行业专题研究：全球算力共振，AIDC大时代

分析师杨润思执业证书编号：S0680520030005邮箱：yangrunsi@gszq.com 分析师杨凡仪执业证书编号：S0680522070008邮箱：yangfanyi@gszq.com 打造极致专业与效率 全球AI CAPEX指引持续加码，AIDC基建大时代到来 全 球AI共 振，市 场 规 模 爆 发。AI应 用、大 模 型 训 练/推 理 等 新 需 求、新 业 务 崛 起，带 动AI市 场 规 模 高 速 增 长，据PrecedenceResearch预测，2024年全球AI市场规模为6382.3亿美元，2025年预计为7575.8亿美元，预计到2034年将达到约36804.7亿美元，2025-2034年CAGR为19.20%；其中2024年美国AI市场规模为1460.9亿美元，预计到2034年将价值约8514.6亿美元，2025年至2034年的复合年增长率为19.33%。亚太地区预计将成为增长最快的人工智能市场，预期2025-2034年CAGR达19.8%。 全球AI CAPEX指引持续加码，AIDC基建大时代到来 海外：AI变现加速，海外CSP大厂资本开支指引加码谷歌：母公司26Q1实现营收1099亿美元，同比增长22%，其中云计算业务大增63%，超市场预期；净利润626亿美元，同比大增81%。云 订单业务积压环比翻倍至超4600亿美元，为后续收入确认提供极强可见度。公司预计将2026年资本支出预期范围上调至1800-1900亿美元，较2025年全年资本支出915亿美元翻倍； 微软：26Q1实现营收829亿美元，同比增长18%；净利润318亿美元，同比增长23%。Azure和其他云服务收入同比增长40%，商业剩余履约义务（RPO）增加至6270亿美元，订单储备充沛。2026年资本支出预计1900亿美元，其中约250亿美元来自组件价格上升； Meta：26Q1实现营收563亿美元，同比增长33%；净利润268亿美元，同比大增61%。公司将2026年资本支出预期上调至1250-1450亿美元之间，此前预测为1150-1350亿美元，公司指出上调主要系今年零部件价格上涨及新增数据中心成本； 亚马逊：26Q1实现营收1815亿美元，同比增长17%；净利润303亿美元，同比大幅增长77%。公司单季资本支出432亿美元，同比增长超78%；预计2026全年的资本支出2000亿美元，主要用于数据中心业务。 国内：阿里、腾讯预计调增2026年AICapex投入，国产AIDC基建有望迎来加速阿里：阿里云2026财年第四季度实现收入416.3亿元，同比增长38%，其中外部商业化收入增速高达40%，创近年新高；AI相关产品收入 录得89.7亿元，已连续11个季度实现三位数同比增长，年化收入约358亿元。资本开支方面，全年资本开支约1260亿元，其中第四季度单季为268.9亿元，CEO吴泳铭在电话会上给出“未来五年，阿里AI相关基础设施投入将远远超过3800亿元人民币”的强劲指引； 腾讯：腾讯26Q1资本开支达到319.4亿元，同比增长16%，环比大增63%，创近年来单季新高。腾讯用时不到3月彻底重构了混元大模型的基础设施，于今年4月正式发布Hy3 preview。此外，腾讯高管透露，接下来公司资本支出将会增加，今年下半年将有更多国产芯片陆续投入使用，以缓解对海外高端GPU的依赖，国内AIDC基建需求有望迎来加速。 全球AI CAPEX指引持续加码，AIDC基建大时代到来 AIDC是AI时代的核心基础设施。人工智能（AI）技术的日益集成，提高了数据中心的规模和处理能力要求。 智算中心（AIDC）是以AI计算任务为主的数据中心：基于最新AI理论，采用领先的AI计算架构，提供AI应用所需算力服务、数据服务和算法服务的新型算力基础设施；与通用型IDC数据中心在多个方面存在显著差异，包括芯片类型、应用场景、机柜规格。 全球AI CAPEX指引持续加码，AIDC基建大时代到来 全球数据中心IT电力需求 数据中心核心硬件主要由以下几个环节组成： ➢IT设备（服务器及存储设备）：为大数据中心的核心设备，主要负责数据处理和运算的重任，以及存储数据并提供数据的读写访问，其性能直接影响着大数据中心的运行效率。 据SemiAnalysis数据，数据中心关键IT电源总需求将从2023年的约49GW翻倍，到2026年达到96GW，其中90%的增长来自人工智能相关需求。 ➢电源设备：负责提供稳定的电力供应，保证数据中心的正常运行。常见的电源设备包括UPS（不间断电源）、柴油发电机、燃气轮机等。UPS是数据中心中最常见的电源设备之一。 ➢冷却设备（温控环节）：负责控制数据中心的温度，保证设备的正常运行。此外，随着数据中心规模的不断扩大，冷却设备的规模和容量也需要不断提升，以满足数据中心设备的散热需求。 ➢配电系统：包括变压器、不间断电源、开关柜等；为机房提高稳定可靠的动力电源。 全球AI CAPEX指引持续加码，AIDC基建大时代到来 1000kw，2N线路配置数据中心在美国、中国、马来西亚硬件成本分别为860/500/460万美元。 ✓美国1000kw，电源线路配置为2N的数据中心硬件总成本为860万美元，其中供配电系统环节占比49%，冷却环节占比16%；✓中国数据中心硬件总成本为500万美元，其中供配电系统环节占比57%，冷却环节占比19%；✓马来西亚数据中心硬件总成本约460万美元，其中供配电系统环节占比57%，冷却环节占比19%。 柜内电源：服务器电源PSU ➢在数据中心供电体系中，服务器电源模块（PSU）负责将交流电转换为稳定直流电源。近年来，随着AI服务器功率需求的提升，PSU功率等级也持续升级：从早期3kW、5.5kW级服务器电源模块，逐步发展到面向AI与云计算时代数据与算力中心的8kW、12kW、18kW级别，并进一步提升至面向下一代AI服务器的单体30+kW级PSU。 ➢高功率密度电源正在成为新一代数据中心基础设施的重要组成部分。随着功率密度要求的不断提升，PSU中的功率器件技术路线也在持续升级。宽禁带器件能够显著降低开关损耗，并支持更高开关频率，从而提升系统效率与功率密度。因此，PFC级逐步由传统Si MOSFET向SiC MOSFET演进，而LLC则开始越来越多地采用SiC或GaN器件。 ➢随着功率等级的持续提升，大功率PSU输入形式也由传统单相交流变为了三相交流输入，输出电压也从传统的12V升上至48V（54V）或更高的HVDC电压（±400V或800V），以降低电流并改善系统热设计条件。 ➢从系统结构来看，服务器PSU通常由功率因数校正（PFC）级和隔离DC/DC变换级构成。输入交流电首先在PFC级完成整流与功率因数校正，并建立稳定的高压直流母线（DCLink）；随后通过LLC谐 振 变 换级 实现 高 效率 隔离 变换，输出 稳定 的12V、48V（54V）或HVDC电压，为服务器负载供电。 柜内电源：BBU与超级电容CBU ➢相比传统服务器，AIGPU负载呈现毫秒级脉冲式波动，瞬间功率甚至可达平均负载的190%。未来的数据中心，除需保证不断电外，更需保证稳供电。在数据中心系统中，BBU主要用于应对电源中断场景，提供分钟级持续供电；CBU更偏“毫秒到秒级”的瞬态功率波动的吸收或补偿。 ➢BBU：通常由锂电池组和DC/DC电源模块组成。当市电或主电源出现中断时，BBU可在短时间内为服务器系统提供持续供电，通常可维持数分钟，以保障关键数据完成写入，并支持系统安全关机。机架级BBU的输出能力通常需要与对应机架PSU的供电等级相匹配。系统拓扑方面，BBU中的DC/DC模块多采用非隔离双向变换结构，以实现电池充放电过程中的双向能量流动。 ➢CBU：通常采用超级电容作为储能介质。相比电池，超级电容具有更高功率密度、更快充放电速度以及更长循环寿命，更适合用于短时间功率补偿。当服务器负载发生快速变化时，CBU可以在极短时间内释放或吸收能量，从而稳定系统母线电压。在部分应用场景中，CBU也可在短时间掉电情况下提供瞬态能量支撑，保障关键系统状态平稳过渡。 柜外电源：UPS与800V HVDC 2025年5月，英伟达宣布将从2027年起推动数据中心电力基础设施向800V高压直流（HVDC）过渡，目标是支持1MW及以上功率密度的IT机架。 英伟达发布新一代800V HVDC供电结构方案 什么是HVDC？✓传统数据中心通常采用UPS（不间断电源）系统，电力需经历 多次AC-DC和DC-DC转换，每次转换会带来约2%-5%的能耗损失。✓HVDC通过将电网交流电直接转换为直流电，减少转换步骤，理论上可将效率提升至95%以上，并可大幅节省占地空间。但HVDC环节零部件定制化程度较高，一定程度推高建设成本。✓国内互联网大厂阿里、百度等在自建数据中心中测试了240V至336V的HVDC方案。截至2020年，HVDC在全球数据中心渗透率约15%-20%，潜在空间广阔。 800VHVDC如何提效？ ✓高功率密度对传统54V直流供电形成了巨大挑战，瓶颈体现在铜耗、空间与能效三个方面。✓据IDC圈公众号援引媒体报道，英伟达计划将电网的13.8kV交流电一步转换为800V直流，供给其Kyber机架级系统。该设计一方面减少了多次转换的能量损失，另一方面可大幅减少铜用量。✓以1MW的机架为例，传统54V直流供电需要超过200公斤的铜母线，而800VHVDC可将铜用量减少45%，同时提升5%的端到端效率。英伟达800V HVDC电源机架集成72kW电源单元（PSU）和锂离子超级电容器，效率高达98%，减少占地面积约30%。 柜外电源：巴拿马电源 优化从配网侧到机构侧的电力系统：由10kV中压柜（可选），移相变压器柜，整流输出柜，交流分配柜组成，实现10KV直转240V/336V。巴拿马电源柔性集成了10kVac的配电，隔离变压，模块化整流器和输出配电等环节，采用移相变压器取代工频变压器，并从10kVac到240Vdc整个供电链路做到了优化集成。 ✓巴拿马电源方案具有高效率，高可靠性，高功率密度，高功率容量，兼维护方便等特点；✓相比传统数据中心的供电方案，占地面积减少50%，其设备和工程施工量可节省40%；✓功率模块的效率高达98.5%，架构简洁可靠性高； SST变压器：方案效率高、面积小，AIDC的下一代选择 SST固态变压器可实现10kV中压交流直转200-1000V DC直流输出，跳过变压器、UPS、整流器等多级环节，供电路径更短、更快、更高效。SST摒弃了传统变压器的铁心与线圈结构，以半导体功率器件(如IGBT、SiCMOSFET)为核心，通过高频变换技术实现电压转换。整套系统由交流启动柜（10kVAC输入）、功率模块柜、直流配电柜组成，高频变压器的频率通常为几kHz至上百kHz，通过电力电子电路的控制可实现高压交流至低压直流或低压交流的电压变换及能量双向流动，高频功率变流部分替代了传统的工频变压器、低压配电柜、变流器，可以实现10kVAC输入和200-1000V DC输出或交流输出，是可应用于数据中心行业的一种新型不间断电源系统。 当前SST的主要成本构成：电力电子器件约占总成本40%、高频变压器约25%（用SiC等半导体开关器件提高变压器开关频率）、控制系统约20%、散热系统约15%。 ➢电力电子器件：固态变压器基于碳化硅IGBT或MOS管等开关元件构成，需整流、逆变产生高频交流。 ➢高频变压器：其采用的铁芯材料如铁氧体、非晶合金等，以及绕组材料，如铜导线等，材料成本较高、制造工艺要求较为严格。 SST变压器：方案效率高、面积小，AIDC的下一代选择 SST通过三级电路拓扑实现电能转换与隔离，其结构远比传统变压器复杂，技术壁垒更高。三级式SST由输入级AC/DC变换器、隔离级DC/DC变换器和输出级DC/AC变换器组成。➢输入级将工频交流