保等领域的输配电及控制。公司 SST 布 聚焦前沿技术研发， 依托 30 余年干式变压器 的制造经验，结合有限元仿真能力，公司 SST 配套的高频隔离变压器产品效率高、绝缘 强度好。截至公司 2025 年半年报，公司 10kV/2.4MW 固态变压器（SST）样机已成成， 该样机适用于 HVDC800V 的供电架构，具备高效电能转换、快速响应、高度集成等优势。 公司目前正处于推进样机迭代的技术验证与产能筹备阶段。

4）新特电气：公司是国内最早研发、生产与高压变频器配套的变频用变压器制造商，自 成立以来就专注于各种变频用变压器的研发和制造，多绕组干式变频变压器（移相变压 器）可应用于数据中心；公司布 固态变压器（ SST）配套用变压器的研发与创新，目前 处于技术开发阶段。

材料端，建议关注宽禁带半导体、磁芯软磁材料供应商，如：铁氧体生产企业（横店东 磁、铂科新材）、纳米晶/非晶生产企业（云路股份）。 1）横店东磁：公司是全球规模最大的铁氧体材料生产企业，布 了多种软磁材料体系， 如铁氧体软磁、金属磁粉心、非晶纳米晶、复合软磁等，可广泛应用于新能源汽车、光 储充、数据中心、人形机器人、AI 用各类服务器等领域。目前，公司铁氧体永磁、铁氧 体软磁全球市占率居首。 2）铂科新材：公司主要产品包括金属软磁粉、金属软磁粉芯及芯片电感等磁元件。公司 最新一代软磁材料铁硅 5 代软磁材料目前已经研发成成，并具备量产的能力，其应用频 率可达 10MHz 以上。 3）云路股份：公司一直专注于先进磁性金属材料的设计、研发、生产和销售，已形成非 晶合金、纳米晶合金、磁性粉末三大材料及其制品系列，产品覆盖从 50Hz 到 100MHz 的 宽频段、七大赛道应用领域。当前，公司已成为行业内最大的非晶合金薄带供应商，年 设计产能达到 10.5 万吨。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

来源：未来智库