咱们以为DeepSeek带来AI行业本钱厘革、技艺厘革、生态厘革三个转移。闭于能源咱们保护三个前期见解褂讪:算力需求增加褂讪;能效谋求褂讪;绿色成长褂讪。看好国内数据核心修造带来的电源国产替换机缘,以及技艺迭代加快后HVDC以及巴拿马电源和SST的成长机缘。
DeepSeek R1开源模子于1月20日发表,正在更低的本钱下完成和OpenAI o1相当的数学、代码、天然措辞推理本事,不单鞭策国内AI财产对海表的神速追逐,也为AI闭系行业带来较大转移。咱们以为DeepSeek带来AI行业三个转移:本钱厘革,熬炼本钱和Token挪用代价不到海表模子的30%;技艺厘革,冲破CUDA依赖,增援多样化GPU;生态厘革,开源模子,翻开多元化操纵期间。咱们也保护三个前期见解褂讪:算力需求增加褂讪;能效谋求褂讪;绿色成长褂讪。
比拟美国,中国固然互联网大厂正在过去2年血本开支有12%的复合增加,但仅为美国同业增速的不到三分之二、总量的不到特别之一。遵照IDC预测2025-27年国内人为智能供职器就业负载中进步70%将用于推理,仅不到30%为熬炼,以是尽管DeepSeek大幅低落熬炼算力,对国内抨击相对较幼。遵照信通院,截止2022岁暮中国算力范围302EFlops,集合要紧云厂血本开支和芯片出货预测,咱们估计2024-26年我国算力范围年复合增速希望到达44%,发动2025/2026年新修数据核心8.0/9.1GW,对应530/633亿度增量用电。咱们估计2025年中国用电量增速6.1%,此中数据核心功绩0.5pct。
遵照各厂的芯片和供职器参数,固然单瓦浮点算力以每代约1倍速度提拔,可是同时咱们也看到跟着恶果的提拔,供职器和机柜的功率参数以每代40-60%的比例提拔。而DeepSeek完成GPU白卡互联的本事,为国产芯片的大范围操纵翻开了大门,正在经济上必定存正在较强的上风,可是短期内正在能耗上与英伟达芯片已经存正在差异。以是跟着国内数据核心中智算核心的比例提拔,单个数据核心的MW数将延续上升,乃至肖似算力下或许提拔更速。这将带来供配电处分计划的技艺迭代加快从古板UPS向HVDC,以及另日巴拿马电源和SST的恶果更高形式成长。咱们估计国内AI配套电力修立墟市空间2026年将到达437亿元,对应2024-26年复合增速27%,此中HVDC,锂电池和供职器电源将完成更速增加,不同到达77%/58%/36%。
与海表差别,中国电网愈加牢固,并不须要巨额分散式电源直连去完成牢固供应。2023年发改委、工信部《长远履行“东数西算”工程加快构修宇宙一体化算力网的履行私见》初次提出到2025岁终,国度闭键节点新修数据核心绿电占比进步80%。正在十四五时候我国单元GDP二氧化碳排放下降18%的倾向限造下,咱们估计各地算力核心将踊跃消纳新能源。对应到数据核心修造对新能源消纳的拉动,咱们估算2024-26年每年6~9GW的数据核心修造将带来18~27GW确当地新能源消纳本事。
看好国内数据核心修造带来的电源国产替换机缘,以及技艺迭代加快后HVDC以及巴拿马电源和SST的成长机缘。咱们重申于《新型电力体系本钱篇:多维处分消纳题目,新能源迈入 2.0 期间》(2024.10.25)中看待配网修造,储能平价和风电成长的看好,咱们以为数据核心修造将加快国内能源转型和提拔新能源有用需求,绿色电源和数据核心耦合将成为趋向。财产链标的梳理,请见研报原文。
算力需求东升西降,DeepSeek开源希望发动我国AI修造和闭系算力电力需求启航。咱们以为DeepSeek的胜利代表环球算力成长范式的转嫁。一方面,DeepSeek不依赖高功能GPU的特质,使其正在预备恶果上完成了明显提拔,且下降对提供急急的表部GPU资源依赖,为中国AI大模子开荒供应了更可行和更经济的处分计划;另一方面,Deepseek的开源形式使其可能当地安排,且有利于提拔数据安静性和措置速率,这将加快国内AI操纵的开荒经过。跟着DeepSeek的胜利面市,咱们看好国内AI大模子和AI操纵投资的加快,发动中国主权AI修造和AI电力需求神速增加,缩幼与海表当先国度的差异。
遵照国度能源局,2022年宇宙数据核心用电量约2700亿度,占宇宙用电量~3%。遵照信通院,2022年宇宙算力范围到达302Eflops(基于FP32等效),此中根蒂算力、智能算力范围不同到达120、178.5Eflops。遵照信通院,截至2022岁暮,圭臬机架650万架(按圭臬机架功率2.5kw统计),对应数据核心装机功率累计25GW(咱们基于PUE假设1.55)。
1.根蒂算力局限,咱们集合IDC预测,假设根蒂算力范围按2023-26年15%年复合增速增加,2023/24/25/26年算力范围到达138/159/183/210Eflops。假设功耗褂讪(根蒂算力要紧基于CPU,比拟基于GPU的智能算力对应功耗无鲜明扩张),以2022年装机范围为基数,对应年均新增装机3.8GW。
2.智能算力局限,咱们参考国内要紧云厂商CAPEX规划和芯片提供处境,以其CAPEX增速行为根据,假设2023/24/25/26年算力范围同比增加10%/30%/60%/60%,到2026年范围增加至653Eflops。正在此根蒂上,咱们酌量随技艺进取和摩尔定律,国产芯片功耗低落(2022年GPU功耗49Gflops/W,2026年提拔至124Gflops/W),以及数据核心PUE延续低落(2022年1.55,到2026年低落至1.35),为增援上述算力范围2024/25/26年须要年新增智算数据核心装机量2.3/4.2/5.3GW。
3.综上,根蒂算力和智能算力合计希望正在2024/25/26年扩张电力负荷6.1/8.0/9.1GW。落地到用电量层面,咱们基于一年8760幼时,假设根蒂算力、智能算力上架率不同50%、100%,则上述新增数据核心装机范围对应每年新增数据核心用电量2024/25/26年不同365/530/633亿度,拉动宇宙用电量0.4/0.5/0.6pct,占宇宙电力需求比重到达3.4%/3.6%/4.0%。若推理需求加快带来算力范围增加超预期,则有或许对电力负荷和用电量变成进一步拉动。
与美国处境差别,我国电力体系目前供需形式趋于宽松,且电网保供本事较强,数据核心企业尚可能依赖电网供电完成AI大模子熬炼和推理,与核电、气电等牢固电源缔结直连保供订定的须要性弱于美国同业,这也反过来给新能源供数据核心供应了机缘。从项目角度来看,已有譬喻新疆绿电智算核心,合盈数据智算核心等完成绿电和算力的耦合,采用UPS的供电组织。此中合盈数据智算核心项目正在张家口的蔚县、沽源、张北修造合计5.53GW装机容量的新能源电站,共分为13个新能源发电项目,年新增新能源发电量达130亿千瓦时,餍足其怀来科技财产园算力集群超1GW负荷范围。为牢固供电,新能源也规划摆设储能体系,合盈数据“源网荷储”一体化树范项目首期540MW风电光伏已于2023年并网发电。项目通过电力墟市化来往买通源网荷储的落地途径,到达了确保电能量与绿色境遇权力的蜕变、绿电消纳、明显下降能耗、提拔能源运用恶果的效益。
1.国度计谋渐渐深化绿色电力与算力核心的耦合成长。早期计谋如2021年工业和讯息化部发表的《“十四五”讯息通讯行业成长筹备》和《新型数据核心成长三年手脚规划(2021-2023年)》促进提拔绿电操纵比例。2022年国度成长变革委、国度能源局发表的《“十四五”当代能源体例筹备》进一步促进数据核心通过绿电来往操纵可再生能源。2023年国度成长变革委、工业和讯息化部等发表的《长远履行“东数西算”工程加快构修宇宙一体化算力网的履行私见》初次提出到2025岁终,国度闭键节点新修数据核心绿电占比进步80%。2024年国度成长变革委、国度能源局发表的《加快构修新型电力体系手脚计划(2024—2027年)》和国度成长变革委、工业和讯息化部等发表的《数据核心绿色低碳成长专项手脚规划》重申并夸大这一倾向。地方计谋也正在渐渐提拔央求。2021年北京央求新修数据核心绿电占比≥10%;2024年多地计谋向80%接近。内蒙古、宁夏、甘肃等新能源大省供应弥漫绿电增援。
2.国度对数据核心的碳排放目标提出了明晰央求。2021年国度成长变革委、工业和讯息化部等发表的《闭于苛厉能效限造鞭策要点范畴节能降碳的若干私见》央求提拔数据核心能效程度,促进操纵可再生能源。2024年国度成长变革委、工业和讯息化部等发表的《数字化绿色化协同转型成长履行指南》鞭策数据核心采用智能化能源料理体系,提拔绿电操纵比例,增援数据核心参预虚拟电厂等新型能源形式。地方计谋也正在渐渐提拔碳排放目标央求。2021年上海央求绿电占比≥10%,鞭策绿电来往;
3.国度计谋对数据核心的PUE提出了明晰央求。2021年工业和讯息化部发表的《新型数据核心成长三年手脚规划(2021-2023年)》和《“十四五”讯息通讯行业成长筹备》均提出到2023年和2025年,新修大型及以上数据核心PUE下降到1.3以下。地方计谋对PUE的央求更为苛厉。2021年北京央求新修数据核心PUE≤1.3,高PUE数据核心需改造;2021年上海及2022年甘肃、广东、内蒙古、宁夏均提出2025年PUE≤1.3;2022年广东、内蒙古等提出2025年PUE≤1.3,促进分散式光伏和储能。
数据核心修造有用增进我国新能源消纳,咱们估算,若2024-26年每年数据核心修造量6~9GW,酌量运用幼时的三倍不同(数据核心6000幼时vs新能源2000幼时),可当地消纳18~27GW新能源,可供应的新能源增量消纳空间相当于新修2条特高压表送线途。
算力分为通用算力、超算算力和智能算力,操纵场景和重点硬件有明显不同,以是对供配电体系需求亦有所差别。拆分来看:
1)云数据核心-通用算力:亦称为根蒂算力,芯片架构要紧以CPU为算力重点,要紧用于餍足云预备和角落预备等根蒂通用预备需求,无法高效措置大范围并行预备义务。通用算力下游要紧为云供职商,要紧分为电信运营商(中国电信-天翼云、中国联通-联通云和中国搬动-搬动云)和互联网运营商(阿里云和华为云等)。以长江云互联网数据核心为案例,其预备额定功率为134kW(24台修立机架*7kW单机架功率输出*0.8须要系数),该项目选用240 kVA 模块化UPS电源(6个40kVA功率模块)。
2)超算核心-超算算力:要紧基于超等预备机,经常用于科学预备,超算核心修立往往具备高度定造化。遵照《超等预备数据核心供配电体系打算讨论(江峰,《智能兴办电气技艺》2022年第4期)》,以运算速率为300Pflop/s 的S1级超算核心(经常为国度级超算核心或国度级实习室)为例,预备节点的用电需求为25~28MW,高速搜集、存储等节点的用电需求合计2MW驾驭。
3)智算核心AIDC-智能算力:经常采用芯片异构预备架构,集合CPU、GPU、NPU、TPU等多种芯片,变成高并发的分散式预备体系。跟着智算需求的延续扩张,目前我国智算核心用电范围可能到达100-200MW(遵照DTDATA,火山引擎内蒙古和林格尔算力核心一期机架功率达100MW),Vertiv预测另日希望攀升至300~500MW的程度。
智能算力亦可拆分为熬炼算力和推理算力,DeepSeek或撬动AI操纵的推理算力需求,数据核心的能效比央求相应提拔。熬炼算力特意用于熬炼AI模子,措置巨额数据,亦有相对应的熬炼卡,比方英伟达A100等,更夸大单精度(FP32)和半精度(FP16)的高功能,由于熬炼谋求精准预备;推理算力用于神速措置预熬炼好的AI模子,对应的推理卡以英伟达L20为代表,浮点运算本事央求较熬炼卡低,更眷注整数精度(INT8)来大幅普及预备恶果和下降功耗。DeepSeek的发表和开源大幅缩进了模子层面差异,使AI成长重心从熬炼模子向操纵落地倾斜,操纵侧的推理算力需求相应上升。推理更着重能效比,即单元能耗下的预备本事,使其更适合大范围安排和永久运转,咱们以为正在智能算力需求上行,且能效比紧张性日益提拔下,将发动数据核心供配电体系需求的组织性转移。
硬件层面的功耗膨胀形象,与DeepSeek等大模子平台迸发的AI推理需求变成叠加效应。遵照各厂的芯片和供职器参数,固然单瓦浮点算力以每代约1倍速度提拔,可是同时咱们也看到跟着恶果的提拔,供职器和机柜的功率参数以每代40-60%的比例提拔,要紧系供职器其它部件,比方内存、存储、搜集等亦正在同步提拔功耗。即使DeepSeek大幅下降了熬炼本钱,可是正正在催生更宏伟的操纵生态,发动推理需求神速上升,咱们以为熬炼向推理的切换并不会转化功耗膨胀的大趋向,可是算力需求的组织性转化使得能效比和碳萍踪逐步代替纯朴的算力目标,成为量度AI企业重点竞赛力的症结维度。
综上所述,咱们以为AI数据核心将加快古板数据核心向智算核心AIDC的切换,预计后续,或将面对四大挑拨催化供配电体系迭代。
#1电能供应:电能打发随AIDC墟市(推理算力需求发动)范围提拔和硬件功耗膨胀相应增加,对电力接入、电能运用率和能源运用恶果(PUE)提出挑拨;
目前,数据核心供配电体系处分计划要紧为交换不间断电源(UPS)、高压直流电源(HVDC)、巴拿马电源和固态变压器(SST)。
1)UPS交换体系:数据核心最初操纵UPS计划,且仍为目前最主流的供配电计划。为保护牢靠性,UPS计划经常操纵N+1、2N、DR、RR等供电架构,可是也弗成避免地带来冗余形成的低恶果。遵照台达的数据,目前UPS体系恶果为95.1%,全链途恶果86.6%。
2)HVDC高压直流体系:HVDC计划逐步被数据核心验证,正在中国墟市率先扩散。HVDC体系能有用避免交换供电中的多次变流和变换进而删除能源转换亏损,拥有模块化、恶果高、牢靠性高、本钱更低等上风。HVDC修立本钱略低于古板UPS,且比拟古板UPS具备肯定恶果上风,并可下降数据核心PUE,删除能源打发。遵照台达的数据,目前HVDC体系全部恶果为95.1%,全链途恶果为88.3%(比拟UPS计划高1.7pct),而且占地面积比拟UPS计划删除约20%。
3)巴拿马电源体系:互联网公司数据核心的成长催化对供配电体系简化、删除辅帮增援修立空间等新央求,巴拿马电源计划应运而生。巴拿马电源基于HVDC计划将电途和磁途协调改进,供电传输一步到位,使得正在体系架构爽快的同时提拔链途牢靠性。遵照台达的数据,目前巴拿马电源体系全部恶果为97.5%(比拟UPS计划高2.4pct),全链途恶果为90.6%(比拟UPS计划高4.0pct),而且占地面积相较UPS删除约60%。
4)SST固态变压器体系:SST通过主动职掌将电力体系资源池化,按需调动供电,加强数据核心供配电的牢靠性和运用率。SST行为具备双向充放电的“能源途由器”,可能完成另日新能源的接入协调,既可扩凑数据核心的能源开头,亦可增进新能源的消纳。遵照台达的数据,SST体系全部恶果为98.0%(比拟UPS计划高2.9pct),全链途恶果为91.1%(比拟UPS计划高4.5pct),而且占地面积相较UPS删除约80%。
比拟UPS,HVDC须要更少的转换阶段,以是具备更高的表面恶果,体系愈加牢靠。HVDC重点组件为换流站,网罗换流变压器、换流器、滤波器、平波电抗器、无功赔偿安装等修立。恶果方面,遵照台达数据,HVDC市电直供体系/HVDC 2N体系/UPS 2N体系的全部恶果不同为96.0%/95.2%/94.7%,比拟UPS有肯定上风。除此以表,HVDC采用电池与电源并联体系,且重点功率单位采用分开拓扑,体系全部牢靠性更高;正在负载分派方面,UPS存正在三结交换电不均衡的题目,HVDC不受扰乱。
1)供电体系方面:目前通例UPS体系由于2N冗余供电,大局限正在低负载下运转,而HVDC正在低负载下恶果相较UPS计划上风愈加鲜明,以是除表面恶果差异表,HVDC体系正在操纵中具备逾额恶果上风。
2)冷却体系:遵照NTT DATA,当采用HVDC时电源体系和机组形成热量相应删除,进而下降数据核心的PUE值;其余,正在数据核心功率提拔趋向下液冷浸透率走高,直流电比拟交换电更适配液冷计划。
3)供职器机组:古板供职器电源受电端通过UPS交换侧整流,再通过DC/DC变换供电;HVDC输入端变为直流,供职器内部电源可省去整流器闭节,直接将输出直流电通过DC/DC转换,进而下降供职器电源单位(PSU)的恶果损耗。
咱们以为供配电体系演进门途为提拔电压撑持日益提拔的功率需求+扩充满散式能源接入。高电压操纵方面,提拔电压可能删除体系中由多个降压闭节导致的损耗,且电压提拔后也会缩幼电缆截面,扩张走线空间运用率,并下降电缆本钱;新能源接入方面,光伏和储能发电为直流,可能神速接入数据核心全直流体系,进而删除交直流转换的损耗,遵照NTT DATA,光伏直接接入直流体系比拟经电网接入可删除5%到10%的电能损耗。
全直流供电体系或为绿电耦合需求下的更优解。全直流供电体系计划为先将电网侧10kV交换电输入转化为750V直流电,该闭节将接入光伏、储能平分散式电源,并为直流空调室表机组供电;之后,将750V直流电降至400V为室内空调机组等供电,再进一步降至240V直流为照明和IT供职器等直流负载供电。咱们亦当心到目前市情上PSU由于酌量UPS兼容性往往仅增援240V电压,酌量到后续高电压HVDC体系增加后或增进直流计划PSU浸透率提拔,咱们看好另日鞭策高电压直流电无需降压直接为供职器供电的计划,进一步删除体系中降压带来的损耗。
巴拿马电源计划具备高恶果、高牢靠性、高功率密度、高功率容量和维持简单等特色。2019年度数据核心圭臬峰会上,阿里巴巴说合厂商正在北京国度集会核心正式推出了面向IDC的最新供电技艺“巴拿马电源”。比拟古板的HVDC计划,巴拿马电源柔性集成了10kVac配电、分开变压、模块化整流器和输出配电等闭节,采用移相变压器代替工频变压器,并从10kVac到240V dc统统供电链途做到了优化集成。遵照ODCC《巴拿马技艺白皮书》,比拟古板数据核心的供电计划,占地面积删除50%,其修立和工程施工量可俭省40%,其功率模块的恶果高达97.5%。
巴拿马电源与古板HVDC体系的重点不同正在于移相变压器。比拟于古板供配电计划,巴拿马电源通过集成优化供电链途俭省低压柜和配电柜,并通过移相变压器代庖古板工频变压器来免除赔偿柜、电容赔偿、有源滤波柜,要紧系移相变压用具备多绕组,谐波含量要紧有3/5/7次谐波,畸变率幼于5%,以是不须要摆设滤波器,免却功率因数调度闭节。
上风#1:恶果高于目前其他计划,轻载下上风更明显。比拟HVDC体系,巴拿马电源由古板变压器改为移相变压器,免却功率因数调度闭节。遵照ODCC《巴拿马技艺白皮书》,巴拿马计划的移相变压器的恶果为99%,整流调压局限的峰值恶果为98.5%,全部峰值恶果可到达97.5%。遵照某数据核心采用巴拿马电源与统一机房240VDC体系正在本质运转中的恶果数据,巴拿马电源计划正在20%/30%负载率下,比拟古板HVDC计划恶果提拔4/3pct,正在轻载下上风愈加鲜明。其余,“巴拿马+一齐市电”形式可进一步普及体系恶果,遵照台达预测,该体系全部恶果比拟2N巴拿马电源供电计划具备0.5pct上风。
上风#2:供电架构爽快,占地面积删除。巴拿马电源通过删除配电/功率变换闭节&中压/低压融为一体来简化供电架构,有用删除占地面积,朴素本钱。
上风#3:巴拿马电源计划集成水平高、修立总数少,以是交付速率速、采购本钱低。巴拿马电源集成了从中压输入到变压器,再到DC输出等多个闭节,可预造和预调试,以是入场岁月大大缩短。遵照台达的数据,目前巴拿马电源2N体系/HVDC市电直供体系/UPS 2N体系修造周期为6/8/10月,且巴拿马电源体系正在现场安置调试闭节所用岁月仅为古板体系的30%-50%。其余,因为巴拿马电源精简了中心闭节,以是修立操纵量亦相应删除,以ODCC《巴拿马技艺白皮书》案例来看,降本要紧来自于线缆等配套修立的本钱,投资本钱大大下降。
固态变压器(SST)采用多级架构和高频变压器,成为交换电网,新能源和直流供电数据核心之间更高效、更集成的接口。SST正在供配电体系中的功用要紧涉及三个阶段:
1)输入:将高压交换电转换为高压直流电。宽带隙半导体(如碳化硅和氮化镓)正在该历程中可通过下降开闭损耗、加强热牢固性并可能正在更高频率下就业,完成SST紧凑打算和功率密度提拔;无功功率赔偿可能与电网无缝集成并正在动态条目下牢固电力输送。
2)分开:通过高频变压器分开并调解高压侧和低压侧之间的电压程度。高频变压器运用优秀磁性资料(比方铁氧体和非晶态合金)下降磁芯损耗,同时保留高热牢固性和功率密度,并与古板变压器比拟尺寸和重量明显减幼。
3)输出:将直流电从头转换为交换电或保存为直流电,并增援双向功率流,可完因素散式能源、储能体系和可再生能源的无缝集成。
目前SST仍处于试点阶段,存正在由电压造式和拓扑器件成熟度题目惹起的牢靠性、可维持性和操纵楷模等方面的题目。目前SST正在电动汽车充电和可再生能源范畴率先试点,Amperesand将于2025年正在新加坡港面试用其基于碳化硅 (SiC) 的SST,用于双向电动汽车充电。
跟着我国数据核心财产成长带来差别需求,供配电体系随之演进。基于中国通服数字基修财产研讨院对国内数据核心墟市成长拐点复盘,并遵照HVDC技艺迭代放量岁月节点的比拟,咱们浮现科技驱动的数据核心需求组织转移和供配电体系迭代互相增进,而计谋和投资发动的数据核心需求边际转移往往鞭策供配电新技艺放量。
1)云核心阶段(2010-2020年):古板供职器托管、机架租赁等IDC供职办法渐渐被云预备代替,对大范围数据核心承载提出更大需求,发动集群化修造、虚拟化和云预备需求兴隆,相应地,2008年HVDC技艺被电信运营商引入试点,正在大型云数据核心后台下登入史册舞台。边际转移方面,2014年需求云化+降本诉求催化HVDC劈头正在互联网运营商数据核心增加,谋求降本增效;2017年劈头计谋和本钱管控趋苛,发动南网、四大行等古板行业央企和大型政企客户劈头赓续引入HVDC技艺。
2)算力核心阶段(2020年至今):人为智能成长驱动数据云存储及预备、智能算力、角落算力等需求延续增加,需求向“云预备大型、超大型 IDC+智能预备当地化中型数据核心+角落预备幼微型 IDC”三级转嫁,相应地阿里巴巴于2020年引入巴拿马电源计划,撑持算力大幅上升的电力提供需求。2023年劈头由海表带动的大模子熬炼竞赛发动熬炼算力需求,熬炼卡能耗神速增加鞭策撑持高功率密度的电力提供需求;2025年DeepSeek横空诞生,推理侧更着重“细水长流”,对能效比和绿电耦合提出新的央求。
HVDC保留高装机增速,但UPS仍居墟市主流。纵向比拟,因为HVDC行业闭体系计算少,咱们通过HVDC新增装机容量和UPS墟市范围的CAGR举行比拟。2019-2022年HVDC体系正在数据核心年新增装机CAGR为23%,而同期UPS行业墟市范围CAGR为11%;横向比拟,遵照智研研究数据,2021年HVDC占比约为12%,UPS仍以78%浸透率处于主导职位。
复盘史册,咱们以为HVDC体系浸透率保护低位并非技艺竞赛力不如UPS,而是对口高效供配电体系的下游需求侧动力不够所致。拆分来看:
#1目前HVDC相对UPS的恶果当先上风未拉开差异,转换动力不够。遵照前文中提到的数据,UPS 2N体系和HVDC 2N体系恶果不同为94.7%和95.2%,比拟较下HVDC仅具备0.5pct上风,叠加目前UPS计划愈加成熟,正在中幼用户的本质操纵场景中恶果差异进一步缩幼。
#2 HVDC正在供职器PSU闭节存正在兼容性题目,导致电压品级受限/出格能耗亏损。目前市情上交换供配修立成熟且一般实用,PSU多增援AC/DC转换,但对DC/DC增援有限,酌量到HVDC操纵范围幼,PSU厂商往往保存AC/DC转换功用,市情上险些没有全体基于纯直流的PSU产物。若采用通用PSU,则会存正在整流器导致能耗亏损的题目,同时仅增援240V的HVDC,无法兼容更高的电压程度。
#1数据核心范围大幅提拔,供配电体系功率提拔的绝对收益凸显。上文中提到目前我国智算核心用电范围可能到达100-200MW,Vertiv预测另日希望攀升至300~500MW的程度,正在数据核心范围上升趋向下恶果差异绝对收益提拔。
#2绿电耦合将发动下一代全直流体系增加,浸透率提拔后修立兼容题目或将刷新。咱们上文提到更高电压的直流供电体系将成为另日趋向,以是咱们看好下一代HVDC(750V以上电压)希望提拔浸透率,为高功率机柜供应更优处分计划,要紧由Meta、微软鞭策(目前海表墟市直流计划市占率较低)。本质操纵中,750V以上电压的直流电将直接进入PSU,浸透率提拔后亦将发动直流PSU产物增量(正在该电压下无法操纵兼容交换的PSU),于是避免整流闭节形成的能耗亏损。
再来回首咱们上文中基于AIDC成长趋向提出的四大挑拨,咱们以为HVDC仍然给出数据核心供配电体系演进宗旨的谜底:
#1电能供应:HVDC体系通过更少的转换阶段具备比拟UPS更高的体系恶果,删除能源损耗,更适合推理算力的高能效比需求。向后预计,全直流体系进一步引入开荒周期更短的光伏和储能平分散式能源,餍足井喷能源需求,普及能源运用恶果。
#2空间运用:HVDC体系可能通过集成多闭节修立(比方巴拿马电源体系),大幅删除空间,抵消局限由供电需求陡升形成的数据核心供电体系占用空间膨胀趋向。
#3投资本钱:HVDC体系正在占地面积(土修等根蒂措施闭系本钱)、体系恶果(电力本钱)自己相对UPS体系具备上风,提拔电压晚辈一步降本(直接下降电缆本钱,分散式能源接入亦间接下降电力本钱)。
#4修造周期:HVDC预造集成模组大幅缩短交付周期,且具备肯定扩展性。目前智算核心修造时时时未明晰AI芯片型号,且具备另日扩容需求,HVDC体系可通过预造预调试大幅简短交付周期,避免数据核心修造周期由调试形成的延期,比方阿里巴巴的巴拿马电源体系和腾讯T-train。酌量到由DeepSeek 发动的新一轮AI竞赛日初月异,更低的熬炼本钱亦导致技艺迭代和开荒提速,咱们以为数据核心行为算力撑持,修造周期和圆活性紧张性相应提拔。
AI数据核心高功率成长趋向下,咱们看好细分修立赛道中HVDC增速希望领跑。基于前文测算,咱们估计2024-2026E我国算力范围(普算+智算)复合增速44%,对应新增算力范围复合增速85%,酌量GPU功耗低落(2024-2026E单瓦算力复合增速31%)和数据核心PUE低落(2024-2026E复合降速2%)后,对应新增数据核心装机量复合增速23%。对应到配套电力修立方面,咱们估计国内AI配套电力修立墟市空间2026年将到达437亿元,细分赛道来看,咱们估计HVDC、锂电池备电两大闭节正在浸透率提拔驱动下希望完成增速领跑(2024-2026E复合增速不同77%、58%);供职器电源(AC/DC)、柴油发电机正在单价提拔驱动下亦希望不同完成36%(高功率电源模块单价提拔)、32%(柴油发电机环球产能急急代价提拔)的增速、跑赢行业。
咱们看好国内数据核心修造带来的电源国产替换机缘,以及技艺迭代加快后HVDC以及巴拿马电源和SST的成长机缘。按AI供配电财产链拆分来看:
UPS和HVDC方面:UPS墟市竞赛激烈,HVDC厂商头部效应较为鲜明。拆分来看,遵照智研研究数据,2023年国内市占率前三的UPS厂商不同为科华数据、华为和Vertiv,对应市占率16%/14%/12%,施耐德电气、伊顿、艾默生等国际龙头亦霸占肯定份额;HVDC方面,遵照DCMAP,龙头不同为中恒、台达和Vertiv,2022年CR3高达90%。
巴拿马电源体系方面:HVDC龙头中恒电气、中达电通(台达)和Vertiv均有构造。中恒电气推出巴拿马1.0电力模组,和腾讯(2021年中标t-train火车头框架采购项目)、阿里巴巴(2021年中标巴拿马电源框架项目)等互联网巨头均有合作无懈;台达最早和阿里巴巴于2016年起启动巴拿马电源研发,是最资深的巴拿马电源厂商;Vertiv是国内微模块墟市龙头,正在数据核心体系集成和预造交付方面势力强劲,同时正在国际HVDC墟市当先,具备供应从供电到液冷等数据核心配套归纳处分计划的本事。
移相变压器方面(巴拿马电源重点修立):伊戈尔参预阿里巴巴的巴拿马电源移相变压器的研发,率先完成巴拿马电源移相变压器的从部件到成套供应的冲破,是数据核心细分宗旨的变压器龙头。其余,特变电工,保变电气行为国内变压器行业龙头,亦为移相变压器国内要紧供应商。
正在能源安静诉求下,美国目前偏向于通过核电、气电等牢固古板电源餍够数据核心电力需求,但咱们以为中国正在双碳倾向指引下数据核心电力将走出更聚焦新能源的一条成长道途。国度发改委、工信部发表的《数据核心绿色低碳成长专项手脚规划》夸大到2025年新修数据核心绿电占比进步80%,并摸索绿电荟萃供应形式,鞭策数据核心与新能源资源的深度整合。咱们以为,一方面,我国电力体系供需形式趋于宽松,数据核心希望成为新能源电力消纳的中坚力气;另一方面,新能源光伏和储能直贯通过HVDC架构接入数据核心希望下降电力损耗、完成双赢,而且买通源网荷储一体化的贸易形式闭环。咱们看好不单仅是算力需求迎来东升西降,正在海表能源组织右转的压力下,国内也希望迎难而上,创作新能源成长的东升西降。
AI操纵落地不足预期:咱们估计我国算力范围正在AI操纵成长下将迎来高增速扩张,进而发动AI电力修立投资和新能源消纳,若AI操纵成长正在技艺或资源层面碰到阻力,或带来AI操纵落地不足预期危险。
供应链危险:目前HVDC计划正在AI电源行业浸透率仍较低,而AI电力修立供应链其他闭节供应商(如PSU修立)为保护节余要供应市占率更高的UPS计划产物,或惹起体系兼容性题目,或许对HVDC计划正在数据核心本质操纵中形成负面影响。其余,咱们也当心到巴拿马电源计划正在云厂数据核心操纵计划定造化水平较高,存正在由特定公司供应的非标产物,若特定公司出货受阻,或变成供应链的不牢固性。
本研报中涉及到未上市公司或未笼盖个股实质,均系对其客观公然讯息的收拾,并不代表本研讨团队对该公司、该股票的推选或笼盖。