固態變壓器催化不斷持續看好行業拐點

（來源：紀要頭等座）

固態變壓器催化不斷持續看好行業拐點

一、綜述

1、固態變壓器技術進展與市場格局全面解析

固態變壓器作為數據中心供配電架構升級的關鍵技術，正迎來產業化窗口期。其發展驅動力主要源於服務器功率密度持續提升，如NVIDIA GB200向更高階架構演進，導致傳統供配電系統面臨佔地面積大、效率低(通常鏈路效率為90%-95%)、發熱嚴重及銅材消耗高等問題。為應對挑戰，行業通過縮短前端設備數量、提高集成度以及提升電壓等級實現優化。固態變壓器作為第三代供電技術，可替代工頻變壓器、開關櫃和AC-DC整流環節，支持800V至1000V直流輸出，顯著簡化供電鏈路，整體效率可達95%-98%，較高壓直流HVDC系統提升2-3個百分點，對項目收益率具有顯著邊際改善作用。中國在該領域應用領先，國網、南網已在微網、直流配電網示範項目和高功率充電站中部署，而歐美應用較少，中國企業具備國際先發優勢。近期重要進展包括谷歌2024年提出±400V方案；英偉達計劃2027年實現800V高壓直流HVDC規模化；伊頓收購ReVoltPower並推出樣機；臺達發佈800V白皮書並與清華合作示範項目；秦淮數據聯合美團等企業於2025年11月發佈全球首個基於固態變壓器的算力中心智能直流供配電商業化方案，並將在華北某數據中心落地。進入該領域需具備三大能力：中高頻變壓器與電力電子裝置的製造能力、複雜電子系統的控制算法與優化能力、掌握10kV至35kV中低壓系統技術。主要競爭者包括臺達、伊頓、施耐德和ABB，其中臺達技術領先，伊頓通過併購加速佈局。中國企業如中國西電、四方股份、特變電工已有示範項目經驗，金盤科技已完成1.0樣機下線並迭代至2.0版本，預計半年內送樣客户；陽光電源依託北美品牌優勢有望佔據重要市場份額。未來趨勢顯示，固態變壓器是確定性的終極供電解決方案，在經濟性與性能上具備長期競爭力。

2、固態變壓器行業發展趨勢及企業技術佈局

固態變壓器行業未來發展的驅動因素主要包括三方面：其一，性能與成本優勢顯著，固態變壓器具備更高的電能轉換效率、更優的動態響應能力以及更小的體積重量，使其在數據中心、新能源電網和高端製造等場景中成為理想的終極供電解決方案；其二，中國企業已在高（更多實時紀要加微信：aileesir）頻電力電子、磁性材料、功率器件集成等領域建立全球技術領先地位，尤其在碳化硅(SiC)應用、高頻拓撲結構等方面實現突破，為產品出海和國際市場競爭提供堅實支撐；其三，隨着人工智能和高性能計算的發展，服務器單卡功率密度持續提升，對高效、高密度供電系統的需求激增，直接拉動固態變壓器在北美頭部數據中心的應用落地。當前，新特能源、京泉華、可立克等企業正積極與北美領先的數據中心解決方案供應商合作開發配套電源產品，推動產業化進程。在磁性材料端，以鐵氧體和非晶合金為基材的材料被廣泛應用於高頻變壓器和儲能系統中，相關企業通過持續研發投入，不斷提升材料的飽和磁通密度、降低損耗，增強整體系統效率。上述技術進步和產業鏈協同將進一步鞏固龍頭企業市場地位，加速市場份額擴張，並促進行業整體向高可靠性、高集成度方向演進。

二、Q&A

Q:固態變壓器相較於傳統HVDC在技術性能和經濟效益上有何具體優勢?

A:固態變壓器在技術性能和經濟效益方面相較傳統高壓直流(HVDC)系統具有顯著優勢。首先，在技術層面，固態變壓器能夠整合傳統供配電鏈路中的多個環節，包括工頻變壓器、開關櫃以及交流到直流的整流裝置，實現高度集成化，從而大幅減少設備佔地空間和系統複雜度。其次，其供電鏈路效率可達95%至98%，相比現有HVDC系統的90%至95%提升了2至3個百分點，這一效率增益在大規模數據中心場景下可顯著降低能耗與散熱成本。再者，固態變壓器支持更高的輸出電壓等級，如800V或1000V直流輸出，可在相同功率條件下降低電流水平，減少線路損耗和發熱，同時節省銅材使用量，進一步壓縮建設成本。從經濟效益看，效率提升直接轉化為更低的運營支出(OPEX)和更高的能源利用率，尤其在城市中心等電價高昂、空間緊張的區域，這種改進對項目的內部收益率(IRR)產生積極且可觀的邊際影響。此外，隨着服務器功率不斷攀升(如從NVIDIA GB200向更高階架構過渡)，傳統架構已難以滿足高密度算力需求，而固態變壓器提供的高效、緊湊、高可靠供電模式成為必然選擇，具備長期經濟可行性與技術可持續性。

Q:中國企業在全球固態變壓器市場中處於怎樣的地位?有哪些代表性企業和技術進展?

A:中國企業在全球固態變壓器市場中處於技術領先地位，具備明顯的先發優勢和產業化推進能力。儘管目前全球範圍內固態變壓器仍以科研和示範項目為主，但國內國家電網和南方電網已在微網、直流配電網試點及高功率密度充電站等領域開展實際部署，形成初步應用基礎，而歐美地區相關項目數量相對更少，顯示出中國在工程化落地方面的領先態勢。代表性企業包括中國西電、四方股份、特變電工、金盤科技和陽光電源等。其中，中國西電、四方股份和特變電工已參與多個國家級示範項目，提供配套設備，積累了豐富的系統集成與運行經驗。金盤科技作為新興力量，於2025年8月成功下線第一代樣機，並迅速迭代至2.0版本，預計在未來六個月內向國內外客户送樣測試，展現出強勁的研發迭代能力。陽光電源則憑藉其在北美市場的品牌影響力和技術積累，有望在國際商業化進程中佔據有利位置。此外，臺達雖為中國臺灣企業，但其與清華大學合作推進全球首個基於固態變壓器的數據中心示範項目，亦體現華人科技圈的整體領先實力。中國企業不僅在產品開發上取得突破，還在技術環節如中高頻變壓器、電力電子拓撲結構優化、複雜控制算法研發以及10kV-35kV中壓系統集成等方面構建起深厚壁壘，為其在全球市場競爭中贏得主動權。

Q:推動固態變壓器成為數據中心主流供電方案的因素有哪些?

A:推動固態變壓器成為數據中心主流供電方案的因素包括技術性能優勢、產業需求升級以及中國企業的全球化競爭力。首先，固態變壓器採用全控型功率器件和高頻隔離技術，具備遠超傳統工頻變壓器的功率密度、轉換效率和動態調節能力，能夠滿足現代數據中心對空間節約、節能降耗和快速響應的嚴苛要求。其次，隨着AI訓練集羣和高性能計算服務器的普及，單張GPU或AI加速卡的功耗已突破1000W甚至更高，導致整機櫃功率密度急劇上升，傳統供電架構面臨散熱難、損耗大、擴容受限等問題，而固態變壓器憑藉高頻化、模塊化，可實現近負載精準供電，有效提升能效並降低總擁有成本。此外，中國企業如新特能源、可立克等已在碳化硅器件應用、多電平拓撲控制、高頻磁元件集成等方面取得技術突破，並與北美頭部數據中心方案商展開合作，推動產品進入國際主流供應鏈體系。這種「技術領先+客户綁定」的雙輪驅動模式，極大增強了國產固態變壓器在全球市場的滲透力，也為行業規模化發展奠定了基礎。

Q:磁性材料在固態變壓器中的作用及其主流材料類型是什麼?

A:磁性材料在固態變壓器中承擔着能量傳遞、電壓變換和電氣隔離的功能，尤其在高頻工作條件下，其性能直接影響系統的效率、温升和功率密度。由於固態變壓器通常運行在數十kHz至MHz級別的高頻段，傳統硅鋼材料因渦流損耗過大而不適用，因此必須採用低損耗、高電阻率的先進磁性材料。目前主流使用的材料包括鐵氧體和非晶合金。鐵氧體因其高電阻率、良好的高頻特性以及成熟的生產工藝，被廣泛用於中低功率等級的高頻變壓器中，尤其適合百瓦到數千瓦範圍的應用場景；然而其缺點是飽和磁通密度較低，在高功率應用中易發生磁飽和。相比之下，非晶合金具有更低的鐵損、更高的飽和磁通密度和寬温穩定性，更適合用於大功率、高效率要求的固態變壓器中，儘管（更多實時紀要加微信：aileesir）其成本較高且加工工藝複雜，但隨着製造技術進步和規模化生產推進，非晶合金的應用比例正在逐步提升。此外，前沿研究也在探索納米晶材料的應用潛力，以進一步優化高頻磁性能。相關企業在持續加大研發投入，致力於提升材料的一致性、熱穩定性和抗老化能力，從而保障固態變壓器長期可靠運行，並支撐整個電力電子系統的高效演進。

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