AI電力警報拉響！巨頭押寶核聚變 AIDC電源架構同步演進

當下，AI帶來了全球數據中心用電量的快速增長，在北美等電力系統冗余較低的區域，供電問題越來越緊迫。美國能源信息署（EIA）在其《短期能源展望》（STEO）中表示，美國的電力消耗將在2025年和2026年創下歷史新高，需求的增長主要受人工智能、數據中心擴張等因素驅動；美國能源部（DOE）在7月份也表示，電力供貨商若無法在尖峰需求期間增加發電量，美國停電次數可能在5年內呈現倍增，DOE在一份報告中指出，美國電力供需差距正在擴大、AI導致高耗電數據中心需求增加；據招商證券，美國PJM（美國東部最大的區域電網運營商）等區域新增電力接入平均需等待3-5年。

在最新研究報告中，高盛已將2030年全球數據中心耗電需求上調為較2023年大幅擴張175%。

面對驚人的能耗增長，開闢新的能源獲取路徑、提升能源使用效率成為產業鏈的必答題。一方面，企業大力部署可再生能源（風、光）、倚重先進燃氣輪機作為靈活性電源和保障，同時積極發展儲能技術、推動核聚變的實驗堆向示範堆、商用堆邁進；另一方面，高效率、高密度、高穩定性電源的重要性不斷提升，從市電（10kV+）到機房（800V/400V）到機櫃內（50V）到最終芯片（<1V），整條電力鏈路各環節都面臨着不同程度的技術迭代升級，高壓直流電力系統在AIDC中的重要性以及價值量有望隨之提升。

缺電預期疊加AI提速 核能有望迎發展機遇

與受制於天氣的風光發電不同，核電能夠提供零碳、穩定、高能量密度的基荷電力。這對於需要7x24小時不間斷運行的超大規模數據中心而言，是無可替代的可靠保障。

為發展數據中心，滿足日益增長的人工智能與雲計算的需求，美國大型科技公司紛紛盯上核電。如OpenAI創始人奧爾特曼投資核裂變初創公司Oklo；谷歌與Kairos、田納西河流域管理局合作建設50兆瓦核電站Hermes 2，預計2030年為東南部數據中心供電，后續將擴展至500兆瓦裝機容量；微軟曾合作重啟賓夕法尼亞州三哩島核電站，探索傳統核能利用。

華泰證券日前發佈研報稱，缺電預期疊加AI提速，看好美國核能發展機遇，自5月23日美國特朗普總統連發四份總統令推動美國核工業振興以來，產業積極因素持續累積，看好美國核電增容、重啟、新建有望從「預期」走向「現實」。繼續看好全球核能產業鏈投資機會。

國內，7月22日，中國聚變能源有限公司掛牌成立大會在上海舉行。根據《中國核能發展與展望（2023）》，預計到2035年，我國核能發電量在總發電量的佔比將達到10%，相比2022年翻倍。

國金證券表示，看好可控核聚變行業在「十五五」期間資本開支進入加速釋放周期，電源是可控核聚變裝置「生命線」，資本開支擴張有望帶動訂單陸續釋放。

如何提高數據中心能效？高壓直流電源架構或是最優解

數據中心供配電系統被視作數據中心的「心臟和血管」，負責把能量輸送到系統的每台設備，在數據中心內發揮着至關重要的作用。

高壓直流電源架構成為當下提高數據中心能效的最優解，英偉達正引領着這場深刻變革，其核心是將數據中心電源架構從傳統的415V交流電轉向800伏直流電（800 VDC），以應對AI算力爆發帶來的巨大電力挑戰。

在10月13日（美東時間）舉行的OCP大會上，英偉達發佈了《800 VDC Architecture for Next-Generation AI Infrastructure》白皮書，明確採用800 VDC架構作為未來AI數據中心的核心解決方案。該架構通過提升電壓等級實現更高效率的電力傳輸，並整合了中壓整流器（SST）技術以優化系統設計。約20余家行業合作伙伴在峰會上展示了新一代核心技術與組件，包括新型芯片、元器件、電力系統，以及對千兆瓦時代800 VDC數據中心的支持能力。

10月14日，富士康在官網上宣佈，公司正在與英偉達合作，推動800 VDC架構落地AI數據中心。

英偉達已給出日程表：將從2027年起推動數據中心電力基礎設施向800 VDC過渡，目標是支持1MW及以上功率密度的IT機架。

不止英偉達，阿里、騰訊、谷歌、微軟等多家海內外巨頭正積極籌謀數據中心電源革新。

巴拿馬電源是由阿里巴巴聯合臺達電開發的IDC供電方案，天風證券指出，之前發佈的僅「800V HVDC」（類似騰訊的方案），而這次進一步明確的方案是「巴拿馬2.0+SST」，也就是在原有HVDC的基礎上新增中壓整流（移箱變壓器）等，技術的本質就是現在阿里推的巴拿馬電源2.0；騰訊則深耕"市電直供+240V HVDC"多年，該架構的極高可靠性（遠超傳統UPS）是其最大亮點。

以谷歌、微軟為代表的海外巨頭，技術路線更為前沿和激進。谷歌正推動從48V到±400V DC的躍遷，並計劃將電源組件完全移出IT機架，以釋放全部空間給計算硬件，其終極目標是實現數據中心設施的高壓直流直配，並與液冷技術深度結合，以應對1MW機架的挑戰；微軟的佈局同樣具有前瞻性，其「Mt. Diablo」架構將電源與計算解耦，這種「分離式」設計為未來電源技術的獨立升級和靈活配置奠定了基礎。

光大證券表示，隨着AI迅猛發展和算力需求急劇增加，AI數據中心供配電系統面臨着效率和節地等指標進一步提升的迫切需求，這將持續推動數據中心供電技術由交流UPS向HVDC發展，未來HVDC在AI數據中心的滲透率有望持續提升。

中金公司表示，近年來頭部雲廠商上調資本開支預期，AIDC建設加速，AI算力中心建設景氣上行疊加英偉達800V HVDC架構與綠電直連需求共振，看好固態變壓器（SST）有望憑藉效率高、體積小、靈活性高、預製化設計等優點成為未來數據中心供電架構的優選解法。全球AIDC龍頭伊頓、臺達電等對SST方案儲備較早。國內切入佈局廠商主要從傳統電力設備、AI電源、光儲充三類公司出發，各具優勢，當前個別公司已有SST產品在交直流混合微網等工程中形成應用，中國西電已有產品應用在數據中心項目中。

電力，這個曾經被視為傳統而穩定的行業，正因AI的算力需求而煥發新生。無論是核電等能源黑科技，還是800V直流架構的升級，都是對傳統能源體系的範式重構，這些新方案迴應了AI算力狂飆時代的一大關鍵問題：如何高效、經濟、可靠地為「電力饕餮」般的AI集羣供電。

當芯片算力按照摩爾定律指數級增長，電力供應必須同步跟上——AI的競賽，最終成了電力的競賽。