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国信证券:人工智能迎来应用拐点建议关注数据中心电力设备等细分领域投资机会

浏览:次    发布日期:2025-02-21

  智通财经APP获悉,国信证券发布研报称,人工智能应用迎来拐点,2023-2028年数据中心新增IT负载年复合增长率(CAGR)预计高达24%。算力作为数字经济时代的核心生产力,正推动全球数据中心基础设施快速扩张。国信证券建议关注数据中心电力设备、服务器电源及铜连接等细分领域的投资机会,相关产业链公司有望受益于AI革命带来的需求增长。

  人工智能迎来应用拐点,23-28年数据中心新增IT负载CAGR高达24%

  算力是数字经济时代的核心生产力,是继热力、电力之后重要的新生产力。2020年以来全球大模型快速发展迭代,以DeepSeek为代表的开源模型大幅降低AI门槛,根据杰文斯悖论推理和应用需求有望出现爆发式增长。2023年全球计算设备算力总规模达到1397EFops,其中智能算力占比为63%;预计2030年全球算力将超过16ZFlops,2023-2030CAGR达42%,其中智能算力占比超过90%。根据SemiAnalysis,2023年全球数据中心IT负载规模约为49GW,预计2028年达到140GW,23-28年CAGR高达24%;其中,AI负载有望达到80-85GW,五年时间增长约20倍。AI革命背景下,全球主要云服务商资本开支快速放量,美国四大云厂2025年资本开支预计超过3100亿美元,同比增长43%;国内以字节跳动、阿里、腾讯为代表的头部互联网企业纷纷加大数据中心基建力度。

  数据中心配套电力设备容量可达算力芯片的3-5倍,2026年变压器+开关柜+UPS+HVDC市场空间预计可达730亿元

  北美新建数据中心资本开支约为70-120亿美元/GW,其中非IT设备占比20%-40%,非IT设备中柴发、变配电、UPS/HVDC等电力设备占比50%-70%。数据中心供电系统主要包括变压器/开关柜、UPS/HVDC、服务器电源(AC/DC)、板卡电源(DC/DC)四大环节。数据中心供电设备对于可靠性要求极高,对企业品牌、技术和质量稳定性提出较高要求,且往往采用冗余配置方式提供备用。根据相关数据,数据中心IT负载约为芯片功率的1.4-1.5倍,总功率约为IT负载的1.2-1.3倍,考虑UPS/HVDC实际负载率和冗余配置,数据中心配套电力设备容量可达算力芯片的3-5倍。该行预计,2024-2026年全球数据中心新增IT负载分别为7.7/12.3/16.9GW,CAGR为48%,2026年配套变压器、开关柜、UPS、HVDC市场空间预计分别达到76/304/304/46亿元。

  算力芯片功耗提升带动机架功率密度持续提升,2023年全球数据中心单机柜平B体育官网 B体育网址均功率为20.5kW,英伟达GB200NVL72机柜功率已超120kW;根据维谛预测,2030年前后用于智算中心的GPU机柜峰值功率有望达到MW级。机柜功率密度的快速提升对供配电设备效率、占地等方面提出空前要求,过去五年全球主要企业纷纷推出集成化与模块化产品,大幅节省占地面积、提升综合效率、缩短交付周期。HVDC方案起步于2007年前后,与UPS相比具有供电效率高、结构简单、占地面积小等优势,目前行业渗透率约为15%-20%,包括台达、维谛和中恒在内的主要企业大力推广HVDC应用,未来渗透率有望稳步提升。巴拿马电源在HVDC基础上进一步提升设备集成度,进一步提升效率、减少占地。2023年以来,包括百度、阿里、Meta、谷歌等企业纷纷发布或启动下一代高压HVDC产品,将直流电压从240/336V提升至±400/750V,进一步降低服务器端损耗。SST(固态变压器)由电力电子变换器和高频变压器组成,可实现高压交流至低压直流/交流的电压变换及能量双向流动,在保持巴拿马电源优势的基础上进一步提升部署灵活性,最高直流输出电压已达1000V。大型数据中心装机容量往往超过20MVA,而公共配网往往面临容量不足的问题,未来发供电自建有望成为主流方式,进一步带动110/220kV电力设备需求。

  服务器电源(AC/DC)是数据中心供电重要环节,负责将UPS/HVDC输出高压交流/直流转变为服务器适用的12/48V直流。与传统服务器电源相比,AI服务器电源功率密度大幅提升,单位价值量是传统服务器电源的4倍以上。该行预计,2024-2026年全球服务器电源市场空间为143/587/933亿元,其中2025-2026年英伟达GB200/300服务器电源市场规模约393/589亿元。无源铜缆连接(DAC)适用于服务器内部信息互联,具有损耗B体育平台 B体育网站低、成本低的优势;英伟达GB200NVL72中NVLink全部通过DAC实现,总长度约3200米。该行预计,仅考虑英伟达GB200/300应用,2027年铜连接铜缆市场空间可达41亿元。BBU(BatteryBackupUnit)是数据中心可选的电源备份方案之一,将电池在服务器中进行分布式部署,较集中式UPS具有灵活度高、寿命长、效率高等优势;英伟达GB200/300有望引入BBU方案,该行预计2027年市场空间可达43亿元。

  人工智能应用落地进度不及预期;全球数据中心投资总量与节奏不及预期;主要原材料价格大幅上涨;行业竞争加剧,盈利水平不及预期。