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1、證券研究報告|行業深度 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 gszqdatemark 電子電子 電源:把握電源:把握 AI 供電體系供電體系升級升級機遇機遇 服務器供電:機柜功率密度提升,大陸廠商逐步突破服務器供電:機柜功率密度提升,大陸廠商逐步突破。高壓電從電網進入數據中心后,服務器電源 PSU 會先將交流電轉為直流電,并降壓到 48 伏特;接著主板上的 DCDC 轉換器,再將電壓轉換成 CPU 用的 12 伏特和GPU 用的 0.8 伏特低電壓。隨著以英偉達為代表的廠商算力芯片功耗持續提升,機柜功率密度增長,峰值功耗或將由 2024-2025 年的 130-250kw到 20
2、26-2027 年的 250-900kw。當前海外最新的 AI 服務器使用 5.5kw PSU,未來有望升級到 10kw 及以上,我們測算,在 5.5kw PSU 單瓦價格為 2.5 元,2025 年 GB200 NVL72 等效出貨量 2.5 萬柜假設下,GB200 NVL72 電源的市場規模為 165 億元。服務器電源競爭格局集中,臺達為 AI服務器 ACDC 電源龍頭,市占率超 50%;光寶 33KW Power Shelf 24Q4陸續出貨,預計 25Q1 放量;麥格米特目前已進入英偉達 GB200 電源供應鏈,我們看好公司產品力提升,份額持續提高,帶動營收業績增長。備用電源:數據中心
3、平穩運行的基石備用電源:數據中心平穩運行的基石。1)AIDC 帶動柴油發電機組供不應求帶動柴油發電機組供不應求。柴油發電機組在上游電源發生故障時保障數據中心運行,柴油發電機組功率可達到 IT 總負荷 2 倍,我們測算 2025 年全球數據中心柴油發電機市場規模有望達到 555 億元。海外廠商占據數據中心柴油發電機組行業主導地位,數據中心多采用康明斯、卡特彼勒、MTU、三菱等產品,進口品牌與國產品牌的主要差異在于發動機部分。國產品牌科泰電源、玉柴、濰柴重機和磐谷等產品目前在數據中心市場已有部分應用案例。2)UPS 穩步增長,穩步增長,HVDC 有望引領下一代高壓高效平臺有望引領下一代高壓高效平臺
4、。UPS 填補發電機啟動空白,確保數據中心電力供應不中斷。2023 年全球 UPS 市場規模為 611 億元,預計 2029 年將達 957 億元,CAGR 為 7.6%,穩步增長。中國市場按銷售額排名,華為、科華、維諦技術占據前三位。我們認為未來AI 大功率、高密度趨勢下,有望推動配電架構向 HVDC 升級,提高效率、降低損耗的同時可支持不同的有效負載機架配置,有效節省 IT rack 的空間。2019 年阿里巴巴聯合臺達、中恒電氣推出的面向 IDC 應用的中壓供電巴拿馬電源。2024 年谷歌研發人員在開放計算項目全球峰會發表適用于人工智能/機器學習應用的400V 直流機架演講,認為 800
5、V 高壓直流架構在未來高功率 AI 數據中心具備高效優勢。3)BBU 標配化進一步打開市場空間標配化進一步打開市場空間。BBU 能夠支持幾分鐘的工作負載用電,充當了“機架內 UPS”。BBU 與 PSU 為 1:1 關系,功率與 PSU 匹配,我們認為未來 BBU 有望實現標配化,跟隨 PSU 需求共同成長,并且由于功率密度的提升,價值量也有望實現增長,推動電源市場規模提升。投資建議:投資建議:見第三章內容。風險提示:風險提示:技術路線演進風險、研發進展不及預期、地緣政治風險、測算不準確風險。增持增持(維持維持)行業走勢行業走勢 作者作者 分析師分析師 鄭震湘鄭震湘 執業證書編號:S06805
6、24120005 郵箱: 分析師分析師 佘凌星佘凌星 執業證書編號:S0680525010004 郵箱: 分析師分析師 劉嘉元劉嘉元 執業證書編號:S0680525010002 郵箱: 相關研究相關研究 1、電子:周觀點:國產算力供需雙擊,重視產業鏈機遇 2025-02-23 2、電子:周觀點:DeepSeek 驅動推理熱潮,國內資本開支有望超預期 2025-02-16 3、電子:周觀點:國產模型迅速破圈,重視國產算力、端側機遇 2025-02-09 -10%4%18%32%46%60%2024-022024-062024-102025-02電子滬深3002025 02 26年 月 日 gsz
7、qdatemark P.2 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 內容目錄內容目錄 1、服務器供電:機柜功率密度提升,大陸廠商逐步突破.4 1.1 供配電系統可靠性對數據中心運行至關重要.4 1.2 AI 驅動服務器電源需求提升.5 1.3 競爭格局集中,大陸廠商逐步突破.13 2、備用電源:數據中心平穩運行的基石.15 2.1 AIDC 帶動柴油發電機組供不應求.15 2.2 UPS 穩步增長,HVDC 有望引領下一代高壓高效平臺.17 2.3 BBU 標配化進一步打開市場空間.23 3、相關標的.25 風險提示.25 圖表目錄圖表目錄 圖表 1:數據中心能耗構成.4 圖表 2:
8、數據中心宕機原因(2022).4 圖表 3:數據中心供配電系統.5 圖表 4:AI 服務器出貨量.5 圖表 5:CSP 與品牌高階 AI 服務器出貨量與占比預估.5 圖表 6:海外四大 CSP 資本開支(年度).6 圖表 7:海外四大 CSP 資本開支(季度).6 圖表 8:五大科技公司算力預測.6 圖表 9:臺積電顯著上調未來五年 AI 收入 CAGR 指引.7 圖表 10:英偉達 GPU 芯片功耗持續提升.8 圖表 11:AI 推動機柜功率密度持續提升.8 圖表 12:英飛凌 AC-DC 產品路線圖.9 圖表 13:臺達 PSU 對比(1).9 圖表 14:臺達 PSU 對比(2).9 圖
9、表 15:AI 電源功率密度持續提升.9 圖表 16:CPU/GPU 算力加速提升帶動電源需求.9 圖表 17:AI 服務器電源量價齊升.10 圖表 18:NVL72 單柜采用 8 個 power shelf.10 圖表 19:Trainium 2 Ultra 架構.11 圖表 20:Trainium 2 Ultra 功耗.11 圖表 21:Atlas 800T A2 訓練服務器原始視圖.12 圖表 22:Atlas 800T A2 訓練服務器爆炸圖.12 圖表 23:Atlas 900 A2 PoD 集群基礎單元爆炸圖(1).12 圖表 24:Atlas 900 A2 PoD 集群基礎單元爆
10、炸圖(2).12 圖表 25:Blackwell 機柜電源市場敏感性分析.13 圖表 26:24Q3 臺達收入、利潤拆分.13 圖表 27:臺達電源及零組件利潤率變化.13 圖表 28:光寶收入拆分.14 圖表 29:麥格米特研發費用.14 圖表 30:數據中心柴油發電機.15 圖表 31:meta 和谷歌數據中心采用 36、34 臺發電機.15 圖表 32:柴油發電機市場規模敏感性分析(僅計算 NVL72 需求).15 圖表 33:數據中心 IT 電力需求.16 圖表 34:數據中心柴油發電機競爭格局.17 圖表 35:國產柴發與進口柴發參數對比(1).17 圖表 36:國產柴發與進口柴發參
11、數對比(2).17 圖表 37:UPS 結構.18 2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.3 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 38:UPS 冗余結構.18 圖表 39:中國 UPS 市場規模.18 圖表 40:中國 UPS 競爭格局(按銷售額排名,2023 年).18 圖表 41:目前配電架構.19 圖表 42:未來配電架構.19 圖表 43:配電架構對比.19 圖表 44:數據中心三種供配電方案的系統架構.20 圖表 45:1.2WM 數據中心巴拿馬電源項目的系統組成.20 圖表 46:單組電池個數.21 圖表 47:2N 巴拿馬供電方案.21
12、 圖表 48:2N(巴拿馬+市電)方案.21 圖表 49:不同數據中心供配電系統對比.21 圖表 50:微軟 Mt Diablo.22 圖表 51:禾望電氣產品圖.23 圖表 52:BBU 與 PSU 為 1:1 關系.24 圖表 53:BBU 與 PSU 的功率相對應.24 2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.4 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 1、服務器服務器供電:供電:機柜功率密度提升機柜功率密度提升,大陸廠商逐步突破,大陸廠商逐步突破 1.1 供配電系統可靠性對數據中心運行至關重要供配電系統可靠性對數據中心運行至關重要 數據中心的能耗來源于數
13、據中心的能耗來源于 IT 設備、照明、空調和供配電系統,電源可靠性對數據中心至設備、照明、空調和供配電系統,電源可靠性對數據中心至關重要。關重要。IT 設備由服務器、存儲和網絡通信設備構成,功耗約占數據中心總功耗的 45%;空調系統主要用于為 IT 設備散熱,是數據中心最大的能耗來源之一,也是提高數據中心能源效率的重點環節,功耗占比約為 40%;供配電系統由輸入變壓器、ATS(Automatic Transfer Switching)開關、UPS 及配電柜組成,功耗占比約為 10%,其中 7%來源于 UPS及其輸出供電系統,3%來源于 UPS 輸入供電系統。全球數字基礎設施權威機構 Uptim
14、e Institute 發布的2022 年全球數據中心調查報告中提到,超過一半(55%)的運營商報告稱,他們在過去三年中經歷過站點中斷,其中供配電系統導致的問題占比 39%,供電系統可靠性對數據中心至關重要。圖表1:數據中心能耗構成 資料來源:電力九三公眾號,國盛證券研究所 圖表2:數據中心宕機原因(2022)資料來源:Uptime Institute,維諦技術 Vertiv 服務公眾號,國盛證券研究所 數據中心供配電系統將高壓轉換為中壓,再轉換為低壓給數據中心供配電系統將高壓轉換為中壓,再轉換為低壓給 IT 設備使用。設備使用。供電公司提供高電壓(100kV)或中壓電力,需要現場變電站和電力
15、變壓器將其降壓到中壓(MV)。MV 開關設備將 MV 電力安全分配到另一個變壓器,該變壓器位于數據大廳附近,并將電壓降低到低壓(415V)。與變壓器配對的是一臺柴油發電機,它也以 415V 交流輸出,如果電力公司停電,自動轉換開關(ATS)將自動切換電力到發電機。從這里開始有兩條電力路徑:一條通往 IT 設備,另一條通往冷卻設備。IT 設備路徑首先通過 UPS 系統流動,12%15%29%24%10%5%5%0%5%10%15%20%25%30%35%2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.5 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 該系統連接到一組電池:通常具
16、有 5-10 分鐘的電池存儲時間,足夠發電機啟動(在一分鐘內)并避免臨時停電;UPS 電源通常通過電源配電單元(PDUs)直接供應給 IT 設備。最后一步,是通過電源供應單元(PSU)和電壓調節器模塊(VRM)將電力傳輸到芯片。圖表3:數據中心供配電系統 資料來源:半導體產業研究公眾號,國盛證券研究所 1.2 AI 驅動服務器電源需求提升驅動服務器電源需求提升 AI 服務器需求旺盛,北美四大服務器需求旺盛,北美四大 CSP 資本開支上行。資本開支上行。從 AI 服務器出貨量來看,2023 年高階 AI 服務器出貨 19.96 萬臺,一般 AI 服務器出貨 46.98 萬臺。2024 年高階 A
17、I 服務器預期出貨 54.3 萬臺,較 2023 年成長 172%;2024 年一般 AI 服務器預期出貨 72.5 萬臺,較 2023 年成長 54.2%。根據 Trendforce,2024 年 AI 服務器占整體服務器出貨的比重預估將達 12.2%,較 2023 年提升約 3.4 個百分點;從產值看,預估 2024 年 AI 服務器產值將達 1,870 億美元,同比+69%,產值占整體服務器高達 65%。從需求方來看,2023 年前五大業者出貨占總體比重達 85.1%,2024 年前五大業者占比則降至 77%,前四大仍為以代工廠直接銷售(ODM-direct)為服務器主要采構模式的大型
18、CSP 廠商。圖表4:AI 服務器出貨量 圖表5:CSP 與品牌高階 AI 服務器出貨量與占比預估 資料來源:Digitimes,國盛證券研究所 資料來源:Digitimes,國盛證券研究所 帶自動轉換開關的主配帶自動轉換開關的主配電(電(ATS)柴油發電機柴油發電機UPS電池電池服務器、存儲、服務器、存儲、網絡設備網絡設備APC SymmetraPX500(UPS)干式空冷器干式空冷器LU-VE電氣控制電氣控制電力冷水機組電力冷水機組2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.6 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 海外海外 CSP 持續加碼持續加碼 AI 投
19、資,投資,2025 年資本開支維持高位增長。年資本開支維持高位增長。2024Q4 海外四大 CSP合計資本開支為 697 億美元,同比增長 66%,環比增長 23%,2024 年海外四大 CSP 合計資本開支為 2169 億美元,同比增長 56%,CSP 持續加碼 AI 服務器及相關投資。展望2025 年,meta 預計 2025 年全年資本支出為 600-650 億美元,亞馬遜 2025 年資本支出將提高至 1000 億美元,以期抓住人工智能(AI)領域千載難逢的商業機遇,上述大部分資本支出用于旗下云計算部門 AWS 研發 AI 技術,谷歌預計 2025 年資本支出為 750 億美元,微軟
20、FYQ2 包括融資租賃在內的資本支出為 226 億美元,預計 FYQ3 和 FYQ4 的季度支出將維持 FYQ2 的水平。我們看到 2024 年各大 CSP 持續加碼 AI 投資,meta 逐季上調資本開支預期,2025 年資本開支維持高位增長。圖表6:海外四大 CSP 資本開支(年度)資料來源:wind,國盛證券研究所 圖表7:海外四大 CSP 資本開支(季度)資料來源:wind,證券研究所 科技公司緊鑼密鼓布局、升級迭代大模型訓練,科技公司緊鑼密鼓布局、升級迭代大模型訓練,AI 算力芯片需求強勁。算力芯片需求強勁。在加速計算和生成式 AI 的帶動下,算力需求陡增,全球高科技公司紛紛涌入 A
21、I 領域開展軍備競賽。預計 2024 年微軟有 75 萬-90 萬塊等效 H100,25 年預計達到 250 萬-310 萬;谷歌 2024年有 100 萬-150 萬塊等效 H100,25 年預計達到 350 萬-420 萬;Meta2024 年有 55 萬-65 萬塊等效 H100,25 年預計達到 190 萬-250 萬;亞馬遜 2024 年有 25 萬-40 萬塊等效 H100,25 年預計達到 130 萬-160 萬;xAI2024 年有 10 萬塊等效 H100,25 年預計達到 55 萬-100 萬。圖表8:五大科技公司算力預測 資料來源:新智元,國盛證券研究所 AI 需求強勁,
22、為臺積電長期增長注入強大動能,公司顯著上調未來五年需求強勁,為臺積電長期增長注入強大動能,公司顯著上調未來五年 AI 收入收入 CAGR中值指引為中值指引為 45%。臺積電在 2024 年 4 月的 24Q1 業績發布會上,預計 2024 年 AI 收入資本開支資本開支(億美元億美元)20202021202220232024YOY20202021202220232024META151186314273373META23%69%-13%37%亞馬遜350554583481777亞馬遜58%5%-17%61%谷歌223246315323525谷歌11%28%2%63%微軟1702152443174
23、95微軟27%13%30%56%合計合計8941,2011,4561,3942,169合計合計34%21%-4%56%資本開支(億美元元)資本開支(億美元元)20Q120Q220Q320Q421Q121Q221Q321Q422Q122Q222Q322Q423Q123Q223Q323Q424Q124Q224Q324Q4META36333746434643545476949068626577648283144亞馬遜546698132112130148165137141150154131104113134139164213261谷歌6054545559556864986873766369811101
24、20132131143微軟3538474942516558595369636366899997110139149合計合計185190236282256282323340348338386384325301348420421487565697QOQ20Q120Q220Q320Q421Q121Q221Q321Q422Q122Q222Q322Q423Q123Q223Q323Q424Q124Q224Q324Q4META-9%13%25%-7%8%-6%25%1%39%24%-4%-24%-9%5%17%-17%28%1%75%亞馬遜22%48%35%-15%16%14%12%-17%3%7%3%-15
25、%-20%9%18%4%18%30%22%谷歌-10%0%1%8%-8%24%-6%53%-30%7%4%-17%10%17%37%9%10%-1%9%微軟6%26%3%-15%22%27%-10%1%-9%29%-9%0%5%35%11%-2%13%27%8%合計合計3%24%19%-9%10%15%5%2%-3%14%-1%-15%-7%16%20%0%16%16%23%YOY20Q120Q220Q320Q421Q121Q221Q321Q422Q122Q222Q322Q423Q123Q223Q323Q424Q124Q224Q324Q4META20%42%17%16%27%64%117%68
26、%26%-18%-30%-15%-6%31%26%88%亞馬遜106%96%50%25%23%9%2%-6%-5%-26%-25%-14%7%57%88%95%谷歌-1%2%26%16%65%24%7%19%-36%1%11%45%91%91%62%30%微軟18%35%36%18%41%5%6%8%7%24%30%58%55%66%55%50%合計合計38%48%37%21%36%20%19%13%-7%-11%-10%9%30%62%62%66%2024YE(H1002025GB2002025YEH100等效)()(等效)MSFT750k-900k800k-1m2.5m-3.1mGOOG1
27、m-1.5m400k3.5m-4.2mMETA550k-650k650k-800k1.9m-2.5mAMZN250k-400k360k1.3m-1.6mXAI100k200-400k550k-1m2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.7 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 占營收比例達到約 11-13%(low-teens),預計到 2028 年占比提升至 20%以上,未來五年 CAGR 達到 50%。近期 24Q4 業績發布會上,公司表示 2024 年 AI 收入(包含 AI GPU、AI ASIC 和 HBM 控制器)超過三倍增長,占總營收比重中值約
28、15%(mid-teens),預計2025 年 AI 收入還將翻倍。此外,公司顯著上調了未來五年 AI 收入復合增速指引,在已經翻三倍增長的 2024 年 AI 收入基礎上,公司預計未來五年 AI 收入 CAGR 中值達 45%(mid-40%),AI 將成為 HPC 平臺營收增長的關鍵驅動力。圖表9:臺積電顯著上調未來五年 AI 收入 CAGR 指引 資料來源:臺積電,國盛證券研究所 注:把 2023 年 AI 收入看作單位 1,縱坐標為倍數 AI 服務器供電分為柜外、服務器供電分為柜外、rack、tray。高壓電從電網進入數據中心后,服務器電源供應器會先將交流電轉為直流電,并降壓到 48
29、伏特,這一步由 PSU 完成;接著,主板上的DCDC 轉換器,再將電壓轉換成 CPU 用的 12 伏特和 GPU 用的 0.8 伏特低電壓。UPS:在電網中斷時提供臨時電力,保護數據免受損失,該設施在柜外,不包括在rack 的供電設施中。AC/DC 環節:將電網的交流電轉換為適合服務器使用的 48V 直流電,該電源模塊名為 PSU,在 rack 中。DC/DC 環節:進一步將 48V 直流電降至 CPU 用的 12 伏特和 GPU 用的 0.8 伏特低電壓,該設施在 tray 中,分為 Hot Swap、IBC 和 Vcore。英偉達英偉達 GPU 功耗持續提升,帶動機柜功率密度增長。功耗持續
30、提升,帶動機柜功率密度增長。英偉達算力芯片額定功率持續提升,A100 為 400W,H100H200B100 均為 700W,2024 年的 GTC 上英偉達發布的基于 Blackwell 架構的 B200 GPU 功耗則首次達到了 1000W,超級芯片 GB200 功耗最高達到 2700w。根據 Vertiv,從峰值功率密度來看,預期 AI GPU 機架峰值功耗將隨著英偉達AI GPU roadmap 的升級持續增長,由 2024-2025 年的 130-250kw 到 2026-2027 年的250-900kw,再到 2028-2029+年的 900-1000+kw。05101520252
31、02320242025E2026E2027E2028E2029E24Q1指引24Q4指引2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.8 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表10:英偉達 GPU 芯片功耗持續提升 資料來源:快科技,英偉達官網,國盛證券研究所 圖表11:AI 推動機柜功率密度持續提升 資料來源:Vertiv,國盛證券研究所 當前當前 AI 服務器的服務器的 PSU 有望從有望從 5.5kw 升級為升級為 10kw 及以上。及以上。AI 服務器和數據中心的電力需求不斷增加,迫使電源設計加速發展,從 800W 迅速增加到 5.5kW。英飛凌表示,目
32、前可以看到需求達到 12 kW 甚至更高。此外,系統效率要求已上升到 97.5%以上,同時增加了更高的功率密度(例如 100 W/in),以滿足外形尺寸限制、嚴格的保持時間要求。根據臺達,我們可以看到 ORV3 HPR2 PSU 從 ORV3 HPR PSU 的5.5kw 升級至 10kw,提升 82%,但尺寸長度僅從 640mm 提升至 710mm,提升 11%,寬度和高度不變,功率密度大幅提升,緩解了機柜功耗提升與有限的機柜空間之間的矛盾。050010001500200025003000A100H100H200B100B200GB200功耗(W)2025 02 26年 月 日 gszqda
33、temark P.9 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表12:英飛凌 AC-DC 產品路線圖 資料來源:英飛凌,國盛證券研究所 圖表13:臺達 PSU 對比(1)圖表14:臺達 PSU 對比(2)資料來源:臺達,國盛證券研究所 資料來源:臺達,國盛證券研究所 圖表15:AI 電源功率密度持續提升 圖表16:CPU/GPU 算力加速提升帶動電源需求 資料來源:Electronicdesign,國盛證券研究所 資料來源:nucleuswealth,國盛證券研究所 機柜功率密度提升推動服務器電源量價齊升。機柜功率密度提升推動服務器電源量價齊升。根據安森美,2024 年平均每機柜的
34、功耗為40kw,價格約 2500 美元每機柜,可以計算得到安森美產品(FETs、eFuse、Drivers、controllers、PoL、多相控制器、smart power stage)平均每瓦的單價為 0.06 美元;預計 2025 平均每機柜的功耗為 120kw,價格為 9500 美元每機柜,每瓦的單價為 0.08 美元;預計 2026 年之后平均每機柜的功耗為 200-300kw,單機柜價值量持續提升。我們認為不僅是芯片級,電源模塊整體也將隨著功率密度的提升而實現量價齊升。2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.10 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲
35、明 圖表17:AI 服務器電源量價齊升 資料來源:安森美,國盛證券研究所 GB200 NVL72 采用采用 48 個個 5.5kw PSU,1:1 冗余冗余+sidecar 帶動帶動 PSU 需求提升。需求提升。在不考慮冗余的情況下,GB200 NVL36 機架每個機架有 2 個 power shelf,每個 power shelf由 6 個 5.5kw 的 PSU 構成,一共提供 66kW 的電力,NVL72 將有 4 個 power shelf,提供 132kW 的電力。根據微軟,其在 Azure 中部署的 NVL72 單柜采用 8 個 power shelf,即 48 個 PSU(8*6
36、),也就是 1:1 冗余,此外側柜中還有兩個 power shelf,大幅提升了電源的需求。我們認為,根據臺達的我們認為,根據臺達的 PSU 路線,后續路線,后續 GB300、Rubin 有望采用有望采用 10kw PSU,功率密度提升以及,功率密度提升以及 1:1 冗余的趨勢下,將帶動冗余的趨勢下,將帶動 AI 電源市場規模持續增長。電源市場規模持續增長。圖表18:NVL72 單柜采用 8 個 power shelf 資料來源:semianalysis,微軟,國盛證券研究所 AWS 的 Trn2-Ultra SKU 由每個擴展域的 4 個 16 芯片物理服務器組成,因此每個擴展域的 64 芯
37、片,由兩個機架組成,配置類似于 GB200 NVL36x2。為了沿著 z 軸形成一個環面,每個物理服務器連接到另外兩個物理服務器,服務器使用一組有源電銅電纜,由圖可知,powershelf 為 33kw,一共使用 4 個,33*4 即 132kw,與 GB200 機柜使用的電源相似,為 4*6 共 24 個 PSU,單個 PSU5.5kw。4組組powershelf4組組powershelf2組組powershelf1組組powershelf由由6個個5.5kw的的PSU組成組成2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.11 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明
38、 圖表19:Trainium 2 Ultra 架構 資料來源:semianalysis,國盛證券研究所 圖表20:Trainium 2 Ultra 功耗 資料來源:semianalysis,國盛證券研究所 Atlas 800T A2 支持支持 4 個熱插拔個熱插拔 2600w 電源模塊,支持電源模塊,支持 2+2 冗余備份。冗余備份。Atlas 800T A2 適用于 AI 訓練場景,滿足大規模數據中心集群部署。Atlas 800T A2 訓練服務器是基于華為自研鯤鵬 920 處理器和昇騰 910 AI 處理器的 AI 訓練服務器。服務器中包括 4 顆鯤鵬 920 處理和 8 顆昇騰 910
39、AI 處理器,支持 4 個熱插拔 2600w 電源模塊,支持 2+2冗余備份。Atlas 800T A2 廣泛應用于深度學習模型開發和 AI 訓練服務場景。該設備面向公有云、互聯網、運營商、政府、交通、金融、高校、電力等領域,具有高計算密度、高能效比、高網絡帶寬、易擴展、易管理等優點,滿足企業機房部署和大規模數據中心集群部署。2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.12 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表21:Atlas 800T A2 訓練服務器原始視圖 圖表22:Atlas 800T A2 訓練服務器爆炸圖 資料來源:華為,國盛證券研究所 資料來源
40、:華為,國盛證券研究所 Atlas 900 A2 PoD 支持支持 24 個個 PSU,單,單 PSU 3kw,最大支持,最大支持 66kw 供電。供電。Atlas 900 A2 PoD 集群基礎單元支持 8 個 4U 計算節點,配置 4 臺 DX511 交換機,支持 24 個 PSU,單 PSU 3kw,最大支持 66kw 供電,具有高密度,高能效,高可靠,易拓展,一體化交付,極簡運維,低 TCO 等特點,支持大規模,高性能 AI 訓練業務,可應用于人工智能計算中心、運營商、云計算等重算力場景。我們認為,國內我們認為,國內 AI 芯片迭代下,隨著功耗逐芯片迭代下,隨著功耗逐步提升,未來有望從
41、步提升,未來有望從 3kw 的的 PSU 升級至目前海外升級至目前海外 AI 服務器主流的服務器主流的 5.5kw PSU,進,進一步提升國內一步提升國內 AI 電源的市場空間。電源的市場空間。圖表23:Atlas 900 A2 PoD 集群基礎單元爆炸圖(1)圖表24:Atlas 900 A2 PoD 集群基礎單元爆炸圖(2)資料來源:華為,國盛證券研究所 資料來源:華為,國盛證券研究所 AI 服務器電源功率與用量大幅提升,我們進行了敏感性分析,僅計算英偉達 Blackwell 的電源需求,在 5.5kw PSU 單瓦價格為 2.5 元,2025 年 GB200 NVL72 等效出貨量在 2
42、.5萬柜的情況下,GB200 NVL72 電源的市場規模為 165 億元。8顆昇騰顆昇騰910 AI處理器處理器4顆鯤鵬顆鯤鵬920處理器處理器2+2冗余電源冗余電源2600wCable背板背板液冷門液冷門2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.13 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表25:Blackwell 機柜電源市場敏感性分析 資料來源:國盛證券研究所測算,假設 1:GB200 NVL72 目前不包括 sidecar 的情況下,采用的為 48 個 5.5kw的 PSU,我們根據臺達的路線圖,假設 GB300 采用 10kw 的 PSU,GB300
43、 和 B300 HGX 的 TDP 分別達到 1.4KW和 1.2KW(GB200 和 B200 的 TDP 分別為 1.2KW 和 1KW),我們認為 72 卡的形式下,功耗至少會提升 14.4kw,假設采用類似 1:1 冗余結構,則至少需要 24 個 PSU(4 個 powershelf,每個 powershelf 為 6 個 PSU);假設 2:由于功率密度提升,技術難度會提高,預計 10kw 的 PSU 價格會提升 1.3 競爭格局集中,大陸廠商逐步突破競爭格局集中,大陸廠商逐步突破 臺達壟斷服務器電源市場,可提供完善的電力解決方案。臺達壟斷服務器電源市場,可提供完善的電力解決方案。臺
44、達為 AI 服務器 ACDC 電源供應器龍頭,市占率超 50%,公司是全球唯一能提供從 2 萬伏特高壓電,到 0.8 伏特芯片端用電,完整一條龍電力解決方案的企業。數據中心建設若每段電力設施分配給不同供應商,易產生匹配性問題,臺達能夠提供上游到下游電力完整解決方案,具備競爭優勢。根據英偉達官網,目前電源的供應商為臺達、光寶、Flex、麥格米特。24Q3 臺達電源及零組件營收 623 億新臺幣,同比-11%,環比增長 13%,利潤 14 億新臺幣,同比增長 29%,環比增長 24%,臺達電源及零組件利潤率為 22.4%,同比+7pcts,環比+2pcts,公司 24Q1、24Q2 利潤率顯著提升
45、,我們認為隨著英偉達 AI 服務器的持續迭代升級,臺達電源業務結構有望持續優化。圖表26:24Q3 臺達收入、利潤拆分 圖表27:臺達電源及零組件利潤率變化 資料來源:臺達,國盛證券研究所 資料來源:臺達,國盛證券研究所 光寶為英偉達重要供應商,光寶為英偉達重要供應商,33KW Power Shelf 電源已于電源已于 24Q4 出貨。出貨。24Q3 光寶營收368 億新臺幣,受惠 AI 服務器電源及云端運算產品規格提升,云端高階電源營收穩定成長;毛利率 22.4%、營業利潤率 10.7%,分別季增 0.2 及 0.8pcts,主要系高價值事業比重提升、汰弱留強產品組合優化,佐以導入 AI 賦
46、能與數位化營運管理的綜效。公司聚焦單 價格(元單 價格(元w2.533.544.555.562132 158 185 211 238 264 290 317 2.5165 198 231 264 297 330 363 396 3198 238 277 317 356 396 436 475 3.5231 277 323 370 416 462 508 554 4264 317 370 422 475 528 581 634 w0.250.50.7511.251.51.752318 36 54 72 90 108 126 144 3.521 42 63 84 105 126 147 168 4
47、24 48 72 96 120 144 168 192 4.527 54 81 108 135 162 189 216 530 60 90 120 150 180 210 240)GB200 NVL72wGB300 NVL72w等效(柜,市場規模單位:億元)等效(柜,市場規模單位:億元)0%5%10%15%20%25%0100002000030000400005000060000700008000023Q123Q223Q323Q424Q124Q224Q3電源收入(百萬新臺幣)電源利潤(百萬新臺幣)電源利潤率(右軸)2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.14 請仔細閱讀本
48、報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 云端、光電、5G 及新事業等投入,研發投入持續增加,占當季總營收 5.3%。公司表示33KW Power Shelf 用于新一代 AI 服務器電源 24Q4 陸續出貨,預計 25Q1 放量,公司看好 2025 年相關業務高成長表現。圖表28:光寶收入拆分 資料來源:光寶,國盛證券研究所 大陸廠商逐步突破,麥格米特進入英偉達供應鏈。大陸廠商逐步突破,麥格米特進入英偉達供應鏈。麥格米特作為行業領先的電源解決方案提供商,在 2024 年 10 月 15 日至 17 日召開的 OCP 全球峰會上正式推出了適用于NVIDIA MGX平臺的最新電源系統,此完全模塊化的
49、解決方案共具有 6 個 5.5kw 電源模塊,在 1U 服務器電源架中提供總計 33kW 的功率,效率高達 97.5%,公司為英偉達指定的 40 余家數據中心部件提供商之一。由上述各服務器采用的電源架構可知,麥格米特提供的為 GB200 機柜使用的電源,根據 trendforce,在 NVIDIA 大力推動下,預期GB200 NVL72 機柜將于 2025 年成為主要的采用方案。麥格米特 2023 年以來研發費用每季度均實現同比增長,我們看好隨著公司產品力提升,份額持續提高,隨著 GB200 機柜放量,有望對公司營收業績帶來貢獻。圖表29:麥格米特研發費用 資料來源:Wind,國盛證券研究所
50、-0.2-0.100.10.20.30.40.50.000.501.001.502.002.503.0022Q122Q222Q322Q423Q123Q223Q323Q424Q124Q224Q3研發費用(億元)yoyqoq2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.15 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 2、備用電源備用電源:數據中心平穩運行的基石:數據中心平穩運行的基石 2.1 AIDC 帶動柴油發電機組帶動柴油發電機組供不應求供不應求 發電機與低壓變壓器一一匹配,上游電源發生故障時保障數據中心運行。發電機與低壓變壓器一一匹配,上游電源發生故障時保障數據中心運
51、行。每個低壓變壓器旁邊都會配備一個功率與變壓器相匹配的發電機,它們在變壓器或變壓器上游電源發生故障時會介入,如果發生主電源故障,低壓開關設備中的自動轉換開關(ATS),會自動切換到發電機(在超大規模園區中每臺發電機功率為 2-3 兆瓦),一臺 3MW 的發電機的馬力超過 4000,在超大規模數據中心通??梢哉业?20 臺或更多這樣的發電機。如下圖所示,meta H 型數據中心有 36 臺發電機組,谷歌有 34 臺發電機組。圖表30:數據中心柴油發電機 圖表31:meta 和谷歌數據中心采用 36、34 臺發電機 資料來源:半導體產業研究,國盛證券研究所 資料來源:半導體產業研究,國盛證券研究所
52、 柴油發電機柴油發電機組組功率功率可達到可達到 IT 總負荷總負荷的的 2 倍倍。根據 CDCC,某數據中心改建案例中,機柜數量為 1376 個 4kW 服務器機柜,24 個 4kW 網絡機柜,考慮 0.9 的使用系數,總 IT 負荷為 5040kW,本項目采用 5+1 臺 1800kW 中壓室外油,我們看到在此案例下柴油發電機的功率約為 IT 總負荷的兩倍。根據CDCC,數據中心行業主流的柴油發電機品牌常用功率1800kW價格約為250萬元、2000kW 價格約為 360 萬元、2200kW 價格約為 550 萬元、2500kW 價格約為 830 萬元。我們簡單進行敏感性分析可知,假設采用
53、2000kW 的柴油發電機,柴發的需求為 IT 總負載的兩倍,2.5 萬柜 GB200 NVL72 需要柴油發電機的市場規模約為 108 億元。圖表32:柴油發電機市場規模敏感性分析(僅計算 NVL72 需求)資料來源:CDCC,國盛證券研究所測算 2025 年年全球全球數據中心柴油發電機市場規模有望達到數據中心柴油發電機市場規模有望達到 555 億元。億元。根據 SemiAnalysis,未來幾年,數據中心電源容量的 CAGR 預計將從 12-15%加速到 25%的 CAGR。全球數據中心關鍵 IT 電力需求預計將從 2023 年的 49GW 激增到 2026 年的 96GW,其中人工智能將
54、消耗約 40GW,2023-2026 年三年間新增的需求為 47GW,我們看到增長的主要是柴發單機功率(柴發價格(萬元)單 價格 元)柴發單機功率(柴發價格(萬元)單 價格 元)kww(kww()GB200 NVL72wGB300 NVL72w等效(柜,市場規模單位:億元)等效(柜,市場規模單位:億元)2.533.544.555.5618002501.4 83 100 117 133 150 167 183 200 20003601.8 108 130 151 173 194 216 238 259 22005502.5 150 180 210 240 270 300 330 360 2500
55、8303.3 199 239 279 319 359 398 438 478 0.250.50.7511.251.51.75218002501.4 9 19 28 38 47 56 66 75 20003601.8 12 24 36 49 61 73 85 97 22005502.5 17 34 51 68 84 101 118 135 25008303.3 22 45 67 90 112 134 157 179 2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.16 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 AI 的需求,假設均采用 2000kw 的柴油發電機,柴發的需求
56、為 IT 總負載的兩倍,那么2024、2025、2026 年合計的總市場規模預計為 1692 億元,按照每年 25%的平均增速來看,2024-2026 年的市場規模預計分別為 444/555/693 億元。根據 CDCC,在 AIDC 迅速崛起的背景下,數據中心規模已發展至超大園區級別,柴發容量和并機數量進一步增加,對柴發設備的性能和可靠性提出了更高要求,未來 AIDC 將更傾向于大功率柴油發電機,同時短期數據中心用柴發供不應求,行業或有望迎來量價齊升。圖表33:數據中心 IT 電力需求 資料來源:SemiAnalysis,國盛證券研究所 海外廠商海外廠商占據數據中心柴油發電機組占據數據中心柴
57、油發電機組行業行業主導地位。主導地位。數據中心主要使用進口品牌的柴油發電機組,多為康明斯、卡特彼勒、MTU、三菱等產品,其中使用較多的機組包括康明斯 C2500D5A、卡特 3516B 和 MUT4000 系列。市場上主流的大功率高速柴油機品牌,除進口品牌外,目前合資品牌還有玉柴 MTU 和重慶康明斯,國產品牌玉柴、濰柴和磐谷等的產品目前在數據中心市場已經有了一些應用案例。進口品牌與國產品牌的主要差異在于發動機部分,成套配置和成套技術上目前差別不大。國內廠商中,科泰電源核心業務為發電機組產品及服務,可以廣泛應用在通信機房、數據中心、電力、高端制造等對供電可靠性要求較高的領域。公司借助與 ROL
58、LS-ROYCE SOLUTIONS 合資工廠優勢,積極推進原裝品牌機組業務發展,批量交付 MTU 原裝機組訂單,努力獲取新項目訂單。2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.17 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表34:數據中心柴油發電機競爭格局 資料來源:CDCC,國盛證券研究所 圖表35:國產柴發與進口柴發參數對比(1)圖表36:國產柴發與進口柴發參數對比(2)資料來源:CDCC,國盛證券研究所 資料來源:CDCC,國盛證券研究所 2.2 UPS 穩步穩步增長,增長,HVDC 有望引領下一代高壓高效平臺有望引領下一代高壓高效平臺 UPS 填補發電機
59、啟動空白,確保數據中心電力供應不中斷。填補發電機啟動空白,確保數據中心電力供應不中斷。在自動轉換開關(ATS)的下游是一個不間斷電源(UPS)系統,它的作用是確保電力供應不會中斷。為了確保電力持續不斷,UPS 系統的電力設備被連接到一組電池。發電機通常需要約 60 秒才能啟動并達到全負荷,UPS 系統的響應時間通常低于 10 毫秒,可以填補這一空白。UPS 系統一般包含以下組件:逆變器:在數據中心中通過 IGBT 功率半導體,將來自電池的直流電轉換為交流電。整流器:將交流電轉換為直流電,并讓 UPS 給電池組充電。電池組必須充滿電以確保電力流動。電池組:可以是鉛酸或鋰電池。鋰電池逐步替代鉛酸電
60、池,但鋰電池必須符合嚴格的防火規范。靜態旁路開關:如果 UPS 發生故障,負載將自動切換到主電源。如果需要對 UPS 進行維護,則還可以手動切換負載。超大規模數據中心通常使用超大規模數據中心通常使用 4N3R(四套設備可用,正常運行需需三套)或(四套設備可用,正常運行需需三套)或 N+2C 等方等方案。案。N+2C 也稱為“Catcher”,這種方案可以提高 UPS 負載利用率(提高效率)并降低每兆瓦的資本支出。N+1 設計使用多個較小的 UPS(3*1 兆瓦)和一個冗余單元,而不是能處理整個負載的兩個單獨的 UPS 系統,使用靜態轉換開關(STS),這樣在故障時可以將負載立即從一個 UPS
61、切換到另一個 UPS。在 4N3R 中,從配電到背板(即從電源電纜一直到發電機和變壓器)共有四套獨立的電源系統,但需運行其中三個。2N 分配通常被零售和批發托管運營商應用在評級為 3 級的數據中心中,兩個獨立的電力分配系統(從2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.18 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 UPS 到電源電纜)被稱為 A 側和 B 側,如果由于任何組件故障導致另一側的電源中斷,IT 機架可以使用其中一側。圖表37:UPS 結構 圖表38:UPS 冗余結構 資料來源:半導體產業研究,國盛證券研究所 資料來源:半導體產業研究,國盛證券研究所 UP
62、S 穩步穩步增長,華為、科華、維諦技術占據中國市場前三位。增長,華為、科華、維諦技術占據中國市場前三位。根據睿略信息咨詢,2023年全球 UPS 市場規模為 611.07 億元,預計 2029 年將會達到 956.99 億元,CAGR 為7.6%。根據賽迪顧問,2023 年中國 UPS 市場銷售額 97.7 億元,同比增長率為 6.7%,預計 2026 年中國 UPS 市場規模將達到 127.3 億元,CAGR 為 9.2%,呈現穩定增長。中國市場中,按銷售額排名,華為、科華、維諦技術占據前三位。圖表39:中國 UPS 市場規模 圖表40:中國 UPS 競爭格局(按銷售額排名,2023 年)資
63、料來源:賽迪顧問,國盛證券研究所 資料來源:賽迪顧問,國盛證券研究所 配電架構有望向配電架構有望向高壓高效高壓高效 HVDC 升級升級。從目前的配電架構來看,架構一為柜外 UPS 電源+柜內 PSU 電源,架構二為柜內 PSU+BBU,對比兩種架構來看,BBU 充當“機架內UPS”的好處是將數據中心所需的總電池容量減少了一半,因為僅使用單個機架內電池就可以進行備份,不再需要 A 面和 B 面 UPS,此外也減少了整個鏈路的電力損耗,從 93%左右的電力保留提升至96%左右。展望未來,Sidecar電源機架可在配置傳統416/480Vac電源的數據中心部署+/-400Vdc 有效負載機架,根據設
64、施備用電源配置,可配置帶或不帶電池模塊(BBU)。根據有效負載機架電源要求,可支持不同的有效負載機架配置,能有效節省 IT rack 的空間用以放置服務器等。目前如巴拿馬電源等項目為向+/-400Vdc 過渡的形式,我們認為未來 AI 大功率、高密度趨勢下,有望推動配電架構向 HVDC 升級。0%2%4%6%8%10%12%14%16%0.020.040.060.080.0100.0120.0140.02021202220232024E2025E2026E中國UPS市場規模(億元)yoy2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.19 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告
65、末頁聲明 圖表41:目前配電架構 資料來源:Google,國盛證券研究所 圖表42:未來配電架構 資料來源:Google,國盛證券研究所 圖表43:配電架構對比 資料來源:Google,國盛證券研究所 高效簡潔高效簡潔成為行業趨勢成為行業趨勢,巴拿馬方案應運而生。,巴拿馬方案應運而生。早期數據中心供配電多采用 UPS 方案,搭配 N+1、2N 等架構提升可靠性,但存在冗余多、系統復雜、效率低的問題,整體效率約 94.7%。HVDC 高壓直流方案因模塊化、高效、可靠、成本低等優勢被廣泛關注,整體效率約 95.2%。隨著互聯網公司數據中心興起,簡化系統、減少輔助設備空間成趨勢,臺達 2016 年開
66、始研發(“巴拿馬方案”,隨后研發成功的數據中心巴拿馬電源,將整體系統效率提升至 97.5%。2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.20 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表44:數據中心三種供配電方案的系統架構 資料來源:臺達,國盛證券研究所 數據中心巴拿馬電源整體架構由 10kV 進線柜、隔離柜、整流輸出柜、交流分配柜構成。規劃設計時需重點考量布局、承重、選型計算、配套要求及方案組合。它提供如 1.2MW、1.8MW、2.2MW、2.4MW、3.1MW 等不同容量配置,配置的總容量依數據中心 IT 負荷容量、充電容量、功率模塊冗余容量計算,變壓器容量
67、為 IT 負荷容量和充電容量之和。圖表45:1.2WM 數據中心巴拿馬電源項目的系統組成 資料來源:臺達,國盛證券研究所 整流模塊配置方面,整流模塊配置方面,單體模塊功率依系統設計容量合理選擇,模塊數量不超 120 個,數量按負載電流加 0.1C10 的充電電流計算,采用 N+1 配置(N 個主用,N10 時 1 個備用,N10 時每 10 個備用一個),且系統宜有模塊休眠功能。蓄電池配置上,蓄電池配置上,單組電池個數有相應標準(見圖表),其單體電壓可選 2V、6V、12V,每個系統蓄電池組不少于 2組且最多不宜超過 4 組。2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.21
68、請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表46:單組電池個數 資料來源:臺達,國盛證券研究所 數據中心應用的巴拿馬電源系統主要有兩種架構方案,即 2N 巴拿馬供電方案與 2N(巴拿馬+市電)方案。1)2N 巴拿馬供電方案:巴拿馬供電方案:由 A 路巴拿馬電源系統和 B 路巴拿馬電源系統組成,兩路在IT 側互為冗余備份,負載按 50%設計并考慮余量,實際運行約 40%負載;2)2N(巴拿馬(巴拿馬+市電)方案:市電)方案:為 A 路或 B 路巴拿馬電源搭配市電,將巴拿馬電源移相變壓器功率分兩部分輸出,分別供給整流模塊和 IT 設備,實現“巴拿馬+市電”模式,預計可使整體效率提升 0.
69、5%。圖表47:2N 巴拿馬供電方案 圖表48:2N(巴拿馬+市電)方案 資料來源:臺達,國盛證券研究所 資料來源:臺達,國盛證券研究所 中壓直供直流中壓直供直流 2N 系統優勢顯著。系統優勢顯著。對比其他傳統系統,其在整體投資、整體能效、占地面積、安全性等方面表現出色。2024 年,一個 2.4MW 的供配電系統,效率每提升 1%,每年可節省 21 萬度電,減排二氧化碳 200 噸。目前,臺達銷售的數據中心巴拿馬電源在線運行數量已超 500 套,助力用戶節能減碳,節省大量能源開支。圖表49:不同數據中心供配電系統對比 資料來源:臺達,國盛證券研究所 中恒電氣業務多元且優勢突出。中恒電氣業務多
70、元且優勢突出。核心技術核心技術方面方面,公司堅持技術驅動,依托多平臺和多研發中心構建領先技術平臺,產出如數據中心 HVDC 直流供配電產品等優秀成果,牽頭制定相關國家標準,技術入選國家目錄。產業協同方面,產業協同方面,打造“三位一體”數字能源產業對比項對比項中壓直供直流中壓直供直流 2N 系統(巴拿馬電源)系統(巴拿馬電源)傳統高壓直流傳統高壓直流 2N 系統系統 傳統高壓直流傳統高壓直流+市電直供市電直供傳統傳統 UPS 2N 系統系統整體投資整體投資低中低高整體能效整體能效/%97.595.29694.7占地面積(占地面積(s 代表低壓配電室面積)代表低壓配電室面積)0.77*S 單位面積
71、1*S 單位面積0.88*S 單位面積1*S 單位面積容性負載及諧波容性負載及諧波小,電源有濾波功能小,電源有濾波功能大,市電直供顯容性小,電源有濾波功能市電切換對末端影響性市電切換對末端影響性服務器電源不切換服務器電源不切換半數服務器電源切換服務器電源不切換電池放電效率電池放電效率高,電池直掛輸出母排高,電池直掛輸出母排高,電池直掛輸出母排低,存在逆變轉換過程建設周期建設周期/月月610810安全性安全性高高較高較高2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.22 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 體系,在“雙碳”與數字化背景下,產出多場景能源解決方案,推動
72、業務協同發展。供供應鏈方面,應鏈方面,借助信息化、智能化技術,搭建先進管理體系,保障產品成本與交付能力,富陽工廠積極推進信息化建設,打造零碳智慧工廠實現能源精細管理。2021 年 11 月 25 日,公司與阿里巴巴簽署約 8 億元的巴拿馬電源框架項目采購合同,約占中恒電氣 2020 年度營業收入的 56%。公司表示,巴拿馬電源具有機電工程產品化、近零損耗、極簡融合新能源和儲能等架構優勢,能為推動數據中心及高耗能行業優化能源結構和綠色轉型發展提供強有力支撐,可以更好的貼近云計算和高能耗行業的業務邏輯和低碳時代需求。微軟微軟 Mt Diablo 將單個機架分為服務器機架和電源機架,每個機架都針對其
73、主要功能進將單個機架分為服務器機架和電源機架,每個機架都針對其主要功能進行了優化。行了優化。這種模塊化方法能夠根據不同推理和訓練 SKU 不斷變化的需求來調整分解式電源機架中的功率。此外,它還有助于在各種芯片解決方案中重復使用此經過驗證的設計。Mt.Diablo 的優勢:空間優化:分解式電源使整個服務器機架能夠用于 AI 加速器和縱向擴展網絡交換機,以實現更大的 pod。這種優化對于性能和效率至關重要,每個服務器機架中的AI 加速器最多可增加 35%??蓴U展性和面向未來:高功率服務器機架驅動下,機架將超過幾百千瓦,并正在向兆瓦邁進,Mt.Diablo 可以合理調整電源架數量的大小,滿足每種配置
74、的獨特需求。電源轉換效率:當今的電源解決方案將交流輸入轉換為 48Vdc 輸出,分配到服務器托盤;轉換為 400Vdc(高壓直流電 HVDC)、單極或雙極可實現相對于高功率服務器機架需求更高的效率。模塊化設計:模塊化設計允許并行進行多個開發。這包括帶有特定電源單元(PSU)的 HVDC 電源架,這些電源單元為專用母線提供 HVDC 輸出、為服務器機架提供跨機架配電、機架儲能以及電源機架內的交流電壓分配。圖表50:微軟 Mt Diablo 資料來源:微軟,國盛證券研究所 禾望電氣專注于電能變換領域,幫助客戶實現高效、可靠、高品質的發電、用電和電能禾望電氣專注于電能變換領域,幫助客戶實現高效、可靠
75、、高品質的發電、用電和電能傳輸。傳輸。公司經過多年的研發投入,目前形成了以電力電子技術、電氣傳動技術、工業通信/互聯技術和整機工藝/制造工藝技術為核心的技術平臺。以技術平臺為基礎,公司根據產品類別的不同,建立了以中小功率變流器、兆瓦級低壓變流器、IGCT 中壓變流器和級聯中壓變流器為核心的四大產品平臺,并通過不同產品平臺間的交叉與擴展,在多個應用工藝領域不斷豐富產品系列,目前主要產品包括風電變流器、光伏逆變器、電氣傳動、儲能、氫能類產品等。2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.23 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表51:禾望電氣產品圖 資料來源:禾
76、望電氣 24 半年報,國盛證券研究所 2.3 BBU 標配化進一步打開市場空間標配化進一步打開市場空間 在圖表 42 谷歌展示的目前的第一種架構中,配電采用機柜外的 UPS 以及 server rack 中的 PSU。在第二種配電架構中,電源機箱整合電池備份單元(BBU),作為備用電源為算力設備等提供支持。它采用鋰電池作為儲能介質,具有高能量密度和高倍率放電能力,能在主電源中斷或不足時迅速接管供電,BBU 采用直流(DC)到直流(DC)的轉換方式,轉換效率高,能耗低,能夠支持幾分鐘的工作負載用電,充當了(“機架內 UPS”,確保系統有足夠的時間來保存重要數據,并將操作轉移到其他服務器,這種方法
77、的好處是將數據中心所需的總電池容量減少了一半,因為僅使用單個機架內電池就可以進行備份,不再需要 A 面和 B 面 UPS。BBU 與 PSU 為 1:1 關系,功率與 PSU 匹配,有望跟隨 PSU 需求提升共同成長,進一步推動電源市場規模提升。ORv3 中,PSU shelf 中為 6 個 3.3kw 的 PSU,BBU shelf 中為6 個 3.3kw 的 BBU,相對的,在 ORv3 HPR 中,即高功率機柜的應用中,PSU shelf 中為6 個 5.5kw 的 PSU,BBU shelf 中為 6 個 5.5kw 的 BBU,數量與功率均一一對應。AI 服務器的高功率需求促使服務器
78、的高功率需求促使 BBU 瓦數大幅提升。瓦數大幅提升。Blackwell 在進行高功率計算時需要超過 1kW 的功率支持,是傳統 CPU 的 3 倍,單個數據中心機柜的功率規格將從 30-40kW推高至 100kW 以上。臺企、日韓企業報表已經率先反映:臺股 AES-KY 公司 BBU 收入2020-2023 年從 9.5 億新臺幣快速提升到 39 億新臺幣,順達 23Q4 已開始量產 BBU 訂單,松下 25 財年收入約 100 億日元(在 23 財年基礎上接近翻倍增長)。我們認為未來BBU 有望實現標配化,跟隨 PSU 需求提升共同成長,并且由于功率密度的提升,價值量也有望實現增長,推動電
79、源市場規模提升。2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.24 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表52:BBU 與 PSU 為 1:1 關系 資料來源:meta,國盛證券研究所 圖表53:BBU 與 PSU 的功率相對應 資料來源:meta,國盛證券研究所 2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P.25 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 3、相關標的、相關標的 PSU:麥格米特、歐陸通 HVDC:禾望電氣、中恒電氣、科華數據 柴發:濰柴重機、長源東谷、科泰電源 超級電容:江海股份 UPS:科華數據、科士達 風險提示風險
80、提示 技術路線演進風險。技術路線演進風險。目前電源架構不斷演進,可能會對目前的競爭格局產生影響。研發進展不及預期。研發進展不及預期。開發先進的電源需要一定的研發投入,如果研發項目未能成功轉化為可量產、有市場競爭力的產品,公司將面臨研發投入無法收回的風險,對財務狀況產生負面影響。地緣政治風險。地緣政治風險。目前美國對中國半導體展開封鎖,加之特朗普上臺等可能出現貿易政策收緊等風險,相關公司海外業務有可能會受到影響。測算測算不準確不準確風險風險。若關鍵假設不準確,如對電源價格、冗余比例、柴油發電機功率等的假設不準確,可能導致測算結果有偏差。2025 02 26年 月 日 gszqdatemark P
81、.26 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 免責聲明免責聲明 國盛證券有限責任公司(以下簡稱“本公司”)具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告僅供本公司的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。在任何情況下,本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。本報告的信息均來源于本公司認為可信的公開資料,但本公司及其研究人員對該等信息的準確性及完整性不作任何保證。本報告中的資料、意見及預測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,可能會隨時調整。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。本公司不保證本報告所含信息及資料保持在
82、最新狀態,對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者應當自行關注相應的更新或修改。本公司力求報告內容客觀、公正,但本報告所載的資料、工具、意見、信息及推測需提供給客戶作參考之用,不構成任何投資、法律、會計或稅務的最終操作建議,本公司不就報告中的內容對最終操作建議做出任何擔保。本報告中所指的投資及服務可能不適合個別客戶,不構成客戶私人咨詢建議。投資者應當充分考慮自身特定狀況,并完整理解和使用本報告內容,不應視本報告為做出投資決策的唯一因素。投資者應注意,在法律許可的情況下,本公司及其本公司的關聯機構可能會持有本報告中涉及的公司所發行的證券并進行交易,也可能為這些公司正在提供或爭取提供
83、投資銀行、財務顧問和金融產品等各種金融服務。本報告版權歸“國盛證券有限責任公司”所有。未經事先本公司書面授權,任何機構或個人不得對本報告進行任何形式的發布、復制。任何機構或個人如引用、刊發本報告,需注明出處為“國盛證券研究所”,且不得對本報告進行有悖原意的刪節或修改。分析師聲明分析師聲明 本報告署名分析師在此聲明:我們具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格或相當的專業勝任能力,本報告所表述的任何觀點均精準地反映了我們對標的證券和發行人的個人看法,結論不受任何第三方的授意或影響。我們所得報酬的任何部分無論是在過去、現在及將來均不會與本報告中的具體投資建議或觀點有直接或間接聯系。投資評級說明
84、投資評級說明 投資建議的評級標準投資建議的評級標準 評級評級 說明說明 評級標準為報告發布日后的 6 個月內公司股價(或行業指數)相對同期基準指數的相對市場表現。其中 A 股市場以滬深 300 指數為基準;新三板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為基準;香港市場以摩根士丹利中國指數為基準,美股市場以標普 500 指數或納斯達克綜合指數為基準。股票評級 買入 相對同期基準指數漲幅在 15%以上 增持 相對同期基準指數漲幅在 5%15%之間 持有 相對同期基準指數漲幅在-5%+5%之間 減持 相對同期基準指數跌幅在 5%以上 行業評級 增持 相對同期基準指數漲幅在
85、 10%以上 中性 相對同期基準指數漲幅在-10%+10%之間 減持 相對同期基準指數跌幅在 10%以上 國盛證券研究所國盛證券研究所 北京北京 上海上海 地址:北京市東城區永定門西濱河路 8 號院 7 樓中海地產廣場東塔 7 層 地址:上海市浦東新區南洋涇路 555 號陸家嘴金融街區 22棟 郵編:100077 郵編:200120 郵箱: 電話:021-38124100 郵箱: 南昌南昌 深圳深圳 地址:南昌市紅谷灘新區鳳凰中大道 1115 號北京銀行大廈 地址:深圳市福田區福華三路 100 號鼎和大廈 24 樓 郵編:330038 郵編:518033 傳真:0791-86281485 郵箱: 郵箱: 2025 02 26年 月 日