HVDC正从通信网络向AI数据中心快速渗透。光大证券研报显示,2023年HVDC在运营商和互联网交直流电源市场占总容量约10%,但2021-2023年年均增长率达33%,呈现快速发展趋势。2023年中国UPS市场规模97.7亿元(同比+6.7%),预计2026年达127.3亿元。AI芯片功率从400W向1000W+演进,推动数据中心供电向HVDC演进,渗透率有望持续提升。
HVDC渗透率年增33%,从通信网络向互联网数据中心加速扩展
HVDC在中国的发展路径清晰。2007年起,240V HVDC供电技术开始在我国通信网络和数据中心得到实际应用。最初HVDC在传统通信运营商(中国电信、中国移动、中国联通)的通信网络中应用较多,主要原因是通信设备通常采用-48V直流供电,运营商对直流系统相对熟悉。
后期随着通信运营商成功应用HVDC并取得效率提升的经验,以BAT(百度、阿里巴巴、腾讯)为主的互联网运营商在大规模建设数据中心时,对HVDC应用的需求也快速提升。HVDC在互联网数据中心的应用从2015年开始加速,每年新增应用数量持续增长。
根据国企网数据,2023年运营商和互联网交直流电源应用中,HVDC占总容量比例约10%,但2021-2023年年均增长率达33%,呈现快速发展态势。当前AI数据中心中交流UPS仍是主要供电方案,但HVDC应用正在加速渗透。
海外数据中心HVDC应用处于起步阶段,未来有望逐步推广。维谛(Vertiv)已拥有NetSure系列400V HVDC电源解决方案,效率≥96.5%,随着AI数据中心功率密度提升,海外下一代AI数据中心有望采用±400V HVDC供电方案。
HVDC渗透率核心数据| 指标 | 数据 |
|---|
| 当前渗透率(交直流电源市场) | 约10% |
| 2021-2023年年均增长率 | 33% |
| 2023年中国UPS市场规模 | 97.7亿元(+6.7%) |
| 2026年中国UPS市场规模预测 | 127.3亿元 |
| 2023年全球UPS市场规模 | 约45.25亿美元 |
中国UPS市场97.7亿稳步增长,HVDC仍有较大成长空间
根据赛迪顾问,2023年中国UPS市场规模为97.7亿元,同比增长6.7%,预计2026年将达到127.3亿元,2023-2026年CAGR为9.22%。AI数据中心建设加速正持续推动全球供电系统市场规模提升。
2023年中国UPS市场格局:华为、科华数据和维谛位列前三,市场份额合计超40%。科士达通过重点布局高端中大功率UPS,在高密UPS方向实现较快发展。UPS市场参与者较多,竞争相对充分。
HVDC市场则呈现高度集中格局。根据DCMap数据,2022年中国数据中心HVDC产品市场中,中恒电气、中达电通(台达)、维谛三家头部企业合计占约90%市场份额,其他供应商包括动力源等。HVDC市场集中度远高于UPS市场。
全球数据中心UPS市场同样保持增长。根据Global Growth Insights,2023年全球数据中心UPS市场规模约45.25亿美元,预计2032年将达85.02亿美元,2024-2032年CAGR为7.26%。
AI算力驱动HVDC向高电压演进,渗透率有望加速提升
AI算力需求快速增长是HVDC渗透率提升的核心驱动力。英伟达AI芯片功率从A100的400W提升至B200的1000W及以上,AI数据中心单机柜功率密度持续攀升,对供电系统提出更高要求。
目前HVDC输出电压以240V为主(占绝大部分),主要原因是240V HVDC能兼容原来使用交流220V供电的IT设备。未来随着HVDC向更高电压等级发展(如336V、400V),AI数据中心将能实现更高的功率密度。
HVDC相较于UPS在效率、可靠性、占地面积、建设成本和运营成本上的优势,在AI高功率密度场景中更为突出。随着AI技术持续发展,算力需求有望进一步提升,数据中心建设将持续加速。现有AC-DC服务器电源大部分支持240V直流输入(台达、麦格米特、欧陆通、华为的CRPS电源均支持),当前HVDC应用不影响服务器电源格局。未来若HVDC向300V以上发展,服务器电源或将由AC-DC向DC-DC演进。