AI大模型的蓬勃发展正在从根本上改变数据中心的功率密度和能耗格局。国联证券最新报告指出，头部互联网厂商的大规模资本开支浪潮正由海外向国内扩散，中国智能算力规模预计2027年达1117EFLOPS。数据中心作为算力的物理载体，其总功率将从2024年的37.3GW攀升至2027年的78.7GW，三年CAGR约28%。功率的倍增带来了从液冷到主电源、从UPS到配电设备全产业链的需求重构。
算力需求爆发是数据中心功率提升的根本驱动力
生成式AI的蓬勃发展正在重塑算力需求的结构。根据IDC数据，预计2027年中国通用算力规模达117EFLOPS，2024-2027年CAGR约18%；而智能算力规模预计达1117EFLOPS，CAGR约31%。智能算力的增速接近通用算力的两倍，反映了AI训练和推理对算力消耗的指数级增长。
算力需求的快速增长直接映射为数据中心的功率需求。AI服务器与传统的通算服务器在功耗上存在数量级差异——传统CPU处理器功耗约150-350W，而AI处理器如英伟达H100功耗达700W，英伟达NVL72整柜服务器功耗预计达120kW。这种功耗跃升意味着同样的机架数量下，AI数据中心的电力需求可能是传统数据中心的数倍乃至数十倍。
国内外资本开支共振，数据中心建设加速
从资本开支层面看，算力投资的全球共振效应正在加强。2024年三季度，北美四大云厂商微软、谷歌、Meta和亚马逊合计资本开支为589.94亿美元，同比增长58.93%。国内方面，百度、腾讯和阿里2024年前三季度资本开支合计755.68亿元，同比增长109.89%，增速远超海外。
国内运营商同步加码智算投资。中国移动2024年智算规模目标超17EFLOPS（2023年为10.1EFLOPS，增长206%），中国电信目标超21EFLOPS（2023年为11EFLOPS，接近翻倍）。运营商作为数据中心建设的重要力量，其智算投资规模的快速扩大直接拉动了机架数量和单机架功率的双重提升。
2024-2027年数据中心总功率测算：从37.3GW到78.7GW
国联证券基于标准机架数、单机架功率和PUE三个核心变量，对2024-2027年国内数据中心总功率进行了测算。
标准机架数方面，截至2023年底国内为810万架，预计2024-2027年分别为1030万架、1400万架、1862万架和2421万架，同比增速分别为27.2%、35.9%、33.0%和30.0%。单机架功率假设维持在2.4-2.5kW区间。PUE值受益于液冷技术渗透率提升，预计从2024年的1.45逐年降至2027年的1.30。
综合测算，2024-2027年国内数据中心总功率分别为37.3GW、49.0GW、62.8GW和78.7GW，三年累计新增功率达41.4GW。年度新增功率分别为7.4GW、11.7GW、13.8GW和15.8GW，呈现加速增长态势。
国内数据中心总功率和新增功率预测| 时间 | 2023 | 2024E | 2025E | 2026E | 2027E |
|---|
| 标准机架数（万架） | 810 | 1030 | 1400 | 1862 | 2421 |
| 标准机架数yoy | 24.6% | 27.2% | 35.9% | 33.0% | 30.0% |
| 机架总功率（GW） | 20.3 | 25.8 | 35.0 | 46.6 | 60.5 |
| PUE | 1.48 | 1.45 | 1.4 | 1.35 | 1.3 |
| 数据中心总功率（GW） | 30.0 | 37.3 | 49.0 | 62.8 | 78.7 |
| 数据中心新增功率（GW） | 5.3 | 7.4 | 11.7 | 13.8 | 15.8 |
功率提升带来的产业传导逻辑
数据中心总功率的倍增并非简单的线性放大，而是对供电、散热、配电全链条的系统性重塑。在供电侧，数据中心对稳定清洁电源的需求提升，推动了SMR小堆和SOFC等新型主电源技术的应用前景。在散热侧，AI服务器功耗的大幅跃升使液冷从可选项变为必选项，液冷泵等配套设备迎来国产替代窗口。在配电侧，机柜功率提升叠加2N冗余供电架构，开关柜、变压器、UPS和柴油发电机的需求均呈倍数级增长。功率的倍增正在重构整个数据中心产业链的价值分配格局。
