800V HVDC供电架构

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中金 | AI“探电”(十一):SST重塑未来AIDC供电架构
中金点睛· 2025-09-23 23:58
文章核心观点 - 固态变压器(SST)凭借效率高、体积小、灵活性高、预制化设计等优点,有望成为未来AI数据中心(AIDC)供电架构的优选方案,特别是在800V HVDC架构升级和绿电直连需求背景下迎来发展机遇 [2][6][12] AI算力中心建设与供电架构升级 - 头部云厂商上调资本开支预期,Meta将2025年资本开支指引上调至660-720亿美元(原640-720亿美元),谷歌上调至850亿美元(原750亿美元),微软预计3Q25资本开支超300亿美元 [8] - 国内阿里2Q25资本开支达386亿元,同比增长约220%,世纪互联预计全年资本开支100-120亿元(同比翻倍) [8] - 英伟达规划2027年全面部署800V HVDC架构,以支持1MW及以上机架功率需求,较传统54V系统端到端效率提升可达5%,铜用量减少约45%,维护成本降低可达70% [10][12] SST技术优势与性能表现 - 全链路效率较传统UPS提升3%以上,占地面积减少60%以上,安装调试周期缩短75%,适配绿电接入 [3][16] - 以10MW数据中心为例(负载率90%),SST每年可节省约236.52万度电 [16] - 系统效率达98%,全链路效率91.1%,显著高于传统HVDC(88.3%)和AC UPS(86.6%) [22] - 采用模块化设计,建设周期可缩短至90天以内,支持即插即用部署 [20][22] 北美市场供需与SST应用潜力 - 北美传统变压器供需失衡,自2019年以来单位成本上涨77%以上,2Q25交期长达约46周 [12][14] - SST采用功率半导体器件替代传统变压器,具备体积小、重量轻、效率高等特点,成本仍有较大下降潜力 [12] 中国政策推动与绿电直连机遇 - 2025年5月国家发布首个绿电直连政策,明确算力与电力协同为新型电力系统试点方向,要求考核"直供绿电电量占比" [14][16] - SST适配"光储直柔"场景,支持光伏、储能直流接入,提升绿电消纳能力 [16][22] SST技术架构与核心部件 - 典型拓扑采用三级能量转换架构:输入级(AC/DC)、隔离级(高频DC/DC)、输出级(DC/AC或DC/DC) [23] - 高频变压器是核心难点,磁芯材料中非晶和纳米晶合金适用于中频大功率场景,但纳米晶工艺仍不成熟且价格较高 [24][27] - 研发需突破磁芯材料、结构设计、散热及绝缘四大关键技术 [24][32] 国内外厂商布局情况 - 全球头部厂商如伊顿、台达较早布局SST技术 [3] - 国内厂商分三类切入:传统电力设备企业(中压侧技术优势)、AI服务器电源企业(数据中心项目经验)、光储充企业(电力电子技术迁移) [28][31][33] - 中国西电已有SST产品应用于数据中心项目 [3]