刘俊 边文姣 苗雨菲 王嵩 戚腾元 杨景文 行业研究 行业深度 AI电源第一性原理800VDC篇:下一轮算力升级引领AI电源四大趋势
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摘要
报告维持电力设备与新能源及电源设备行业“增持”评级,认为在AI算力从Scale out走向Scale up、下一代超节点机柜(英伟达Kyber、字节AI Rack 3.0)功率突破500kW的背景下,大电流带来的母线体积与散热瓶颈将推动800V直流方案从优选走向必选,并催生更高电压、多层备电、模块集成、升级前置四大供配电趋势。 节奏上,白区电源预计26年迈入800VDC架构、27年放量,灰区直流化28年开始加速,高功率密度渗透更快的海外为HVDC主要市场,国内技术与供应链有望跟上。 报告预测2027/28年全球AIDC新增装机+改造量61/85 GW、800V渗透率40%/76%,带动800V HVDC(Side Car)装机37/85 GW、SST装机2/20 GW;2030年全球装机116GW、渗透率93%,HVDC模块/SST装机51/95 GW,对应2028-30年CAGR 11%/237%。 市场空间方面,全球AI柜外电源和配电设备市场预计由2025年542亿美元跃升至2030年2567亿美元(CAGR 36%),其中SST弹性最大,2030年达274亿美元、28-30年CAGR 192%。 与市场担忧NVDA芯片潜在延期扰动800VDC导入不同,报告认为高功率密度超节点机柜是大势所趋、延期不影响前置需求,27~28年有望迎来AIDC装机高峰,26~27年产能和订单抢跑是800V升级周期的发令枪。 投资上沿四条主线布局:白区电源(推荐欧陆通)、灰区集成化(推荐阳光电源、特锐德、中国西电、国电南瑞、伊顿)、多尺度备电(推荐阳光电源、宁德时代A/H、思源电气)与车规同源/功率半导体(推荐威迈斯,相关公司英飞凌、扬杰科技、士兰微等)。
主要观点
- 下一代AI超节点机柜放量在即,英伟达Kyber与字节AI Rack 3.0功率突破500kW,大电流下母线体积与散热瓶颈或推动800V直流方案从优选走向必选,国内外800V产业化有望齐头并进。
- 四大趋势之一——更高电压:白区电源率先迎来800V改造刚需(必选),灰区从提效与优化角度跟上(优选);800VDC较传统交流方案可减少约50%铜缆用量和占地、降低约32%线路发热,SST损耗1.5%亦显著低于传统AC UPS的6.4%。
- 四大趋势之二——多层备电:AI负载在毫秒、秒级和分钟级同时起伏,备电由单一UPS演变为MLCC、超级电容、BBU与BESS分层协同的功率缓冲体系。
- 四大趋势之三、之四——模块集成与升级前置:海外人力和配电设备供给成为AIDC落地新瓶颈,机电模块化撬装可减少22%工期、节约63%人力成本,SST灰区集成化可较AC UPS减少约50%交付时间和约90%人工成本;下一代机柜引入直流供配电需求意味着统设备不再适用,带来升级前置需求。
- 兑现节奏:白区电源率先于26年迈入800VDC架构、27年开始放量,海外为HVDC主要市场;灰区直流化有望28年开始加速,国内技术和供应链更成熟、HVDC经验更丰富,有望跟上灰区800V化脚步。
- 装机预测:2027/28年全球AIDC新增装机+改造量61/85 GW、800V渗透率40%/76%,带动800V HVDC(Side Car)装机37/85 GW、SST装机2/20 GW(均考虑冗余);2030年新增+改造量116GW、渗透率93%,HVDC模块/SST装机51/95 GW,对应2028-30年CAGR为11%/237%。
- 市场空间:全球AI柜外电源和配电设备市场预计从2025年542亿美元跃升至2030年2567亿美元(CAGR 36%),其中SST弹性最大,2030年成长为274亿美元市场、28-30年CAGR 192%。
- 与市场观点不同:市场担忧下一代NVDA芯片潜在延期扰动800VDC导入,报告认为高功率密度超节点机柜是大势所趋、是否延期不影响前置需求,厂商有动力选择800V向下兼容避免后续高昂升级成本;预计27~28年迎来AIDC装机高峰,26~27年产能和订单抢跑是800V升级周期的发令枪。
- 渗透与SST节奏细节:海外2027年45%新增/改造AIDC装机需配800VDC(22GW)、28年85%(61GW)、29年达100%;SST 28年产业化达12GW(冗余15GW)、17%渗透率,2030年66GW(冗余79GW)、68%渗透率;国内保守预计2030年渗透率70%、约14GW,且大概率跳过Side Car直接拥抱SST。
- 国内催化:字节跳动AI Rack 3.0填补国内500kW级别机柜规划空白、打消国内落后海外一个技术周期的担忧,补齐国内800VDC需求侧闭环,形成国内外需求双轮驱动;截至26年6月中国在建和已建800V HVDC数据中心试点项目共10个。
- 第一性原理测算:500kW机柜下48V母线直径56mm、损耗率0.687%,800V将万安电流压至625A、母线直径降至14mm,截面积(体积、铜耗)较48V降低94%、损耗率降至0.040%,白区升压是高功率密度机柜继续上行的前提。
论述逻辑
- 物理第一性原理链条:功率=电流×电压,机柜功率向500kW以上迭代→48V低压大电流下铜排、电缆、连接器快速变重变贵变热(500kW机柜48V母线直径56mm、损耗率0.687%)→提升电压、降低电流成为直观解法(800V下电流压至625A、母线直径降至14mm、截面积较48V降94%、损耗率0.040%)→白区母线与电源率先升压(Side Car将480VAC-48VDC拆分为480VAC-800VDC与800VDC-48VDC即HV IBC两段)→灰区随后直流化提效(较交流方案省约50%铜缆、降约32%发热)→SST以损耗1.5%(对比AC UPS链路6.4%)和功能集成成为灰区最终形态→同时AI负载微秒到分钟级波动放大,催生MLCC/超容/BBU/BESS分层备电→海外人力与配电供给瓶颈推动模块化撬装与SST集成→架构切换令统设备不再适用,形成升级前置需求。
- 产业化与投资链条:英伟达800VDC白皮书2.0给出电源机架集成(26Q3投产)→集群级行电中心(最早27Q3)→数据厅电力模块(28~29年,SST下一代29年)三段落地路径,叠加字节AI Rack 3.0填补国内500kW机柜空白、补齐国内需求侧闭环→国内外需求双轮驱动→白区26年导入、27年放量,灰区28年加速→按渗透率测算(27/28/30年全球40%/76%/93%)推得HVDC与SST装机及市场空间(542亿→2567亿美元)→将四大趋势映射为四条投资主线(白区电源、灰区集成化、多尺度备电、车规同源/功率半导体),输出重点推荐组合。
关键展望
- 26~27年产能和订单抢跑或为800V升级周期的发令枪,27~28年有望迎来AIDC装机高峰。
- 白区电源将率先于26年迈入800VDC架构、27年开始放量;灰区直流化有望28年开始加速。
- 英伟达白皮书2.0三路径时间表:电源机架集成预计26Q3投入生产(单机架660kW、6组110kW power shelf),集群级行电中心最早27Q3部署(每排最高2MW),数据厅电力模块28~29年部署、SST下一代预计29年推出。
- 海外800VDC渗透率2029年达100%、逐步迈入百GW规模;SST 2030年海外需求66GW(考虑冗余79GW)、渗透率68%;国内2030年渗透率70%、SST需求14GW(冗余17GW)。
- 风险验证点:AIDC装机、SST落地、芯片迭代任一不及预期均影响产业链利润兑现;Rubin Ultra对应的Kyber机柜将达600kW,芯片迭代是800VDC必要性的核心驱动。
推荐标的
- 阳光电源(300274 CH):买入,目标价184.90元;灰区集成化(机电撬装/SST技术积累)与AI储能多尺度备电双主线推荐标的。
- 宁德时代(300750 CH):买入,目标价596.63元;多尺度备电主线(AI储能)。
- 宁德时代(3750 HK):买入,目标价907.73(当地币种);AI储能主线。
- 中国西电(601179 CH):买入,目标价18.56元;灰区集成化主线,具备机电撬装模块与SST技术积累。
- 国电南瑞(600406 CH):买入,目标价31.64元;灰区集成化主线。
- 思源电气(002028 CH):买入,目标价209.20元;多尺度备电主线,对应超级电容方向(子公司烯晶碳能正进入数据中心批量应用场景)。
- 特锐德(300001 CH):买入,目标价43.10元;灰区集成化主线。
- 欧陆通(300870 CH):增持,目标价414.28元;白区电源主线核心推荐,为国内稀缺高功率服务器电源供应商,2025年数据中心电源业务营收20.15亿元(同比+38.15%)、高功率业务营收12.99亿元(同比+66.52%),已进入北美数据中心供应链。
- 威迈斯(688612 CH):增持,目标价39.05元;车规400V/800V与AIDC互通主线,OBC车载充电机与800V HVDC模块技术同源。
- 伊顿(ETN US):增持,目标价471.00美元;灰区集成化主线的海外标的。
- 白区电源与备电相关公司(报告未列评级/目标价):中恒电气(已批量供货字节跳动HVDC柜外电源,2025年10月发布Panama-800与Aurora-800两款800VDC产品)、台达电、Flex、MPS、蔚蓝锂芯(BBU电芯)、博迁新材(MLCC粉体)。
- 功率半导体相关公司(报告未列评级/目标价):英飞凌、扬杰科技、士兰微;对应AI电源侧功率半导体TAM由25年6.4亿美元增至2030年48.5亿美元(CAGR 47%)。