AI能源系列之一：AIDC赋予电气设备新机遇_27页_1mb

AI能源系列之一：AIDC赋予电气设备新机遇

核心内容

AIDC（AI Data Center）即人工智能数据中心，随着AI算力需求的激增，数据中心机架功率密度显著提升，从传统数据中心的4-6kW逐步发展至20-40kW，未来有望达到40-120kW甚至更高。这一趋势推动了数据中心电气基础设施的迭代升级，包括变压器、HVDC/UPS、PSU、BBU/超级电容以及铅酸电池等关键设备需求的增加。此外，供电架构正向高压直流与柔性直流方向发展，以满足高功率、高效率与高可靠性的需求。

主要观点

1. 智算中心高功率推动电气基础设施升级

   • 智算中心的高功率密度对电力供应容量、配电设备面积占比、电能利用率、服务器电源功率、散热效率提出更高要求。
   • 电力供应容量从20MVA提升至百MW甚至300-500MW，需接入更高电压等级电网。
   • 配电设备面积占比随着功率密度提升而增加，需优化设计以减少占地面积。
   • 电能利用率（PUE）成为重要考核指标，HVDC替代UPS成为趋势。
   • 服务器电源（PSU）需提升功率密度与转换效率，以适应高功率需求。
   • 散热效率提升，冷板级散热与相变级液冷技术有望成为主流。

2. 供电架构向高压直流与柔性直流发展

   • 供电架构包括交流UPS、高压直流、中压直供集成式、柔性直流输电四种。
   • 高压直流系统具备高转换效率、高可靠性、利于新能源接入等优势，正逐步替代UPS。
   • 柔性直流输电系统虽技术先进，但尚未大规模应用，主要受制于技术水平与成本。

关键信息

• 变压器：低能耗、高安全性是基本要求，干式变压器与移相变压器需求提升，预计2023-2028年复合增速达4.8%。
• HVDC/UPS：HVDC具备高转换效率、空间优化、可靠性高等优势，预计2025-2027年复合增速达97.8%。三代HVDC的推出将推动其渗透率与价格双提升。
• PSU：供给格局变革，国产厂商市占率提升。英伟达NVL72机架采用65%冗余配置，PSU需求中枢上移，预计2025-2027年复合增速达80.3%。
• BBU&超级电容：供电安全性高于成本，有望从可选走向必选。预计2025-2027年复合增速达51.0%。
• 铅酸电池：受环保与产能限制影响，供需错配下产能紧平衡，涨价周期有望开启。预计2025-2027年复合增速达51.0%。

行业增速排序

• HVDC > PSU > 铅酸蓄电池 > 变压器
  2024-2030年复合增速分别为97.8%、80.3%、51.0%、50.1%。

市场空间预测（单位：亿元）

• 2025年：HVDC 22.3、PSU 290.4、铅酸蓄电池 81.0、变压器 80.6
• 2026年：HVDC 74.8、PSU 484.8、铅酸蓄电池 165.1、变压器 154.4
• 2027年：HVDC 144.4、PSU 724.8、铅酸蓄电池 234.1、变压器 208.5

投资建议

• HVDC/UPS：关注禾望电气、中恒电气、科华数据、通合科技、科士达等。
• PSU：关注麦格米特（英伟达供应链）、欧陆通等。
• 铅酸电池：关注圣阳股份、南都电源等。
• 变压器：关注金盘科技、明阳电气、伊戈尔、特锐德等。
• BBU/超级电容：关注蔚蓝锂芯、江海股份等。
• SVG：关注盛弘股份等。
• 柴发：关注科泰电源、泰豪科技等。

风险提示

• AI应用发展不及预期
• 下游AIDC资本开支波动
• 供应链价格波动
• 国产厂商份额拓展不及预期

重点公司估值和财务分析表

重点公司分析

• 麦格米特：目前中国大陆唯一与英伟达进行服务器电源合作的企业，有望通过合作提升全球认可度与市场份额。
• 双登股份：国内数据中心用铅酸电池龙头企业，产品广泛应用于阿里巴巴、京东、百度等数据中心。
• 圣阳股份：数据中心领域铅酸电池主要供应商，已获得多家头部互联网企业订单。
• 南都电源：国内铅酸电池知名企业，成功进入美国高端数据中心市场。
• 雄韬股份：主要产品为铅酸电池，正在推动铅酸用户向锂电池转移。
• 理士国际：铅酸电池与锂电产品均有布局，客户覆盖全球通信运营商及数据中心。

图表索引

• 图1：数据中心供电架构分类
• 图2：数据中心电源架构（AC/AC—AC/DC—DC/DC三级供电）
• 图3：数据中心2N电气架构
• 图4：2021-2026年中国干式变压器市场规模情况及预测
• 图5：2023年中国干式变压器市场竞争格局
• 图6：2023年中国干式变压器市场空间细分
• 图7：UPS与HVDC电路拓扑对比
• 图8：巴拿马电源（二代HVDC）演变过程
• 图9：巴拿马电源结构示意图
• 图10：2021-2026年中国UPS市场规模情况及预测
• 图11：2023年中国UPS市场品牌TOP10排名
• 图12：PowerShelf结构示意图
• 图13：英飞凌AI数据中心高能效电源装置产品路线图
• 图14：新一代DGXGB200SuperPod集群拆解示意图
• 图15：微软首个NVL72集群现场布置图
• 图16：BBU电源架构
• 图17：BBU电源内部设计图
• 图18：铅酸电池成本构成
• 图19：2024年以来沪铅主连价格（单位：元/吨）

表格索引

• 表1：不同规格服务器架构对应参数表
• 表2：数据中心四类供电架构分类对比及电路拓扑示意图
• 表3：数据中心巴拿马电源典型架构设计方案与传统方案对比
• 表4：TOP16电源企业2023年销售额
• 表5：不同应用场景下铅酸电池性能对比
• 表6：AIDC产业链细分环节价值量拆分