AIDC功率升级驱动Busbar液冷与800V架构演进

Busbar：数据中心高功率演进的必然选择

母排（Busbar），又称母线、汇流排或载流排，是一种用于汇集和分配电流的导电金属导体。其主要由铜或铝材质的导体、绝缘层及支架组成，其中铜因具备更优的导电性能，被广泛应用于高功率场景。在开放计算项目（OCP）的ORv3设计中，Busbar主要分为用于整柜汇流的竖排（VBB）与用于柜间电力传输的横排（HBB）。相较于传统电缆，Busbar在传输效率、损耗控制、散热性能及安装便捷性方面具有显著优势。

随着芯片功率提升及模型对高密度堆叠的要求，数据中心机柜功率呈现快速上升趋势。从早期的Ampere系列10kW机柜，到当前Rubin系列200kW+产品进入批量生产，未来机柜功率将向MW级升级。在高功率环境下，大电流使得Busbar的应用成为必然。当机柜功率上升至220kW且输出电压为54V时，电流载荷已超过4000A。在此工况下，引入液冷散热的Busbar方案能在重量略有下降的情况下实现更大的载流能力，满足高功率密度下的电力传输需求。

液冷技术：突破大电流散热瓶颈的关键

根据焦耳定律，发热功率与电流的二次方成正比。当电流大于4000A时，传统风冷散热方案已无法满足散热需求，液冷Busbar成为必需选择。相比风冷方案，液冷技术可大幅提升载流能力。风冷Busbar额定电流通常仅为2916A，而ORv3 HPR液冷Busbar的额定电流可达15625A，功率承载能力从140kW提升至750kW。

液冷方案还能有效降低系统损耗与空间占用。通过降低铜材消耗，液冷技术减轻了柜体重量，缩小了配电系统的整体体积，缓解了AI设备占用空间过大的问题。此外，液冷Busbar适配48V架构，可将配电总线损耗较12V架构降低94%，进一步提升电力传输效率，助力数据中心PUE降至1.3以下，甚至接近1.05的最优水平。同时，液冷方式避免了风冷风扇带来的振动与噪声，将Busbar温度控制在稳定范围，减少因过热导致的材料变形及接触电阻增大等问题，从而延长设备使用寿命。

为提升散热效率，厂商在Busbar内部增加液冷导流槽以匹配冷却液流道。例如，Molex开发了一种独特的多通道架构，将冷却液路径分割成多达七个独立通道，实现在15000A电流下温升仅为15°C。然而，异型设计显著提升了加工难度，液冷Busbar断面造型日趋复杂，对平直度和光滑度要求更高，多孔液冷母线的加工效率与弧线连续性远超传统水准。

800V架构：电力传输终极解决方案

随着功率提升，为节省载流需求并减少线损，800V高压直流（HVDC）架构成为数据中心电力系统的终极解决方案。英伟达引入800V HVDC架构，并在算力柜旁设置独立电源边柜（Sidecar）。在当前一代方案中，Sidecar输出800V电压，算力柜内Powershelf降压至50V后输出至托盘；二代方案则计划在算力柜托盘端直降至50V/12V；远期三代方案将舍弃Sidecar，由固态变压器（SST）输出800V电压直接入柜，在托盘端完成降压。

800V架构的引入增加了Busbar的需求与设计难度。在当前方案下，Sidecar与算力柜基本为1:1设计，多出的Rack设计需要新增Busbar对输出电流进行汇流，单柜增加一组竖排Busbar需求。进入800V架构后，800V Busbar将替代之前的50V Busbar，由于承担电压需求明显增加，对加工难度、尺寸精度及表面精度的要求进一步提升。在远期800V直接入柜的方案中，PSU分散到各层，柜内模块化连接的Busbar使用也成为必要。

OCP联盟主推的±400V电力架构设计，可在400V/800V电势差进行切换。与传统Busbar相比，±400V引入三相直流路线，Busbar需求从传统的两根（正、负）转为三根（正、0、负），进一步增加了需求量及设计难度。在宽体柜方案中，OCP的HPRv3架构机柜功率增大至250kW，Sidecar输出的48V电压下电流超过5000A，传统电缆难以安装，适合快速对插的HBB横排产品成为必然选择。

产业链标的：上游加工与散热模组受益

Busbar产品制造设计难度的升级及需求的提升，使得价值量往上游加工环节转移。金田股份作为铜加工全球龙头，深耕有色金属加工领域，其产品覆盖液冷机架母线及800V机架母线，并在广东设立液冷科技子公司，同时在越南投资建设年产3万吨液冷散热及机架母线用高精密铜排生产项目。硕贝德作为专业导热散热产品供应商，其液冷Busbar产品已获得部分国际头部客户供应商资质，光模块及Busbar液冷产品均有多个项目正在开发落地。和胜股份作为高端铝合金部件公司，瞄准数据中心液冷、算力结构件等领域加大投入，客户矩阵覆盖富士康、比亚迪电子等标杆企业，积极拓展算力设施及热管理散热部件核心业务订单。