行業(yè)新聞
區(qū)別于市場主要從AI發(fā)展階段提出算力需求提升帶來數(shù)據(jù)中心硬件需求增長,我們從新能源鋰電設(shè)備復(fù)盤,向數(shù)據(jù)中心AIDC硬件板塊推演。類比新能源汽車行業(yè)早期滲透率、銷量快速提升時鋰電設(shè)備板塊的蓬勃發(fā)展,我們認(rèn)為當(dāng)前應(yīng)重視數(shù)據(jù)中心相關(guān)硬件板塊機(jī)會。我們看好相關(guān)板塊機(jī)會,包括柴油發(fā)電機(jī)組、服務(wù)器電源、UPS、HVDC、BBU、超級電容、電能質(zhì)量管理、液冷,以及鉛酸電池、繼電器、熔斷器等配套部件。
AI技術(shù)發(fā)展推動算力需求高增,全球科技巨頭及云廠商持續(xù)加碼數(shù)據(jù)中心投資,驅(qū)動數(shù)據(jù)中心硬件升級與需求增長。隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷擴(kuò)大,供電安全穩(wěn)定要求與能耗明顯提升,供配電、溫控系統(tǒng)及配套部件的重要性與需求快速增長,部分環(huán)節(jié)迎來國產(chǎn)替代與海外市場突破窗口,我們看好相關(guān)板塊機(jī)會,包括柴油發(fā)電機(jī)組、服務(wù)器電源、UPS、HVDC、BBU、超級電容、電能質(zhì)量管理、液冷,以及鉛酸電池、繼電器、熔斷器等配套部件。
當(dāng)前AI處于早期發(fā)展階段,全球多個大廠加大數(shù)據(jù)中心資本開支,2025年投資超萬億元,其中北美TOP4云廠商(亞馬遜、微軟、谷歌、META)合計資本開支預(yù)計同比+52%。我們通過復(fù)盤新能源鋰電設(shè)備過去十年(從起步到穩(wěn)態(tài)發(fā)展)的走勢(累計漲幅最高接近500%),展望AI滲透率提升對于數(shù)據(jù)中心硬件板塊走勢的影響??紤]到當(dāng)前AI滲透率較低,數(shù)據(jù)中心需求剛性下滲透速度較新能源汽車將更快,數(shù)據(jù)中心設(shè)備技術(shù)壁壘高于鋰電設(shè)備、技術(shù)溢價更強(qiáng),我們認(rèn)為數(shù)據(jù)中心硬件環(huán)節(jié)有望受益于AI、迎來黃金期,或較鋰電設(shè)備具備更強(qiáng)的行業(yè)貝塔驅(qū)動潛力。
AI對于數(shù)據(jù)中心供電的連續(xù)性、效率、冗余要求提高。我們測算2024/2028年全球數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機(jī)組、服務(wù)器電源、UPS、HVDC、BBU、超級電容、電能質(zhì)量管理的新增需求規(guī)模分別為232.5/526.0億元、237.0/688.0億元、159.5/192.8億元、9.5/231.2億元、10.1/72.0億元、7.9/61.9億元、54.8/126.6億元。其中,HVDC因高效節(jié)能成為發(fā)展方向,UPS仍占據(jù)主流;BBU和超級電容憑借靈活部署與快速響應(yīng)能力,成為高密度機(jī)柜的備用電源新選擇。在柴油發(fā)電機(jī)組、服務(wù)器電源等環(huán)節(jié)國產(chǎn)替代趨勢加速,看好國內(nèi)企業(yè)逐步突破海外技術(shù)與渠道壟斷。
AI服務(wù)器的高功率密度推動散熱技術(shù)從風(fēng)冷向液冷轉(zhuǎn)型。我們測算2024/2028年全球數(shù)據(jù)中心液冷的新增需求規(guī)模為156.3/852.0億元。液冷方案包括間接熱交換、冷板式與浸沒式,其中冷板式因兼容性高成為當(dāng)前主流,浸沒式則因高效散熱和低能耗具備長期潛力。國內(nèi)政策與海外需求共同驅(qū)動液冷技術(shù)滲透,國內(nèi)廠商在冷板、CDU等環(huán)節(jié)加速布局,有望通過成本等優(yōu)勢拓展全球市場。
對于國內(nèi)市場,我們認(rèn)為應(yīng)聚焦柴油發(fā)電機(jī)組、服務(wù)器電源國產(chǎn)替代,HVDC方案推廣,液冷技術(shù)應(yīng)用,以及UPS、電能質(zhì)量管理等需求提升。國內(nèi)企業(yè)有望憑借性價比與客戶渠道優(yōu)勢,同時受益于國產(chǎn)替代政策引導(dǎo),積極把握市場增量。對于海外市場,我們看好服務(wù)器電源量價齊增、HVDC滲透率提升、液冷技術(shù)應(yīng)用,以及BBU/超級電容配套高功率場景迎來增長。看好國內(nèi)企業(yè)憑借快速響應(yīng)能力與產(chǎn)能配套、成本優(yōu)勢,在供應(yīng)鏈協(xié)同與技術(shù)迭代中尋求突破,打開海外市場機(jī)遇。
風(fēng)險提示:行業(yè)競爭加劇導(dǎo)致盈利低于預(yù)期;技術(shù)快速迭代導(dǎo)致行業(yè)長期發(fā)展空間以及競爭格局變化;海外市場需求不及預(yù)期。
AI軍備競賽背景下,全球數(shù)據(jù)中心建設(shè)力度大幅增強(qiáng)(據(jù)Bloomberg,2025年北美TOP4云廠商合計資本開支將同比+52%)。據(jù)Uptime協(xié)會統(tǒng)計,電力是數(shù)據(jù)中心影響較大的宕機(jī)事故的主要原因(占事故案例的54%),供電中斷將導(dǎo)致大模型訓(xùn)練中斷、硬件損壞及高額維護(hù)成本;隨著功率密度、數(shù)據(jù)中心整體用電需求提升,供配電與溫控系統(tǒng)及配套部件的重要性提升,我們看好災(zāi)備電源(柴油發(fā)電機(jī)組)、服務(wù)器電源(AC/DC電源)、備用電源(UPS、HVDC、BBU、超級電容)、電能質(zhì)量管理、液冷,以及鉛酸電池、繼電器、熔斷器等環(huán)節(jié)。
類比新能源汽車行業(yè)早期滲透率、銷量快速提升時鋰電設(shè)備板塊的蓬勃發(fā)展,我們認(rèn)為當(dāng)前應(yīng)重視數(shù)據(jù)中心相關(guān)硬件板塊機(jī)會。復(fù)盤過去十年(2015~2024年)新能源汽車相關(guān)板塊走勢,我們發(fā)現(xiàn)和新能源車、鋰電池、電池材料指數(shù)相比,鋰電設(shè)備的上漲更前置、且漲幅彈性更突出。從PE估值來看,2022年(市場預(yù)期新能源汽車行業(yè)增速將放緩)之前鋰電設(shè)備板塊PE(lyr)普遍位于50~200倍區(qū)間。通過從發(fā)展階段、發(fā)展驅(qū)動因素、增長天花板、技術(shù)壁壘等角度對比鋰電設(shè)備與數(shù)據(jù)中心硬件,我們認(rèn)為數(shù)據(jù)中心硬件的行業(yè)貝塔驅(qū)動潛力可參考鋰電設(shè)備且有望超越鋰電設(shè)備。
1)供配電系統(tǒng):AI算力帶來的數(shù)據(jù)體量大幅提升推動數(shù)據(jù)中心對于供電的穩(wěn)定性、可靠性、持續(xù)性等要求提升,電力需求擴(kuò)容,涉及到柴油發(fā)電機(jī)組、服務(wù)器電源、UPS、HVDC、BBU、超級電容、電能質(zhì)量管理等硬件。我們測算2024/2028年全球數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機(jī)組、服務(wù)器電源、UPS、HVDC、BBU、超級電容、電能質(zhì)量管理的新增需求規(guī)模分別為232.5/526.0億元、237.0/688.0億元、159.5/192.8億元、9.5/231.2億元、10.1/72.0億元、7.9/61.9億元、54.8/126.6億元,2025-2028年CAGR分別為23%、31%、5%、122%、64%、68%、23%。
2)液冷系統(tǒng):AI驅(qū)動散熱方式從風(fēng)冷向液冷切換,利好液冷產(chǎn)業(yè)鏈。我們測算2024/2028年全球數(shù)據(jù)中心液冷的新增需求規(guī)模為156.3/852.0億元,2025-2028年CAGR為53%。
3)配套部件:鉛酸電池、繼電器、熔斷器等與上述硬件配套使用或?yàn)槠浣M成的零部件之一,受益于上述硬件需求增長。
區(qū)別于市場主要從AI發(fā)展階段提出算力需求提升帶來數(shù)據(jù)中心硬件需求增長,我們從新能源鋰電設(shè)備復(fù)盤,向數(shù)據(jù)中心AIDC硬件板塊推演。我們認(rèn)為,類比于新能源汽車行業(yè)早期銷量快速提升時鋰電設(shè)備板塊蓬勃發(fā)展,數(shù)據(jù)中心設(shè)備環(huán)節(jié)有望受益于AI、迎來黃金期??紤]到當(dāng)前AI滲透率較低,數(shù)據(jù)中心需求與全球數(shù)字化、人工智能進(jìn)程深度綁定,數(shù)據(jù)中心設(shè)備技術(shù)壁壘高于鋰電設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)線,或?qū)崿F(xiàn)有序擴(kuò)張。我們認(rèn)為數(shù)據(jù)中心硬件板塊或參考鋰電設(shè)備板塊迎來強(qiáng)周期,或具備更強(qiáng)的行業(yè)貝塔驅(qū)動潛力。
區(qū)別于市場主要從細(xì)分板塊的維度提出投資觀點(diǎn),我們首先總結(jié)數(shù)據(jù)中心整體投資構(gòu)成,接著對于各細(xì)分板塊基本情況進(jìn)行梳理,最后從細(xì)分環(huán)節(jié)價值量與國內(nèi)與海外終端兩個維度提出我們的投資觀點(diǎn)。在細(xì)分環(huán)節(jié)價值量方面,我們估算2024年國內(nèi)市場單瓦價值量排序?yàn)椋阂豪洌?~12)>柴油發(fā)電機(jī)組(1~1.2)>服務(wù)器電源(0.5~1)>UPS/BBU(0.5~0.6)>HVDC(0.4~0.6)>超級電容/電能質(zhì)量管理(0.4~0.5)。在市場需求方面,我們估算2028年全球市場需求排序?yàn)椋阂豪洌痉?wù)器電源>柴油發(fā)電機(jī)組>HVDC>UPS>電能質(zhì)量管理>BBU>超級電容。在國內(nèi)與海外終端方面,我們從海外和國內(nèi)兩個線條梳理投資邏輯,其中國內(nèi)市場關(guān)注柴油發(fā)電機(jī)組、HVDC、UPS、服務(wù)器電源、電能質(zhì)量管理、液冷環(huán)節(jié);海外市場關(guān)注服務(wù)器電源、HVDC、BBU/超級電容、液冷環(huán)節(jié)。
AI技術(shù)快速發(fā)展的背景下全球算力需求持續(xù)提升,以科技巨頭為代表的企業(yè)正加大數(shù)據(jù)中心的投資力度。今年以來歐美多次發(fā)聲加碼AI投資,1月21日,美國總統(tǒng)宣布OpenAI、軟銀和甲骨文將共同投資建設(shè)的AI基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目“星際之門”,計劃在未來4年內(nèi)投資5000億美元。2月11日,歐盟委員會主席宣布?xì)W盟在未來幾年內(nèi)將調(diào)動2000億歐元用于AI投資。根據(jù)Bloomberg一致預(yù)期(8月1日),2025年北美TOP4云廠商(亞馬遜、微軟、谷歌、META)合計資本開支將達(dá)3301億美元,同比增長52%。
在國內(nèi)市場,據(jù)中國通服數(shù)字基建產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024年中國智算中心(AIDC)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》,未來3年全國在建及擬建智算中心資源規(guī)??傆嬛辽贋榻刂?023年底投產(chǎn)規(guī)模的5倍,增量算力規(guī)模約770EFLOPS(FP16),折合市場投資超5000億元。企業(yè)維度,阿里、字節(jié)、騰訊等在AI領(lǐng)域動作頻頻。其中,阿里CEO于2月財報電線億元用于建設(shè)云和AI硬件基礎(chǔ)設(shè)施,總額超過去10年總和。字節(jié)跳動2025年資本開支則或超1500億元,較2024年約800億元,同比+88%。
類比于新能源汽車行業(yè)早期銷量快速提升時鋰電設(shè)備板塊蓬勃發(fā)展,數(shù)據(jù)中心設(shè)備環(huán)節(jié)有望受益于AI、迎來黃金期。AI 的快速發(fā)展,大模型訓(xùn)練、智能應(yīng)用等對算力的需求呈指數(shù)級增長,如ChatGPT、DeepSeek等應(yīng)用的出現(xiàn),讓市場對算力的需求大增。數(shù)據(jù)中心作為算力的承載基礎(chǔ),為滿足需求,云廠商、科技企業(yè)等紛紛加大數(shù)據(jù)中心建設(shè)投入,直接帶動了IT設(shè)備、供配電設(shè)備、溫控設(shè)備等數(shù)據(jù)中心設(shè)備的需求。
復(fù)盤過去十年(2015~2024年)鋰電設(shè)備板塊行情走勢,我們發(fā)現(xiàn)板塊共經(jīng)歷三輪大行情,分別為2015年、2017年、2019~2021 年。
1)2015年,鋰電設(shè)備指數(shù)累計漲幅達(dá)187%(較滬深300超額收益率為215%),主要系需求端增長驅(qū)動,2015年國家政策持續(xù)加碼,刺激新能源汽車市場快速發(fā)展,中國新能源汽車銷量同比+343%,帶動鋰電設(shè)備需求迅速擴(kuò)大。
2)2017年,鋰電設(shè)備指數(shù)累計漲幅達(dá)46%(超額收益率25%),期間雖有波動,但整體呈上漲趨勢。上漲主要系雙積分政策落地規(guī)范車企發(fā)展,在補(bǔ)貼退坡的背景下市場熱度不減,2017年中國新能源汽車銷量78萬輛(同比+53%)。設(shè)備環(huán)節(jié),企業(yè)順應(yīng)下游需求開展新產(chǎn)品與新技術(shù)研發(fā),進(jìn)一步推動鋰電設(shè)備指數(shù)上漲。
3)2019~2021 年,鋰電設(shè)備指數(shù)再度大漲,累計漲幅高達(dá) 223%(超額收益率157%),三年間分別實(shí)現(xiàn)37%、73%、28%的漲幅;中國新能源汽車年銷量從121萬臺增長至352萬臺,新能源滲透率從4.7%提升至13.4%。隨著補(bǔ)貼退坡力度加大,行業(yè)向市場驅(qū)動過渡,特別是2020年下半年開始,技術(shù)突破疊加車型驅(qū)動,全球新能源汽車放量。
和新能源車、鋰電池、電池材料指數(shù)相比,鋰電設(shè)備的上漲更提前、且漲幅更為明顯。上漲更提前主要系當(dāng)鋰電池企業(yè)以及電池材料企業(yè)預(yù)期市場需求增長而進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)時,會首先增加對于鋰電設(shè)備的采購。相較于鋰電池和電池材料企業(yè),鋰電設(shè)備企業(yè)在一定程度上受原材料價格波動的影響較小,盈利能力相對更穩(wěn)定。
從PE(lyr)水平來看,2015~2021年鋰電設(shè)備板塊普遍位于50~200倍區(qū)間。在過去十年三輪大行情中,鋰電設(shè)備板塊代表企業(yè)的PE分別位于50~250、50~150、50~200倍區(qū)間。2022~2024年,在下游需求增速放緩的背景下,PE逐步回落至15~20倍區(qū)間。
參考鋰電設(shè)備板塊強(qiáng)周期,數(shù)據(jù)中心硬件板塊有望充分受益于行業(yè)發(fā)展,或具備更強(qiáng)的行業(yè)貝塔驅(qū)動潛力。隨著AI大模型迭代加速,數(shù)據(jù)中心建設(shè)力度加大,2024年下半年開始數(shù)據(jù)中心硬件環(huán)節(jié)PE(lyr)水平從15~20倍逐步提升至目前20~100倍。我們認(rèn)為數(shù)據(jù)中心硬件的行業(yè)貝塔驅(qū)動潛力有望超越鋰電設(shè)備。主要原因包括:1)從當(dāng)前階段來看,AI發(fā)展仍處于早期,行業(yè)滲透率較低。相比新能源汽車行業(yè)早期發(fā)展受益于補(bǔ)貼,數(shù)據(jù)中心需求與全球數(shù)字化、人工智能進(jìn)程深度綁定,AI滲透速度較新能源汽車會更快。2)全球新能源汽車的需求天花板可見,而AI革命帶來的算力需求具備更長的邏輯。目前由于技術(shù)路徑不確定性與場景復(fù)雜度提升,實(shí)現(xiàn)AGI終局所需的算力或動態(tài)增加。3)數(shù)據(jù)中心設(shè)備技術(shù)壁壘高于鋰電設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)線,頭部企業(yè)護(hù)城河更深,在技術(shù)迭代中更易獲得溢價,盈利增長斜率或高于鋰電設(shè)備初期。
數(shù)據(jù)中心設(shè)備包括IT設(shè)備、非IT設(shè)備。數(shù)據(jù)中心按生命周期可以分為規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營四大階段,其中建設(shè)階段是數(shù)據(jù)中心從概念走向?qū)嶓w的關(guān)鍵環(huán)節(jié),包括用地、用電、用水、用網(wǎng)、IT設(shè)備、土建及其他工程、軟件系統(tǒng)等。設(shè)備可以分為IT設(shè)備、非IT設(shè)備(供配電設(shè)備、溫控設(shè)備等)。數(shù)據(jù)中心的下游應(yīng)用主體包括互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、云廠商、金融機(jī)構(gòu)、基礎(chǔ)運(yùn)營商等。
數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本中電氣系統(tǒng)占比約40%~45%,運(yùn)營成本中電費(fèi)占比約50%,數(shù)據(jù)中心擴(kuò)建帶來電力相關(guān)需求高增。據(jù)Dgtl Infra,數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本中電氣系統(tǒng)占比最高,達(dá)40%~45%,包括柴油發(fā)電機(jī)組、PDU、UPS電源、開關(guān)設(shè)備/變壓器等。運(yùn)營成本方面,據(jù)安永統(tǒng)計,電費(fèi)約占運(yùn)營成本的50%。據(jù)Gartner,AI的快速發(fā)展正推動電力消費(fèi)急劇增長,預(yù)計到2027年,數(shù)據(jù)中心運(yùn)行增量AI優(yōu)化服務(wù)器所需的電力將達(dá)到每年500 TWh,為2023年的2.6倍。
數(shù)據(jù)中心電力傳輸路徑:高壓市電-中壓-低壓-ATS-UPS-IT設(shè)備。高壓市電(100kV)經(jīng)變電站降至中壓(國內(nèi)一般為10kV,美國一般為13.2kV)后流入樓宇,隨后通過變壓器將中壓降至低壓(國內(nèi)制式380V,北美常見415V),接入至ATS(自動轉(zhuǎn)換開關(guān),Automatic Transfer Switch),電力主要供給IT設(shè)備、冷卻設(shè)備,IT設(shè)備前配備有UPS(不間斷電源,Uninterruptible Power Supply)系統(tǒng)。除市電外,數(shù)據(jù)中心會配備柴油發(fā)電機(jī)作為斷電情況下的備用,同樣輸出低壓交流電至ATS。
AI訓(xùn)練場景對于供電的連續(xù)性、效率、冗余要求提高。依據(jù)可用性與設(shè)備冗余程度,國際較為通用的分級標(biāo)準(zhǔn)包括Uptime Institute與ANSI/TIA-942。為保證數(shù)據(jù)中心連續(xù)運(yùn)行,電源設(shè)備需要備用冗余配備,常見“N+1”“2N”等方案;可用性(Availability)指設(shè)備預(yù)期不停機(jī)時間占比。三級數(shù)據(jù)中心是全球大型設(shè)施中最常見的數(shù)據(jù)中心,通常需要變壓器和發(fā)電機(jī)等 N+1 冗余,以及配電組件(UPS和PDU)的2N冗余。過往四級數(shù)據(jù)中心不太常見,必須具有“容錯能力”,通常用于政府關(guān)鍵數(shù)據(jù)中心設(shè)施等。AI訓(xùn)練場景下對供電連續(xù)性要求提高,對冗余設(shè)計要求或進(jìn)一步提高。
在數(shù)據(jù)中心的設(shè)備中,在AI升級背景下我們建議關(guān)注供配電與溫控兩個環(huán)節(jié)。在供配電方面,主要包括災(zāi)備電源(柴油發(fā)電機(jī)組)、服務(wù)器電源(AC/DC電源)、備用電源(UPS、HVDC、BBU、超級電容)、電能質(zhì)量管理等產(chǎn)品,本報告的第二部分將圍繞上述七種產(chǎn)品展開介紹。隨著電力需求增長,作為保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素,溫控也成為數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵硬件環(huán)節(jié)之一。在溫控方面,主要關(guān)注液冷的發(fā)展趨勢,本報告的第三部分將聚焦于液冷。
柴油發(fā)電機(jī)組為數(shù)據(jù)中心災(zāi)備電源的首選方案,在數(shù)據(jù)中心中成本占比約10%。數(shù)據(jù)中心通常從公用電網(wǎng)獲取高壓電力,然后將低壓電力分配給 IT 設(shè)備。由于電網(wǎng)存在故障等情況可能會導(dǎo)致斷電,備用柴油發(fā)電機(jī)組在主電源中斷期間的供電中起著重要作用。柴油發(fā)電機(jī)組的原理是通過發(fā)動機(jī)燃燒柴油將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,再通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。柴油發(fā)電機(jī)組的成本在數(shù)據(jù)中心總成本的占比約10%。
國內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)組行業(yè)呈現(xiàn)“外資主導(dǎo)高端、國產(chǎn)搶占中高端”的梯隊(duì)結(jié)構(gòu)。國內(nèi)市場柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)可以分為三個梯隊(duì),第一梯隊(duì)為以MTU、卡特彼勒、康明斯、科勒等為代表的外資品牌,掌握柴油發(fā)動機(jī)核心技術(shù),主導(dǎo)高端市場;第二梯隊(duì)為以濰柴、玉柴、泰豪科技、科泰電源、蘇美達(dá)等為代表的國產(chǎn)原裝與OEM廠商,一般采用進(jìn)口或國產(chǎn)知名品牌的發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī),搶占中高端市場;第三梯隊(duì)為以“揚(yáng)泰系”和“福安系”為代表的國產(chǎn)企業(yè),一般采用本土發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī),市場較為分散,主要面向低端民用市場。
全球柴油發(fā)電機(jī)組市場規(guī)模超千億人民幣,2023年數(shù)據(jù)中心下游占比約15%。據(jù)QYResearch,2022年全球柴油發(fā)電機(jī)組市場規(guī)模約為149.97億美元,預(yù)計2029年將達(dá)到255.09億美元,復(fù)合增速為7.46%。其中,2022年中國、美國占比分別為27.86%、19.88%。據(jù)QYResearch,2023年全球數(shù)據(jù)中心用柴油發(fā)電機(jī)組市場銷售額達(dá)24.13億美元,測算其在整體柴油發(fā)電機(jī)組市場占比約15%。
關(guān)注1:核心零部件發(fā)動機(jī)市場以海外企業(yè)為主導(dǎo),國內(nèi)企業(yè)有望加速替代。發(fā)動機(jī)為柴油發(fā)電機(jī)組的主要部件之一,成本占比約60%。海外柴油發(fā)電機(jī)組企業(yè)以自制發(fā)動機(jī)為主,而國內(nèi)企業(yè)多采購海外發(fā)動機(jī)后組裝成機(jī)組,部分企業(yè)有發(fā)動機(jī)自制能力。海外發(fā)動機(jī)生產(chǎn)廠商主要包括卡特彼勒、康明斯、MTU、科勒、三菱等;國內(nèi)廠商主要包括濰柴、玉柴等。技術(shù)維度,國產(chǎn)品牌正在加速追趕,海外品牌定價權(quán)更高。隨著數(shù)據(jù)中心需求增長,海外企業(yè)主導(dǎo)的發(fā)動機(jī)環(huán)節(jié)產(chǎn)能受限、交貨期延長,帶動機(jī)組供需緊張。后續(xù)隨著需求持續(xù)增長以及國內(nèi)企業(yè)技術(shù)提升(進(jìn)行白名單認(rèn)證后進(jìn)入國內(nèi)客戶供應(yīng)鏈條)、加速擴(kuò)產(chǎn),國產(chǎn)化水平有望提升。
關(guān)注2:供需緊張帶來機(jī)組漲價預(yù)期,OEM廠提前鎖定海外發(fā)動機(jī)價格后可充分享受機(jī)組漲價價差。發(fā)電機(jī)組OEM方面,國內(nèi)主要廠商包括科泰電源、泰豪科技、蘇美達(dá)等,主要外采發(fā)動機(jī)進(jìn)行集成,部分企業(yè)通過與海外發(fā)動機(jī)企業(yè)設(shè)立合資工廠等方式保障發(fā)動機(jī)供應(yīng)。由于OEM廠對于部分海外發(fā)動機(jī)提前鎖價,在機(jī)組招標(biāo)階段整體柴油發(fā)電機(jī)組漲價后,該價格增幅對于OEM廠為利潤增量。建議關(guān)注海外發(fā)動機(jī)產(chǎn)能鎖定能力強(qiáng)的OEM廠。
AC/DC電源位于數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器機(jī)柜中,主要功能為降壓與整流,在機(jī)柜中價值量占比約5%。UPS輸出交流電后,AC/DC將交流電降低為適合設(shè)備使用的更低電壓的直流電。具體流程為AC/DC電源將接入的如220V交流電轉(zhuǎn)化為48V直流電,后通過DC/DC電源降壓后傳輸至芯片等。AC/DC電源在單機(jī)柜中的價值量占比約5%。
AI升級帶來AC/DC電源出貨形態(tài)變化:區(qū)別于傳統(tǒng)服務(wù)器機(jī)柜中CRPS單個電源模塊的出貨形態(tài),英偉達(dá)NVL36/72機(jī)柜中以power shelf(機(jī)框電源)為AC/DC電源的產(chǎn)品出貨形態(tài)。一個power shelf由6個PSU(單電源模塊,Power Supply Unit)與1個電源監(jiān)控單元組成。PSU主要由輸入整流濾波電路和功率因數(shù)校正電路等部分組成。據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,2023年全球普通服務(wù)器電源、AI服務(wù)器電源占比分別為約80%、約20%。
PSU的發(fā)展趨勢包括單模塊功率提升、冗余提升、轉(zhuǎn)換效率要求提升等,推動單機(jī)柜所需AC/DC電源量價齊增。1)單模塊功率由此前百瓦級別提升至5.5kw,下一代12kw等更高功率段產(chǎn)品已有預(yù)研。要求在單模塊功率提升的同時保持體積不變,功率密度持續(xù)提升。2)為保障數(shù)據(jù)安全、減少損耗,提升配置冗余度,2N冗余時電源運(yùn)行效率較高。3)轉(zhuǎn)換效率要求由此前80%+提升至97.5%+。碳化硅、氮化鎵等高價功率器件的引入在提升單模塊功率和轉(zhuǎn)換效率中起到重要作用。
單機(jī)柜服務(wù)器電源量價測算:量方面,相比8卡服務(wù)器單機(jī)柜服務(wù)器電源功率小于20kw,英偉達(dá)NVL72單機(jī)柜或配置8組power shelf,對應(yīng)單機(jī)柜電源功率264kw。價方面,我們假設(shè)單瓦價值量由0.5元提升至1.5/2/2.5元,對應(yīng)單機(jī)柜服務(wù)器電源價值量由小于1萬元提升至39.6/52.8/66.0萬元。
全球服務(wù)器電源市場由中國企業(yè)主導(dǎo)(其中臺資企業(yè)表現(xiàn)領(lǐng)先),市場集中度較高,中國大陸企業(yè)加速突圍。據(jù)QYResearch,2024年臺達(dá)、光寶等全球服務(wù)器電源前五大廠商市場份額合計超50%,集中度較高。據(jù)MTC,全球嵌入式電源銷售額前15大企業(yè)中中國大陸企業(yè)數(shù)量從2023年3家提升至2024年6家,中國大陸企業(yè)銷售額占比從2023年約14%提升至2024年約27%,大陸企業(yè)競爭力提升明顯。分市場來看,在海外,臺達(dá)、光寶等中國臺資企業(yè)占據(jù)主要市場份額。在國內(nèi),服務(wù)器電源的主要供應(yīng)商包括臺達(dá)、光寶、歐陸通、長城電源等,中國大陸系電源廠商正在加速提升市場份額。
客戶資源、研發(fā)需求快速響應(yīng)能力、供應(yīng)能力等為核心競爭要素。在客戶資源方面,中國臺資企業(yè)由于進(jìn)入市場較早而具備先發(fā)優(yōu)勢。服務(wù)器電源廠商的客戶可以分為服務(wù)器組裝廠、終端客戶(云廠商等)兩類。對于服務(wù)器電源廠家,除了需要和服務(wù)器組裝廠緊密合作,還需要與終端客戶建立連接,隨時掌握終端客戶動向與產(chǎn)品開發(fā)計劃等,以在產(chǎn)品開發(fā)初期就參與到終端客戶以及組裝廠的選型中。
在AI快速發(fā)展的時代,大陸服務(wù)器電源企業(yè)在海外市場實(shí)現(xiàn)突破,看好后續(xù)拓展?jié)摿ΑI芯片(英偉達(dá)等GPU芯片、博通等ASIC芯片)對于其所配套的服務(wù)器電源提出定制化需求,因而是否能與頭部芯片廠開展研發(fā)合作也尤為重要;同時由于研發(fā)需求不斷更新,要求服務(wù)器電源廠家具備快速響應(yīng)能力。據(jù)英偉達(dá)官網(wǎng)披露,GB200系列NVL72機(jī)柜AC/DC電源的合作商包括臺達(dá)、光寶、麥格米特三家,為大陸企業(yè)首次公開披露進(jìn)入海外市場。
服務(wù)器電源廠家按功率段呈現(xiàn)分化。按照服務(wù)器電源的功率,可以將市場分為中低功率段(0-2kw)與高功率段(2kw以上)。中低功率段入門檻相對較低,技術(shù)含量相對較低,價格競爭激烈,主要企業(yè)有中國臺灣的光寶、康舒、全漢、群光等,中國大陸的長城電源、歐陸通、高斯寶等。高功率段,技術(shù)含量與品質(zhì)要求相對較高,在AI投入力度加大背景下需求持續(xù)增加,主要企業(yè)有中國臺灣的臺達(dá)、光寶等,中國大陸的麥格米特、歐陸通等。
大陸企業(yè)積極推進(jìn)東南亞等海外產(chǎn)能布局。中國大陸主要企業(yè)產(chǎn)能集中在廣東(東莞等)、江蘇(蘇州等)等地區(qū)。為應(yīng)對海外市場需求,同時減少貿(mào)易限制影響,多個企業(yè)在東南亞(泰國、印尼、越南等)等地布局生產(chǎn)基地,其中中國臺資企業(yè)海外產(chǎn)能成熟度更高,大陸企業(yè)正在加快海外產(chǎn)能布局,如麥格米特海外產(chǎn)能將以泰國為重點(diǎn)展開擴(kuò)建計劃,已建設(shè)部分產(chǎn)能;歐陸通已在越南生產(chǎn)基地完成通用及高功率服務(wù)器電源產(chǎn)線建設(shè)。
UPS(不間斷電源)主要用于穩(wěn)壓、濾波以及不間斷供電,組成部分包括逆變器、整流器、蓄電池組等。采用交流輸入,通過 AC/DC 整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,再通過 DC/AC 逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電,為設(shè)備提供穩(wěn)定的交流電源。當(dāng)市電出現(xiàn)故障(如停電、電壓過高或過低等異常情況)時,UPS 會迅速切換到電池供電模式。電池中的直流電通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電,繼續(xù)為設(shè)備提供電力,保證設(shè)備能夠正常運(yùn)行一段時間,直至柴油發(fā)電機(jī)組達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)(通常需要1分鐘以內(nèi))。
數(shù)據(jù)中心建設(shè)帶動UPS需求增長,歐美市場數(shù)據(jù)中心UPS市場規(guī)模較大,中國等地區(qū)市場規(guī)模增速較快。UPS廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、電信、工業(yè)、金融、政府、醫(yī)療等領(lǐng)域,其中數(shù)據(jù)中心是增長較快的領(lǐng)域。據(jù)Market Research Future預(yù)測,2024/2032年全球數(shù)據(jù)中心UPS存量市場規(guī)模分別為57.1/103.1億美元,2025-2032年CAGR約7.7%;分地區(qū)來看,2023年北美、歐洲占比排名前二,分別為38.5%、27.2%;預(yù)計2024-2032年亞太地區(qū)復(fù)合增速最快,特別是中國、印度、日本等地。
UPS產(chǎn)品起源于海外,外資品牌在全球市場中占據(jù)較高份額。在全球市場,UPS主要廠商包括施耐德、ABB、維諦、伊頓等,傾向于提供全鏈條型解決方案。據(jù)Global Market Insights,2023年施耐德、ABB、維諦全球市場份額合計超30%。在國內(nèi)市場,UPS主要廠商包括華為、科華數(shù)據(jù)、維諦、伊頓等,據(jù)智研咨詢,2023年CR3超過40%(科華/華為/維諦的市占率分別為16%/14%/12%)。對于互聯(lián)網(wǎng)這一細(xì)分下游(包括數(shù)據(jù)中心),國內(nèi)主要供應(yīng)商為華為、伊頓、維諦等。
在國內(nèi),外資企業(yè)主導(dǎo)中高端市場,政策與自身發(fā)力帶動中國企業(yè)持續(xù)提升份額。在國內(nèi)市場,外資企業(yè)在技術(shù)水平、品牌影響力、服務(wù)質(zhì)量等方面具備優(yōu)勢,在數(shù)據(jù)中心、醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域的市場認(rèn)可度較高。中國企業(yè)則在市場渠道、客戶資源、產(chǎn)品定制等方面具備較強(qiáng)競爭力,在政府、電信、金融等領(lǐng)域占據(jù)較大市場份額。對于數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域,隨著國產(chǎn)化政策引導(dǎo),以及與客戶協(xié)同緊密、持續(xù)提升品牌力,中國企業(yè)有望提升國內(nèi)市場份額。
HVDC(高壓直流輸電,High Voltage Direct Current)是一種可以替代UPS的備用電源方案,直接輸出直流電。HVDC直接將交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電,然后通過直流配電單元向設(shè)備供應(yīng)直流電。該方案中交流電轉(zhuǎn)直流電輸出后,不再通過逆變器轉(zhuǎn)化成交流電,而是為兼容直流輸入的設(shè)備提供直流電源。
較UPS,HVDC有望提升轉(zhuǎn)換效率、減少建設(shè)與運(yùn)營成本。高壓直流系統(tǒng)避免了逆變器鏈路,減少能量轉(zhuǎn)換次數(shù),因此可提升效率、降低損耗。據(jù)臺達(dá)官網(wǎng),其HVDC產(chǎn)品效率已經(jīng)可以達(dá)到98%以上,高于傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)。同時,HVDC采用模塊化設(shè)計,可根據(jù)需要靈活擴(kuò)展和分布式供電。成本方面,根據(jù)騰訊數(shù)據(jù)中心2019年測算,對于360kW規(guī)模的供電系統(tǒng),240V的HVDC方案較2N UPS方案節(jié)約37.5%投資成本,全生命周期節(jié)省電費(fèi)157萬元。對于10萬臺服務(wù)器的大型數(shù)據(jù)中心,采用HVDC在8年時間內(nèi)可以節(jié)省總擁有成本超1.2億元。
在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施和供電穩(wěn)定要求的使用成熟度偏好下,當(dāng)前HVDC 在數(shù)據(jù)中心的滲透率相對較低,UPS仍為主流;HVDC有望隨著AI服務(wù)器單機(jī)柜功率提升而加速滲透。目前HVDC滲透率仍然較低,主要系一方面,由于供電特殊性,采用HVDC時需對后端設(shè)備進(jìn)行直流改造;另一方面,HVDC需定制開發(fā),降低了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度、流通性,難以滿足托管模式數(shù)據(jù)中心對通用性電源方案的需求。隨著AI算力需求推動服務(wù)器機(jī)柜功率持續(xù)提升,用電量大幅提升,HVDC在高效傳輸與經(jīng)濟(jì)性上的潛力有望逐步釋放、提升滲透率。
國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心HVDC應(yīng)用情況分化,國內(nèi)已有應(yīng)用,而海外尚處于早期。1)國內(nèi):互聯(lián)網(wǎng)、運(yùn)營商、金融、政企等領(lǐng)域HVDC應(yīng)用較多,從240V向800V演進(jìn)。國內(nèi)HVDC方案的應(yīng)用從基站機(jī)房擴(kuò)展到數(shù)據(jù)中心,自2010年三大運(yùn)營商開始試用HVDC,逐步形成成熟的直流供電生態(tài)。通信基站與數(shù)據(jù)中心供電架構(gòu)相似,使得HVDC在數(shù)據(jù)中心場景的遷移成本低于海外(海外市場通信網(wǎng)絡(luò)長期依賴交流供電,改造為直流系統(tǒng)需重構(gòu)供電鏈路)。目前國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域HVDC的滲透率較高,金融、運(yùn)營商、政企等領(lǐng)域HVDC方案滲透率逐年提升;應(yīng)用HVDC方案的主要企業(yè)為阿里、騰訊、百度、電信、移動等。發(fā)展趨勢上,電壓等級從240V向800V升級,支持高算力集群高比用電需求。
2)海外:英偉達(dá)高功率芯片的迭代有望驅(qū)動HVDC在海外市場的滲透率提升,以±400V/800V方案為主。英偉達(dá)推出了一系列高性能GPU,帶動單機(jī)柜功率持續(xù)提升,將從kW級提升至MW級及以上。傳統(tǒng)48V系統(tǒng)承載1MW功率需超18kA電流,而采用±400V或800V HVDC方案,將大幅降低電流,可提升可靠性、降低損耗。目前英偉達(dá)已聯(lián)合納微半導(dǎo)體、德州儀器、維諦、臺達(dá)等廠商開發(fā)800V HVDC系統(tǒng)。同時谷歌、META、微軟等云廠商對于±400V HVDC方案已有規(guī)劃。隨著后續(xù)高功率芯片放量,海外市場HVDC滲透率將加速提升。
中國企業(yè)主導(dǎo)國內(nèi)市場(呈現(xiàn)寡頭壟斷格局),積極向海外市場延申。國內(nèi)市場HVDC主要廠商包括中恒電氣、中達(dá)(臺達(dá)大陸子公司)、維諦等,據(jù)觀研天下,上述三家企業(yè)合計市場份額達(dá)90%。海外市場的主要廠商包括臺達(dá)、維諦、伊頓等,中國企業(yè)正在積極開辟海外市場。對比中國與海外企業(yè),中國企業(yè)在800V電壓等級加速突破,有望憑借國內(nèi)市場應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)、性價比、生產(chǎn)配套能力搶占市場份額。
BBU(Battery Backup Unit)與UPS相似,是預(yù)防斷電情景下對數(shù)據(jù)造成影響的備用電源產(chǎn)品。BBU可以安裝在服務(wù)器機(jī)柜內(nèi),充當(dāng)“機(jī)架中的UPS”。當(dāng)外部電源突然中斷時,系統(tǒng)會自動切換至BBU供電,將存儲在動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)中的緩存資料快速寫入到備用的固態(tài)硬盤(SSD)中。隨著電力恢復(fù),系統(tǒng)重新啟動后會自動從SSD中讀取資料,重建必要的文件和信息,以防止斷電引起的數(shù)據(jù)丟失,確保數(shù)據(jù)的安全和完整。
較UPS,BBU的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在體積小、配置靈活、瞬時反應(yīng)。第一,不同于UPS位于服務(wù)器機(jī)柜外,BBU體積小、可以安裝在服務(wù)器機(jī)柜內(nèi),靈活性更高,且與HVDC結(jié)合可以形成“In-rack”方案節(jié)省空間。第二,不同于UPS主要采用鉛酸電池,BBU主要采用鋰電池,高瞬時放電能力能夠提供毫秒級響應(yīng),且使用壽命更長。此外,相比傳統(tǒng)UPS,BBU轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)更少,轉(zhuǎn)換效率高、能耗較低。
市場格局方面,據(jù)Global Info Research,2023年全球前五大廠商占市場份額約45%。BBU電源廠商主要包括中國臺灣的臺達(dá)、光寶等,中國大陸部分公司已有布局。
電池為BBU的主要成本構(gòu)成之一,電芯環(huán)節(jié)國產(chǎn)化率或逐步提升。從產(chǎn)業(yè)鏈來看,電芯廠出貨電芯后,由PACK企業(yè)制成電池產(chǎn)品出貨給電源廠商集成。在電源與PACK環(huán)節(jié),目前由中國臺灣企業(yè)主導(dǎo)。在電芯環(huán)節(jié),目前由日韓企業(yè)主導(dǎo),據(jù)Voltaplus,三星與松下市場份額合計超80%。當(dāng)前電芯環(huán)節(jié)處于產(chǎn)品迭代階段(單顆電芯的功率由約60-70W提升至150-200W(2Ah向4-5Ah演進(jìn)),電池規(guī)格由18650迭代至21700,引入全極耳等新技術(shù)),大陸企業(yè)或憑借電池領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢逐步提升國產(chǎn)化率。
超級電容是一種介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的新型儲能元件,可以用作為數(shù)據(jù)中心備用電源。超級電容的功能與電池相似,但原理有所不同,在電池中,當(dāng)電力儲存或釋放時,會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),原始物質(zhì)會變成另一種物質(zhì);在電容器中,電力通過靜電的力儲存在電極表面,不使用化學(xué)反應(yīng),因此物質(zhì)沒有變化。超級電容器的工作原理與普通電容器相似。此外,超級電容器的充電和放電速度快于電池,同時比電解電容器存儲更多的電荷。超級電容目前主流路線包括LIC(即HSC)、EDLC,LIC具備更高能量密度、循環(huán)效率和空間利用率。
隨著單個服務(wù)器機(jī)柜的功率提升,海外市場或引入超級電容作為電池備份單元核心組件,帶來市場需求增加。市場規(guī)模方面,據(jù)QYResearch,2023年全球混合超容市場規(guī)模50.19百萬美元,預(yù)計2030年將達(dá)到93.61百萬美元,CAGR為10.05%。
目前數(shù)據(jù)中心超級電容供應(yīng)企業(yè)較少,供需緊張背景下國產(chǎn)企業(yè)有望憑借性價比優(yōu)勢提升全球市場份額。市場格局方面,目前數(shù)據(jù)中心的超級電容的供應(yīng)商較少,主要包括日本武藏、江海股份等。對比日本武藏、江海股份,日本武藏的優(yōu)勢在于客戶資源,可以更早跟隨客戶需求啟動量產(chǎn)出貨。江海股份的優(yōu)勢在于可以提供較好的產(chǎn)品性能與較低的價格。國產(chǎn)企業(yè)有望隨著海外需求起量,在現(xiàn)有供應(yīng)商供不應(yīng)求的窗口下逐步提升份額。
電能質(zhì)量管理有助于保障數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)的可靠性,保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。電能質(zhì)量設(shè)備主要包括APF(有源電力濾波器,Active Power Filter)、SVG(無功補(bǔ)償器,Static Var Generator)等。電能質(zhì)量由三個指標(biāo)衡量:電壓、頻率、波形(諧波)。正常的線性負(fù)載對電網(wǎng)的波形不會有影響,但大量服務(wù)器負(fù)荷非線性,會產(chǎn)生大量諧波電流,影響電能質(zhì)量,需要安裝APF。SVG則可以快速響應(yīng)補(bǔ)償系統(tǒng)中的無功功率,提高功率因數(shù),穩(wěn)定電壓,減少線路損耗,提升電網(wǎng)效率和穩(wěn)定性。
據(jù)格物致知,2023年全球數(shù)據(jù)中心電能質(zhì)量管理產(chǎn)品市場規(guī)模為39.5億元。分地區(qū)來看,中國為6.0億元。隨著數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)量和裝機(jī)功率不斷擴(kuò)大,電能質(zhì)量管理產(chǎn)品的性能要求(如引入碳化硅材料)與價格有望隨之提升,量價齊增帶動市場規(guī)模快速增長。
國內(nèi)品牌在國內(nèi)市場占據(jù)主導(dǎo)地位,在海外市場積極縮小與外資品牌差距。數(shù)據(jù)中心電能質(zhì)量管理廠商可以分為三個梯隊(duì),第一梯隊(duì)為以盛弘股份、艾臨科、臺達(dá)、英博電氣等為代表的國產(chǎn)廠商,常見于三大運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)IDC等數(shù)據(jù)中心用戶的供應(yīng)商名單;出海項(xiàng)目中盛弘股份參與較多。第二梯隊(duì)為以ABB、愛科賽博、諾企、庫柏、埃特羅斯等為代表的廠商,在外資數(shù)據(jù)中心、Colo、區(qū)域數(shù)據(jù)中心有較多應(yīng)用。第三梯隊(duì)為以歐高電氣、山大華天、廣州阿珂法、愛博精電、斯菲爾等為代表的廠商,主要在區(qū)域數(shù)據(jù)中心較為活躍。國內(nèi)品牌在鞏固國內(nèi)市場的基礎(chǔ)上積極拓展海外市場,隨著國產(chǎn)產(chǎn)品技術(shù)提升和性價比優(yōu)勢凸顯,有望提升在東南亞等新興市場的數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的市場份額。
數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)分為風(fēng)冷和液冷。風(fēng)冷是數(shù)據(jù)中心主流選擇,但隨著AI訓(xùn)練服務(wù)器集群的密度增加以及GPU數(shù)量需求增長帶來熱功耗的上升,風(fēng)冷逐漸無法滿足AI數(shù)據(jù)中心的散熱需求。在合理設(shè)計的情況下,風(fēng)冷能支持平均約20kW的機(jī)架功率密度。然而單個8-10U的AI服務(wù)器功耗可達(dá)12kW,同時大型AI集群中的服務(wù)器因距離過長會有延遲問題無法分散部署來降低機(jī)架密度,使得風(fēng)冷難以滿足功率密度超20kW的AI集群需求。據(jù)維諦估計,目前液冷滲透率已接近20%。
液冷散熱性能更佳。液冷可用于20kW以上機(jī)架散熱,最高可滿足150kW的機(jī)架散熱。目前AI機(jī)柜功率密度增長迅速,據(jù)維諦預(yù)測,AI機(jī)柜常態(tài)功率密度將進(jìn)入百kW級別,2025年后將突破250kW,功率峰值在2030年前或突破1MW,液冷或?qū)⑷〈L(fēng)冷成為新主流。短期內(nèi)液冷風(fēng)冷混合散熱或更受青睞,將液冷集成至風(fēng)冷系統(tǒng)可較快滿足存量數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)需求。
當(dāng)前液冷系統(tǒng)主要分三類方案:機(jī)柜熱交換、冷板式、浸沒式。機(jī)柜熱交換(間接液冷)未將冷液直接輸送至服務(wù)器,而是在機(jī)柜后方安裝液冷熱交換設(shè)備,通過服務(wù)器機(jī)柜風(fēng)扇將熱空氣通過液冷管道排出,該方案可在風(fēng)冷基礎(chǔ)上改造,作為過渡方案。冷板式將冷卻板直接放置于熱源上,通過CDU將冷液循環(huán)至冷板吸收熱量,再輸送至機(jī)柜外散熱。冷板式在覆蓋CPU、GPU和內(nèi)存模塊等平面時散熱效果最佳,其他場景下散熱效果有一定下降,因此僅能散去70%-75%熱量,需要與風(fēng)冷結(jié)合。浸沒式液冷將服務(wù)器設(shè)備直接浸沒進(jìn)液冷箱,該方案充分發(fā)揮冷液性能,不再需要風(fēng)冷進(jìn)行輔助散熱,因此能耗更低,但建設(shè)成本較高,滲透率有待提高。
按熱量傳導(dǎo)順序通常包括機(jī)柜、CDU(冷液分配單元)、排熱設(shè)備,部分?jǐn)?shù)據(jù)中心采用浸沒式方案,會配備浸沒液冷罐。冷板式機(jī)柜裝有冷卻板;CDU為液冷系統(tǒng)提供可控的冷卻液,創(chuàng)建了一個獨(dú)立于冷凍水供應(yīng)的隔離二次回路,能夠?qū)σ豪湎到y(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的控制和精確的調(diào)節(jié);CDU連接到排熱設(shè)備將熱量排至室外,如建筑物的冷凍水系統(tǒng)或冷卻塔進(jìn)行最終散熱。
IT和電子通信為液冷下游份額最大領(lǐng)域,當(dāng)前市場格局較為分散。據(jù)Global Market Insights統(tǒng)計,IT和電子通信行業(yè)在2023年全球市場占據(jù)液冷需求27%,為下游需求最大的行業(yè);2023年,全球液冷領(lǐng)域市占率前五分別為Asetek、Boyd、CoolIT、艾默生、富士通,CR5約30%-35%。國內(nèi)液冷溫控解決方案公司主要包括英維克、申菱環(huán)境、高瀾股份、同飛股份等。
當(dāng)前在全球AI算力需求高增的背景下,數(shù)據(jù)中心加速升級與擴(kuò)建,我們堅定看好AIDC趨勢,建議關(guān)注硬件環(huán)節(jié)增量需求,包括供配電與溫控。
1)細(xì)分環(huán)節(jié)價值量維度:優(yōu)選液冷、柴油發(fā)電機(jī)組、服務(wù)器電源等高價值量環(huán)節(jié)。
按單瓦價值量進(jìn)行排序,以國內(nèi)市場2024年為例,我們估算液冷(3~12)>柴油發(fā)電機(jī)組(1~1.2)>服務(wù)器電源(0.5~1)>UPS/BBU(0.5~0.6)>HVDC(0.4~0.6)>超級電容/電能質(zhì)量管理(0.4~0.5)。其中,BBU、超級電容為服務(wù)器機(jī)柜層面的非標(biāo)配產(chǎn)品。
按數(shù)據(jù)中心新增市場需求進(jìn)行排序,以全球市場2028年為例,我們估算液冷>服務(wù)器電源>柴油發(fā)電機(jī)組>HVDC>UPS>電能質(zhì)量管理>BBU>超級電容。參考維諦與IDC預(yù)測數(shù)據(jù),我們假設(shè)2028年全球新增算力功率規(guī)模22GWh,其中中國/海外市場分別約8/14GWh。假設(shè)2028年中國/海外市場數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機(jī)組、服務(wù)器電源、UPS、HVDC、BBU、超級電容、電能質(zhì)量管理、液冷的單價分別為1.1/1.25、0.8/2.0、0.55/1.0、0.55/1.4、0.55/0.7、0.4/0.55、0.48/0.63、5/8元。對應(yīng)計算得2028年全球數(shù)據(jù)中心柴油發(fā)電機(jī)組、服務(wù)器電源、UPS、HVDC、BBU、超級電容、電能質(zhì)量管理、液冷的需求規(guī)模分別為526.0億元、688.0億元、192.8億元、231.2億元、72.0億元、61.9億元、126.6元、852.0億元,2025-2028年CAGR分別為23%、31%、5%、122%、64%、68%、23%、53%。
2)國內(nèi)與海外終端維度:國內(nèi)與海外市場AIDC帶來的彈性環(huán)節(jié)邏輯有所區(qū)別,在部分環(huán)節(jié)有望實(shí)現(xiàn)雙擊。
對于國內(nèi)市場AIDC,建議關(guān)注:1)柴油發(fā)電機(jī)組:海外廠商主導(dǎo)的發(fā)動機(jī)環(huán)節(jié)供不應(yīng)求,導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)組漲價。同時海外廠商擴(kuò)產(chǎn)意愿較低,有望驅(qū)動國產(chǎn)替代,需跟蹤國內(nèi)發(fā)動機(jī)廠商技術(shù)升級與產(chǎn)能擴(kuò)張進(jìn)程。2)HVDC:國內(nèi)數(shù)據(jù)中心HVDC的滲透率高于海外,國內(nèi)對于HVDC方案的接受度更高,隨著國內(nèi)加大AI領(lǐng)域投資,提升AI基礎(chǔ)設(shè)施投入,HVDC市場有望擴(kuò)容,同時向更高電壓等級升級。3)UPS:國內(nèi)加大AIDC投入帶來增量。4)服務(wù)器AC/DC電源:國內(nèi)市場由臺資企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位,大陸企業(yè)憑借性價比等優(yōu)勢加速提升在國內(nèi)市場的份額。5)電能質(zhì)量管理:數(shù)據(jù)中心建設(shè)投入加速帶來板塊老樹結(jié)新枝,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)受益。6)液冷:滿足服務(wù)器的散熱需求,受益于“東數(shù)西算”等政策推動和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)、運(yùn)營商等對數(shù)據(jù)中心的建設(shè)需求。
對于海外市場AIDC,建議關(guān)注:1)服務(wù)器AC/DC電源:AI快速發(fā)展帶來需求高增,為提高供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度,海外大客戶將大陸品牌引入供應(yīng)鏈條;同時隨著服務(wù)器單機(jī)柜功率提升,客戶對于服務(wù)器電源的要求升級,大陸服務(wù)器電源供應(yīng)商有望實(shí)現(xiàn)量價齊增。2)HVDC:隨著服務(wù)器單機(jī)柜功率提升,海外市場HVDC方案的滲透率有望提升,為純增量市場,國內(nèi)企業(yè)有望通過代工等模式切入供應(yīng)鏈。3)BBU/超級電容:隨著服務(wù)器單機(jī)柜功率提升,基于對供電穩(wěn)定的考慮,有望增加備用電源的方案,BBU/超級電容或?yàn)闃?biāo)配,從而提升用量。4)液冷:隨著國內(nèi)企業(yè)技術(shù)實(shí)力提升,憑借成本與服務(wù)優(yōu)勢提升海外市場份額。
此外,在上述設(shè)備環(huán)節(jié)中,隨著設(shè)備需求提升,其相應(yīng)涉及到的鉛酸電池、繼電器、熔斷器等零部件的需求也將提升,建議關(guān)注相關(guān)環(huán)節(jié)頭部企業(yè)。
行業(yè)競爭加劇導(dǎo)致盈利低于預(yù)期。若行業(yè)競爭加劇,進(jìn)行價格戰(zhàn)導(dǎo)致價格降幅超預(yù)期,產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)公司營收和毛利率將會承壓,拖累行業(yè)內(nèi)公司業(yè)績;
技術(shù)快速迭代導(dǎo)致行業(yè)長期發(fā)展空間以及競爭格局變化。新技術(shù)路線的崛起可能導(dǎo)致行業(yè)原有格局變化,若公司研發(fā)能力未能匹配行業(yè)發(fā)展,可能對公司業(yè)績造成較大影響。
海外市場需求不及預(yù)期。海外市場為數(shù)據(jù)中心設(shè)備需求提供了未來的核心增量,若由于地緣政治等其他因素影響導(dǎo)致需求不及預(yù)期,可能影響行業(yè)整體景氣度。
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