SST迎商业化元年，数据中心带动千亿市场空间

SST迎商业化元年，数据中心带动千亿市场空间 华安电新 首席分析师 张志邦SAC执业证书号：S0010523120004邮箱：zhangzhibang@hazq.com 华安电新电新分析师郑洋SAC执业证书号：S0010524110003邮箱：zhengyang@hazq.com 华安电新研究助理蔡金洋SAC执业证书号：S0010125040047邮箱：caijinyang@hazq.com 2026年07月09日 要点总结 需求端：AI数据中心供电架构重塑，SST2030年市场空间达千亿 AI机柜功率向MW级跃升，传统54VDC低压大电流架构面临空间、铜耗、效率三重瓶颈。800VDC可减少75%柜外电气设备成本、53%配电损失，SST作为中压直挂→800VDC的核心设备，兼具整流、隔离、储能接口功能。 全球SST市场预计从2026年28亿元提升至2030年1010亿元，CAGR达245%。 供给端：全模块化级联先落地，五维壁垒决定量产节奏 技术路径上，全模块化级联（CHB/MMC）当前最适合数据中心MW级扩容，单级/准单级是长期降本方向。 核心壁垒在于中压绝缘、高频磁件、直流保护、量产一致性五维同时成立。 投资端：SST整机看量产及客户导入节奏，上游零部件关注SiC、磁性件、直流保护三大高壁垒环节 整机/系统：2026年系SST商业化元年，产品陆续落地。阳光电源（平台型电力电子）、特锐德（算电岛总包）、四方股份（已量产）、中国西电（央企中压优势）。 竞争格局演进：短期看客户入口与认证，中期看电力电子平台能力（高压+储能+直流保护），长期需设备+控制+系统+客户验证闭环。 上游材料/器件：产业链价值量由“铜铁”向“SiC+磁性件+控制+直流保护”迁移，关注SiC、中高频磁件、直流保护、薄膜电容、液冷等环节。 风险提示：SST量产进度不及预期；数据中心建设进度不及预期；SST在数据中心导入节奏不及预期。 第一章：数据中心供电架构升级带动SST需求 1.1AI数据中心：从负荷提升演变为供电架构重塑 美国数据中心负荷持续提升。美国数据中心用电量已从2014年的约60TWh提升至2023年的176TWh，2028年预计达到325-580TWh，占美国总用电比例6.7%-12%。美国对2030年夏季峰值负荷预测已连续多年上修。2025年最新口径较2022年显著抬升，总增量达到166GW。其中约90GW、约55%的新增峰值负荷与数据中心直接相关。 固态变压器（SST）需求来自AI数据中心供电系统的架构级重构。AI带来的边际变化集中体现在单机柜功率密度、供电转换效率、机房空间和负载波动同时逼近传统架构上限，驱动供电系统架构重塑。英伟达单机柜功率逐步提升2024和2030年美国主要地区广义数据中心规划量（MW） 资料来源：Nvida，JLL，EPRI，GridStrategies，华安证券研究所 1.2低压大电流难以支撑高密度机柜，多级转换放大损耗和散热压力 当AI机柜功率持续提升后，多级转换、低压大电流、铜排拥挤和PSU占用空间的问题会被显著放大。传统主流路径：中压电通常先降到低压AC，再经过AC UPS、PDU和母线槽送到机柜，最终由机柜电源转换为DC。 损耗与发热量级：端到端效率约82%～87%；若芯片侧有效功率=1MW：前端输入约1.15～1.22MW；对应新增电损热约150-220kW；按PUE=1.2折算，设施总额外负担约180-260kW。 传统供电链路拆解低压大电流会显著推升铜排、线缆和散热压力，成为高密度AI机柜供电瓶颈。以120kW机柜为例，800VDC电流约150A，而54VDC电流约2,222A、12V板级母线达10,000A；54V相对800V电流放大14.8倍，I²R铜耗理论上放大约220倍，导体截面积/线缆体积通常需放大约10–15倍。 1.3供电架构升级：800VDC数据中心电力架构优势明显 800VDC相对传统数据中心电力架构核心优势明显：1）空间，54VDC继续支撑MW级机柜可能让power shelves占用最高64U，800V sidecar将AC/DC移出IT机柜；2）铜材，54VDC下1MW机柜最高需要200kg铜排，而800VDC可使铜需求下降最高45%；3）效率，设施级800VDC可减少中间转换，端到端效率最高提升5%；4）成本，NVIDIA给出最高30% TCO下降和最高70%维护成本下降。 总体看，800VDC是从低压大电流、多级AC/DC转换走向高压直流母线、集中转换、机柜侧DC/DC的系统级架构升级。现有数据中心电力架构与800VDC架构对比 1.4供电架构升级：800VDC+SST有望成为下一代AI数据中心配电底座 800VDC有望成为下一代AI数据中心配电底座。传统54V标准已逐步成为AI数据中心供电瓶颈，800VDC被定义为下一代电力分配架构，有望降低端到端转换层级、配电损耗、铜用量和线缆体积。 传统方案存在多级AC-AC/AC-DC转换，未来目标是中压侧完成AC-to-800VDC转换，并在数据中心内部以800VDC向计算机柜分配。 远期看SST（固态变压器）方案有望节省75%柜外电气设备成本，30%铜材以及减少53%配电损失。据HERON测算，应用SST可以降低电气设备的复杂性和占地面积。取消UPS等设备后，中压到机架的总电气设备成本下降了75%，从约177万美元/MW降至42万美元/MW，每安装1MW节省了135万美元。HERONSST方案每MW算力节省135万美元传统链路与800V链路对比 1.5 SST需求落点：从机柜侧800VDC走向设施级中压直流化 短期需求先落在机柜侧800VDCPowerRack/Sidecar，核心是解决高功率AI机柜的空间与供电压力。随着AI机柜功率密度提升，传统在IT机柜内完成AC/DC转换的方式会加剧PSU占用、铜排拥挤和散热压力。将AC/DC转换移出IT机柜，由Power Rack / Sidecar向AI机柜输出800VDC，是800VDC架构前期更现实的导入方式。 中长期SST对应设施级中压直流化升级，核心是把转换环节从机柜侧进一步前移到设施侧。当800VDC从单柜扩展到整排、整区和整座AI Factory后，继续依赖低压AC配电和分散式电源转换会带来效率、空间和运维压力。SST可将13.8–35kV中压AC直接转换为800/1500VDC，减少低压配电层级和多级转换损耗。 SST的增量价值来自“中压直连+直流母线+储能接口”，本质是从变压设备升级为直流电力路由器。在设施级架构下，SST不仅完成整流、隔离、降压和稳压，还可通过直流母线连接AI机柜、BESS/BBU、冷却负载和备用电源，实现负载波动平滑、短时备电、储能协同和电能质量治理。数据中心供电架构从"传统AC"到"未来中压直流"的四阶段演进路径 资料来源：NVIDIA，Schneider Electric，Eaton，Wolfspeed，华安证券研究所绘制 1.6空间测算：全球SST市场有望在2030年达到千亿市场规模 我们预计全球SST市场规模有望从2026年28.2亿元人民币快速提升至2030年1010.4亿元人民币，CAGR为245%。 SST市场空间的核心起点来自AI数据中心供电架构升级需求。相比传统变压器存量替代，新建AIDC的800VDC和设施级中压直流化升级更具增量弹性。 SST渗透率取决于800VDC渗透率；800VDC先定义机柜侧需求，SST再承接中压侧升级。 SST的首批落地场景主要集中在两类项目：采用800VDC/±400VDC架构的新一代数据中心，以及需接入储能、BBU、光伏、SOFC/燃机的源网荷储园区。全球SST市场空间测算 第二章：多模块级联先落地，单级和多端口是长期方向 2.1 SST技术原理：用电力电子+中高频变压器替代工频变压器 SST是以功率半导体、驱动与控制单元、中高频变压器及传感保护器件为核心，集AC/DC整流、隔离变换、交流/直流输出、控制保护于一体的中压电力电子平台。与传统工频变压器仅完成电压变换与电气隔离不同，它还能实现功率因数校正、电压与功率控制、电能质量治理、以及与储能/分布式电源的交互。 其典型功率链路为：中压交流（如10-35kV）经AC/DC整流后，通过中高频变压器（如60kHz）实现电气隔离与电压变换，再经DC/AC逆变为低压交流（如500V AC）输出，同时直流母线可直接引出800VDC/1500VDC等直流输出，兼容光伏、电池等直流的灵活接入。 传统工频变压器与SST对比供给端核心壁垒在于中压接入、高频隔离、功率变换、控制保护与系统可靠性同时成立。SST内部结构示意图 2.2 SST技术路径：多模块级联先落地，单级和多端口是长期方向 SST路线大致分为三类：单级/准单级、三段式/部分模块化、全模块化级联。SST短期拼可靠交付，长期拼效率和成本。全模块化级联更接近当前数据中心需求，更适合10–35kV中压接入、MW级扩容和N+1冗余；单级/准单级代表下一代降本方向，但保护、绝缘和工程验证仍需时间；三段式结构清晰，适合早期工程验证，但转换级数较多，系统进一步降本和小型化空间有限。 2.3数据中心SST的技术终局：模块化、多端口、SIC化、高压直流化 SST的终局形态是中压接入+800/1500VDC母线+储能接口+电能质量治理。 中压接入：SST以高频电力电子变换替代工频变压器，直接实现10kV/13.8kV中压交流到800VDC/1500VDC的转换，省去中间降压环节。 储能接口：SST原生双向功率流使储能电池直接挂接直流母线，取消传统UPS整流/逆变环节，毫秒级切换响应 。DG Matrix多端口SST已实现电网、光伏、电池多源融合，单台2.4MW设备仅4×4英尺。 电能质量：SST提供主动电压调节、功率因数校正、谐波滤波、无功补偿等传统变压器无法实现的功能，兼具能源路由器属性。SST Power Router多端口系统架构图SST技术收敛方向 资料来源：Power Mag，SolarEdge与Infineon公告，华安证券研究所绘制 2.4技术壁垒：高绝缘+高频+低漏感+低局放互相牵制 SST进入数据中心的第一道硬门槛是局部放电控制，中压+高频工况下绝缘介质电场强度达10-50kV/mm，高频PWM脉冲（dv/dt>10kV/μs）进一步加剧风险，数据中心要求<10pC（高端<5pC）。伊顿已发布MV SST 2.0并落地国内标杆项目，中国西电方案亦在贵安"东数西算"数据中心稳定运行超一年，头部厂商正通过绝缘材料与系统架构创新突破该指标。 低漏感与高绝缘在空间布局上的矛盾是SST产品差异化的关键节点，当前主流方案通过绝缘材料创新与绕组结构优化来调和。伊顿MV SST 2.0采用模块化冗余架构，支持N+1模块冗余和N+3变换单元冗余，系统可用性达99.999%以上，技术路线将持续决定产品竞争力。 纳米晶磁芯在中高频工况下损耗特性优于传统硅钢材料，是SST高频变压器的优选材料方向。安泰科技已明确其纳米晶带材可用于SST，但目前处于配套研发阶段，暂未形成市场订单，产业化进度值得关注。 2.5技术壁垒：DC无自然过零点保护复杂度高于AC，量产一致性难度高 DC系统故障电流无自然过零点，无法利用电流过零熄弧，保护复杂度成倍提升。 拓扑+算法复杂度是传统UPS5-10倍。单台SST含20-40个功率模块，每模块独立PWM控制（10-100kHz），系统级需实现功率因数PF>0.99、THD<5%。 量产一致性壁垒高。实验室样机效率>98%容易，批量生产须稳定通过：耐压测试（1.2倍额定电压1min无击穿）、局放测试（<10pC）、温升测试（绕组<80K，磁芯<60K）。数据中心要求MTBF>50,000