【投研】AIDC数据中心电源全梳理

B站影视 内地电影 2025-08-11 05:58 2

摘要:AIDC电源,是专为人工智能数据中心(Artificial Intelligence Data Center, AIDC)设计的供电系统,核心功能是将电网交流电高效、稳定地转换为服务器、GPU等高性能计算设备所需的直流电压,确保供电环节的高可靠性、高效率和高功

2025年8月7日,OpenAI正式推出新一代人工智能模型GPT-5。GPT-5在编码、数学、写作、健康、视觉感知等领域表现出卓越的性能。

随着GPT的价格下降和性能提升,预计将推动AI应用端的持续繁荣,也将带动国内基础模型进入新一轮密集迭代期,作为算力基础架构,数据中心也必将受益。

今天重点拆解下 AIDC数据中心电源,包含不同梯队的重点公司。

AIDC电源概述

AIDC电源,是专为人工智能数据中心(Artificial Intelligence Data Center, AIDC)设计的供电系统,核心功能是将电网交流电高效、稳定地转换为服务器、GPU等高性能计算设备所需的直流电压,确保供电环节的高可靠性、高效率和高功率密度。

作为供电系统的关键枢纽,AIDC电源负责从电网输入到芯片级用电的完整电能转换过程,为AI训练和推理任务提供持续、纯净且稳定的电力支持。由于AI计算负载对算力密度和并行处理能力要求极高,AIDC电源需支持高功耗芯片、高功率密度机柜,以及具备快速响应能力以应对瞬时负载波动。除此此外,AIDC电源还需与液冷、智能配电和网络协同优化,以提升整体能效和系统稳定性。

AIDC电源与传统数据中心(IDC)电源在多个维度存在显著差异。

首先,在供电架构上,传统IDC通常采用以CPU为核心的冯·诺依曼主从架构,单机柜功率密度仅为3-8kW,主要依赖风冷散热,其电源系统多为传统的UPS+市电方案,供电效率和功率密度要求较低。

而AIDC则以GPU/xPU为中心,采用对等架构,单机柜功率密度跃升至20-100kW,部分先进部署甚至达到40-100kW以上,对电源系统的功率密度、转换效率和热管理提出了更高要求。

其次,在技术路径上,传统IDC主要依赖低压交流配电和常规UPS系统,电能转换路径较长,损耗较高;而AIDC广泛引入高压直流(HVDC)、市电直供和固态变压器(SST)等新型供电方案,通过减少AC-DC-AC转换环节提升整体能效并降低PUE(电源使用效率)。

在备用电源配置方面,传统IDC通常采用N+1冗余的UPS系统配合柴油发电机,满足基本断电保护需求;而AIDC因对系统连续性和稳定性要求更高,普遍采用更高级别的冗余配置,如2(N+1)的UPS系统和双路市电输入,并配备高容量柴油发电机或储能系统,确保极端情况下仍能维持96小时以上的断电保护能力,达到T4级或A级数据中心的可用性标准(99.995%)。

AIDC越来越多地采用BBU(电池备份单元)或超级电容等柜内备用电源技术,实现DC-DC直接转换,响应速度更快(1-10毫秒),相比传统UPS的10-18毫秒更具优势,尤其适用于对瞬时断电极为敏感的AI训练任务。

系统集成与智能化管理方面,AIDC电源系统更注重与微网、储能和能源管理系统(EMS)的深度融合,实现电力调度的智能化和绿色化。

AIDC电源产业链

AIDC(人工智能数据中心)电源产业链可清晰划分为上游、中游和下游三个主要环节,每个环节在整体生态中承担不同功能与特点。

上游主要包括供配电服务、储能系统和IT设备等关键组成部分,是确保AIDC稳定运行的基础支撑。据华为发布的《数字能源目标网助力运营商加速碳中和白皮书》,数据中心运营成本中超60%为电费,我国数据中心平均电价约为0.7元人民币/千瓦时,高于美国水平,凸显了上游电力资源配置的重要性。

上游环节高度依赖先进技术和核心设备供应商。例如,华为、ABB、施耐德电气等企业提供高效UPS(不间断电源)、配电柜、变压器等关键设备,确保电力传输的安全性与稳定性。同时AI芯片供应商如Intel、AMD、NVIDIA,以及网络设备供应商如思科、Arista等为上游提供算力底层支持。这些企业在技术研发和产品迭代方面的投入直接决定了AIDC电源系统的性能上限。

中游聚焦于算力供应及应用平台,主要包括运营商数据中心、第三方IDC服务商、云计算平台以及超算中心等主体,它们负责将上游硬件设施整合成可交付使用的算力资源池,并通过多种商业模式对外提供服务。目前主流模式包括机房托管服务和算力租赁服务,算力租赁服务则以云服务形式按使用时间和规模收费,主要服务于中小型科技公司、IT企业及非连续性科研机构,降低了AI技术应用门槛。

下游涵盖互联网、自动驾驶、文娱创作、金融、智慧科研、智慧医疗、智慧物流等行业,构成了AIDC电源产业链的最终需求方。随着生成式AI、大模型训练、自动驾驶感知算法等技术的发展,下游客户对算力的需求呈现爆发式增长,带动整个AIDC电源系统的升级与扩容。

AIDC电源产业链呈现出“上游重资源、中游重集成、下游重应用”的结构特点。上游以供配电、储能、IT设备为核心,依赖国内外领先企业提供的关键组件与系统解决方案;中游由运营商、第三方IDC服务商和云厂商主导,通过机房托管、算力租赁等多种模式实现算力资源的商品化输出;下游覆盖多个高增长行业,形成持续拉动产业链发展的需求引擎。

AIDC电源市场规模

全球人工智能数据中心(AIDC)市场规模正呈现爆发式增长,2023年达129.5亿美元,2024年增至151.3亿美元,并预计到2032年将达到940.3亿美元,复合年增长率高达25.7%。

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根据Gartner预测,AIDC的电力需求将从2022年的74TWh增长至2027年的500TWh,期间年均增速显著,其中2023年的同比增速高达163%。这表明,作为数据中心“心脏和血管”的AIDC电源系统,其市场增长与算力需求密切相关。此外,全球AIDC新增装机量预计将从2024年的7GW增长至2028年的59GW,复合年增长率高达73%,进一步凸显了电源设备市场的巨大潜力。

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从中国市场来看,尽管目前缺乏针对AIDC电源市场的精确细分数据,但依托庞大的数据中心建设需求、持续增长的智能电源市场规模以及政策对智能化、绿色化发展的大力支持,其未来前景广阔。

AIDC电源重点企业

第一梯队 (全球综合解决方案领导者)

施耐德电气(Schneider Electric SE):全球能效管理和自动化领域的数字化转型领导者。旗下 APC 品牌是不间断电源(UPS)的代名词,为全球数据中心提供从关键电源、配电到冷却和管理软件的完整物理基础设施解决方案。

伊顿(Eaton Corporation plc):全球领先的动力管理公司,为数据中心提供全面的电能质量解决方案,包括高效 UPS、配电单元(PDU)和气流管理系统,致力于提升数据中心的可靠性、效率和安全性。

维谛技术(Vertiv Holdings Co):专注于关键数字基础设施及连续性解决方案的全球供应商。其产品和服务组合涵盖电源、热管理和 IT 管理,为全球数据中心、通信网络以及商业和工业设施提供支持。

科华数据(Kehua Data):中国领先的数据中心基础设施与高端电源解决方案供应商,业务覆盖数据中心、智慧电能和新能源三大领域,为客户提供包括不间断电源(UPS)在内的综合解决方案 。

科士达(KSTAR):专注于数据中心关键基础设施产品、光伏及储能解决方案的研发制造。其核心产品包括不间断电源(UPS)、精密空调等,为全球提供高可靠性的数据中心整体解决方案 。

第二梯队(细分市场主力军)

欧陆通(Honor):作为服务器电源领域的 A 股领先企业,其营收位居前列,专注于为数据中心、AI 服务器、边缘计算服务器及存储设备提供高效的开关电源产品和解决方案 。

麦格米特(Megmeet):作为英伟达等头部 AI 公司的服务器电源供应商,正加速开发高功率 AI 服务器电源产品。公司凭借强大的电力电子技术平台,在定制化电源领域具备核心竞争力 。

台达电子(Delta Electronics, Inc.):全球领先的电源管理与散热解决方案供应商。其交换式电源供应器和直流风扇产量世界第一,为全球顶级服务器和数据中心客户提供高效率、高密度的电源产品。

中恒电气(CHINT):专注于提供高效、绿色的通信电源和电力电源解决方案。其高压直流(HVDC)电源系统在数据中心领域得到广泛应用,是替代传统 UPS + 市电方案的重要技术路径 。

盛弘股份(Sinexcel):主营业务为电力电子设备,其工业配套电源产品可广泛应用于数据中心,提供电能质量、储能及充电桩等解决方案,保障数据中心电网的稳定与高效 。

南都电源(Narada Power):拥有自主研发的数据中心后备电源核心技术,其产品广泛应用于国内外主流数据中心的后备电源系统,为智算中心、超算中心等关键场景提供高可靠的电力保障 。

易事特集团(East Group):深耕智慧电源、数据中心和新能源三大领域,致力于为全球用户提供便捷高品质的 UPS 电源、模块化数据中心及光储充一体化解决方案,是行业内重要的系统集成商 。

第三梯队(专业领域与新兴潜力公司)

新雷能(XinLianNeng):从特种电源领域向数据中心市场积极拓展,专注于液冷服务器供电及大功率 AI 服务器电源的研发与制造,以满足未来高算力应用对高效散热和高密度供电的需求 。

伊戈尔(Eaglerise):在 AI 数据中心电源解决方案上取得技术突破,其巴拿马电源技术能够满足高负载 AI 服务器的严苛要求,是高频磁性器件与电源解决方案的重要供应商 。

纳微半导体(Navitas Semiconductor):全球领先的氮化镓(GaN)功率芯片公司。其下一代功率半导体技术正被用于开发更高效率、更高功率密度的 AI 数据中心服务器电源解决方案,从核心器件层面推动行业变革 。

泰嘉股份(TAYGIA):公司的电源业务板块,特别是大功率电源产品,已应用于数据中心的电力供应,为数据中心的稳定运行提供保障,积极拓展在 AIDC 领域的市场机会 。

科泰电源(Cooltech Power):主要为数据中心、通信、能源等关键领域提供备用电源系统及综合电力解决方案。其柴油发电机组是大型数据中心备用电力系统的关键组成部分,确保在市电中断时业务的连续性 。

潍柴动力(Weichai Power):作为全球领先的装备制造集团,其大功率发动机及发电机组产品是数据中心备用电源市场的重要参与者,为超大型数据中心提供可靠的后备动力保障 。

英杰电气(INJET Electric):利用其在工业电源领域积累的技术平台,积极布局数据中心电源业务。公司正对接客户需求进行相关产品研发,有望成为该领域的新兴供应商 。

动力源(Delta Electronics):公司的通信电源和综合能源解决方案广泛应用于数据中心建设,提供包括 HVDC 高压直流产品、机架式电源系统等,支持数据中心向绿色、高效方向发展 。

(信息基于公开资料整理,不构成投资建议。)

来源:火流星上的小金牛

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