智算需求推动数据中心机架向高功率发展，AIDC电气基础设施迎机遇。智算中心机架高密度对电力供应容量、配电设备面积占比、电能利用率、服务器电源功率、散热效率提出更高的要求，带动数据中心配套的电气基础设施如HVDC/UPS、PSU、BBU/超级电容、铅酸蓄电池、变压器等环节相应升级。此外从供电架构上看，未来随着大功率服务器占比提升，高压直流供电方案占比逐步提升，柔性直流供电有望开启渗透。
摘 要
智算需求推动数据中心机架向高功率发展，AIDC电气基础设施迎机遇。根据维谛《智算中心基础设施演进白皮书》统计，目前国内单机架功耗从通算中心（传统数据中心）的4-6kW向智算中心（AIDC）的20-40kW迈进，未来有望逐步提升至40-120kW甚至更高，智算中心机架呈现高功率密度趋势。智算中心机架高密度对电力供应容量、配电设备面积占比、电能利用率、服务器电源功率、散热效率提出更高的要求，带动数据中心配套的电气基础设施如HVDC/UPS、PSU、BBU/超级电容、铅酸蓄电池、变压器等环节相应升级。此外从供电架构上看，未来随着大功率服务器占比提升，高压直流供电方案占比逐步提升，柔性直流供电有望开启渗透。
变压器：低能耗、高安全性为AIDC变压器基本要求，干式变压器、移相变压器需求有望结构性提升。根据格物致胜数据，预计2023-2028年变压器复合增速4.8%。据我们测算，2025-2027年数据中心领域变压器市场空间100.7/154.4/208.5亿元，同比增长183%/53%/35%，进入头部云厂商白名单并批量供货的企业有望受益。
HVDC/UPS：高密度机架带动单柜负载倍数级增长，HVDC渗透率加速+三代产品测试，HVDC有望量价齐升。HVDC相较于UPS具备高转换效率、空间优化、可靠性高、灵活可扩展等优势，渗透率有望随智算中心建设逐步提升。此外随着三代产品测试，HVDC有望量价齐升，HVDC竞争格局优于UPS，头部企业有望快速增长。
PSU：供给格局迎变革，重视国产厂商市占率提升机遇。AI服务器功率骤增带动PSU向高密度、高效率发展，以英伟达NVL72机架为例，根据微软实物图判断PSU配备存在120%冗余配置以保障峰值功率，配备数量超预期拉动PSU需求中枢上移，大功率PSU价格亦有向上弹性。目前台企占据服务器电源行业主要市场份额，大陆企业麦格米特是目前中国大陆唯一与英伟达进行服务器电源合作的企业。
BBU&超级电容：供电安全性大于成本敏感性，有望从可选走向必选。目前英伟达GB200 GPU的NVL72中BBU与超级电容价值量占比小但作用关键，解决算力响应瞬间的尖峰问题+极短时间备电。未来随GB300及更高功率机架推出，服务器内部电压波动加剧，BBU有望从选配转向标配，实现渗透率快速提升。
铅酸电池：扩产受限+下游客户认证周期较长，供需错配下产能紧平衡延续，涨价周期有望开启。近年来环保要求趋严下行业逐步淘汰落后产能、严控新增产能，数据中心需求快速释放下供需错配矛盾凸显，此外下游客户白名单认证周期较长+产能切换存在迟滞，产能紧平衡延续，涨价周期有望开启。
市场空间与行业增速：我们测算2025-2027年全球智算中心新增功率15/24/32GW，同比增长183%/53%/35%，基于对AIDC电气设备产业链详细拆分，我们测算各环节2024-2030年复合增速排序为HVDC>PSU>铅酸蓄电池>变压器，对应各环节复合增速97.8%/80.3%/51.0%/50.1%，2025年市场空间约22.3/290.4/81.0/80.6亿元。
风险提示
AI应用发展不及预期；下游AIDC资本开支波动；供应链价格波动；国产厂商份额拓展不及预期。
正 文
一、AIDC拉动电气设备新机遇
（一）智算中心高功率推动电气基础设施迭代升级
智算需求提升推动数据中心机架向高功率化发展。智算训练需要建立高度集中化的GPU集群，而智算中心GPU芯片的算力在不断提升。根据维谛《智算中心基础设施演进白皮书》统计，目前国内单机架功耗从通算中心（传统数据中心）的4-6kW的逐渐增加至智算中心（AIDC）的20-40kW，未来逐步发展至40-120kW甚至还要更高，智算中心机架呈现高密度化趋势。以英伟达为例，DGX架构8卡GPU H100服务器额定功耗为10.2kW，安装4台服务器的风冷机架功耗为42kW，新一代的GB200架构中NVL36机架功率密度为72kW，NVL72液冷机架功率密度进一步提高至120kW，机架高功率带动数据中心配套的电气基础设施相应升级。
AIDC高功率密度带动电气基础设施迭代升级，以满足智算中心更高需求。随着智算中心对电力消耗需求的不断增长，智算中心对电力供应容量、配电设备面积占比、电能利用率、服务器电源功率、散热效率提出更高的要求。
（1）电力供应容量：以某大厂传统数据中心一栋数据机房楼为例，约2万台服务器，1020多台机柜，单机柜功耗在12kW以上，组成IT总容量约12.9MW，其电力容量大概在20MVA左右，通常由市政公共变电站引来四路10kV电源，对区域电网的整体压力较小。在智算中心时代，园区用电规模普遍在百MW以上，甚至达300-500MW，需要接入110kV或220kV更高等级电网。因此，相较于通算中心，智算中心的拓展瓶颈已从可安装的机柜数量的物理空间问题，转变为电力供应上限，智算中心园区的算力容量上限不再是芯片算力的上限，而是发电厂和电网容量的上限。
（2）配电设备面积占比：根据维谛根据通算中心的建设规划与经验，单机柜功耗在2.5kW-5kW/8kW/16kW的情况下，供配电系统占地面积分别为IT设备的1/4、1/2、1，故随着智算中心功率密度的提升，变配电设备占地面积随之增大，需要优化供配电系统设计以减少占地面积。
（3）电能利用率/能源利用效率（PUE）：在通算中心时代，为追求数据中心运营环境的极高可用性，2N配电架构为最常见的供电设计方案，但随着智算中心对算力需求、成本效益与空间效率的不断提升，供电效率低成为传统2N架构面临的主要问题，故简化配电架构设计以提升系统利用率、降低占地面积、最大程度地提升算力成为智算中心趋势，HVDC替代UPS趋势明确。此外能源利用效率（PUE）同样为数据中心重要考核指标，PUE降低意味着用更少的电力完成更多的任务，也意味着相同的规模可以用更少的能源实现，随着智算中心规模的不断提升对PUE提出更高要求。
（4）服务器电源：AI服务器电源在使用中需要插入标准机架中，随着服务器机架功率提升，电源功率密度要求大幅提升。根据Navitas的数据，2023-2025年AC/DC电源的功率密度有望达到100W/立方英寸，远期有望达到180W/立方英寸。
（5）散热效率：通算中心功率密度较低，散热需求较小，常规风冷即可以实现散热。智算中心功率密度大幅提升，动态负载导致散热效率难以快速响应散热需求，冷板级散热有望成为主流，相变级液冷有望代替单相液冷。
（二）智算中心供电架构向高压直流与柔性直流发展
目前数据中心主流供电方案包括交流UPS供电、高压直流供电、中压直供集成式供电和柔性直流供电四大类。数据中心供电架构指数据中心供电系统所采用的供配电模式，现有的供电方案包括：交流UPS供电架构、高压直流供电架构、中压直供集成式供电架构和柔性直流输电架构，每种架构根据不同的应用场合包含不同的配置方式。早期数据中心供配电采用交流UPS供电方案，常用N+1、2N等供电架构，但系统复杂、效率低，难以满足智算中心高功率需求。随着数据中心以通信行业为主导，2007年开始探索高压直流供电方案，在投资成本、系统效率、占地空间等方面，较交流UPS具有更大的优势，已得到较大规模的推广和应用。随着互联网公司数据中心的崛起，以巴拿马方案为代表的中压直供集成式供电架构实现更加简洁的系统架构，整体系统效率增至97.5%，但其应用时间较短。而柔性直流输电相较于高压直流在运行性能上又具备显著优势，同时兼容光储等新能源项目，但受限于技术水平，亦尚未在数据中心大规模应用。
高压直流占比逐步提升，柔性直流供电有望开启渗透。四类数据中心供电架构各有优劣，其中交流UPS发展最成熟、输出电能质量高、无转换时间，为主要供电方案，但其仍存在供电效率较低、电能损失较大，结构复杂，可靠性低于其他供电路线。由通信行业主导的高压直流供电架构减少逆变环节，电能损耗低，供电可靠性高，且直流系统有利于新能源的接入，但因其不存在电压“零点”，对配电开关灭弧性能要求高、换流设备成本较高。根据台达测算，由互联网行业主导的中压直供集成式供电架构通过模块化设计将各环节集成，占地面积减少50%，设备和工程施工量节省40%，其难点在于使用的移相变压器较传统变压器成本更高，技术成熟度低于主流方案。柔性直流输电架构方案较为新颖，2018年12月新投运的世界首个柔性变电站张北阿里巴巴数据港，项目结合光伏电闸、储能系统、DC/DC变换器、柔性变电站和DC/AC双向变流器等部分，通过就地消纳光伏发电实现100%清洁能源供电。2025年1月，国家发改委等多部门联合印发《国家数据基础设施建设指引》提出以算力需求支撑新能源消纳，未来随着数据中心新能源配套占比提升，柔性直流供电有望开启渗透。
二、从三级供电与三级备电看AIDC电气设备核心环节
三级供电与三级备电支撑数据中心高效运行。目前典型AIDC电气设备架构包含三级供电与三级备电。
三级供电：AC/AC—AC/DC—DC/DC
（1）AC/AC：交流转交流降压，对应降压变压器环节。常规数据中心引入多路10kV市电即可，配置10kV/400V降压变，而大型数据中心园区需接入110kV电网，额外配置110kV/10kV降压变，再由10kV/400V降压变将电压降至400V交流电供UPS/HVDC使用。
（2）AC/DC：交流转直流降压，对应服务器电源（PSU）环节。针对UPS路线，由AC/DC电源将电网240V交流电转换为服务器工作所需的50V直流电。针对HVDC路线，由DC/DC电源将400V/800V直流降压至50V直流电。目前主要PSU均兼容两种技术路线，仅需在设计时保留AC-DC转换功能即可。
（3）DC/DC：直流转直流降压，对应服务器内部变压器环节。将50V直流电进一步降压至芯片及其他器件的工作电压，如0.8V、1.3V。
三级备电：柴油发电机—UPS/HVDC—BBU/超级电容
（1）柴油发电机：提供长时间备电保障。作为数据中心不可或缺的后备应急电源，柴发用于在市电恢复前为服务器正常运行提供电力保障。
（2）UPS/HVDC：保障电能供应短期稳定性。UPS即不间断电源，作为电路的一部分，主要由整流AC-DC、逆变DC-AC和静态旁路3部分电路组成，DC母线上挂接蓄电池，UPS系统输出交流电，用于市电电源中断、发电机电源启动前确保所带负载可以正常供电。HVDC即高压直流供电，相较UPS减少逆变DC-AC环节，输出240V/400V直流电，转换效率更高，有望成为智算中心标配。
（3）BBU/超级电容：保障极小时间内电能稳定性。电池备份单元（BBU）是集成在机架中的含功率模块、锂电池的小容量备电设备，主要作用在当主电源中断或不足时，能够迅速接管供电，确保系统有足够的时间保存重要数据，并将操作转移到其他服务器，从而保护数据中心内的数据安全，提升系统的稳定性和可靠性。超级电容与BBU作用相似，还可以抑制电压波动，稳定DC/DC电源模块电压。
（一）变压器：支撑数据中心电力需求基础，移相变需求提升
低能耗、高安全性是智算中心变压器的基本要求，干式变压器、移相变压器需求有望结构性提升。变压器是支撑数据中心三级供电AC/AC环节的关键组件，主要功能是将电网输入的高压交流电降压为适合数据中心内部设备使用的低压交流电。一方面，PUE作为衡量数据中心能效的关键指标，需要变压器保持更高效率；另一方面，相较于传统数据中心，智算中心的电流更大，对安全性提出了更高的要求，目前智算中心主要使用干式变压器，相比于油浸式变压器安全性更高，并且体积小、结构简单、易于维护。目前，数据中心主要采用2N的备电架构，根据《数据中心设计规范》，10kV级别变压器容量至少为服务器额定功率的2.4倍（考虑UPS 20%的冗余配置），未来随着数据中心向高功率发展，10kV市电难以满足电力需求，数据中心需要引入110kV更高电压等级电网，进一步提高变压器需求。此外随着HVDC渗透率提升，移相变压器需求有望提升。
变压器市场增长稳健，但行业集中度较低。根据格物致胜数据，预计2024年全球变压器市场规模约2781亿元，同比增长4.5%，预计2023-2028年复合增速达4.8%。2023年中国干式变压器市场规模约135亿元，其中数据中心领域需求约8.6亿元，尽管占比较小，但随数据中心建设提速该细分领域市场规模有望快速增长。从格局看，中国配电变压器行业企业居多，国内干变领域收入规模在10-20亿元级别企业主要为金盘科技、顺特电气与特变电工，5-10亿元级别企业主要为西门子、江苏华鹏、日立能源、施耐德等，国内数据中心领域变压器企业主要包括金盘科技、伊戈尔等。
（二）HVDC/UPS：高功率带动负载倍数级增长，HVDC渗透率加速
传统UPS技术成熟，渗透率较高，SiC替代传统开关器件转换效率可超97%。UPS即不间断电源，主要功能是在市电中断时提供临时电力，以保持数据中心的设备运行，通常由变流器、逆变器、电池和控制电路组成。当市电正常时，UPS将交流电转换为直流电（AC转DC），储存在电池中，并同时为负载提供稳定的交流电（DC转AC）；当检测到市电中断，UPS会立即切换到电池供电模式，通过逆变器将直流电转换回交流电，以维持负载的电力供应。
早期数据中心供配电多采用UPS方案，经过AC/DC-DC/AC两级电能变换为服务器电源提供稳定电能，技术方案成熟。为解决可靠性问题，常用N+1、2N、DR、RR等供电架构，但冗余环节多、系统复杂、效率低，整体系统效率约94.7%。根据维谛测算，若UPS采用SIC器件替代传统开关器件，运行效率可提升至97.5%以上。
大功率、高密度为UPS发展趋势，技术层面亦面临挑战。目前通算中心（传统数据中心）主流UPS容量为400/500/600kVA，随着智算中心IT系统功率的快速提升，考虑到UPS并机台数限制，现有600kVA UPS主机难以适配更大并机系统容量。预计未来：①UPS单机容量由600kVA提升至1MVA及1.2MVA；②UPS单机密度提高，占地面积缩小，改善供配电设备占比。大功率、高密度面临安全性与稳定性双重考验。
智算中心末端电压等级提升直流设备占比提升，HVDC相较于UPS优势突出有望加速渗透。HVDC即高压直流供电系统，作用与UPS相同，但结构上简化DC/AC、AC/DC变换过程，转换效率高于UPS，且电池直挂直流母线提高可靠性（如图7）。随着智算中心单机架功率密度的提升，供电系统向更高电压等级（避免电流过大造成的热损失）、全直流系统（IT服务器、电池、光储充设备、直流照明等比重提升）演进，HVDC渗透率有望提速。具体来看，HVDC优势主要体现在如下方面：
1. 效率提高：HVDC系统取消逆变环节（DC转AC），同时在服务器电源取消AC转DC环节，功率器件减少、能量损耗降低，用电效率高于UPS，在低负载的情况下优势更为明显。
2. 空间优化：一方面，HVDC中功率器件减少，在提供相同功率前提下可节省约25%的占地面积，为服务器提供更多空间；另一方面，由于智算服务器之间连接光缆已经占用机架过多走线空间，更高电压应用可以减少电源线占用的空间，带动潜在性能提升并成本节约。
3. 可靠性提高：高压直流系统电池直接与整流器输出母线挂接，并联输出给负载，停电时蓄电池的电能可直接供给负载，可靠性更高。且直流供电系统各个直流模块之间不存在相位、频率同步等问题，系统结构简单。
4. 灵活可扩展：HVDC模块化设计使得后期扩容便利性提高，用电方式更加灵活，而UPS即使采用模块化设计也需考虑并机问题，扩展和维护难度相对较高。
HVDC主要用于电信与互联网等具备大规模算力需求的行业。国内采用HVDC供电方案的下游领域主要包括：①电信行业：三大运营商（中国移动、中国联通、中国电信）；②互联网行业：以百度、阿里、腾讯数据中心为主，通常采用市电+HVDC双路供电架构。输出直流电压为240V、336V，其中240V为国内标准主流，而海外市场多以800V为主，对输出直流电压要求高于国内。
HVDC向三代机升级，输出直流电压提升至400V/800V以响应服务器高功率需求。目前HVDC已经历两代升级，一代HVDC通过优化电路设计使得整体系统效率达到95.2%，与UPS基本持平，输出直流电压达240V。而随着互联网公司数据中心的崛起，系统简化、减少辅助支持设备空间等成为IDC行业的发展大势，2016年台达协助阿里开发“巴拿马电源方案”，即二代HVDC，通过将变压器、开关柜、HVDC、配电柜集成在一套系统中，提供更加简洁的系统架构，系统效率提升至97.5%，与SiC器件的UPS效率持平，输出直流电压保持240V。未来，三代HVDC有望提供输出直流电压达400V/800V的HVDC，以响应智算中心高功率需求，HVDC有望迎来渗透率与价格双提升。
参考巴拿马电源供电系统，HVDC在整体投资、能效、安全性方面优势明显，有望成为高功率密度智算中心标配。根据台达公众号对巴拿马电源与UPS、一代HVDC方案的对比可以看出，二代HVDC在整体投资、能效、占地面积、建设周期、安全性等方面优势明显。根据台达测算，一个 2. 4MW的供配电系统，效率每提升1pct，每年可节省21万度电，进一步提高数据中心PUE。截至2024年8月，台达销售的巴拿马电源在线运行数量超500套，已在国内互联网企业如阿里巴巴、腾讯、百度，及运营商如中国移动、中国电信等众多数据中心企业广泛应用。
HVDC竞争格局优于UPS，头部企业有望快速增长。根据赛迪顾问预测，2024年中国UPS市场规模约106亿元，同比增长9.0%，预计2025-2026年依旧保持约9%增速，市场规模稳增。2023年华为数字能源、科华数据、维谛技术在UPS领域保持前三的市场地位，CR3占比超40%。相比之下，HVDC市场空间仅约为UPS的约1/8（详细测算见表6），生产企业较少，竞争格局优于UPS，预计随着三代HVDC的推进，行业格局有望向头部企业靠拢。
（三）PSU：供给格局迎变革，重视国产厂商市占率提升机遇
PSU通过二级降压，支撑服务器内部电能需求。PSU（Power Supply Unit）即电源供应单元，主要用于将电网提供的电能转换为服务器、网络设备、存储设备所需的电能。PSU主要功能包括：①电能转换：将UPS提供的240V/336V高电压交流电（AC）或HVDC提供的高压直流电（DC）转换为设备所需的50V低压直流电（DC）。②稳定电流：确保设备获得稳定的电流和电压，防止设备损坏或性能下降。③过载保护：如过载保护（OCP）、过热保护（OTP）和过压保护（OVP），以防止设备过载损坏。
机架高功率推动服务器电源的快速迭代。根据维谛技术统计，智算服务器通常由8卡GPU或NPU模组构成，每台服务器功耗在5-10kW，进一步由服务器组成整体机架时，机架的功率密度将达到40kW以上。以英伟达为例，DGX架构8卡GPU H100服务器额定功耗为10.2kW，安装4台服务器的风冷机架功耗为42kW。新一代的GB200架构中，2卡GPU GB200服务器额定功耗为2.7kW，NVL36机架功率密度为72kW，NVL72液冷机架功率密度达到120kW。未来随着英伟达Blackwell Ultra和Rubin平台新一代GPU的推出，单机架功率有望达到250-500kW，峰值功率有望突破MW级别，AI机架与AI服务器高功率推动服务器电源的快速迭代。
AI服务器功率骤增带动PSU向高功率密度、高效率方向发展。近年来头部电源厂商分别推出基于碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）器件的PSU产品，以支撑PSU功率从800W快速提升至5.5kW，并逐步向8kW/12kW迈进。同时日益紧凑的尺寸限制亦推动PSU向高功率密度演变。以台达电源向英伟达供应的Power Shelf为例，1组Power Shelf由6个3.3kW的PSU+1个PMU组成，合计功率达33kW。以英飞凌AI数据中心PSU解决方案路线进展为例，目前主流的3.3kW PSU通过使用SiC和GaN等功率器件，转换效率达97.5%，功率密度达95W/in3，相较于上一代3kW PSU的32 W/in3大幅提升。英飞凌预计即将推出8kW、12kW的PSU，支持300kW以上的AI机架电源需求，功率密度突破100W/in3，进一步满足AI服务器高功率需求，支撑系统规模经济并节省运营商成本。
以英伟达NVL72机架为例，PSU存在65%冗余配置以保障峰值功率。NVL72主要由B200 GPU、GB200 GPU、GB200计算托盘分级搭建而成，作为目前英伟达性能最强大的超级芯片GB200 GPU，其构成由2颗B200 GPU与1颗Grace CPU进行组合，通过900GB/s（双向）的超低功耗NVLink连接而成。B200 GPU单颗芯片的功耗1kW，GB200功耗达到2.7W。2颗GB200通过NVLink互联形成1个GB200计算托盘，再由18个GB200计算托盘与9个NVLink交换机、6-8个Power Shelf共同构成，整体包含72颗B200 GPU与36颗Grace CPU，共同提供强大的计算能力。英伟达公布NVL72机架恒定功率约120kW（芯片功耗97.2kW），根据其产品示意图配置的6组Power Shelf合计功率198kW，PSU冗余度达到65%。
英伟达NVL72 PSU配备数量超预期，PSU需求中枢上移。基于服务器的可靠性与节能目的，①负载50%左右电源效率最高；②当一个或多个PSU出现故障时其他PSU可以正常供电；③为在瞬时过载时能够提供额定功率，机架的PSU配置一般存在冗余，如前所示英伟达发布会公布的架构中PSU冗余度达到65%。2025年1月，微软CEO萨提亚·纳德拉公布NVL72实拍图，相较于英伟达此前发布会的6组Power Shelf架构，机柜内增加2组Power Shelf至8组，PSU功率从198kW提升至264kW，冗余度达到120%。此外，CDU中亦配备2组Power Shelf+2组BBU，PSU需求中枢上移。
台企占据服务器电源行业主要市场份额，大陆企业卡位供应链快速崛起。根据BR Insights数据，2024年全球服务器电源市场规模约34亿美元，预计2033年将达到70亿美元，CAGR约8.35%。全球服务器电源领域中，中国台湾企业市场份额领先，根据MTC数据，2023年全球前5大电源企业中4家来自台湾地区，分别为台达电子、光宝科技、群光电子、明伟开关。其中台达电子与光宝科技较早与英伟达联合开发供电系统，且在中国台湾、中国大陆、越南、墨西哥等地全球化布局产能。前16名服务器电源厂商中来自中国大陆的仅麦格米特与欧陆通，位列第7、12位，以麦格米特为例，2023年收入规模仅为龙头企业台达电子约15%。
（四）BBU&超级电容：保证算力集群稳定的重要设备，有望从可选走向必选
服务器内部备电单元，保证服务器稳定的重要设备。BBU（Battery Backup Unit），即电池备份单元，是开放式计算项目（OCP）开放式机架v3（Orv3）的一种新型备电方案，主要功能为在市电供应不足或电压下降时能够提供提供瞬时电力支撑，确保服务器有足够的时间存储与转移数据，Orv3体系下要求BBU能以15kW功率运行4分钟。从构成上看，BBU主要由电池组、充电电路、控制电路和输出电路组成，其中电池组作为电能存储的核心，通常采用18650三元锂电池以满足BBU高能量密度、高放电倍率要求。
柴发、UPS/HVDC、BBU、超级电容，主要差异在于备电时长与响应速度，共同组成数据中心备电系统。目前数据中心常见的备电方式有柴油发电机、UPS/HVDC、BBU、超级电容等，所提供的电能价值各有千秋。①柴油发电机：响应时间为秒级，从启动到达到稳定功率需要10-15秒，但运行时间可达10小时以上，主要为应对电网长时间断电情况。②UPS/HVDC：响应时间为毫秒级，一般不超过10毫秒，可以为服务器提供不超过15分钟电力供应，主要为弥补电网断电到柴油发电机达到稳态功率前的电力支撑。③BBU：响应时间为毫秒级，快于UPS/HVDC，可为服务器提供不超过4分钟电力供应，未来或部分替代UPS功能。④超级电容：响应时间为毫秒级，充放电过程极快，超级电容作用与传统备电需求存在差异，主要用于在服务器瞬时收到大量算力指令导致用电功率骤增的情况下提供瞬时电力支撑，持续时间较短。综上，四类备电方式相互协同，共同构成数据中心备电系统。
供电安全性大于成本敏感度，BBU+超级电容有望成为GB300机架标配。BBU+超级电容对提高供电稳定性、保障数据中心高效安全运行起至关重要作用。目前基于英伟达GB200 GPU的NVL72报价约300万美元，而BBU价格仅占其0.2%-0.3%，价值量小。从价值量看，BBU在GB200机架中为选配部件，以微软首个NVL72集群现场布置图看，BBU主要布局于CDU内，在机架内尚未配装。未来随着GB300及更高功率机架推出，服务器内部电压波动或更加明显，BBU有望从选配转向标配，实现渗透率的快速提升。目前英伟达BBU电源厂家主要为台达与光宝，而台达与光宝电池模组供应商主要为Advanced Energy Solution、顺达、新盛力等企业，蔚蓝锂芯布局BBU电芯，与头部BBU模组企业保持稳定供应关系。
（五）铅酸电池：供需错配下产能紧平衡延续，涨价周期有望开启
环保要求趋严下行业逐步淘汰落后产能、严控新增产能，数据中心需求快速释放下供需错配矛盾凸显。铅酸蓄电池发展历史悠久，技术成熟，按应用领域分主要包括汽车启停类、两轮车（小动力）类、通信/数据中心类备电等领域，按结构分主要包括富液与阀控式铅酸蓄电池，具备结构简单、充放电率高、电压稳定、安全性好、价格低、资源循环利用率高等优势，在锂电池普及前为蓄电池主要技术路线。铅酸蓄电池采用铅与二氧化铅作为负极和正极活性物质，以硫酸溶液作为电解液。相较于启停、两轮车与通信类场景，数据中心备电对铅酸电池在循环寿命、放电倍率、安全性与免维护性上有较高的要求，因此数据中心类铅酸电池主要采用阀控式结构，且高功率增加铅浓度，价格普遍高于其他领域用铅酸电池。近年来，随着环保要求趋严与铅酸场景锂电化普及，落后铅酸产能逐步淘汰、新增产能严格管控，数据中心需求快速释放下供需错配矛盾凸显。
铅原料为铅酸蓄电池主要成本，供需稳定下铅酸蓄电池价格与铅大宗挂钩。铅酸蓄电池主要由原料铅、电解液、隔板、外壳及其他材料、制造与加工费用及其他构成，占比分别为40%、10%、10%、5%、30%、5%，原料铅与制造费用为主要成本来源。铅酸工艺成熟，制造费用受规模效应与产能利用率影响各家较为固定，而各类铅酸蓄电池因其应用场景的需求差异导致铅浓度存在较大差异，因此在供需稳定情况下，铅酸蓄电池价格主要与铅大宗价格挂钩。
基于安全性考虑数据中心备电仍以铅酸为主，头部厂家贡献主要份额。根据双登股份招股说明书，尽管锂电池技术已相对成熟，但铅酸电池凭借其高安全+空间布局灵活的特性在我国数据中心备电领域的市占率仍超过90%，锂电池渗透率不足10%。目前国内布局数据中心用铅酸电池的企业主要有双登股份、圣阳股份、南都电源、雄韬股份、理士国际等。
产能转换+白名单认证需一定周期、供需紧平衡延续、涨价周期有望开启。铅酸电池行业受过去数年低迷需求影响，头部企业主要聚焦特定应用场景，产线切换需要技术+销售双重考验，且多数铅酸电池企业将原有产能改为锂电产能，放弃部分铅酸产能，可应用于数据中心领域产能更具稀缺性。若2026年智算中心建设景气度维持，产能仍将保持紧平衡。此外，数据中心铅酸电池需白名单认证，新企业认证周期较长，认证难度高于市场预期。若供需紧平衡延续+新增订单需求周期较短，高功率铅酸电池有望开启涨价周期。
（六）行业增速：HVDC>PSU>铅酸蓄电池>变压器
基于对AIDC电气设备产业链详细拆分，我们测算细分环节2024-2030年复合增速为HVDC>PSU>铅酸蓄电池>变压器。智算中心建设拉动AIDC电气设备相关需求，考虑英伟达GPU在智算芯片中的垄断地位，我们以英伟达等效H100 GPU出货量及其市占率为依据，测算AIDC拉动相关变配电设备需求空间。
等效H100出货量方面：根据新智元预测，2025年五大巨头等效H100 GPU需求量超1240万，我们基于海外互联网厂商资本开支预计英伟达2025年H100等效出货约1100万片，考虑各大互联网厂商逐步上调资本开支，AIDC投资亦有望快速增长，假设2025-2027年出货增速为177%/50%/35%。市场份额方面：根据富国银行统计，2024年英伟达GPU市场份额约94%，预计随着AMD与Intel芯片推出市占率小幅下降。服务器功率方面：根据NVIDIA官网数据，单张H100 GPU功率700W，8张H100组成的NVIDIA DGX服务器系统的总功耗为10.2kW，考虑温控等其他环节能耗后总功耗约12.8kW。综上，我们测算2025-2027年全球智算中心新增算力用电功率约19.2/29.4/39.7GW，同比增长183%/53%/35%。
PSU空间：参考图15，NVL72机柜功率120kW，但单机柜配备PSU功率达到264kW（33kW*8组），超配比例达120%，即PSU功率与服务器功率比例为2.2。考虑英伟达B200高功率服务器对应电源功率相应提升，传统5.5kW以下电源难以满足需求，我们拆分B200与H100出货情况，其中H100机柜配备小功率电源即可，单W均价0.5元，而5.5kW及以上大功率电源具备更高效率，预计单W价格在2元/W，测算2025-2027年PSU市场规模290.4/484.8/724.8亿元，同比增长614%/67%/49%。
HVDC空间：HVDC与UPS互为替代关系，未来随着大功率服务器占比提升，HVDC渗透率有望逐步提升。参考图3，目前数据中心常见的电气设计为2N架构，同时考虑UPS/HVDC 20%的冗余配置（参考数据中心设计规范），UPS/HVDC功率与服务器功率比例为2.4（2*1.2），目前HVDC渗透率约10%，二代240/336V HVDC价格略高于UPS，第三代HVDC因电压等级更高，预计均价高于二代HVDC，未来随着三代800V HVDC渗透率逐步提升，HVDC有望迎来量价齐升，测算2025-2027年HVDC市场规模27.9/74.8/144.4亿元，同比增长211%/169%/93%。
铅酸电池空间：储能作为数据中心备电的重要环节，国内绝大多数采用安全性更高的铅酸电池，海外市场锂电池渗透率更高，我们假设国内数据中心均采用铅酸电池备电、海外一半采用铅酸电池备电，考虑0.5h的备电需求,测算2025-2027年全球铅酸电池需求15.5/23.8/32.2GWh，其中国内市场8.1/12.4/16.7GWh，测算2025- 2027年全球数据中心用铅酸电池市场空间102.6/165.1/234.1亿元，同比增长215%/ 61%/42%。
变压器空间：如前所述，UPS/HVDC功率与服务器功率比例为2.4（2*1.2），变压器安全运行上限约为额定容量的80%，故变压器与服务器功率比例为3（2.4/0.8）。此外常规数据中心规模较小，接入10kV市电即可，仅需经过10kV配电变压器降压即可接入数据中心，但随着数据中心向智算中心发展，单个数据中心装机规模大幅提升，需要接入110kV电网并经过两级降压，假设接入110kV电网功率占总功率10%，测算2025-2027年数据中心用变压器市场空间100.7/154.4/208.5亿元，同比增长183%/53%/35%。
测算细分环节2024-2030年复合增速为HVDC>PSU>铅酸蓄电池>变压器。
智算需求推动数据中心机架向高功率发展，AIDC电气基础设施迎机遇。
HVDC/UPS：高密度机架带动单柜负载倍数级增长，一方面，HVDC渗透率有望逐步提升，另一方面800V第三代HVDC技术有望迎来量价齐升。UPS受益智算中心需求快速增长。
PSU：NVL72需求超预期，供给格局迎变革，重视国产厂商市占率提升机遇。
BBU&超级电容：保证算力集群稳定的重要设备，未来随GB300推出有望从选配变为标配。
铅酸电池：环保要求趋严下行业逐步淘汰落后产能、严控新增产能，数据中心需求快速释放下供需错配矛盾凸显，产能紧平衡延续，涨价周期有望开启。
变压器：支撑数据中心电力需求基础，移相变需求提升，关注与互联网厂商具备紧密合作关系、已实现批量供货的公司。
柴发：外资在数据中心领域占据主导地位，未来几年供需缺口明确，重视国产厂商从0-1突破。
风险提示
（一）AI应用发展不及预期
AI应用发展受各方影响因素较多，若下游成果难以商业化应用等不利因素导致需求难以及时有效推动，整体建设或不能达到预期。
（二）下游AIDC资本开支波动
本文所研究的PSU、UPS/HVDC、BBU/超级电容、变压器等环节受益于下游IDC厂商资本开支扩张，若资本开支有所波动，则可能影响相关企业利润表现。
（三）供应链价格波动
若潜在的进出口政策、汇率波动等因素影响供应链价格，则可能对相关企业利润表现造成影响。
（四）国产厂商份额拓展不及预期
若国产厂商业务拓展不及预期，则可能对本文相关假设造成影响。
报告信息
报告作者：
纪成炜 S0260518060001
陈昕 S0260522080008
高翔 S0260524070008
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