2025年AIDC行业专题报告：智算中心加速扩张，政策+需求双轮驱动供电系统升级

1. 算力需求驱动 AIDC 需求增长

1.1. 政策体系化支撑+大模型需求共振，智算中心投资规模高增

大模型应用推动数据量快速增长，智算中心进入扩张阶段。根据 CIDC， 大模型参数量实现指数级增长，推理和训练以海量数据为基础，全球范围内 大模型应用推动数据量激增，数据类型和来源更加丰富，在数据量、大模型 复杂算法以及应用场景的推动下，承载 AI 计算能力的智算中心进入快速扩 张阶段。 政策驱动智算中心建设。根据 CIDC，为推动智算中心有序发展，国家 出台多项政策统筹建设面向人工智能领域的算力和算法中心，打造智能算 力、通用算法和开发平台一体化的新型智能基础设施。各地政府积极响应， 纷纷发布相关政策加快智算中心产业发展。2017 年《新一代人工智能发展 规划》出台，首次将智能计算中心提升到国家战略层面，明确提出“建立人 工智能超级计算中心”的战略目标，为智能计算中心的发展奠定政策基础。 2022 年“东数西算”工程实施以来，国家政策明确对全国算力资源进行统 筹和智能调度，对智能计算中心发展的引导力度进一步加强。2024 年 9 月， 工信部等十一部门发布《关于推动新型信息基础设施协调发展有关事项的 通知》，强调逐步提升智能算力占比。

预计中国智算中心市场投资规模有望达近 3000 亿元。根据 CIDC，国 内大模型快速发展，截至 2024 年 7 月底，全国范围内已有 197 个生成式人 工智能服务完成备案，10 亿参数规模以上大模型数量已超 100 个。受需求 拉动，智算中心市场规模大幅增长。2023 年中国智算中心市场投资规模为 879 亿，同比增长 90%以上。预计 2028 年中国智算中心市场投资规模有望 达 2886 亿元。截至 2024 年 8 月，中国智算中心项目超过 300 个，已公布 算力规模超 50 万 PFlops。约三分之一智算中心项目规划算力大于 500PFlops。 2024 年当年投运项目数量超过 50 个，总计新增算力规模约为 2 万 PFlops。

地方政府及基础电信运营商是智算中心主要参与方。根据 CIDC，截至 2024 年 8 月，全国投运、在建及规划的智算中心中，地方政府和基础电信 运营商主导建设的智算中心项目占比超过 50%，互联网及云厂商项目数量 占比约为 17.7%。 从智算中心算力规模来看，互联网及云厂商在智算中心投资建设中占 据重要地位。截至 2024 年 8 月，全国投运、在建及规划的智算中心中，互 联网及云厂商建设的智算中心规模占比超过 30%，其次为基础电信运营商， 占比约为 25.6%。

1.2. 三大运营与互联网厂商齐加码

三大运营商针对算力投资均提升。根据中国移动公告，2025 年公司预 计资本开支合计约 1512 亿元，主要用于连接基础设施优化、算力基础设施 升级、面向长远的基础设施布局等。中国移动计划在算力领域投资 373 亿 元，占资本开支的比例提升到 25%；同时根据业务发展需要动态调整算力 资源建设的结构。2025 年预计智算规模新增 5EFLOPS(FP16)、累计超 34EFLOPS（FP16）。近两年公司 AI 直接投资规模超 120 亿元，2024 年同比增长超十倍，2025 年 AI 直接投资规模和占比将继续提升。根据中国联通 公告，2025 年预计公司固定资产投资在 550 亿元左右，其中算力投资同比 增长 28%。根据通信产业网，中国电信 2025 年资本开支计划为 836 亿元， 产业数字化方面投资占比预计提升至 38%。 国内互联网厂商资本开支及投入 AI 相关建设开支大幅增长。根据新华 网（2025 年 2 月），阿里巴巴宣布未来三年将投入 3800 亿元用于云和 AI 基 础设施建设，总额超过去十年总和。根据中国基金报，腾讯 2024 年资本开 支突破 767 亿元，同比增长 221%，占收入约 12%，管理层表示，在 2025 年 还会进一步增加资本支出，预计资本支出将占收入的低两位数百分比。

2. 数据中心供电架构从 UPS 向 HVDC 和巴拿马电源升 级

2.1. 数据中心架构分类

数据中心供电架构根据现有的供电方案，主要可以分为交流 UPS（不 间断电源）供电架构、高压直流（HVDC）供电架构、中压直供集成式供电 架构和柔性直流输电架构1。

交流 UPS 供电架构，由整流器、逆变器、蓄电池组、静态 STS 切换 开关组成。市电正常时，市电通过整流器、逆变器向负载供电，同时为蓄电 池充电；当市电异常或中断时，蓄电池作为电源，通过逆变器向负载供电； 当逆变器、蓄电池等中间环节故障时，通过 STS 切换开关，改由交流旁路 向负载供电。 UPS 电源系统工作原理：380V/220V 市电正常运行时，为了将交流电 转换为直流电，应有效采用 AC/DC 整流器设备，以保证铅酸蓄电池组的充 电量；之后利用逆变器进行转换，输出纯净 380/220V 的交流电，为通信设 备提供足够的运行电能。当市电运行系统出现异常时，铅酸蓄电池组提供直 流电源的供应，通过逆变器将直流电转变为 380/220V 的交流电，保证通信 设备的正常运行。不间断电源供电模式具备更为复杂的结构，且工作效率较 低2。

实际应用中的交流 UPS 供电架构主要分 UPS 2N 架构和市电+UPS 架构两种。UPS 2N 架构是由两套完全独立的 UPS 系统、同步 LBS 控制 器、静态 STS 切换开关、变压器等设备组成，又称为 UPS 双总线供电架 构。在该架构中，两套 UPS 系统从不同的低压配电系统引电，平时每套系 统带载一半负荷，当一套系统出现故障时另外一套系统带载全部负荷。市电 +UPS 架构是由一路市电和一路 UPS 系统组成，平时市电作为主用电源带 载全部负荷，当市电断电或者质量不满足要求时转由 UPS 供电。

HVDC 工作原理：在将 380/220V 交流电转变为 240V 直流电时，应 有效引入高压直流系统，再经过配电模块的输出，将直流电配送至各个通信 设备中。在连接配电模块与铅酸蓄电池组时，应采用阀控设备，保证在市电 正常运行时，高压直流电可以为铅酸蓄电池组充电，并保证通信设备的运行 电能。一旦市电运行系统出现异常时，为了保证设备的正常运行，应利用铅 酸蓄电池组提供 240V 高压直流电。整个运行过程比较简单，只需完成交流 电到直流电的转换即可，工作效率更高4。

高压直流供电架构主要两种标准：336V 高压直流和 240V 高压直流。 336V 是中国移动的标准，配置时，需要改造设备和定制电源模块，其应用 相对较少。240V 高压直流是中国电信的标准，配置时基本不需要进行设备 改造和电源定制，技术的可行性已经得到较好的验证，主要应用于百度、阿 里巴巴、腾讯、中国电信、中国联通等企业的大型数据中心5。 目前应用中的中压直供集成式供电架构主要以巴拿马电源供电方案为 主。巴拿马电源结构为 10 kV 市电经过移相变压器降压至 400 V，再经过整 流和降压转换，输出 240 V 或直流 336 V 的直流电，最后通过直流输出配 电柜为 IT 设备供电。其中移相变压器基于相位交错叠加消去原理和移相 交错并联拓扑，通过电路叠加复用减小输出电流的波动，从而提高系统的稳 定性，降低谐波电流，与传统供电架构相比， 省去了多个中间环节， 简化 了拓扑结构，同时提高了电能转换效率。

除了 HVDC 和巴拿马电源外，固态变压器（SST）也是未来数据中心 电源的趋势。固态变压器（SST）也称为“能源路由器”，在基于直流电网 区域架构中，适用于微电网的直流用电场景。固态变压器（SST）不仅在中压之间具有高频隔离的直流或交流接口，可实现局部自治的单向或双向潮 流，还具有电能管理、能源管理以及故障管理的能力，支持不同直流发电单 元、储能系统和用电单元之间、不同用电电压之间的电力交互。直流环节的 固态变压器（SST）结构，不仅可以在原方接入直流设备，如储能电池、光 伏电站等，还能同时在副方为直流、交流设备提供稳定的电能供给。利用这 一特性，可解决新能源引入后智算中心供电架构面临的诸多问题。固态变压 器（SST）由于存在电压制式及拓扑器件成熟度问题，在可靠性，可维护性 及使用规范方面面临着挑战，现在仍以试点为主，需要业界产品生态的进一 步完善。

2.2. HVDC 可靠性和利用率方面优势明显

HVDC 可靠性表现更好。HVDC 中的铅酸蓄电池组可以直接连接配电 模块，为通信设备末端输送源源不断的电源，无需利用逆变器进行转换，降 低了故障的发生几率；另外 HVDC 在为通信设备供电时，仅需在设备端将 电压降低至额定电压，无需同步频率与相位，系统运行简单，且具备较强的 稳定性。而采用 UPS 电源系统供电时，当市电运行系统出现故障时，由铅 酸蓄电池组提供通信设备运行的供电量，此时直流电将通过逆变器转变为 交流电，再配送至通信设备末端。市电运行系统出现故障时，即便铅酸蓄电 池组具备足够的供电电能，且备用电机也保持正常的运行状态，一旦逆变器 出现故障，就会导致通信设备无法正常运行，有可能导致整个通信系统出现 瘫痪6。 HVDC 利用率可以保持较高水平。相较 UPS 电源系统，HVDC 采用 模块化结构，其整流模块为热插拔型；可根据通信设备的负载情况控制或配 置整流模块的运行数量，使 HVDC 的利用率保持在较高水平，从而降低冗 余。而 UPS 电源系统中，为了实现稳定安全运行环境，在供电系统中往往 会采取主备供电模式，此时会导致一定的冗余量，即便采用二主一备的供电系统也存在冗余问题。按照维护要求：1+1UPS 电源系统的单机利用率不得 超过 45%；2+1 UPS 电源系统的单机利用率不得超过 60%7。 HVDC 电能利用效率较高。相较 UPS 电源系统，HVDC 减少了逆变环 节和功率器件，降低了热能损耗，节约了电能，提高了供电效率。 HVDC 适应供电设施高密化需求，有效减少供电设施占地面积。根据 立鼎产业研究网，随单机柜功率密度增大，供电面积占数据中心总面积比例 不断上升。传统供电系统通常采用工频变压器和低压配电柜等设备，占地面 积较大。例如，一个传统的 2.4MW 供电系统可能需要约 20 平方米的占地 面积。采用 HVDC 技术的供电系统，由于其高功率密度和集成化设计，占 地面积显著减少。例如，伊顿中压能源路由器采用 HVDC 技术，2.4MW 系 统的占地面积仅为 9 平方米。

HVDC 简化配电系统结构，一次性投资成本显著下降。根据立鼎产业 研究网，从传统 UPS 到 240V HVDC，配电结构由四级配电精简到三级配 电，大大减少了线缆投资。根据腾讯云数据中心计算，一台市电+240V HVDC 架构一次性投资成本为 110 万元，而一台 2N UPS 架构投资成本达 154 万元（不含配套滤波）。

英伟达推出的 800V高压直流将显著提升能效与可靠性。根据Navitas， 现行的数据中心普遍采用传统的 54V 机架内部配电架构，仅能支撑数百千 瓦的负载。该架构依赖体积庞大的铜制母线将低压电力从电源模块传输至 计算单元。然而，当功率需求超过 200kW 时，该架构受限于功率密度、铜 材用量和系统效率等方面的物理极限，而现代 AI 数据中心需配置吉瓦（GW） 级供电系统。传统 54V 直流系统若需支持兆瓦级机架，将消耗超过 200 公 斤铜材，这无法满足 GW 级下一代 AI 数据中心的可持续发展。英伟达采用 固态变压器（SST）和工业级整流器，在数据中心外直接将 13.8kV 交流电 转换为 800V 高压直流，省去多级 AC/DC 和 DC/DC 变换环节，显著提升能 效与可靠性。并且高压直流的高电压特性，在相同功率传输要求下，可通过 降低电流强度使铜缆直径减少最高 45%。

2.3. 巴拿马投资成本和运行效率方面优势显著

巴拿马从投资成本、运行效率和节省机房空间等方面具有明显优势。 巴拿马电源由于减少了中间低压配电柜和楼层配电两个配电转换等级，进 一步提升了电源的转换效率至 97%。将巴拿马电源 2N 系统与传统的 2N 供 电及 1 路高压直流加 1 路市电直供进行经济与技术方面的对比。巴拿马电 源系统 2N 配置,每千瓦造价较传统 2N 下降 0.12 万元,满足 914 个 7kW 机架 的供电,总投资下降约 768 万元。

根据台达，2019 年台达携手阿里巴巴推出数据中心巴拿马电源。根据 阿里巴巴，公司主力研发的高性能的电源“巴拿马”通过缩短供电路径、直 流不间断，来提高电源效率，并已全面部署到新增的自建数据中心。截至 2023 年 3 月 31 日，全国已应用 366 套，容量超 800 兆瓦。

3. 供电架构向中高压转变是未来趋势

3.1. 国内外企业加速 HVDC/巴拿马电源布局

高压直流系统使用数量不断增长，每年新增装机容量已从 2013 年的 30 ×104A 增长至 2022 年 940×104A8。根据科华数据，据 QYResearch 数据显 示，全球 HVDC 传输系统市场规模将在 2029 年达到 155.9 亿美元。

国内外企业 HVDC/巴拿马技术与应用进展显著。纳微半导体参与英伟 达下一代 800V HVDC 电源架开发，以氮化镓和碳化硅技术助力 GPU 电力 支持；维谛技术响应英伟达规划，计划 2026 年下半年推出 800VDC 电源 产品；英飞凌携手英伟达打造 800V 高压直流电源供应架构，提升数据中 心电源传输效率；科华数据高压直流系统采用碳化硅方案，转换效率高，模 块适配广泛；中恒电气新一代 Panama 电力模组在占地面积、功率密度等 方面优化，匹配智算中心建设需求。

3.2. 供电高效在 AIDC 时代价值凸显，高密、高效节能的供电系 统是大势所趋

智算中心相比较通算中心有更高的要求和挑战。根据维谛技术数据，智算中心的用户诉求来自智算训练业务，为确保大模型训练的效率和成本 最优，智算训练业务需要建立高度集中化的 GPU 集群。 这是因为， 基于 GPU 的分布式工作原理，如果需要在减少训练时间的同时降低训练的成本， 那么， 必须在更小的物理空间内部署更多的 GPU 服务器，从而突破分布 式计算因带宽和传输距离产生的运算瓶颈， 提高集群算效，因此，智算训 练业务需要建立高度集中化的 GPU 集群。另外伴随着智算中心芯片功耗的 提升， 其自身的散热功耗也在不断攀升， 智算中心中单机柜的热密度大幅 度的快速提升，因此，智算中心将面临单机柜功耗高密化的挑战。 智算中心 IT 负载和市电引入规模远远高于通算中心。根据维谛技术， 因此，单机柜功耗从通算中心（传统数据中心）的 4～6KW 的逐渐增加至 智算中心（AIDC）的 20～40kW，未来逐步发展至 40～120kW 甚至还要更 高，智算中心机柜呈现高密度化趋势。这将导致智算中心在 IT 负载和市电 引入规模上大大高于通算中心，也意味着将消耗更多的能源，同时也对资源 产生众多新的需求。 随着智算中心规模的不断提升，对智算中心能源利用效率（ PUE） 将 会提出更高的要求。根据维谛技术，在智算中心运行着大量高效 GPU 服务 器和存储设备，这些 IT 设备自身需要大量的电力来支持其运行，此外，为 保持这些 IT 设备的稳定运行和数据处理的高效性，智算中心还需要匹配制 冷系统，这些配套的制冷系统同样需要增加智算中心的能源消耗。庞大的算 力规模部署，意味着消耗更多的能源，智算中心也正在成为中国电力系统的 最大变量之一。作为能源消耗大户，智算中心的能源利用效率（PUE）降低 需求尤为迫切。 能源利用效率（PUE）的降低意味着用更少的电力完成更 多的任务，也意味着相同的规模，可以用更少的能源实现，同时也满足节能 降碳需求。因此，随着智算中心规模的不断提升，对智算中心能源利用效率 （PUE）将会提出更高的要求。 随着智算中心单机柜功率密度提升，供电系统优化关注点将转向更高 电压等级。通算中心在供电系统选择上，常见两种方案：AC400V 不间断电 源（UPS）和 DC240V 高压直流（HVDC）。 这两项技术经过多年的市场考 验，市场接受度较高，产业链较为成熟。但对于高密度、高效率的智算中心 而言，由于智算服务器之间连接的光缆已经占用过多机柜的走线空间， 探 索更高电压的应用可以减少电源线占用的空间， 带来潜在的性能提升和成 本节约，这也更符合可持续发展的要求。

国家及部分省市围绕数据中心能耗和 PUE 要求出台相关政策，推动 绿色低碳发展。2024 年 7 月，国家发展改革委等四部门印发《数据中心绿 色低碳发展专项行动计划》，提出到 2025 年底，全国数据中心平均电能利 用效率（PUE）降至 1.5 以下；2024 年 11 月，北京市发改委发布《北京市 存量数据中心优化工作方案（2024-2027 年）》，到 2027 年，实现本市数据 中心能效水平全面达到地方标准，年均 PUE 值降低至 1.35 以下，集约高效、 绿色低碳的数据中心高质量发展格局基本形成，自 2026 年起，对 PUE 值高 于 1.35 的数据中心征收差别电价。

根据 CDCC，未来高压直流技术广泛应用面临的挑战主要为（一）转 换环节过多：现有的 AC - DC、DC -AC、AC 又转 DC 链路转换过多，导致 系统效率低、耗电量大，且可靠性下降，故障风险点增多，成为系统瓶颈。 （二）空间问题：随着功率提高，需要十几条 power shelf 才满足百分百供 电且无冗余，增加冗余则占 U 位过多，影响 IT 设备放置空间。

4. 投资分析

4.1. 中恒电气

公司面向数据中心等应用场景提供 HVDC 电源、预制化 Panama 电 力模组、精密配电等智能供电产品。经过多年的市场深耕，公司供电产品目 前已广泛应用于互联网、第三方 colo、智算中心、超算中心、通信运营商、 金融政企等数据中心场景。公司作为数据中心高压直流（HVDC）绿色供电 技术方案先行者，牵头制订了《信息通信用 240V/336V 直流供电系统技术要求和试验方法》国家标准，并凭借“信息通信用 240V/336V 直流供电系 统”入选工信部制造业单项冠军示范企业。

4.2. 科华数据

根据科华数据 2025 年 5 月数据，科华数据凭借直流供电系统节能技术， 已在互联网、运营商、超算等头部客户中抢下一城：头部互联网企业 2000 余套，中国移动云计算中心 232 套、国家超算中心 200 余套、自建科云数 据中心 200 多套。在直流供电系统的节能技术研究上，科华与众多头部互 联网企业及三大运营商积极协作，深入探索。通过不断提炼需求，形成面向 高功率，高密机柜的 800VDC 产品解决方案。该方案更适合算力中心，兼 具安全可靠，高密高效与快速部署等显著优势，能充分满足市场对节能技术 的多元需求。

4.3. 科士达

公司作为最早进入数据中心产品领域的国内企业之一，凭借深厚的技 术积累和持续的创新能力，已成为业内数据中心基础设施产品品类最齐全 的公司之一。自主研发生产的数据中心产品涵盖了不间断电源（UPS）、精 密空调、微模块、电力模块、铅酸/锂电池、动力环境监控等设备和系统， 形成了模块化、多元化、集成化的发展格局。UPS 产品单机功率覆盖 0.6kVA1600kVA，模块化产品灵活适配，可适用于各类数据中心以及要求高品质连 续供电的其它场景，具有安全可靠、绿色高效、全功率段、智慧灵活、节约 成本的特点。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）