AIDC有望催生240亿美元的电源系统市场

（来源：瑞银全球研究）

严亦舒

瑞银证券中国公用事业及新能源分析师

随着AI快速发展及机器学习工作负载呈指数级增长，供配电系统迎来根本性变化，为供应链各环节带来显著投资机会。我们预计2028年AI数据中心（AIDC）电源系统的潜在市场规模可达240亿美元，其中高压直流电源（HVDC）的市场份额或将大幅攀升。

AIDC供配电设备需求激增

据我们测算，2025年北美超大规模云厂商的投资规模将突破3,888亿美元，2026年将进一步升至4,581亿美元；中国超大规模云厂商的资本支出也将分别提高至319亿美元/328亿美元。UBS Evidence Lab数据库预测，2024-30年全球/中国数据中心容量CAGR有望达到8%/27%，主要由高增长的AI计算推动。

在AI技术和基础设施投资上行周期中，我们认为占AIDC总资本支出10-15%的供配电系统有望受益，2028年潜在市场规模或达240亿美元，2025-28年CAGR达到25%，其中各产品的潜在市场规模排序如下：服务器电源（97亿美元）>UPS + HVDC（84亿美元）>柴油发电机（56亿美元）>电池备用单元（4亿美元）。

AIDC如何变革电源系统？

关键趋势：高电压/高功率/直流电

目前，GB200 NVL72机架容量已达到120-130KW，而传统服务器仅为12-13kW。2027年将推出的Rubin Ultra系列机架容量将进一步扩大五倍以上，超过600kW。

随着头部超大规模云厂商扩大其AI服务器容量，我们认为AIDC电源系统也将朝着高电压、高功率密度、直流电和模块化架构的方向升级，以满足不断变化的需求。

备用电源对AIDC至关重要 

为应对电力中断和波动，数据中心通常采用不同的电力保障方案，最普遍的是UPS和柴油/燃气发电机。

当发生断电时，UPS能在1-10毫秒内快速响应，而柴油/燃气发电机的响应速度超过30秒。但UPS的缺点是电池的供电时间较短。柴油/燃气发电机则能依靠持续补充柴油/燃气，长时间供电。

HVDC抢占UPS的市场份额

我们认为与低压UPS相比，±400V或800V HVDC在效率、灵活性和可扩展性方面得到提升，可能成为未来几年的主导技术。

HVDC将交流电转为高压直流电向数据中心供电；UPS则是先将交流电转为直流电，再转回交流电向数据中心供电。由于转换次数少，HVDC的能量损耗低于UPS。

HVDC的高压直流特征使其电流低于UPS交流电，消除不必要的谐波失真，从而比UPS减少铜用量（超过45%）、热量和电力损失。

HVDC无需使用整流器，所需的铜缆也更细，能为数据中心节省土地和材料成本。

HVDC采用简单、模块化的拓扑结构，使HVDC在停电时更容易切换到备用电源，提高电力系统的可靠性。UPS的复杂并行结构可能会增加系统故障的风险。 

受美国对华出口管制（如高性能AI/控制芯片、EUV/DUV光刻设备等）的影响，中国HVDC项目建设以及先进HVDC芯片的生产受阻。海外超大规模云厂商加速转向更高功率密度的机架，目前HVDC在海外市场势头强劲。不过，随着芯片生产的本地化和政策支持，我们预计中国的HVDC采用率在中长期内将增加。HVDC全球市场份额或将从2024年的10%扩大至2028年的40%，抢占UPS的市场份额。

根据我们的数据中心电力需求预测，我们预计2028年全球UPS和HVDC合计市场规模将达84亿美元，其中HVDC占到45亿美元；在中国可能分别为9亿美元和4亿美元。

固态变压器：第三代HVDC技术

固态变压器（SST）集成了变压器和HVDC的功能，能将10-35KV交流电网电力直接转换为800V直流电，无需额外设备直接为服务器电源供电。

由于结构比传统HVDC更简单，SST的能量转换效率达到98%以上，高于HVDC的97-98%，占用空间也更小。

此外，鉴于可再生能源的电压水平与SST的800V基本相似，SST对可再生能源直接供电的兼容性更高。

SST目前处于早期研发阶段，我们预计2028年SST开始放量，市场份额为5%，到2030年升至15%。

服务器电源与电池备用单元

我们认为AI技术的快速发展推动服务器电源的效率和功率密度升级。AI服务器电源已从之前的3-3.3KW升至目前的5.5KW，未来目标是8-12KW。AI服务器电源的效率要求高达97.5-98% ，而非AI服务器电源为96%。服务器电源还需要更高的功率密度，以满足有限机架空间内计算能力的激增。

AI服务器电源市场由台湾地区企业主导，合计市占率超过60%。该市场进入门槛相对较高，客户认证周期较长。台湾地区企业具有先发优势，而大陆企业通过提升产品和技术迎头赶上。

在备用电源解决方案中，我们预计电池备用单元将凭借响应速度最快（1毫秒以内）的特点获得广泛应用。但其供电持续时间最短（仅几分钟），因此需与其他解决方案相结合。

中国供应商有望扩大市场份额

目前AIDC电源系统市场由海外传统企业主导。我们认为在资本支出大增的背景下，中国供应商的技术持续突破且具有成本优势，有望扩大在海外供应链中的份额。与海外超大规模云厂商合作的中国供应商还将受益于更高的海外利润率。

同时，我们认为具备强大技术能力和产品优势的新进入者也有望打入该市场。风电及储能逆变器与HVDC的技术相似。在行业从48V转向±400V或800V的当口，HVDC为新进入者提供了颠覆市场的机会。