通信行业周专题：算电协同，重视AIDC新周期内供电设备增量机会！

行业及产业 行业研究/行业点评 证券研究报告 通信 2025 年 01 月 05 日 算电协同：重视 AIDC 新周期内供电设备增量机会！ 看好 —— 申万宏源通信周专题（20241230-20250103） 相关研究 《润泽科技（300442）深度：高度景气的AIDC 成长先锋》 2024/12/13 证券分析师 李国盛 A0230521080003 ligs@swsresearch.com 刘菁菁 A0230522080003 liujj@swsresearch.com 研究支持 陈力扬 A0230124040003 chenly@swsresearch.com 联系人 陈力扬 (8621)23297818× chenly@swsresearch.com 本期投资提示： ⚫ 此前我们已明确强调 IDC 行业景气拐点与供需反转逻辑，并对液冷这一必选项进行系统性研究；本周专题将探讨除温控外另一核心环节：供电。 ⚫ “算力尽头是电力”，保障电力供应+提升送电效率是 IDC 行业核心挑战之一。IDC/AIDC 作为高耗能行业，算力与电力匹配是现实需求。自下而上来看，由于 GPU 芯片功耗不断提升，单台 AI 服务器以及单机柜功率持续提高。据 Vertiv 预测，以能耗为单位，2023-2029 年全球新增智算中心总负载将达 100GW，每年新增约 13-20GW。在这一趋势下，如何保障电力供应、如何提升送电效率，是 IDC 行业核心挑战之一。 ⚫ （一）IDC 电力接入（交流 UPS 方案）：层次分明，备电体系成熟。通过市电或高压降压后接入的中压电，配备柴油发电机形成冗余。当中压电力供给中断时，ATS 将切换为柴油发电机供给电力。柴油发电机通常需要 60 秒才能启动并达到满负荷，在切换形成的时间差内，ATS 下游配备的 UPS 可通过逆变转换的方法向负载短时间内继续供应交流电，且响应时间通常低于 10 毫秒，足够发电机开启（一分钟内）并避免临时停电，保障对 IT 设备的持续供电。 ⚫ 此外，机柜内可嵌入 BBU（备用电池单元，Battery Backup Unit）作为类 UPS 的备电方案，通常可供电数分钟。相较 UPS 需要“交流-直流-交流”的转化过程，BBU 直接输出直流电，可直接为 IT 设备供电。由于采用锂电池，相较 UPS 其部署/配置更为灵活。 ⚫ （二）IDC 电力架构：规模/成本平衡下，系统逐步简化。伴随机柜功率密度提升，供配电所需空间也在不断加大，需简化配电架构设计以提升系统利用率。DR/RR 架构均在2N 基础上有所简化，并提升单位面积供电效率，以传统 2N 架构为基准，单位面积下，DR 架构算力提升 33%， RR 架构算力提升 50%。 ⚫ （三） HVDC：输电效率更进一步，巴拿马电源等技术革新、高电压传输要求或加速其渗透。整流模块将输入的交流电（如 380V AC）转换成高压直流电（如 240V DC），通过直流配电单元分配给 IT 设备，同时为蓄电池充电。由于 IT 设备直接使用高压直流电进行工作，无需额外的逆变环节，系统效率有所提高。 ⚫ 在 HVDC 中使用巴拿马电源可实现从中压 10kV AC 直转 240V DC，取代了传统架构从中压引入到直流输出之间的众多中间设备，更加高效和可靠。此外，远期超高密度的算力集群，对于供电容量及效率需求更强，或直接切向 400V 直流。结合近期技术进步与未来用电趋势，我们认为 HVDC 方案有望进一步渗透。 ⚫ 相关标的： IDC 环节核心厂商之润泽科技、宝信软件、奥飞数据、光环新网、数据港等；产业链上游环节供电之科华数据、金盘科技、麦格米特、中恒电气、科泰电源、伊戈尔等，温控（液冷）之英维克、高澜股份、申菱环境等。 ⚫ 风险提示：算力需求不及预期，能源监管政策变化，技术路径切换更改行业格局。 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 行业点评 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第2页 共9页 简单金融 成就梦想 1．本周专题 1.1 IDC 供电：算电协同，多维备电 “算力尽头是电力”，保障电力供应+提升送电效率是 IDC 行业核心挑战之一。IDC/AIDC 作为高耗能行业，算力与电力匹配是现实需求。不同于传统 IDC，由于 AI 训练/推理的高负载特性，包括 AI GPU 在内的 AI 硬件运行功率通常接近其热设计功率（TDP）。因此，自下而上来看，由于 GPU 芯片功耗不断提升，单台 AI 服务器以及单机柜功率持续提高。另据 Vertiv（维谛）预测，以能耗为单位，2023-2029 年全球新增智算中心总负载将达 100GW，每年新增约 13-20GW。在这一趋势下，如何保障电力供应、如何提升送电效率，是 IDC 行业核心挑战之一。 图 1：英伟达单 GPU 芯片功耗最高 2.7kW 图 2：英伟达单台服务器功耗已超 10kW 资料来源：Nvidia 官网，申万宏源研究 资料来源：Nvidia 官网，申万宏源研究 图 3：Vertiv 最新预测，未来单机柜能耗或将达到 MW 级 资料来源：Vertiv，申万宏源研究 400700700100070010002700050010001500200025003000A100H100H200GH200B100B200GB200TGP（W）6.510.210.210.214.30246810121416HGX A100 HGX H100 HGX H200 HGX B100 HGX B200总功耗（kW） 行业点评 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第3页 共9页 简单金融 成就梦想 本周专题，初步拆解 IDC 内相关电力设备及演进趋势： （一）IDC 电力接入（交流 UPS 方案）：电气结构层次分明。 数据中心核心设备是服务器、存储设备、网络设备等 IT 设备，由于其不间断运作的特点，对于数据中心电气系统提出高要求。在交流 UPS 方案中，电力接入分为以下几步： 1）中压市电接入/高压-中压：一般基于总功率大小选择不同的市电引入中压电力，如 IT 总容量为 10MW 左右的单栋机房，通常由市政公共变电站引来四路 10kV 电源实现电力接入。但伴随万卡乃至 10 万卡集群推动单栋建筑用电规模突破百 MW 量级，10kV电源输出间隔很难满足该容量所需线路数量，并且多路 10kV 长距离输电线路的经济性不高，需要自建大型供电设备或接入更高电压等级的电网（110kV、220kV 等）。若接入更高电压等级电网，则需通过现场变电站（含变压器）将其降压至中压。 表 1：万卡集群以上需要至少 110kV 变电站保证电力供应 电压等级 总容量(MVA) 对应算力规模(FP32) 对应集群规模 10kV 10*2 200-500P 35kV 20*2 400-1000P 110kV 100*2 2000-5000P 数万卡集群 220kV 120*4 4800-1