摘要：固态变压器（SST）相较于传统变压器具有显著优势。1）传统变压器：体积大、占用空间大，不利于数据中心内IT与配 电设备的空间匹配和规划，并且传统变压器只能采用交流供电，不利于对可再生能源的集成和使用。2）固态变压器 （SST）：小巧轻便，可以在交直流之间进行转

固态变压器（SST）相较于传统变压器具有显著优势。1）传统变压器：体积大、占用空间大，不利于数据中心内IT与配 电设备的空间匹配和规划，并且传统变压器只能采用交流供电，不利于对可再生能源的集成和使用。2）固态变压器 （SST）：小巧轻便，可以在交直流之间进行转换，在体积和灵活性上更具优势。

固态变压器当前主要应用场景为交直流混联配电网、绿电直连、电动汽车充电站。 1、交直流混联配电网：集成了直流和交流两种结构的优势，允许两种形式的电能共享同一个配电网络，能够实现为接入 系统内的多种负荷提供不同要求的电能并减少由于功率的多级变换而带来的不必要损耗，提高了整体的能源效率和可靠性。 交直流混联的核心优势在于能够更有效地处理可再生能源、提高供电质量、提高供电可靠性。

固态变压器SST/能源路由器EER在现阶段作为交直流混合配电系统的核心设备，具有能量流动双向、潮流灵活调节、谐波 无功可控和端口故障隔离等功能。它在微电网中的应用，特别是在交直流混合配电系统中，对于提高电网运行效率和促进 可再生能源的集成至关重要。

2、绿电直连：新能源通过专用线路点对点直供单一用户，形成封闭的绿色电力通道。这一模式让绿色电力从发电端直达 用户端，减少中间环节损耗。

固态变压器SST在绿电直连场景发挥至关重要的作用。在以SST为核心的中压直流电网骨干网架中，光伏与储能通过SST 实现全直流升压接入，实现直流直供制氢/电解/数据中心等大型直流负荷，可摆脱对交流电网的依赖。

3、电动汽车充电站：针对电动汽车CCS及MCS充电场景，在基于电能路由器的直挂超充矩阵中采用固态变压器技术替代 传统变压器和变流设备，能够实现链条电力电子化，为用户提供极全、极简、极速、极效的“四极”充电体验。

中美科技巨头展现强劲资本开支，算力投资有望持续提升。 北美四大云厂商META、谷歌、微软、亚马逊资本开支达到新高度，25Q2分别同比增长101%、70%、23%、83%。在最 新指引中，谷歌将其25年资本开支指引从750亿美元上调至850亿美元，META从640-720亿美元上调至660-720亿美元。 腾讯和阿里25Q2资本开支亦强势增长，分别同比增长120%、220%。中国互联网企业资本开支基数较低，中远期仍有上 调空间。阿里计划未来三年在AI基础设施投资3800亿元，并有望进一步追加，到2032年其数据中心容量将达到2022年的 10倍，持续增长的资本开支将有力推动数据中心建设超预期。

全球数据中心建设已进入快速扩张阶段。 随着全球科技巨头资本开支快速提升，2025年起全球数据中心建设有望迎来加速。根据IEA统计，2024年全球数据中心累 计容量为97GW，到2030年将达到226GW，25-30年年新增容量为21.5GW（24年新增容量为14GW），其中中美两国占主 要贡献，25-30年年均新增分别为9.8GW、7.2GW。

随着服务器功率提升，电力基础设施重要性显著提高，利好电源环节。 近年来服务器功率快速提升，一方面是因为随着技术的升级迭代，GPU单芯片算力提升导致耗能增加，例如英伟达A100 芯片功率为400W，而当前主流的B200芯片功率已达到1000W；另一方面，互联技术的应用能够将多个 GPU 联网在一起， 从而使得服务器机架功率密度大幅增长，例如英伟达服务器机架功率将从2024年的120kW提升至2028年的1000kW以上。 从电力基础设施维度来看，更大的服务器功率带来更高的电源需求，同时由于高功率、大电流导致输电损耗凸显，因此对 电源性能亦提出了更高的要求，有利于电源价值量提升。

为了满足服务器功率持续提升的需求，AIDC配电架构向HVDC和固态变压器演进。2025年10月英伟达发布的《800 VDC Architecture for Next-Generation Al Infrastructure》白皮书，明确了数据中心配电架构发展路线。英伟达认为800VDC 是下一代配电的最佳架构，同时强调了固态变压器（SST）技术路线的重要性，英伟达表示正在探索中压整流器应用（将 中压交流电转换为800VDC），并致力于将SST技术作为面向未来的设施配电解决方案。

HVDC：早期在我国传统通信运营商的通信网络中应用较多，主要是因为通信设备通常采用-48V直流供电，运营商对直流 电系统相对熟悉。后期随着经验积累，互联网运营商建设数据中心时对HVDC应用的需求也快速提升。

海外数据中心HVDC应用处于起步阶段，27年起有望快速推广应用。北美部分云厂商此前便开始设计HVDC方案，例如谷 歌在OCP2024上提出其±400V供电架构。维谛宣布其800VDC电源产品组合将在26年下半年发布，以配合27年英伟达 Rubin Ultra平台的推出；英伟达亦宣布其800VDC架构将于27年开始部署，以支持1MW及以上的IT机架功率需求。

固态变压器（SST）是数据中心直流配电系统的未来发展趋势。SST采用第三代功率半导体取代传统变压器进行调压和整 流，系统链路短、效率高、体积小、重量轻、控制方便。

SST方案效率更高。根据为光能源，SST方案相较于传统UPS方案端到负荷效率提升3%以上；以100MW数据中心为例， 若负载率为90%，效率每提升1%，每年可节省788.40万度，按0.8元/kWh电价计算，每年可节省630万元电费。

从核心设备来看不同直流供配电架构： 常规工频变压器、移相变压器：都是将AC10kV转换为AC380V，再经过整流器转换为DC800V，都需要将整流输出的电压 提升至800V。固态变压器SST：将AC10kV直接转换为DC800V，更少的电压转换环节、效率更高，是数据中心直流供电的最佳路线。

当前SST主要采用ISOP型系统拓扑：输入端为中压级联，输出端为低压并联。功率电路包括前级的整流电路、后级的直流-直流变换器。

输入整流级（AC-DC转换）：采用多H桥模块级联构成，以减小开关管的电压应力。采用单相PFC拓扑，功率器件选用大功率Si IGBT或SiC MOSFET，实现整流和功率因数校正作用，采用SiC器件可以提升AC/DC的开关频率，进一步减少网侧电流谐波含量。

隔离阶段（高频DC-DC转换）：带隔离的DC-DC变换，各模块输出并联。采用双有源桥或者谐振拓扑结构，功率器件选用 SiC MOSFET， 由一个跟输入级连接的逆变器、谐振电容、谐振电感、高频变压器和整流器组成，通过谐振变换实现功率传输，变压器实现隔离作用。

高频变压器是SST核心组件，亦是核心技术难点，其关键技术瓶颈包括容量小、损耗密度高、大容量电池设计难等，系统复杂且成本较高。

固态变压器中采用先进的磁性材料，例如铁氧体、非晶合金 和纳米晶，其中纳米晶功率密度比铁氧体和非晶大数倍、中 频/高频范围内运行损耗更低且噪音更低，适合用于制造SST 铁芯。当前纳米晶的应用主要流行于学术界，未来有望广泛 应用于产业界。

非晶纳米晶能有效解决高频变压器技术难题。非晶纳米晶既 具有非晶所提供的高电阻率，能降低涡流损耗，又有纳米晶 所赋予的优异软磁性能，其在SST的应用优势更明显。通过非 晶纳米晶材料替代传统铁氧体等软磁材料，可降低固态变压 器30%的制造成本，并减少碳排放。

第三代半导体功率器件能显著提升电源性能。SiC和GaN材料制作的功率半导体具有高耐压、低导通电阻、寄生参数小等 特点，因此与传统硅基功率器件相比，应用第三代半导体功率器件的电源具有损耗小、工作频率高、可靠性高等优势，可 大大提升电源效率、功率密度和可靠性等性能。

SST核心功率器件正由IGBT模块向SiC发展。SiC器件常用1200V电压等级，GaN器件通常为650V，因此SiC核心功率器件 更适合DC800V电压等级范围。目前国内固态变压器大多采用IGBT模块作为核心功率器件，为追求更高能效和功率密度， SiC正在逐步取代传统硅基功率器件。

固态变压器的成本占比：

电力电子器件：约占总成本的32%，是固态变压器的核心部分。 这些器件基于碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等宽禁带半导体 材料，通过高频开关实现电能转换，其性能和成本直接影响固 态变压器的整体效率和价格。

高频变压器：约占总成本的16%。高频变压器采用铁氧体、非 晶合金等新型磁性材料，通过高频电磁感应实现电压变换和电 气隔离，其体积小、效率高，但制造工艺复杂，成本较高。

控制系统：约占总成本的8%。控制系统负责协调电力电子器件 和高频变压器的工作，实现电压调节、电流控制、故障保护等 功能，其可靠性直接影响固态变压器的稳定运行。

散热系统：约占总成本的9%。由于固态变压器的工作频率高， 产生的热量较大，需要高效的散热系统来保证其正常运行，常 见的散热方式包括风冷、液冷等。

固态变压器（SST）价值量分析：

英伟达在其《800 VDC Architecture for Next-Generation Al Infrastructure》白皮书中强调了固态变压器（SST）技术路 线的重要性，同时表示致力于将SST技术作为面向未来的设施配电解决方案。

当前数据中心固态变压器主要处于研发阶段，定制化程度较高，其价值量处于较高水平，未来有望通过规模化降本、技术 路线收敛等，实现产品进一步降本。

固态变压器价值量与其应用的电压范围强相关，英伟达提出的数据中心800V固态变压器技术路线，对产品中的整流模块、 高频变压器等核心零部件环节要求较高。当前国内某些场景如交直流混联配电网、绿电直连、电动汽车充电站等已实现固 态变压器的应用，但基于以上应用场景电压范围，其固态变压器价值量预计相对较低。

（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