电力设备之AIDC行业专题报告：电源、配电、冷却的发展趋势.pdf

电力设备之AIDC行业专题报告：电源、配电、冷却的发展趋势。AI浪潮推动服务器功率提升，AIDC供配电架构或将发生重大变化。全球AI市场规模扩增，数据中心资本开支加速。芯片单体功耗急速增加， 带动单台服务器功耗提升。芯片方面，英伟达的H100和H200单芯片功耗为700W，GB200达到2700W，单芯片功耗显著提升；服务器配置 方面，区别于传统8卡服务器的常规10KW的功耗、40KW的整机柜功率，GB200 NVL72架构则需要72颗GPU，整体功率大幅提高到 120KW。AI训练和推理任务需要处理海量数据，对算力的需求激增，这要求GPU具备更高的计算能力，单体功耗显著提升，进而带动机柜功 耗的大幅增加。未来AIDC的需求呈现高功率、高密度、高效率、高可靠性趋势，这将使整个数据中心的供配电架构发生重大变化。同时，大 功耗下散热系统也将变得尤为关键。

电源趋势：高效率、高功率

1、机柜外电源：高压HVDC方案创新提出，可进一步提升效率。传统HVDC输出电压等级240、380V，未来新一代HVDC将提高到750V/800V 等输出电压，直流供电系统减少交直流变换环节，转换效率可从95%提升到98%。

2、机柜内电源：AI服务器电源升级，功率密度提升。PSU架构从3kW、3.3kW到8kW、12kW的电源功率进阶，功率密度将从32W/立方英寸 提升至100W/立方英寸，核心是通过硅、SiC、GaN等半导体材料提升电源的功率密度，以在有限的空间内提供更高的功率输出。传统8卡服务 器为6*3.3kW的电源架构，NVL72架构为6*5.5kW*8的电源架构。同时也可能加入BBU的设计作为后备电源。

配电趋势：预制化、模组化、智能化

配电相关变化：未来AIDC的趋势正朝着超大规模和快速部署等方向演进，这将推动电力模组化、预制化、智能化趋势，集成配电柜、变压器、 UPS/HVDC等环节，节省供配电部分的占地面积，工厂预制连接铜排，现场施工简便，提升安装效率，同时可集中监控管理设备运行。AIDC配 电的新趋势将带动电路元器件升级，同时电能质量管理也需要提升。此外母线的应用在数据中心里也可能提升，前端连接母线替代传统电缆，末 端连接智能小母线方案。

冷却趋势：液冷方案渗透率提升。在高功率密度机柜的场景下，为了解决机柜间的散热需求，液冷方案逐渐兴起。液冷方案的散热能力 更强，同时可以降低数据中心的PUE。随着机架密度升至20kW以上，多种液冷技术应运而生，从而满足高热密度机柜的散热需求。