電力設備之AIDC行業專題報告：電源、配電、冷卻的發展趨勢.pdf

電力設備之AIDC行業專題報告：電源、配電、冷卻的發展趨勢。AI浪潮推動服務器功率提升，AIDC供配電架構或將發生重大變化。全球AI市場規模擴增，數據中心資本開支加速。芯片單體功耗急速增加， 帶動單臺服務器功耗提升。芯片方面，英偉達的H100和H200單芯片功耗為700W，GB200達到2700W，單芯片功耗顯著提升；服務器配置 方面，區別于傳統8卡服務器的常規10KW的功耗、40KW的整機柜功率，GB200 NVL72架構則需要72顆GPU，整體功率大幅提高到 120KW。AI訓練和推理任務需要處理海量數據，對算力的需求激增，這要求GPU具備更高的計算能力，單體功耗顯著提升，進而帶動機柜功 耗的大幅增加。未來AIDC的需求呈現高功率、高密度、高效率、高可靠性趨勢，這將使整個數據中心的供配電架構發生重大變化。同時，大 功耗下散熱系統也將變得尤為關鍵。

電源趨勢：高效率、高功率

1、機柜外電源：高壓HVDC方案創新提出，可進一步提升效率。傳統HVDC輸出電壓等級240、380V，未來新一代HVDC將提高到750V/800V 等輸出電壓，直流供電系統減少交直流變換環節，轉換效率可從95%提升到98%。

2、機柜內電源：AI服務器電源升級，功率密度提升。PSU架構從3kW、3.3kW到8kW、12kW的電源功率進階，功率密度將從32W/立方英寸 提升至100W/立方英寸，核心是通過硅、SiC、GaN等半導體材料提升電源的功率密度，以在有限的空間內提供更高的功率輸出。傳統8卡服務 器為6*3.3kW的電源架構，NVL72架構為6*5.5kW*8的電源架構。同時也可能加入BBU的設計作為后備電源。

配電趨勢：預制化、模組化、智能化

配電相關變化：未來AIDC的趨勢正朝著超大規模和快速部署等方向演進，這將推動電力模組化、預制化、智能化趨勢，集成配電柜、變壓器、 UPS/HVDC等環節，節省供配電部分的占地面積，工廠預制連接銅排，現場施工簡便，提升安裝效率，同時可集中監控管理設備運行。AIDC配 電的新趨勢將帶動電路元器件升級，同時電能質量管理也需要提升。此外母線的應用在數據中心里也可能提升，前端連接母線替代傳統電纜，末 端連接智能小母線方案。

冷卻趨勢：液冷方案滲透率提升。在高功率密度機柜的場景下，為了解決機柜間的散熱需求，液冷方案逐漸興起。液冷方案的散熱能力 更強，同時可以降低數據中心的PUE。隨著機架密度升至20kW以上，多種液冷技術應運而生，從而滿足高熱密度機柜的散熱需求。