AIDC有望催生240億美元的電源系統市場

（來源：瑞銀全球研究）

嚴亦舒

瑞銀證券中國公用事業及新能源分析師

隨着AI快速發展及機器學習工作負載呈指數級增長，供配電系統迎來根本性變化，為供應鏈各環節帶來顯著投資機會。我們預計2028年AI數據中心（AIDC）電源系統的潛在市場規模可達240億美元，其中高壓直流電源（HVDC）的市場份額或將大幅攀升。

AIDC供配電設備需求激增

據我們測算，2025年北美超大規模雲廠商的投資規模將突破3,888億美元，2026年將進一步升至4,581億美元；中國超大規模雲廠商的資本支出也將分別提高至319億美元/328億美元。UBS Evidence Lab數據庫預測，2024-30年全球/中國數據中心容量CAGR有望達到8%/27%，主要由高增長的AI計算推動。

在AI技術和基礎設施投資上行周期中，我們認為佔AIDC總資本支出10-15%的供配電系統有望受益，2028年潛在市場規模或達240億美元，2025-28年CAGR達到25%，其中各產品的潛在市場規模排序如下：服務器電源（97億美元）>UPS + HVDC（84億美元）>柴油發電機（56億美元）>電池備用單元（4億美元）。

AIDC如何變革電源系統？

關鍵趨勢：高電壓/高功率/直流電

目前，GB200 NVL72機架容量已達到120-130KW，而傳統服務器僅為12-13kW。2027年將推出的Rubin Ultra系列機架容量將進一步擴大五倍以上，超過600kW。

隨着頭部超大規模雲廠商擴大其AI服務器容量，我們認為AIDC電源系統也將朝着高電壓、高功率密度、直流電和模塊化架構的方向升級，以滿足不斷變化的需求。

備用電源對AIDC至關重要 

為應對電力中斷和波動，數據中心通常採用不同的電力保障方案，最普遍的是UPS和柴油/燃氣發電機。

當發生斷電時，UPS能在1-10毫秒內快速響應，而柴油/燃氣發電機的響應速度超過30秒。但UPS的缺點是電池的供電時間較短。柴油/燃氣發電機則能依靠持續補充柴油/燃氣，長時間供電。

HVDC搶佔UPS的市場份額

我們認為與低壓UPS相比，±400V或800V HVDC在效率、靈活性和可擴展性方面得到提升，可能成為未來幾年的主導技術。

HVDC將交流電轉為高壓直流電向數據中心供電；UPS則是先將交流電轉為直流電，再轉回交流電向數據中心供電。由於轉換次數少，HVDC的能量損耗低於UPS。

HVDC的高壓直流特徵使其電流低於UPS交流電，消除不必要的諧波失真，從而比UPS減少銅用量（超過45%）、熱量和電力損失。

HVDC無需使用整流器，所需的銅纜也更細，能為數據中心節省土地和材料成本。

HVDC採用簡單、模塊化的拓撲結構，使HVDC在停電時更容易切換到備用電源，提高電力系統的可靠性。UPS的複雜並行結構可能會增加系統故障的風險。 

受美國對華出口管制（如高性能AI/控制芯片、EUV/DUV光刻設備等）的影響，中國HVDC項目建設以及先進HVDC芯片的生產受阻。海外超大規模雲廠商加速轉向更高功率密度的機架，目前HVDC在海外市場勢頭強勁。不過，隨着芯片生產的本地化和政策支持，我們預計中國的HVDC採用率在中長期內將增加。HVDC全球市場份額或將從2024年的10%擴大至2028年的40%，搶佔UPS的市場份額。

根據我們的數據中心電力需求預測，我們預計2028年全球UPS和HVDC合計市場規模將達84億美元，其中HVDC佔到45億美元；在中國可能分別為9億美元和4億美元。

固態變壓器：第三代HVDC技術

固態變壓器（SST）集成了變壓器和HVDC的功能，能將10-35KV交流電網電力直接轉換為800V直流電，無需額外設備直接為服務器電源供電。

由於結構比傳統HVDC更簡單，SST的能量轉換效率達到98%以上，高於HVDC的97-98%，佔用空間也更小。

此外，鑑於可再生能源的電壓水平與SST的800V基本相似，SST對可再生能源直接供電的兼容性更高。

SST目前處於早期研發階段，我們預計2028年SST開始放量，市場份額為5%，到2030年升至15%。

服務器電源與電池備用單元

我們認為AI技術的快速發展推動服務器電源的效率和功率密度升級。AI服務器電源已從之前的3-3.3KW升至目前的5.5KW，未來目標是8-12KW。AI服務器電源的效率要求高達97.5-98% ，而非AI服務器電源為96%。服務器電源還需要更高的功率密度，以滿足有限機架空間內計算能力的激增。

AI服務器電源市場由臺灣地區企業主導，合計市佔率超過60%。該市場進入門檻相對較高，客户認證周期較長。臺灣地區企業具有先發優勢，而大陸企業通過提升產品和技術迎頭趕上。

在備用電源解決方案中，我們預計電池備用單元將憑藉響應速度最快（1毫秒以內）的特點獲得廣泛應用。但其供電持續時間最短（僅幾分鍾），因此需與其他解決方案相結合。

中國供應商有望擴大市場份額

目前AIDC電源系統市場由海外傳統企業主導。我們認為在資本支出大增的背景下，中國供應商的技術持續突破且具有成本優勢，有望擴大在海外供應鏈中的份額。與海外超大規模雲廠商合作的中國供應商還將受益於更高的海外利潤率。

同時，我們認為具備強大技術能力和產品優勢的新進入者也有望打入該市場。風電及儲能逆變器與HVDC的技術相似。在行業從48V轉向±400V或800V的當口，HVDC為新進入者提供了顛覆市場的機會。