AIDC电源系列一:探讨HVDC及超级电容的增量创新
功率密度为当前AI产业的核心矛盾之一。从北美四大云厂商对资本开支最新的反馈来看,算力需求持续旺盛,而电力系统为算力Capex的重要一环,根据SemiAnalysis,2023-2028年温控+电力系统市场空间增长约400%,为数据中心建设增量最大的环节。伴随摩尔定律放缓,制程升级迭代延后,功耗墙成为挡在高算力需求前面的拦路虎,数据中心建设也必将不断向液冷+电源倾斜。典型的AIDC电气设备结构可细分为三级供电及三级备电,三级供电主要包括1)UPS/HVDC;2)ACDC;3)DCDC。三级备电主要包括1)超级电容;2)UPS蓄电池;3)柴油发电机。
从UPS到HVDC,数据中心供电效率变革。在传统数据中心中,UPS配电方案占据主流地位,国内主流HVDC方案为240V/336V输出电压。然而AIDC带动数据中心能耗和稳定性要求不断提升,国内外主流厂商纷纷推出下一代HVDC方案,电压进一步提升。百度2024年推出的“瀚海”直流电源配备了750V输出柜,台达最新推出的10kV供电系统DPSST系列最高输出电压更是达到1000V,海外主流互联网及AI芯片公司也纷纷推出下一代HVDC方案。相较于传统的UPS配电,下一代HVDC系统具有效率更高、可靠性更好、成本更低、占地面积更小的优势。未来,AI芯片功耗提升和超大算力集群扩张,数据中心高功率密度、高效能趋势日渐清晰,HVDC系统预计将向高集成度、高电压输出、碳化硅MOSFET应用、清洁能源方向演进,HVDC有望逐步成为数据中心主要供电方案。从供应商格局来看,台达、维谛、中恒电气、中达中通等厂商为目前HVDC主流供应商,禾望电气等厂商则有望凭借海外大厂的配套关系,在下一代HVDC市场中获取重要份额。
超级电容为GB300全新增量。超级电容具备充放电速度快、能量密度较高、使用寿命长及高可靠性等特点,在AI数据中心可以实现提供紧急供电、平滑电路波动等功能,当前武藏与Flex合作,推动超容成为GB300标配。江海股份为国内少数深耕超级电容的企业,自2016年开始,江海股份利用8亿募投资金对超容技术及生产工艺进行改造,当前公司已于相关生产商探讨技术方案,在方案上完全达到GB300的性能、功用要求,并具备产能大、扩产周期短、特别是成本低的优势;此外公司MLPC产品也已适配AI数据中心,有望将AI打造成公司第二成长曲线。
投资建议:我们认为2025年AI算力的核心矛盾在于“功率密度+传输速率”,前者背后是温控液冷+电力系统等,建议关注江海股份、麦格米特、禾望电气、申菱环境、潍柴重机、科泰电源等;后者背后是AEC、CPO、PCB等,建议关注博创科技、瑞可达、太辰光、天孚通信、沪电股份、生益科技、景旺电子等。
风险提示:AI算力需求不及预期,设计方案发生变化,产品导入不及预期
标题 | 东财评级 | 评级变动 | 报告日期 | 机构名称 |
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