AIDC电力设备专题之二：高压直流技术（HVDC）为国产设备带来广阔市场机遇

请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容u人工智能迎来应用拐点，24-30年AI数据中心新增算力负载CAGR高达28%2023年全球计算设备算力总规模达到1397EFops，其中智能算力占比为63%；预计2030年全球算力将超过16ZFlops，2023-2030CAGR达42%，其中智能算力占比超过90%。参考IEA报告《Energy and AI》以及各家芯片厂商出货量预测，我们预计新增AI算力负载将从2024年的5.5GW提高到2030年的24.6GW，年均增速28%。美国四大云厂2025年资本开支预计超过3100亿美元，同比增长30%；国内以字节跳动、阿里、腾讯为代表的头部互联网企业纷纷加大数据中心基建力度。u数据中心配套电力设备容量可达算力芯片的3-5倍，2030年变压器+开关柜+UPS+HVDC市场空间预计可达1087亿元数据中心供电系统主要包括变压器/开关柜、UPS/HVDC、服务器电源（AC/DC）等环节。数据中心供电设备对于可靠性要求极高，对企业品牌、技术和质量稳定性提出较高要求，且往往采用冗余配置方式提供备用。我们预计，2025-2030年全球AI数据中心新增电力设备需求分别为29/48/60/67/70/74GW，2030年配套干式变压器、中低压开关柜、UPS、HVDC（包括传统HVDC及800V HVDC）、固态变压器市场空间预计分别达到85/341/41/380/239亿元。u供配电设备集成化、模块化要求持续提升，HVDC技术迭代仍有较大空间算力芯片功耗提升带动机架功率密度持续提升，2023年全球数据中心单机柜平均功率为20.5kW，英伟达GB200 NVL72机柜功率已超120kW；根据维谛预测，2030年前后用于智算中心的GPU机柜峰值功率有望达到MW级。机柜功率密度的快速提升对供配电设备效率、占地等方面提出空前要求，过去五年全球主要企业纷纷推出集成化与模块化产品，大幅节省占地面积、提升综合效率、缩短交付周期。HVDC方案起步于2007年前后，与UPS相比具有供电效率高、结构简单、占地面积小等优势，目前行业渗透率约为15%-20%，包括台达、维谛和中恒在内的主要企业大力推广HVDC应用，未来渗透率有望稳步提升。巴拿马电源在HVDC基础上进一步提升设备集成度，进一步提升效率、减少占地。2025年5月，英伟达宣布将推进数据中心电力基础设施从目前的54V机架供电向800V HVDC高压直流的过渡，以支持1MW及以上的超高功率密度IT机架。目前维谛、台达、麦格米特等多家头部电源厂商在进行800V HVDC系统的研发。SST（固态变压器）由电力电子变换器和高频变压器组成，可实现高压交流至低压直流/交流的电压变换及能量双向流动，在保持巴拿马电源优势的基础上进一步提升部署灵活性，最高直流输出电压已达1000V。u数据中心电力设备公司梳理数据中心电力设备品类众多，电力传输链路较长，包括维谛、伊顿、施耐德等在内的全球巨头深耕细分领域多年，已形成完整的产品序列和强大的解决方案提供能力。随着算力芯片国产替代的持续推进，数据中心价值链有望整体向中国企业转移。从事变压器/开关柜业务的公司包括金盘科技、明阳电气、伊戈尔、伊顿等，从事UPS/HVDC业务的公司包括中恒电气、科士达、科华数据、维谛技术等，在传统HVDC及800V HVDC领域布局的企业还包括盛弘股份、禾望电气、麦格米特、纳微半导体等。固态变压器在AIDC领域的应用仍处于早期阶段，目前在研的企业包括新特电气、中国西电、伊戈尔等。从事服务器电源业务的公司包括麦格米特、欧陆通、泰嘉股份等。u投资建议：建议关注禾望电气、盛弘股份、麦格米特、明阳电气、金盘科技、伊戈尔等。u风险提示人工智能应用落地进度不及预期；全球数据中心投资总量与节奏不及预期；主要原材料价格大幅上涨；行业竞争加剧，盈利水平不及预期。 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容AIDC投资保持高景气度ØAIDC（人工智能数据中心）是AI算力的核心承载，通过高密度、高能耗的服务器/GPU集群，为深度学习模型训练、自然语言处理、图像识别等复杂AI任务提供计算资源支撑，还借助先进的网络架构和存储系统，保障大规模数据的高效传输与存储，以满足AI算法对数据处理速度和规模的要求。Ø全球算力建设保持高速增长。根据IEA数据，2024年全球数据中心累计算力负载（即IT设备负载，包括服务器、网络及存储等）约68GW，预计到2030年将达到174GW，2025-2030年新增算力负载106GW，年均新增17.7GW。参考IEA预测，我们预计2025-2030年全球新增AI算力负载为9.7/15.9/20.2/22.3/23.4/24.6GW。Ø根据Dgtl Infra、Semi Analysis数据，北美新建AI数据中心总开发成本通常为70-120亿美元/GW（算力负载口径），其中IT设备占比40%-60%，非IT设备（包括发供电、配电、冷却、照明、消防等）占比20%-40%，工程土建占比15%-20%。国内智算中心投资额主要与地理位置、服务器类型等因素有关，单GW（算力负载口径）投资额从20亿到60亿美元不等。Ø根据2025-2030年全球数据中心新增算力负载的预测及国内外AIDC资本开支强度，我们预计2025-2030年全球AIDC资本开支规模为815/1339/1712/1876/1942/2019亿美元，年均增速约20%，其中美国/中国/欧洲/亚太及其他地区AIDC年度资本开支平均增速为20%/23%/12%/21%。图1：2025-2030年全球AIDC年度新增算力预测（单位：GW）资料来源：IEA，国信证券经济研究所整理及预测431742952106211721172024681012美国中国欧洲2025E2026E2027E2028E2029E2030E区域资本开支强度区间（亿美元/GW）中国20-60海外70-1202025E2026E2027E2028E全球新增算力负载合计（GW）9.715.920.222.3同比-64%27%11% 表1：2025-2030年全球AIDC年度资本开支规模预测（单位：亿美元）资料来源：IEA，国信证券经济研究所整理及预测2025E2026E2027E2028E2029E2030E美国436716907100410541106中国102167203236266293欧洲126159181201211221亚太及其他地区152297421437411399全球合计81513391712187619422019234444亚太及其他地区估算值（亿美元/GW）401002029E2030E23.424.65%5% 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容图3：数据中心IT设备成本结构（单位：%）资料来源：Dgtl Infra、艾瑞咨询、IDC、OVHClond，国信证券经济研究所整理注：不同类型、结构数据中心成本结构存在较大差异，此处仅供参考Ø根据Dgtl Infra统计，北美数据中心可以大致分为小、中、大三类，IT负载容量分别为1-5MW、5-20MW和20MW以上。由于不同类型的数据中心在电力设备冗余度、冷却方式、用途、功率密度等方面存在较大差异，因此投资强度和Capex结构差异较大。Ø根据Dgtl Infra、Semi Analysis数据，北美新建数据中心总开发成本通常为70-120亿美元/GW（IT负载口径），其中IT设备占比40%-60%，非IT设备（包括发供电、配电、冷却、照明、消防等）占比20%-40%，工程土建占比15%-20%。Ø非IT设备中，柴油发电机（20%-30%）、冷却与空调（18%-25%）、变配电（15%-25%）、UPS/HVDC（15%-20%）是主要成本来源。海外数据中心投资强度与结构图2：数据中心Capex结构（单位：%）资料来源：Dgtl Infra、艾瑞咨询、IDC、OVHClond，国信证券经济研究所整理注：不同类型、结构数据中心成本结构存在较大差异，此处仅供参考网络设备,8-15% 服务器,65-75%存储设备,8-15%安全设备,3-5%其他,3-5% 图4：数据中心非IT设备成本结构（单位：%）资料来源：Dgtl Infra、艾瑞咨询、IDC、OVHClond，国信证券经济研究所整理注：不同类型、结构数据中心成本结构存在较大差异，此处仅供参考资料来源：Dgtl Infra，国信证券经济研究所整理变配电,15-25%UPS/HVDC,15-20%机柜与地板,10-12%照明消防与其他,3-5% 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容国内数据中心投资强度与结构根据中国通服数字基建产业研究院《中国智算中心（AIDC）产业发展白皮书2024》，假定智算中心计算设备选用A800显卡，单卡20Tflops（FP32)，单台GPU服务器插8张卡，并同时考虑风冷和液冷（冷板式）两种方案，风冷方案下单机架功率为12kW，液冷方案下单机架功率24kW。测算结果：新建IT总功率12.6MW智能算力中心中，风冷方案总投资33.77亿元，单位投资额266.8元/W。液冷方案总投资40.95亿元，单位投资额322.8元/W。风冷方案投建成本占比：服务器为66.6%，存储、网络、安全配套为12.1%，机电配套9.2%，系统集成及其他8%，土建2.5%，软件系统1.6%。液冷方案投建成本占比：服务器为68.8%，存储、网络、安全配套为10.1%，机电配套10.3%，系统集成及其他8%，土建1.49%，软件系统1.3%。不包含服务器和配套设备根据光环新网天津宝坻云计算一期项目，不包含IT设备情况下，总投入约10.7亿元，其中配电系统占近50%，楼梯建筑/空调系统/机房配套分别占26.6%/12%/7%。服务器66.6%存储、网络、安全配套12.1%机电配套9.2%系统集成及其他8.0%土建2.5%软件系统1.6%图5：新建智算中心投资建设成本占比（风冷）资料来源：中国通服数字基建产业研究院《中国智算中心（AIDC）产业发展白皮书2024》，国信证券经济研究所整理图6：新建智算中心投资建设成本（液冷）资料来源：中国通服数字基建产业研究院《中国智算中心（AIDC）产业发展白皮书2024》，国信证券经济研究所整理 服务器68.8%存储、网络、安全配套10.1%机电配套10.3%系统集成及其他8.0%土建1.4%软件系统1.3%楼体建筑26.6%配电系统49.9%空调系统12.1%弱电消防4.6%机房配套6.8%图7：数据中心建设成本比例（不包含IT设备）资料来源：《光环新网天津宝坻云计算基地一期项目建设可行性报告》，国信证券经济研究所整理 请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容不同技术路线下AIDC电力设备及相关标的梳理市电(10kV AC)中压配电柜干式变压器低压配电柜UPS列头柜蓄电池市电(10kV AC)中压配电柜干式变压器低压配电柜HVDC列头柜蓄电池市电(10kV AC)列头柜移相变压器AC/DC整流交流配电柜市电(10kV AC)列头柜固态变压器备用电源备用电源蓄电池备用电源蓄电池传统UPS路线：备用电源HVDC路线：巴拿马电源路线：固态变压器路线：巴拿马电源380V AC220V AC380V AC240V/800V DC240V DC800V DC①①②③④⑤⑥注：文中设备价值量均为电力设备功率口径 ①中-低压配电柜：单位价值量约4-6亿元/GW，国内主要标的包括明阳电气、金盘科技等；②干式变压器：单位价值量约1-2亿元/GW，国内主要标的包括金盘科技、明阳电气、顺钠股份（顺特电气）等；③不间断电源UPS：单位价值量约5-8亿元/GW，国内主要标的包括科华数据、科士达等；④高压直流系统HVDC：单位价值量约3-5亿元/GW，国内主要标的包括科华数据、中恒电气等，盛弘股份、禾望电气、麦格米特等也在HVDC领域有所布局；⑤移相变压器：巴拿马电源的重要组成部分，单位价值量约0.8-1.2亿元/GW，主要