AIDC系列(一):电源、配电、冷却的发展趋势

股票资讯 阅读:15 2025-02-12 22:51:45 评论:0

  AI浪潮推动服务器功率提升,AIDC供配电架构或将发生重大变化。全球AI市场规模扩增,数据中心资本开支加速。芯片单体功耗急速增加,带动单台服务器功耗提升。芯片方面,英伟达的H100和H200单芯片功耗为700W,GB200达到2700W,单芯片功耗显著提升;服务器配置方面,区别于传统8卡服务器的常规10KW的功耗、40KW的整机柜功率,GB200NVL72架构则需要72颗GPU,整体功率大幅提高到120KW。AI训练和推理任务需要处理海量数据,对算力的需求激增,这要求GPU具备更高的计算能力,单体功耗显著提升,进而带动机柜功耗的大幅增加。未来AIDC的需求呈现高功率、高密度、高效率、高可靠性趋势,这将使整个数据中心的供配电架构发生重大变化。同时,大功耗下散热系统也将变得尤为关键。

  电源趋势:高效率、高功率

  1、机柜外电源:高压HVDC方案创新提出,可进一步提升效率。传统HVDC输出电压等级240、380V,未来新一代HVDC将提高到750V/800V等输出电压,直流供电系统减少交直流变换环节,转换效率可从95%提升到98%。

  2、机柜内电源:AI服务器电源升级,功率密度提升。PSU架构从3kW、3.3kW到8kW、12kW的电源功率进阶,功率密度将从32W/立方英寸提升至100W/立方英寸,核心是通过硅、SiC、GaN等半导体材料提升电源的功率密度,以在有限的空间内提供更高的功率输出。传统8卡服务器为6*3.3kW的电源架构,NVL72架构为6*5.5kW*8的电源架构。同时也可能加入BBU的设计作为后备电源。

  配电趋势:预制化、模组化、智能化

  配电相关变化:未来AIDC的趋势正朝着超大规模和快速部署等方向演进,这将推动电力模组化、预制化、智能化趋势,集成配电柜、变压器、UPS/HVDC等环节,节省供配电部分的占地面积,工厂预制连接铜排,现场施工简便,提升安装效率,同时可集中监控管理设备运行。AIDC配电的新趋势将带动电路元器件升级,同时电能质量管理也需要提升。此外母线的应用在数据中心里也可能提升,前端连接母线替代传统电缆,末端连接智能小母线方案。

  冷却趋势:液冷方案渗透率提升。在高功率密度机柜的场景下,为了解决机柜间的散热需求,液冷方案逐渐兴起。液冷方案的散热能力更强,同时可以降低数据中心的PUE。随着机架密度升至20kW以上,多种液冷技术应运而生,从而满足高热密度机柜的散热需求。

  AIDC供配电环节投资建议

  1、机柜内电源(AI服务器电源):电源功率密度升级,建议关注【麦格米特】【欧陆通】【泰嘉股份】等。

  2、机柜外电源(UPS/HVDC):机柜外电源不可或缺,新资本开支涌入,利好集群化潜在新技术高压HVDC等方案,建议关注【科华数据】【禾望电气】【中恒电气】【科士达】等。

  3、AIDC配电:配电环节整体价值量占比较高,后续随着资本开支增加市场规模有望扩大,同时电力模组化趋势重点是配电环节的变化,配电&电路元器件建议关注【良信股份】【明阳电气】【宏发股份】【法拉电子】【中熔电气】;变压器【金盘科技】【伊戈尔】等;智能母线【威腾电气】;同时建议关注电能质量环节。

  4、冷却环节:建议关注【英维克】【高澜股份】【同飞股份】【申菱环境】

  5、备用电源:柴油发电机环节,建议关注【科泰电源】等。

  风险提示:下游资本开支不及预期;行业竞争加剧风险;技术替代风险。


民生证券 邓永康,许浚哲
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