算力需求旺盛，供电、液冷及CPO持续升级
核心内容
2025年英伟达GTC大会强调了AI算力需求的持续增长，以及全栈布局构建AI时代基础设施的重要性。核心观点包括：
- 2028年全球数据中心建设投资（Capex）预计将超过1万亿美元。
- AI正从感知AI、生成式AI向自主型AI和物理AI演进。
- 未来数据中心将向GW级、超高效、高密化方向发展，推动供电、液冷及CPO技术的持续升级。
主要观点
1. 算力需求与数据中心建设
- 生成式AI向自主型AI和物理AI演进：AI技术将从简单的任务处理发展为更复杂的自主决策和物理交互能力。
- AGI推理算力需求激增：AGI推理算力需求比生成式AI时代增长100倍，推动数据中心大规模建设。
- IDC Capex预测：2028年全球数据中心建设投资将超万亿美元，反映AI算力需求的持续增长。
2. GPU架构与CPO交换机
- Blackwell架构发布：Blackwell Ultra（GB300）预计2025年H2推出，性能较前代提升显著，支持更高带宽和更低功耗。
- CPO交换机商业化提速：CPO从“可插拔光模块+交换机”转向“光引擎+芯片共封装”，降低信号损耗，提高能源效率。
- CPO优势：
- 能源效率提高3.5倍。
- 信号完整性提高63倍。
- 大规模组网可靠性提高10倍。
- 部署速度提高1.3倍。
3. 液冷技术发展趋势
- 液冷成为主流：随着单机柜功率密度的提升，液冷成为解决高密度散热的主要方式。
- 冷链系统化发展：未来智算中心制冷系统将从芯片侧到冷源侧形成整条冷链，实现高效散热。
- 液冷方式多样化：包括全冷板、全浸没、冷板+浸没等，制冷剂创新是液冷技术发展的重要方向。
4. 电源系统升级方向
- 从AC400V向800VHVDC演进：未来数据中心供电系统将向高压直流发展，提升效率和空间利用率。
- 短期方案：侧挂电源：提高空间利用率和散热效率。
- 中期方案：800VHVDC：作为过渡方案，降低AC配电损失，提高供电效率。
- 长期方案：SST固态变压器：提供更高效的直流供电架构，兼容多种新能源并网，成为终极解决方案。
关键信息
电源系统演进
- 当前方案：AC400V不间断电源（UPS）。
- 短期方案：侧挂电源，提升空间利用率。
- 中期方案：800V高压直流（HVDC）供电，新增IT Rack和PDU。
- 长期方案：SST固态变压器，实现全直流供电架构。
液冷系统演进
- 当前方案：风冷与液冷混合。
- 未来趋势：全液冷成为主流，制冷剂创新是重要方向。
- 冷链系统化：从芯片侧到冷源侧形成完整散热链条，提高系统效率和可靠性。
CPO交换机发展
- CPO交换机优势：降低功耗、提升信号完整性、增强系统可靠性。
- 液冷散热需求：随着CPO交换机数据传输速率和集成度的提升，液冷散热成为关键。
- 产品规格：NVIDIA Spectrum-X与Quantum-X衍生产品，总带宽可达100Tb/s，吞吐量可达400Tb/s。
中国厂商表现
- 台达：发布800V HVDC服务器电源、1.5MW液-液CDU、核壳液冷母线等产品。
- 维谛：推出360AI预制解决方案，涵盖多种液冷方式，如L2A、L2L、L2R。
- 麦格米特：拓展至Power Rack，提供高功率电源、BBU、SuperCap等产品。
投资建议
- AC/DC服务器电源：关注麦格米特（002851.SZ）、欧陆通（300870.SZ）。
- 不间断电源HVDC/UPS：关注中恒电气（002364.SZ）、禾望电气（603063.SH）、科华数据（002335.SZ）、科士达（002518.SZ）。
- 配电变设备：关注明阳电气（301291.SZ）、金盘科技（688676.SH）、正泰电器（601877.SH）、良信股份（002706.SZ）。
- 备用电源BBU/柴油发电机：关注科泰电源（300153.SZ）、亿纬锂能（300014.SZ）、蔚蓝锂芯（002245.SZ）、江海股份（002484.SZ）。
风险提示
- 新技术进展不及预期。
- 算力需求不及预期。
- AI产业链上下游短期波动。
- AI基础理论发展停滞。
- 地缘政治风险。
表格总结
表1：下一代数据中心解决方案及其配套电气设备
| 年份 |
架构 |
GPU |
GPU最大功耗(W) |
芯片配置 |
FP4 PFLOPS-Dense |
散热方式 |
背板连接 |
NVLink速度(GB/s uni-di) |
NVLink链路通道数 |
NVSwitch端口数量 |
NVSwitch单端口通道数 |
| 2022 |
Hopper |
- |
- |
1 x Reticle Sized GPU |
4* |
通常风冷 |
UBB (PCB) |
450 |
2 |
64 |
2 |
| 2023 |
- |
- |
- |
1 x Reticle Sized GPU |
- |
混合风冷、液冷 |
UBB (PCB) |
- |
- |
- |
- |
| 2024 |
Blackwell |
B200/GB200 |
700/1200 |
2 x Reticle Sized GPU |
10 |
液冷 |
Copper Backplane |
900 |
2 |
72 |
2 |
| 2025 |
- |
G300(Ultra) |
1,400 |
- |
15 |
液冷 |
Copper |
- |
- |
- |
- |
| 2026 |
- |
B300 (single die, B300A) |
600 |
2 x Reticle Sized GPU, 2x I/O chiplet |
4.6 |
液冷 |
Copper |
- |
- |
- |
- |
| 2027 |
Rubin |
- |
1800/3600 |
4 x Reticle Sized GPU, 2x I/O chiplet |
50/100 |
液冷 |
PCB |
- |
- |
- |
- |
表2：CPO有效降低损耗
| 项目 |
DSP收发器 |
LPO |
CPO |
| 光收发器 |
10% |
7% |
1% |
| 光收发器占集群总功率 |
8% |
6% |
1% |
| 集群总功率(MW) |
492 |
480 |
434 |
| 集群功率节省比例 |
- |
2% |
12% |
表3：下一代数据中心解决方案及其配套电气设备
| 项目 |
当下UPS供配电方案 |
短期解决方案 |
中期解决方案 |
长期解决方案 |
| 供配电方案 |
UPS |
侧挂电源 |
800V HVDC |
SST |
| AIDC配套电气设备 |
变压器、柴油发电机、ATS、UPS、LiB、PDU、Power Shelf、PCS、AC/AC、AC/DC、Barklip、液冷板、50VDC-0.8/1.8VDC模块 |
PDU、BBU、PCS、LIC、Power Shelf、AC/DC模块、Tap-Box |
800V HVDC PSU、PFC、Cap、Entry Box AC-PDU、HVDC Output DC-PDU、HVDC Cross-Link cable、HVDC Busbar |
SST、HVDC、DC/DC PSU、MFT、800Vdc-50Vdc模块、800Vdc Rack Busbar |
表4：GTC大会，台达、维谛、麦格米特新品概览
| 项目 |
台达 |
维谛 |
麦格米特 |
| 特点 |
数据中心全系列产品，覆盖电源、冷却、线缆等 |
数据中心全系列产品，覆盖电源、冷却、线缆等 |
从Power Shelf迈向Power Rack，单一服务器电源供应商向电源整体解决方案提供商演进 |
| 电源新品 |
Side Power Rack、AC PDU、HVDC PSU(27.5kW)、HVDC Power Shelf(55kW)、DC/DC PSU、800VDC-50VDC模块、PDB、冷板、50VDC-0.8/1.8VDC模块、SST、PCS、LIC、UPS Power Shelf |
预制AI解决方案，包括核心配件CDU、PDU等 |
服务器电源（800-3300W CRPS电源、IPS122000W & SLIM4000W高功率电源）、IPU433K-AA1616服务器电源系统、800V/570kW HVDC侧挂电源、16.5kW BBU、PMC、98%efficiency rectifier module |
| 液冷新品 |
1.5MW L2L液-液CDU、冷板回路、4RUL2L液-液机架内CDU、6RU机架内CDU（冷却能力达200kW）、尖端风冷、核壳液冷母线 |
后门热交换器、L2A、L2L、L2R等多种芯片级液冷 |
—— |
图表目录
- 图1：AI正迈向新发展阶段
- 图2：美国TOP4芯片需求提升
- 图3：全球IDC2028年Capex超万亿美元
- 图4：英伟达GPU产品路线图及时间线
- 图5：英伟达Blackwell system配置
- 图6：英伟达Blackwell Ultra NVL72配置
- 图7：英伟达Rubin system配置
- 图8：英伟达Blackwell Ultra NVL144配置
- 图9：英伟达Blackwell Ultra NVL576配置
- 图10：纵向Compute Tray设计概念图
- 图11：英伟达Spectrum-X与Quantum-X Photonics（CPO设计）
- 图12：Quantum-X和Spectrum-X三款衍生新品
- 图13：英伟达Quantum-X结构图
- 图14：英伟达开源人形机器人模型Isaac GR00TN1
- 图15：短期解决方案侧挂电源示意图
- 图16：中期解决方案HVDC过渡方案供电示意图
- 图17：长期解决方案SST示意图
- 图18：湿冷技术演进示意图
- 图19：制冷技术应用评估
- 图20：功率电容架PCS不同材料比较
- 图21：台达27.5kW HVDC PSU示意图
- 图22：维谛14L1400芯片级液冷产品示意图
- 图23：麦格米特BBU产品示意图
