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文檔簡介
DeepSeek沖擊波:AIDC電氣設(shè)備迎新機(jī)——“AI+”
系列報(bào)告分析師:黃林www.chinastock.com.cn
證券研究報(bào)告請務(wù)必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責(zé)聲明
中國銀河證券|CGS!m!!II|11●AI
盡頭是算力,算力盡頭是電力,
DeepSeek
長期增加算力需求。
隨
著
AI
快速發(fā)展,大模型、深度學(xué)習(xí)、自然語言處理等其他復(fù)雜的AI
任務(wù),都需
要大量的計(jì)算資源。算力高度依賴于電力供應(yīng)。DeepSeek
模型通過使用
PTX編程語言,以及工程能力上的創(chuàng)新,從而在提升性能的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了更低的訓(xùn)
練與推理成本?;?qū)⒓铀偻苿?/p>
AI
應(yīng)用與硬件的普及和落地。我們認(rèn)為更低的
訓(xùn)練與推理成本對算力需求呈現(xiàn)長期高增的趨勢?!裰撬阈枨笾?/p>
AIDC
高景氣。AIDC智算中心與通用型IDC
在技術(shù)架構(gòu)、散
熱模式、應(yīng)用場景、技術(shù)架構(gòu)和客戶群體多個(gè)方面存在顯著差異,AIDC
成趨勢
。DeepSeek沖
擊
下
,AIDC
仍將保持芯片功率和
AIDC單機(jī)柜功率持續(xù)增
長、AIDC
電力需求持續(xù)旺盛。AIDC
單機(jī)柜功率攀升,2029年有望進(jìn)入MW時(shí)代。超大規(guī)模
AIDC
耗電量極大,根據(jù)華為數(shù)據(jù),
一個(gè)擁有10萬張智算卡
的超大型
AIDC,其核心IT
設(shè)備的電力需求超100MW,相當(dāng)于7.5萬戶普
通美國家庭的用電量。根據(jù)
Semi
Analysis
研究,全球數(shù)據(jù)中心
IT
電力需求
將從2023年的49GW
激增到2026年的96GW,AIDC
驅(qū)動的電力需求占約
40GW,
占增量的85%?!馎IDC
電氣設(shè)備需求擴(kuò)容,供配電系統(tǒng)是核心。
AIDC基礎(chǔ)設(shè)施包括
IT系
統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、其他系統(tǒng)等。AIDC
供配電系統(tǒng)是從高壓輸入點(diǎn)
至終端負(fù)載的整個(gè)電路,包括配變電系統(tǒng)(配電柜、變壓器)、備用電源系統(tǒng)
(柴油發(fā)電機(jī)、BBU
、超級電容)、不間斷電源系統(tǒng)
(HVDC/UPS)
、
機(jī)架配
電系統(tǒng)(列頭配電柜及機(jī)架式配電單元)等。我們最看好電源環(huán)節(jié),AI
算力
需求旺盛,服務(wù)器電源容量需求激增,芯片功率提升帶動服務(wù)器電源功率升級,服務(wù)器電源迎量利齊升。
AIDC
供電系統(tǒng)架構(gòu)迎技術(shù)革新,UPS
供電技術(shù)
在模塊化、高頻化方向快速發(fā)展仍占據(jù)主導(dǎo),HVDC
具有效率高、可靠性高、
占比面積小等優(yōu)勢,滲透率有望逐步提升?!裢顿Y建議:
(1)
AC/DC
服務(wù)器電源:建議關(guān)注高能效、高功率密度服務(wù)
器電源廠商麥格米特(002851.SZ)
、
歐陸通(300870.SZ)
。(2)
不間斷電
源
HVDC/UPS:建議關(guān)注
HVDC
代表廠商中恒電氣(002364.SZ)
、
禾望電
氣(603063
.SH)以
及UPS
代表廠商科華數(shù)據(jù)(002335
.SZ)
、
科士達(dá)
(002518.SZ)。(3)
配電變設(shè)備:建議關(guān)注明陽電氣(301291.SZ)、
金盤
科技(688676
.SH)
、
正泰電器(601877.SH)
、良信股份(002706.SZ)。(4)備用電源
BBU/柴油發(fā)電機(jī):建議關(guān)注油機(jī)環(huán)節(jié)濰柴重機(jī)(000880.SZ)
、
科泰電源(300153
.SZ)、BBU環(huán)節(jié)億緯鋰能(300014
.SZ)、蔚藍(lán)鋰芯
(002245.SZ)以及超級電容環(huán)節(jié)江海股份(002484.SZ)。電新行業(yè)推薦
維持評級分析師1.【銀河電新】行業(yè)點(diǎn)評_地方“兩會”落幕,25
年電新發(fā)展重點(diǎn)前瞻_2501212.【中國銀河研究】數(shù)字經(jīng)濟(jì):新能源需求3解
法,技術(shù)賦能孵化新業(yè)態(tài)_240301●風(fēng)險(xiǎn)提示:
算力需求不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)、
AI產(chǎn)業(yè)鏈上下游短期波動的風(fēng)險(xiǎn)、AI應(yīng)用發(fā)展不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)、地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。黃林窗:010-8092-7627兇:huanglin_yj@
分析師登記編碼:S0130524070004資料來源:Wind,
中國銀河證券研究院相關(guān)研究DeepSeek
沖擊波:AIDC
電氣設(shè)備迎新機(jī)
中國銀河證券|CGS請務(wù)必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責(zé)聲明?!癆I+”
系列報(bào)告行業(yè)點(diǎn)評報(bào)告
·
電力設(shè)備與新能源行業(yè)電力設(shè)備及新能源指數(shù)
2025-2-1430.00%20.00%10.00%0.00%-10.00%-20.00%30.00%2025年2月16日核心觀點(diǎn)飄收藍(lán)
—力及新概源設(shè)備
—護(hù)g002
中國銀河證券|CGS目錄Catalog一
、
算力盡頭是電力,
DeepSeek長期增加算力需求…………………………4二、
AIDC
電氣設(shè)備需求擴(kuò)容,供配電系統(tǒng)是核心
………………5(
一
)
智算需求助推AIDC高景氣………………………………5(二)
AIDC
電氣設(shè)備需求擴(kuò)容,供配電系統(tǒng)是核心…………………………7三
、風(fēng)險(xiǎn)提示…………………………10行業(yè)點(diǎn)評報(bào)告
·
電力設(shè)備及新能源行業(yè)請務(wù)必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責(zé)聲明。3AI
盡頭是算力,算力盡頭是電力。目前
,AI
已成為全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的必爭之
地。隨著AI
快速發(fā)展,大模型、深度學(xué)習(xí)、自然語言處理等其他復(fù)雜的AI
任務(wù),都需要大量的計(jì)
算資源。算力高度依賴于電力供應(yīng),算力的實(shí)現(xiàn)需要大量的普算、智算、超算等數(shù)據(jù)中心支持。作
為算力底座的數(shù)據(jù)中心主要由服務(wù)器、通訊設(shè)備、制冷設(shè)備等軟硬件設(shè)備組成,設(shè)備的運(yùn)行就需要
消耗大量的電力。此前有研究認(rèn)為,使用
ChatGPT進(jìn)行一次對話會消約3Wh
的電量,耗電量相當(dāng)
于普通谷歌搜索的10倍。而后非營利性人工智能研究機(jī)構(gòu)
Epoch
AI
提出不同看法,認(rèn)為ChatGPT的平均查詢能耗實(shí)際上約為0.3Wh,得出3Wh
能耗估計(jì)的研究報(bào)告是基于
OpenAI
使用較老、效
率較低的芯片來運(yùn)行其模型的假設(shè)。但即使如此,Epoch
AI
仍指出ChatGPT的基礎(chǔ)能耗可能會增
加,未來AI
將更先進(jìn),訓(xùn)練、推理
AI
會消耗更多計(jì)算能力,從而導(dǎo)致更高能耗。以GPT
為例,首
次推出的GPT-1
擁有1.17億個(gè)參數(shù),到2023年
GPT4
參數(shù)量已增加到1.8萬億個(gè),5年超萬倍參
數(shù)量提升帶來的是算力需求的指數(shù)級增長。DeepSeek
引領(lǐng)
AI
成本革命,算法突破有望促進(jìn)算力需求正向循環(huán)。根據(jù)銀河科技組研究,
DeepSeek
模型通過使用
PTX
編程語言,以及工程能力上的創(chuàng)新,使得其在具有更強(qiáng)的性能的同時(shí),
實(shí)現(xiàn)更低的訓(xùn)練與推理成本,或?qū)⒓铀偻苿?/p>
AI
應(yīng)用與硬件的普及和落地。DeepSeek
的成本突破不
僅是大模型訓(xùn)練的從“硬件驅(qū)動”向“算法驅(qū)動”的范式拓展,更為普惠化應(yīng)用打開了新空間,反
映
AI
技術(shù)向?qū)嵱没?、低成本化演進(jìn)。行業(yè)對算力的依賴相較之前發(fā)生了“結(jié)構(gòu)性”而非“總量性”
變化:DeepSeek
的技術(shù)進(jìn)步短期內(nèi)或許能夠局部緩解算力壓力,但由于算法與算力的“螺旋上升”
關(guān)系、應(yīng)用場景的爆發(fā)式擴(kuò)展以及數(shù)據(jù)增長的不可逆等特性,我們認(rèn)為算力資源需求會從預(yù)訓(xùn)練端
逐漸轉(zhuǎn)移到推理端,DeepSeek
的興起不會削弱高端芯片需求,而會促使大模型發(fā)展進(jìn)入“算法進(jìn)
步→模型復(fù)雜化→硬件升級”的正向循環(huán)。大模型成本優(yōu)化與算力需求之間相互成就,高資源使用效率反而可能會增加算力的總消耗量。
DeepSeek
通過降低訓(xùn)練成本,提高訓(xùn)練效率,看似減少算力需求,但同時(shí),大模型成本縮減意味
著降低了企業(yè)的訓(xùn)練與推理門檻,即每單位成本所能提供的訓(xùn)練和推理服務(wù)更多了,算力效率提升
有望激活更廣泛的用戶與應(yīng)用場景,從而引發(fā)對更大參數(shù)以及更復(fù)雜的大模型迭代需求。算法優(yōu)化
(如模型壓縮、蒸餾)確實(shí)能提升單次任務(wù)效率,但AI
能力的邊界擴(kuò)展(如多模態(tài)、復(fù)雜推理、通
用人工智能)仍依賴更大規(guī)模模型和更復(fù)雜計(jì)算。這可能會對均衡下的算力需求產(chǎn)生正面影響,整
體算力需求不會減少而是更加旺盛,從而形成對硬件需求的新一輪推升,即步入“算法進(jìn)步→模型
復(fù)雜化→硬件升級”的正循環(huán)。微軟首席執(zhí)行官引用了“杰文斯悖論”來解釋這一現(xiàn)象:Jevons
在《煤炭問題》中發(fā)現(xiàn),隨著
蒸汽機(jī)效率的提升,煤炭消耗量不降反增。其核心觀點(diǎn)為:技術(shù)進(jìn)步提高了資源使用效率,效率提
高降低了資源使用成本,成本下降刺激了資源需求的增長,需求增長可能超過效率提升帶來的節(jié)約,
最終導(dǎo)致資源總消耗增加。在算力日益成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)“水電煤”的今天,DeepSeek
的技術(shù)方向與
開源定位,恰恰是算力普及化革命的關(guān)鍵參與者。我們認(rèn)為,大模型成本優(yōu)化與算力需求并不是直
接的此長彼消關(guān)系,而是互相搭臺、相互成就,高資源使用效率反而可能增加算力的總消耗量。定
價(jià)的持續(xù)走低有望帶來更快的商業(yè)化落地,進(jìn)而會衍生出更多的微調(diào)及推理等需求,將逐步盤活全
球
AI
應(yīng)用及算力發(fā)展。
中國銀河證券|CGS
行業(yè)點(diǎn)評報(bào)告
·電力設(shè)備及新能源一、算力盡頭是電力,
DeepSeek
長期增加算力需求請務(wù)必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責(zé)聲明。4項(xiàng)目IDC通用數(shù)據(jù)中心AIDC智算中心算力類型提供通用算力(或稱基礎(chǔ)算力),以用于數(shù)據(jù)存儲和虛擬化、通用(基礎(chǔ))計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等提供智能算力,以用于人工智能的訓(xùn)練和推理計(jì)算,語
言、圖像和視頻的智能處理芯片主要搭載CPU芯片主要搭載GPU、FPGA、ASIC等AI加速芯片技術(shù)架構(gòu)采用馮
·諾依曼的主從架構(gòu),其中CPU扮演指揮官的角
色,負(fù)責(zé)分配任務(wù)給其他部件采用馮
·諾依曼的主從架構(gòu),其中CPU扮演指揮官的角
色,負(fù)責(zé)分配任務(wù)給其他部件散熱模式傳統(tǒng)的風(fēng)冷散熱主要采用液冷或風(fēng)液混合的散熱技術(shù)應(yīng)用場景電子商務(wù)平臺、社交媒體、即時(shí)通訊、音視頻與流媒體平臺等自動駕駛、科研計(jì)算、生成式AI智能語言模型、公共安
全系統(tǒng)、智慧交通單機(jī)柜規(guī)格普遍在2-10KW20-100KW市場玩家萬國數(shù)據(jù)、世紀(jì)互聯(lián)、數(shù)據(jù)港、潤澤科技、光環(huán)新網(wǎng)等商湯科技、紫光集團(tuán)、科大訊飛、浪潮集團(tuán)、華為等(一)智算需求助推AIDC
高景氣智算需求爆發(fā),
DC
向
AIDC
升級。目前傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心受限于資源管理靈活性不足、架構(gòu)耦合
度高、工作負(fù)載管理相對靜態(tài)等原因已無法滿足
AI的發(fā)展,AIDC智算中心需求興起。
AIDC智算
中心
(AIDC
即
Artificial
Intelligence
Data
Center)
是以人工智能計(jì)算任務(wù)為主的數(shù)據(jù)中心:基
于最新人工智能理論,采用領(lǐng)先的人工智能計(jì)算架構(gòu),提供人工智能應(yīng)用所需算力服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)
和算法服務(wù)的新型算力基礎(chǔ)設(shè)施。AIDC
智算中心與通用型
IDC
在技術(shù)架構(gòu)、散熱模式、應(yīng)用場景、
技術(shù)架構(gòu)和客戶群體多個(gè)方面存在顯著差異。相較于
AIDC
智算中心,通用型IDC
數(shù)據(jù)中心更多地
提供物理空間租賃服務(wù),而智算中心則在此基礎(chǔ)上增加了對計(jì)算能力的需求。表1:IDC
通用數(shù)據(jù)中心與
AIDC
智算中心的差異PriceCostsfallElastic
DemandQuantityQuantitydemandedincreasesatahigherproportion資料來源:維基百科,中國銀河證券研究院二、AIDC
高景氣,供配電系統(tǒng)是核心資料來源:《數(shù)據(jù)中心行業(yè)投資與價(jià)值洞察》,《
AIDC
白皮書(2024)》,中國銀河證券研究院AIDC
算力密度增長帶來芯片功率急劇攀升。隨著算力需求增長持續(xù)以及散熱技術(shù)提升,芯片
中國銀河證券|CGS
行業(yè)點(diǎn)評報(bào)告
·電力設(shè)備及新能源圖
1
:“杰
文
斯
悖
論
”——
高
資
源
使
用
效
率
反
而
可
能
增
加
總
消
耗
量請務(wù)必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責(zé)聲明。52026BlackwellUltra36xto576xGPUs~900-1000+kWPeak
Rack
Density'EstimatedAIPod~100-350kWAverageRackDensity2ProjectedIndustryAverage
Rack
Density,Installations3功率不斷提升。英偉達(dá)GPU芯片快速發(fā)展,A100、A800、H100、H800、GB100、GB200陸續(xù)升級,芯片運(yùn)行功率也從
A100
的
4
0
0W
提
升
到GB200
功率的2700W。根據(jù)英偉達(dá)規(guī)劃,2025、2026、
2027年有望相繼推出
Blackwell
Ultra
、Rubin
、Rubin
Ultra
平臺,我們認(rèn)為芯片功率有望持續(xù)
快速攀升。AIDC
單機(jī)柜功率攀升,2029年有望進(jìn)入
MW
時(shí)
代
。未來
,AIDC
服務(wù)器批量搭載
GB200及
以上芯片,則數(shù)據(jù)中心機(jī)柜功率水平有望持續(xù)提升。根據(jù)華為預(yù)測,典型AIDC單機(jī)柜功率將攀升
到
1
0
0KW,
相比較云DC
功率增長將近20倍。據(jù)
Vertiv
預(yù)測,2024至2029年單機(jī)柜
AI
GPU
數(shù)
量將從36個(gè)增長到576個(gè),機(jī)柜的功率密度峰值有望從130
-
250KW
提升到900-
1000KW,進(jìn)
入MW時(shí)代。資料來源:Vertiv,中國銀河證券研究院全球數(shù)據(jù)中心
IT
電
力
需
求
提
速
,AIDC
貢
獻(xiàn)
增
量
達(dá)
8
5
%。超大規(guī)模
AIDC
耗電量極大,根據(jù)
華為數(shù)據(jù),
一個(gè)擁有10萬張智算卡的超大型AIDC,其
核心IT
設(shè)備的電力需求超100MW,相當(dāng)
于7
.
5萬戶普通美國家庭的用電量,或是每小時(shí)熔化150多噸鋼鐵所需的電力。此外,根據(jù)
SemiAnalysis
研究,數(shù)據(jù)中心電源容量的復(fù)合年增長率將從2022-2024年的12-
15%加速到2025-2028
年的25%。全球數(shù)據(jù)中心
IT電力需求(指給服務(wù)器供電所計(jì)算的電力消耗,不包括制冷等其他設(shè)
備電力消耗)將從2023年的49GW激
增
到
2
0
2
6
年
的
9
6GW,AIDC
驅(qū)動的電力需求占約40GW,占增量的85%。圖2:
英
偉
達(dá)芯片
功
率
密
度
快
速
增
長(W)30002500200015001000500圖3
:AIDC機(jī)柜功率大幅提升(kW)100806040200機(jī)房計(jì)算機(jī)時(shí)代
中國銀河證券|CGS
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·
電力設(shè)備及新能源請務(wù)必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責(zé)聲明。DC
云DC互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代大數(shù)據(jù)時(shí)代
智能時(shí)代資料來源:《AIDC
白皮書(2024)》,中國銀河證券研究院圖4:
AIDC
機(jī)柜功率密度峰值有望達(dá)1000KW資料來源:英偉達(dá)官網(wǎng),中國銀河證券研究院IIlustrative
NVDIA
AIGPU
Roadmap350-500+kWAnticipatedAIGPU2024
2025~250-900kW6~40-100kW~15-25kW~130-250
kW~25-50
kWRubin
UIltra~50
kW+Blackwellrack20282027Rubin2029+per120圖
6:
數(shù)
據(jù)
中
心
結(jié)
構(gòu)
圖數(shù)據(jù)中心IT系統(tǒng)供配電系統(tǒng)制冷系統(tǒng)其他系統(tǒng)服務(wù)器設(shè)備存儲器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全設(shè)備高壓設(shè)備低壓設(shè)備通信電源設(shè)備機(jī)架配電設(shè)備油機(jī)配電設(shè)備空調(diào)未端設(shè)備制冷冷源設(shè)備監(jiān)控設(shè)備消防設(shè)備■非Al數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵IT電
力160,000(MW)140,000120,000100,00080,00060,00040,00020,0000202220232024E資料來源:Semi
Analysis,中國銀河證券研究院(二)
AIDC
電氣設(shè)備需求擴(kuò)容,供配電系統(tǒng)是核心AIDC
基礎(chǔ)設(shè)施包括
IT
系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、防雷與接地系統(tǒng)、場地、建
筑等。IT
系統(tǒng)主要由服務(wù)器、磁盤陣列、安全防護(hù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成,其中,服務(wù)器占比超50%,用
于數(shù)據(jù)中心的計(jì)算與交換,磁盤陣列負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲,安全防護(hù)提供安全保障,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交
換。供配電系統(tǒng)為數(shù)據(jù)中心提供電力引入和轉(zhuǎn)換及停電保障,確保
IT
系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。制冷系統(tǒng)包括
制冷冷源和空調(diào)末端設(shè)備,用于冷卻
IT
和配電系統(tǒng)。其他系統(tǒng)如消防等屬于輔助系統(tǒng)。
中國銀河證券|CGS
行業(yè)點(diǎn)評報(bào)告
·
電力設(shè)備及新能源資料來源:《數(shù)據(jù)中心的節(jié)能研究與實(shí)踐》胡鵬濤,中國銀河證券研究院供
配
電
系
統(tǒng)
是
AIDC的
核
心
。根
據(jù)
《數(shù)
據(jù)中心的
節(jié)能
研究
與
實(shí)
踐》可
知
,AIDC供
配電
系
統(tǒng)
是圖5
:
2
0
2
2
-
2
0
2
8
年
全
球
數(shù)
據(jù)
中
心
I
T
電
力
需
求請務(wù)必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責(zé)聲明。2025E2026E
2027E2028EAl數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵IT電
力7從高壓輸入點(diǎn)至終端負(fù)載的整個(gè)電路,包括配變電系統(tǒng)、備用電源系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、機(jī)架配
電系統(tǒng)等。(1)配變電系統(tǒng):包括10kV~20kV
高壓配電柜、變壓器、0.4kV
配電柜等,主要功能有電壓
變換、控制、計(jì)量、補(bǔ)償?shù)?。高壓配電柜將引入?shù)據(jù)中心園區(qū)的6kV/10kV/35kV
市電容量進(jìn)行分配,
供后端變壓器使用,變壓器將高壓電轉(zhuǎn)換成380V/400V
低壓,低壓配電柜完成配電容量分配,為數(shù)
據(jù)中心
IT
系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)及其他系統(tǒng)進(jìn)行供電。(2)備用電源系統(tǒng):10kV柴油發(fā)電機(jī)組(簡稱“油機(jī)”)、0.4kV柴油發(fā)電機(jī)組、發(fā)電機(jī)組
并機(jī)柜等。在數(shù)據(jù)中心市電線路斷電后,作為后備電源迅速啟動,作為保障電源為后級配電系統(tǒng)提
供保障用電,按照油機(jī)的輸出電壓等級不同分為10kV高壓油機(jī)(在高壓系統(tǒng)側(cè)進(jìn)行保障)和380V
低壓油機(jī)(在低壓系統(tǒng)側(cè)進(jìn)行保障)。(3)不間斷電源供電系統(tǒng):低壓配電柜、
UPS、直流電源,其主要功能是電源分配和確保負(fù)載
電源穩(wěn)定不間斷。確保負(fù)載電源穩(wěn)定是指在數(shù)據(jù)中心在市電斷電后,油機(jī)系統(tǒng)啟用前,保障數(shù)據(jù)中
心
IT系統(tǒng)的不間斷供電,同時(shí)通過交流
AC-
直流DC、直流DC-
交流
AC
的分級轉(zhuǎn)化可為
IT系統(tǒng)
提供純凈、可靠的用電保護(hù),常用的系統(tǒng)包含
UPS
系統(tǒng)和開關(guān)電源系統(tǒng)(-48V/336V/240V)
等。電
源分配是通過低壓配電柜將主備2路交流電分配給UPS
主機(jī)、直流電源主機(jī)、空調(diào)、附屬設(shè)備
等,將設(shè)備用電和附屬設(shè)備用電分開。(4)機(jī)架配電系統(tǒng):列頭配電柜及機(jī)架式配電單元。列頭配電柜的主要作用是將通信電源系統(tǒng)
的輸出電能送到該列各機(jī)柜的電源匹配單元
PDU,通過
PDU
實(shí)現(xiàn)對各機(jī)架電力的管理、監(jiān)控和分
發(fā)。機(jī)架式配電單元主要完成機(jī)架內(nèi)部
IT
系統(tǒng)設(shè)備的配電容量分配。從PDU
輸出的電力進(jìn)入服務(wù)器電源,AC/DC
轉(zhuǎn)換器會將UPS
輸出的交流電轉(zhuǎn)化為48V/50V
直流電,而后
DC/DC轉(zhuǎn)換器將48V/50V的直流電轉(zhuǎn)換為12V、5V、3.3V等不同等級的直流電,
以滿足服務(wù)器中不同芯片和電路的工作電壓需求。在服務(wù)器內(nèi)部,為了更精確地給芯片供電,還會
使用電壓調(diào)節(jié)模塊
VRM
。VRM
通常位于主板上,它的作用是將服務(wù)器電源輸出的相對較高的直流
電壓進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為芯片所需的非常精確的低電壓,如1.2V
、0.9V
等
。VRM
可以根據(jù)芯片的負(fù)載
情況動態(tài)地調(diào)整輸出電壓和電流,以確保芯片在不同的工作狀態(tài)下都能獲得穩(wěn)定、合適的電力供應(yīng)。
此外,柜內(nèi)也可配置備用電池單元
BBU
、超級電容直接為IT
設(shè)備供電。
BBU
和超級電容在GB2-
中為選配,在GB300
升級為標(biāo)配。圖
8
:
數(shù)
據(jù)
中
心
供
配
電
系
統(tǒng)
構(gòu)
成配變電系統(tǒng)懲變壓器UPS變壓器400VUPs空調(diào)柴油發(fā)電機(jī)備用電源系統(tǒng)圖7:數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)示意圖A
路10kV進(jìn)線(引自變電站)高壓發(fā)電機(jī)組一離壓開關(guān)柜A路變壓器A
路II
壓配電柜A
路UPS電
源B路220V交流設(shè)備機(jī)柜B路10kV進(jìn)線(引自變電站)高壓開關(guān)柜B
路
高
壓
柜變壓器
變壓器B
路Ill
壓配電柜B路
低
壓
柜336V
或48V
電源A/B路IT
設(shè)備列頭柜A/B
路直流設(shè)備機(jī)柜
中國銀河證券|CGS
行
業(yè)
點(diǎn)
評
報(bào)
告
·
電力設(shè)備及新能源傳統(tǒng)
IDC
供配電系統(tǒng)多采用2N
系統(tǒng)架構(gòu),AIDC
配供電系統(tǒng)朝著
DR
和
RR
架構(gòu)演進(jìn)。根資料來源:《數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》俞中華,中國銀河證券研究院資料來源:《數(shù)據(jù)中心的節(jié)能研究與實(shí)踐》胡鵬濤,中國銀河證券研究院請務(wù)必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責(zé)聲明。不間斷電源系統(tǒng)
負(fù)載8中壓開關(guān)柜低壓配電柜低壓開關(guān)柜通信機(jī)柜通信電源列
頭
柜儲油罐10kVUPS料
來
源
:
《
巴
拿
馬
供
電
技
術(shù)
白
皮
書
》
,
中
國
銀
河
證
券
研
究
院我們建議關(guān)注4條投資主線:(1)AC/DC
服務(wù)器電源:AI
算力需求旺盛,服務(wù)器電源容量需求激增,芯片功率提升帶動服
務(wù)器電源功率升級,服務(wù)器電源迎量利齊升,建議關(guān)注高能效、高功率密度服務(wù)器電源廠商麥格米
特(002851.SZ)
、
歐陸通(300870.SZ)。(2)不間斷電源
HVDC/UPS:AIDC供電系統(tǒng)架構(gòu)迎技術(shù)革新,以滿足機(jī)柜功率密度提升帶
來的能耗以及空間利率用提升要求,UPS
供電技術(shù)在模塊化、高頻化方向快速發(fā)展仍占據(jù)主導(dǎo),HVDC具有效率高、可靠性高、占比面積小等優(yōu)勢,滲透率有望逐步提升,建議關(guān)注
HVDC代表廠
商中恒電氣(002364.SZ)、
禾望電氣(603063.SH)
以及
UPS
代表廠商科華數(shù)據(jù)(002335.SZ)、科士達(dá)(002518.SZ)。(3)配電變設(shè)備:AIDC
需求擴(kuò)容,變壓器、開關(guān)配變電設(shè)備需求隨之?dāng)U容,建議關(guān)注明陽電
氣(301291.SZ)、
金盤科技(688676.SH)、正泰電器(601877.SH)、
良信股份(002706.SZ)。(4)備用電源BBU/
柴油發(fā)電機(jī):供電穩(wěn)定對
AIDC
至關(guān)重要,長時(shí)備電柴油發(fā)電機(jī)、服務(wù)器
備用電源
BBU以及超級電容增量可期,建議關(guān)注油機(jī)環(huán)節(jié)濰柴重機(jī)
(000880.SZ)
、
科泰電源
(300153.SZ)、BBU
環(huán)節(jié)億緯鋰能(300014.SZ)、蔚藍(lán)鋰芯(002245.SZ)
以及超級電容環(huán)節(jié)江
海股份(002484.SZ)。據(jù)其建設(shè)等級要求,數(shù)據(jù)中心采用不同的冗余供電模式,比如2N模
式
,DR
模式
,RR
模式等。國
內(nèi)數(shù)據(jù)中心低壓配電常采用單母線分段的2N模式(N代表一個(gè)完整的供電系統(tǒng)),其優(yōu)點(diǎn)是可靠、
簡單且易于單元化,但存在負(fù)載率低、效率低、成本高的缺點(diǎn)。分布式冗余式配電系統(tǒng)架構(gòu)
DR系
統(tǒng)通過將負(fù)載分擔(dān)到多個(gè)配電或電源系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)故障自動切換,確保供電連續(xù),其設(shè)備負(fù)載率較
高(可達(dá)66%),系統(tǒng)投資較低,收益和風(fēng)險(xiǎn)較為平衡。后備式冗余式配電系統(tǒng)架構(gòu)
RR
系統(tǒng)則采
用一套公共備用系統(tǒng)作為其他系統(tǒng)的備用,可在故障時(shí)實(shí)現(xiàn)負(fù)載倒換,保證供電不中斷,設(shè)備負(fù)載
率最高,系統(tǒng)投資最低,但對控制系統(tǒng)和運(yùn)維管理水平要求較高。圖
9
:
數(shù)
據(jù)
中
心
的
冗
余
供
電
模
式
典
型
的
低
壓
2
N
單
母
線
分
段
模
式
典
型
的
(
2
+
1
)DR
系
統(tǒng)
典
型
的
(
3
+
1
)
RR
系
統(tǒng)10kv市電10kv
母線段110kVATS變壓器UPS/HVDCT
負(fù)我T
負(fù)我10kw電
柴發(fā)電源
10kv電10kv
母線段1
10kv
母線段2變壓器
變壓器壓
變壓器UPS/HVDC
USHvDc
UPS/HVDC
UPS/HVDC負(fù)我T
負(fù)
較負(fù)載一T
負(fù)較
中國銀河證券|CGS
行業(yè)點(diǎn)評報(bào)告
·
電力設(shè)備及新能源10kv
市電10kv
母線段210kVATS10kV
ATS變壓器
變壓器UPS/HVDCUPSHVDCLVATS
LWATS
LVATS
LVATS
IWATS
WATSIT負(fù)載
IT
負(fù)載IT負(fù)載10kv
市電
柴發(fā)電源10kv
母線段1請務(wù)必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責(zé)聲明。10kVATS變壓器10kvATS壓器910kv
母線段2Ⅱ負(fù)載
一10kv
市電柴發(fā)電源UPS/HVDCUPS/HVDCUPSHVDC10kATS10kVATS變壓器變壓器1、算力需求不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)。若AI
應(yīng)用不及預(yù)期或者算法及工程變革帶來算力需求不及預(yù)期,
可能帶動
AIDC
不及預(yù)期。2、AI
產(chǎn)業(yè)鏈上下游短期波動的風(fēng)險(xiǎn):若未來上游原材料的價(jià)格受到宏觀經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易摩擦等因
素的影響而產(chǎn)生大幅波動,將會對行業(yè)上市公司的經(jīng)營業(yè)績造成不利影響。3
、AI
應(yīng)用發(fā)展不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn):目前
AI
仍處于早期快速發(fā)展迭代階段,技術(shù)研發(fā)進(jìn)展存在不
確定性,在應(yīng)用端落地速度存在不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)。4、地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。中美科技領(lǐng)域的政策變化可能對AIDC
產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生沖擊,影響相關(guān)企業(yè)的業(yè)
績。
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行業(yè)點(diǎn)評報(bào)告
·電力設(shè)備及新能源三、風(fēng)險(xiǎn)提示請務(wù)必閱讀正文最后的中國銀河證券股份有限公司免責(zé)聲明。10圖表目錄圖1
:“杰文斯悖論”—高資源使用效率反而可能增加總消耗量………………5圖
2:
英偉達(dá)芯片功率密度快速增長…………………………………
6圖
3:
AIDC
機(jī)柜功率大幅提升…………………………6圖
4:
AIDC
機(jī)柜功率密度峰值有望達(dá)1000KW
……………………
6圖5:2022
-
2028年全球數(shù)據(jù)中心IT
電力需求………………………7圖
6:
數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)圖……………………7圖
7:
數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)示意圖…………………………
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