【银河电新曾韬】行业点评丨AI开支提速,新技术800V HVDC渐行渐近
财经自媒体
核心事件:COMPUTEX 2025,NVIDIA发布涵盖Grace Blackwell系统、AI工作站、NVLink Fusion互连技术等新一代技术,维谛、纳微半导体宣布和NVIDIA合作开发下一代800V HVDC架构,维谛计划于 2026 年下半年正式推出其800V DC电源产品系列。
800V HVDC产业趋势无疑,供需两端加速。AI数据中心从MW级走向GW级,电源向800V高压直流演进,800V HVDC高效率、高可靠性、占地小、减少约45%铜用量,虽面临生态仍不够完善问题,但供需两侧加速发展,2027年将成为重要拐点。(1)需求端,NVIDIA、 OCP 联盟Meta、谷歌、微软等企业明确要求采用±400V或者800V直流的供电方案。(2)供给端,台达、维谛、麦格米特等电源厂商纷纷提供800V 电源系列解决方案。我们认为HVDC仍处于产业快速发展阶段,头部客户对电源系统的定制化需求高度差异化,中国台湾厂商台达在服务器PSU电源方面具有品牌、客户积累、成本控制以及先发优势;维谛在IDC侧经验丰富;麦格米特、欧陆通等中国大陆厂商以制造敏捷和成本优势有望进军国际市场。一二级电源加速融合,考虑到大功率服务器电源仍有较高技术壁垒,供应商有限且要求与CSP客户强绑定,随AI持续高景气以及电源功率提升,服务器电源市场价值有望随之提升。
液冷增量空间可期。随着AIDC支持超过20-50KW,液冷有望代替风冷成为主流温控技术,水冷板(Cold Plate)、冷却液、冷却分配系统(CDU)、接头、分歧管(manifold)、母线(Busbar)是关键环节。我们认为液冷母线在损耗、散热性能、空间占用、安装维护方面优势凸显,未来市场规模有望逐步扩大。在零部件环节,中国大陆及台资供应商已经具备一定的技术储备和供货能力,有望切入并替代海外供应连链。
25Q1 CAPX北美投入持续向上,国内略平淡,AI景气不改。以Meta、微软、亚马逊、谷歌等为代表的北美互联网大厂继续大力AI资本开支,Meta上调全年投资,AIDC产业持续高景气。国内互联网大厂25Q1资本支出略显平淡,但算力相关业务资本开支占比呈上升趋势。各公司均表示未来将重点投入算力基础设施、AI技术开发等领域。
投资建议:(1)不间断电源HVDC/UPS;(2)配电变设备;(3) AC/DC 服务器电源:建议关注高能效、 高功率密度服务器电源厂商;(4)备电柴油发电机/BBU:建议关注柴发环节、BBU环节以及超级电容环节。
新技术进展不及预期的风险、算力需求不及预期的风险、AI产业链上下游短期波动的风险、AI应用发展不及预期的风险、地缘政治的风险。
一、800V HVDC产业趋势无疑,供需两端加速
800V电力架构渐行渐近,或将重塑AIDC
英伟达创始人兼首席执行官黄仁勋在台北国际电脑展(COMPUTEX 2025)发表主题演讲,发布涵盖了Grace Blackwell系统、DGX Spark AI工作站、NVLink Fusion互连技术等新一代技术,提出25Q3推出GB300,实现100%液冷散热设计,能直接替换旧机架,无需重新布线。此外,纳微半导体公司于5月21日宣布与 NVIDIA合作开发下一代800V高压直流(HVDC)架构,为包括Rubin Ultra在内的GPU提供支持的"Kyber"机架级系统供电,纳微的氮化镓和碳化硅技术将发挥关键作用。维谛技术于公共号发文,计划于 2026 年下半年正式推出其800V DC电源产品系列(囊括集中式整流器、高效直流母线槽、机架级 DC - DC 转换器以及直流备电系统),该产品系列的发布时间将早于 NVIDIA Kyber 和 NVIDIA Rubin Ultra 平台的发布节点。维谛提出,在AI环境中,随着机架功率超过300 kW,800V DC技术通过减少铜材使用量、降低电流以及减少热损耗,能够实现更高效、集中化的电力输送。
AI数据中心从MW级走向GW级,电源向800V高压直流演进。在2025 GTC大会中, NVIDIA推出的NVL Ultra柜型包含576个GPU单元,功率有望超600KW,集群规模大幅增长,AIDC智算中心有望从MW级走向GW级,随之也带直接诸多其他挑战,例如机柜内空间有限、AC配电损失大、功率因素减少、交流配电相位不平衡、损耗大等等。目前,企业普遍采用在机柜外部配置侧挂电源,即将供电功能“外化”。未来AI 数据中心800 V供电有望成为主流趋势,更高电压的应用可以减少电源线占用的空间,同时考虑到未来AIDC中直流设备(光伏、储能、电池、IT服务器、直流充电桩、直流照明和空调设备等)的比重将越来越大,与其兼容的全直流供电架构也有助于数据中心及周边新能源、储能的广泛接入,并支持负载侧的智能化调控。
图1:中期解决方案HVDC过渡方案供电示意图
800V HVDC高效率、高可靠性、占地小、减少约45%铜用量。(1)HVDC高压直流架构主要特点是UPS与机架电源之间实现融合,取消后端逆变器产生交流电的需求,直接输出直流电源,取消机架侧的AC—DC模块,从而在供电链路上减少了AC转DC与DC转DC两个环节,提高整体系统效率,其效率通常可以达到 95% 以上。(2)此外,HVDC 系统的构相对简单,采用模块化设计、多模块并联、电池直挂等方式,没有复杂的交流逆变环节,减少了故障点,且直流系统不存在三相不平衡等问题。(3)与传统的415 V交流电或480 V直流电架构相比,800V HVDC无需像 UPS 那样配置大量的交流配电柜等设备,可显著减少配电所需的线缆截面积、重量与线损,HVDC 系统占用的空间更小,提高配电弹性,支撑单IT机柜600KW以上高功率需求。(4)如今AIDC机架依赖于54V直流配电,通过铜母线将电力从机架式电源架运送到计算托盘。以1MW机架为例,传统的54V直流系统需要超过200KG的铜材。仅单个1GW数据中心中的机架母线就可能需要多达50万吨的铜。根据P=I²R功率计算公式,在配电中使用800V母线槽并从415V交流电切换到800V直流电,更高的电压会降低电流需求,降低电阻损耗,较细的导体可以处理相同的负载,从而将铜要求降低 45%。此外,直流系统消除了交流电特有的低效率,例如趋肤效应和无功功率损失,从而进一步提高了效率。通过采用 800 V 直流配电,设施获得了更高的功率容量、更好的能源效率和更低的材料成本。
图2:800 V HVDC消除机架级 AC/DC,直接用DC/DC转换为GPU的12 V
HVDC产业链挑战以及投资机遇如何?
生态仍需完善,NV链预计2027年起加速向800V HVDC过渡。目前,800V HVDC没有通用的行业标准,我们估计800V HVDC电源、导线、温控、变压器等配变电设备等生态链建设仍需完善。 NVIDIA除芯片研发外,正聚焦集群建设,计划在美国部署GW级AI工厂,推动AI深度应用落地。800V高压直流电(HVDC)技术在数据中心和电动车(EV)领域的应用有着较多相似之处,汽车领域新势力、自主、合资主流车企均已布局800V高压平台架构,正逐渐从高端市场向中低端市场渗透,应用范围不断扩大。 NVIDIA计划借鉴汽车行业400V、800V直流成熟经验,推动800V HVDC架构落地,2027 年开始引领向800V HVDC数据中心电力基础设施的过渡,以支持1MW及以上的 IT机架。目前,NVIDIA数据中心电气生态系统中的主要行业合作伙伴主要包括芯片提供商(Infineon、MPS、Navitas、ROHM、意法半导体、德州仪器)、电源系统( 台达、Flex Power、Lead Wealth、LiteOn、麦格米特)、数据中心电力系统(伊顿、施耐德电气、维谛技术)等。
北美OCP联盟亦明确±400V或者800V直流供电。需求端来看,除了 NVIDIA规划Rubin架构包含576个GPU,明确将采用此类高压直流架构外,OCP 联盟Meta、谷歌、微软等企业均推动兆瓦级机柜架构,定制化超级算力柜功率超过800KW亦明确要求采用±400V或者800V直流的供电方案。±400V方案灵活性高,可兼容400V和800V设备,但需负载平衡,800V方案载流量大但生态成熟度待提升。此外,以谷歌为代表,行业正借鉴储能与新能源行业经验推动 LVDC(低压直流)生态,整合光伏、储能、柴发等多能源微电网,储能系统集中接入低压侧以提升微电网协同效率。考虑到400V与800V电压等级在其他领域已有成熟应用,未来有望反哺AIDC设备直流化升级。
AIDC内部共分三级电源,一级电源多为UPS系统;二级电源是机架配电系统服务器内AC/DC 转换器将380V/400V低压交流电输出 48V/50V直流电,其中AC/DC模块包含电源模块PSU和电源管理控制器PMC,PSU负责电流转换,PMC负责控制与通信。三级电源是服务器内通过DC/DC 转换器将48V/50V直流电转换为 12V、5V、3.3V等不同等级的直流电,以满足服务器中不同芯片和电路的工作电压需求。
一二级电源加速融合,服务器电源仍保持高价值。我们认为未来UPS向800V HVDC演进,一方面对电源供应商提出了更高要求,即具备交付大功率、房间级电源柜的能力,一二级电源加速融合。由于柜内IT侧的架构引领变革,服务器与电源系统的变动优先于IDC侧,服务器电源厂商有望凭借与客户的长期合作,获得先发机会;而IDC侧电源厂商有望凭借大型电源柜生产能力,获得客户认可。另一方面,柜内电源虽有变化,但三级电源DC/DC 转换器依旧是刚需。此外目前800V高压直流到12V低压仍有不同演进方案,柜外800V DC-柜内50V—12V等低压供电芯片演进方案仍保留800V-50V机架电源,此类电源功率密度未来有望显著提升。考虑到大功率服务器电源仍有较高技术壁垒,供应商有限且要求与CSP客户强绑定,随AI持续高景气以及电源功率提升,服务器电源市场价值有望随之提升。
液冷增量空间可期。随着AIDC支持超过20-50KW,甚至100KW的机架功率要求,液冷通过利用自然冷源可减少外部冷机占地与能耗,提升能效并降低单位算力电力消耗,有望代替风冷成为主流温控技术,水冷板(Cold Plate)、冷却液、冷却分配系统(CDU)、接头、分歧管(manifold)、母线(Busbar)是关键环节。英伟达2027年有望推出Kyber机架,将实现600kW密度,100%液冷。谷歌的Deschutes CDU采用列间部署(in-row)+泵和换热器冗余设计+UPS架构,将机架冷却回路与设施冷却回路解耦,并在2025OCP峰会上宣布其第五代冷却分配单元(CDU)“Project Deschutes”将于今年内贡献给OCP,推动行业大规模部署液冷。Meta的HPRv2机架,功率支持最高可达190kW,即将推出的HPRv3支持功率提高到300kW,采用侧挂式供电模块,集成PSU与BBU,并引入全新的液冷母线(busbar)结构,并连接供电架与IT架。其中“液冷汇流排”内嵌铜管/冷板,并通过导热界面材料实现高效散热,理论支持功率可达700kW,未来随着HPRv4机架采用400V DC供电将单机柜扩展至800kW,甚至1MW,连接方式也将从汇流排切换为电缆。微软继续推进其可独立安装、无需接入主设施水路的液冷侧挂系统。我们认为液冷母线具有更低的损耗、更好的散热性能、更小的空间占用,模块化母线槽技术通过预制化设计与插接式结构, 易于安装维护,未来市场规模有望逐步扩大。配电系统采用工业连接器直接接入母线,省去插接箱与断路器,导致配电密度挑战增大,催生柔性小母线、高可靠性工业连接器等细分机会,市场增量显著。从供应链角度来看,在零部件冷板、连接器、管路及其相关材料环节,中国大陆及台资供应商已经具备一定的技术储备和供货能力,有望切入并替代海外供应。
如何看电源厂商后续竞争?
供给端,台达、维谛、麦格米特等电源厂商纷纷提供800V 电源系列解决方案。台达在2025 GTC大会发表《Grid-to-Chip Power Solutions for Gigawatt-Scale AI Data Centers》演讲提出,单机柜功率超过250 KW时,将采用800V HVDC sidecar供电架构,前端的HVDC Sidecar负责将交流电转换为800V直流电,再将800伏电压传输至IT机柜内部。在机柜内存在两种技术路径,分别为方案A与方案B。方案A仍保留Power Shelf模块,将800V转换为50V,在末端通过50V母线进行供电,保证后端计算单元电压等级稳定,考虑到此方案电流要求较大,一般适配液冷系统或者采用双区供电。方案B则将800伏直流直接输入至计算单元内部,由内部的高压IBV模块进行高压到低压(48V或50V)的分布式转换,并通过高压配电母线完成电力分配,其关键挑战在于高压配电的隔离及插拔可靠性。麦格米特同样于2025年发布了800 VHVDC侧挂电源,涵盖服务器电源、配电单元PDU 、备用电源BBU、超级电容SuperCap、微型断路器MCB、汇流母线Busbar、微型熔断器Fuse等。此次,维谛提出800V DC电源产品系列(囊括集中式整流器、高效直流母线槽、机架级 DC - DC 转换器以及直流备电系统),HVDC 产业趋势进一步验证,整体而言,该架构可有效适应高功率密度需求,支持液冷散热和更灵活的电力调度,未来渗透率有望持续提升。
图3:中期解决方案HVDC过渡方案供电示意图
二、北美AI投入持续向上,AI景气不改
以Meta、微软、亚马逊、谷歌等为代表的北美互联网大厂继续大力AI资本开支,部分公司上调全年投资,AIDC产业持续高景气。
2024年,META资本支出为372.6亿美元,同比+36.6%。25Q1,META资本支出为129.4亿美元,同/环比+102.2%/-10.3%,主要用于服务器、数据中心和网络基础设施。公司预计,2025年全年资本支出将在640亿至720亿美元之间,高于此前预计的600亿至650亿美元,用于生成式AI及核心业务方面的投资。
2024年,微软资本支出为555.4亿美元,同比+57.7%。25Q1,微软资本支出为167.5亿美元,同/环比+53.0%/+6.0%。公司预计,2025财年将在Al数据中心方面开支800亿美元,用于建设能够处理人工智能工作负载的数据中心。
2024年,亚马逊资本支出为830.0亿美元,同比+57.4%。25Q1,亚马逊资本支出为250.2亿美元,同/环比+67.6%/-10.1%,主用于AWS技术基础设施,支持AI和定制芯片。公司预计,2025年投入1000亿美元资本支出,增速将接近20%,用于AI和云服务AWS的研发与技术升级。
2024年,谷歌资本支出为525.4亿美元,同比+62.9%。25Q1,谷歌资本支出为172.0亿美元,同/环比+62.9%/+43.2%。公司预计,全年资本支出维持此前约750亿美元的指引不变,其中最大的部分是服务器投资,其次是数据中心,以支持谷歌服务、谷歌云和谷歌 DeepMind 业务的增长。
图4:北美互联网厂商季度资本开支
META,微软,亚马逊,谷歌公告,中国银河证券研究院
国内互联网大厂25Q1资本支出略显平淡,但算力相关业务资本开支占比呈上升趋势,各公司均表示未来将重点投入算力基础设施、AI技术开发等领域。
2024年,腾讯资本支出为106.4亿美元,同比+54.2%。25Q1,腾讯资本支出为38.2亿美元,同/环比+91.9%/-24.7%,占收入比例重点投向算力基础设施、大模型研发及人才储备。公司预计,25年资本支出继续增加,占收入比例提升至低两位数百分比,若以收入增速8%估算,2025年投入或达1070亿元。
2024年,阿里资本支出101.5亿美元,同比+200.3%。25Q1,阿里资本支出34.2亿美元,同/环比+105.8%/-22.3%,主要投向云基础设施、AI技术研发和电商基础设施。公司预计,未来三年将投入至少3800亿元用于云计算及AI基础设施建设,按年均计算,2025年资本支出有望超1200亿元。
2024年,百度资本支出为11.4亿美元。同比-26.9%。25Q1百度资本支出为4.0亿美元,同/环比+41.5%/+24.9%。公司计划继续增加AI投资,以进一步巩固AI基础并为未来增长做准备。
图5:腾讯、阿里及百度季度资本开支
腾讯,阿里,百度公告,中国银河证券研究院
三、风险提示
1、AI等新技术导入进展不及预期无法获得效率、成本等方面的优势提升产业升级放缓的风险;
2、算力需求不及预期导致AI应用受限导致AIDC需求下滑的风险;
3、AI产业链上下游短期波动导致AI产品需求下滑的风险;
4、AI基础理论发展停滞模型能力发展缓慢导致应用发展实际不及预期的风险;
5、海外政局动荡、海外贸易环境恶化直接限制AI以及电新行业发展带来的政策风险。
本文摘自:中国银河证券2025年5月25日发布的研究报告《【银河电新曾韬】AI开支提速,新技术800V HVDC渐行渐近》
分析师:曾韬、黄林
评级标准:
推荐:相对基准指数涨幅10%以上。
中性:相对基准指数涨幅在-5%~10%之间。
回避:相对基准指数跌幅5%以上。
推荐:相对基准指数涨幅20%以上。
谨慎推荐:相对基准指数涨幅在5%~20%之间。
中性:相对基准指数涨幅在-5%~5%之间。
回避:相对基准指数跌幅5%以上。