1.1、 全球互联网资本开支进入新一轮上行周期
全球互联网资本开支加速扩张，数据中心建设规模有望持续扩大。AI 浪潮驱动 全球互联网企业资本开支持续扩张。北美互联网企业方面，2024Q3 微软、Meta、亚 马逊、谷歌合计实现资本开支 588.6 亿美元，环比增长 11.4%，同比增长 59.1%，资 本开支呈现显著的逐季增长态势。同时根据各家的资本开支规划，2025 年北美主要 互联网与云计算企业的支出规模有望持续扩张。 在中国市场，下游 AI 应用的推广和国产算力硬件性能的提升同样带动了国内互 联网企业的资本开支拐点向上。根据百度、阿里巴巴与腾讯的公告显示，2024Q3 三 家合计实现资本开支 333 亿元，环比增长 56.8%，同比增长 134%。此外包括字节跳 动在内的国内其他互联网企业同样加大了资本开支，据 AGI 人工智能公众号消息， 2024 年字节跳动的资本开支预计达到了 800 亿元。 2024 年国内互联网企业的资本开支增速迎来了向上拐点，并且在国产硬件推广 与应用大规模推广的背景下，2025 年国内算力资本开支增速仍有望保持较高水平。
资本开支扩张带动全球数据中心规模持续扩大。根据 SemiAnalysis 统计预测， 全球数据中心核心 IT 电力需求有望从 2023 年的 49GW 增长至 2026 年的 96GW，年 化复合增速达 25.1%。并且就 2023-2026 年三年间新增的 47GW 功率需求中，智算数 据中心规模有望达 40GW，占比超 85%。智算需求的提升推动了数据中心规模的大 幅增长。 同时在中国市场，以标准机架规模计，预计 2024 年国内数据中心机架规模累计 将达 1000 万架，累计量同比增长 23.5%。预计 2024 年当年新增数据中心机架 190 万架，同比增长 18.8%。并且 2025 年在国内算力资本开支持续加大的情况下，国内 新增数据中心机架规模有望进一步扩大。
1.2、 数据中心资本开支扩张带动配套设备需求放量
数据中心设备包括主设备与配套设备。建设数据中心所需的设备包括主设备与 配套设备两类，其中主设备以 IT 算力设备和通信设备为主，配套设备则包括了供配 电系统、散热制冷装备与管理系统。 配套设备多为数据中心基础设施建设的必备辅助装备，其中供配电相关设备的 成本占比相对较高。以采用 UPS 与柴油发电机方案的传统数据中心为例，供配电设 备包括了柴油发电机、电力用户站、UPS 与配电柜，其成本占比分别为 23%、20%、 18%与 8%，合计占数据中心基础设施的比重达到了 69%。因此全球数据中心规模扩 张有望拉动相应设备的销售。
数据中心供配电系统目的在于实现市电对 IT 负载的供电并在市电断电时提供 紧急备电功能。以传统 UPS 方案为例，电流传输路径主要为 10kV 高压供电经过变 压器降低为 380V/220V 的交流市电，380V/220V 在经过低压配电柜分配给下游用电 单位包括机房、温控设备、照明设备等等，还要将配电后的 380V/220V 市电接入 UPS 设备，该设备和直流蓄电池配套使用，负责市电故障后持续给机房数据中心提供一 定时间的电能保障。
经过 UPS 的 380V/220V 交流电被引入 IT 机房接入整机柜的 PDU。最后，服务 器从机柜的 PDU 取 380V/220V 交流电接入机箱内置的 PSU 并将其降压转换为 48V/12V 的直流电，最终通过主板上的 DC-DC 电源模块降压至 5V、3.3V、1V 等低 压给负载芯片供电。
2.1、 终端机柜功率密度提升导致数据中心能耗变高
智算中心 GPU 芯片算力提升带动其功耗提升。以英伟达算力芯片为例，其目前 H100/H200/H800 等芯片 TDP 设计功耗已达 700W，于 2024 年 3 月发布的 B200 功耗 达到了 1000W，GB200 的功耗甚至达到了 2700W。算力的快速提升带动其功率快速 增长。 同时，AI 服务器通常由 8 卡 GPU 组合或 NPU 模组构成，单台服务器的功耗在 5-10kW 之间，将其进一步组成整机机柜时，机柜密度可以达到 40kW 以上。同样以 英伟达服务器为例，其 DGX 架构 8 卡 GPU H100 服务器额定功耗为 10.2kW，安装 4 台服务器的风冷机柜功耗为 42kW。而在 24 年 3 月公布的 GB200 架构中，NVL36 机柜功率密度为 72kW，NVL72 液冷机柜功率密度则高达 120kW。
智算数据中心占比显著提高了全球机柜的平均功率密度。根据 EY-Parthenon Analysis 和 Data Center Dynamic 的预测，全球数据中心平均单机架的功率密度已经 从 2017 年的 5.6kW/机架提升至 2023 年的 12.8kW/机架。同时伴随超算、智算数据 中心占比的提升，全球高功率机架的出货占比有望进一步提升。 IT负载的大功率化带来的数据中心机柜高密度化趋势使得相关数据中心的能源 消耗持续增加。
2.2、 数据中心能耗控制核心在于降低 PUE
数据中心 OPEX 成本以电力为主。以国内数据中心为例，其运营成本占比前三 的分别为电力、折旧与房租，其占比分别为 56.7%、25.6%与 7.7%。而在数据中心当 中产生能耗的除数据中心机柜等 IT 核心负载外，还包括制冷系统、供配电系统与照 明设备等，根据通信电源人公众号数据，其比重分别为 50%、35%、10%与 5%。因 此在数据中心总能耗因为核心负载功率提升的情况下，降低供配电、制冷系统的能 耗是提升数据中心能源应用效率的关键。
政策同样对数据中心能效水平提出了强制要求。PUE（数据中心总设备能耗和 IT 设备能耗之间的比率，越靠近 1 代表能效水平越高）是数据中心关键能效考核指 标之一，目前在国内多省市及德国等海外国家均对数据中心的 PUE 提出了一定要求。 因此无论从满足政策 PUE 要求还是提升经济性的角度，对供配电系统等在内的基础 设备进行技术迭代升级都是数据中心高功率密度趋势下的必然选择。
2.3、 HVDC 系统：内外需共振，渗透率已至提升拐点
HVDC 系统具备效率高、供电可靠性强等多重优势。高压直流系统（HVDC） 主要由交流配电单元、整流模块、蓄电池、直流配电单元、电池管理单元、绝缘监 测单元及监控模块组成。其主要作用同 UPS 相同，在市电工作时，整流模块将交 流配电单元输出的 380V 交流电转换成 240V/336V 高压直流（240V 为国内电信标 准输出额定电压、336V 为国内移动标准输出电压），高压直流经直流配电单元给 IT 设备供电，同时也给蓄电池充电。在市电异常时，由蓄电池给 IT 设备提供紧急备 电功能。对比 HVDC 与 UPS 的供电结构可以看出：（1）HVDC 系统相较传统 UPS 取消两级变换，整体效率更高，传统 UPS 方案效率为 94.7%，HVDC 为 95.2%；（2） 系统的备用电池作为电源直接并联在输出母线上，当市电断电时可以直接提供紧急 备电功能；（3）系统拓扑结构更加简单，可靠性更高。不过其输出电压的非通用性 导致其应用场景相对定制化，因此较多集中在互联网与通信运营商自建数据中心中。 此外，“巴拿马电源”属于泛 HVDC 系统，该电源柔性集成了 10kV 的配电， 隔离变压，模块化整流器和输出配电等环节，采用移相变压器取代工频变压器，并 从 10kV DC 到 240V DC 整个供电链路做到了优化集成。进一步提升了供配电系统 的效率、可靠性同时维护更加简单。根据台达公众号信息，巴拿马电源方案效率可 达 97.5%，相比传统 HVDC 实现进一步提升。
应用定制化的 HVDC 方案相比 UPS 能够实现 CAPEX 和 OPEX 双双降低。根 据腾讯数据中心公众号对比“1+1 系统”400kVA UPS 与 1 台市电直供+1 台 1200A 240V 高压直流系统方案的占地面积与成本，可以看出 UPS 占地面积可等效为 16.5 面柜子，CAPEX 在不含滤波的情况下为 154 万元、每年浪费 28.04 万元电费。同时 高压直流系统占地面积为 10.5 面柜子、CAPEX 为 100 万元，每年浪费 8.41 万元电 费。高压直流方案在占地面积、初始投资成本与运营成本等多方面具备明显优势。
2.3.1、 国内：成熟互联网企业自建数据中心成为趋势
自建数据中心互联网企业增多有望加速国内 HVDC 方案渗透率提升。复盘腾讯 与阿里巴巴数据中心相关的发展历史可以看出，其在业务发展初期多采用租赁数据 中心方案，而且业务规模扩大后均开始自建数据中心，选择或开发有利于自持数据 中心降本增效的方案。其中腾讯最早于 2009 年在自建数据中心中进行 240V HVDC 系统试点，阿里巴巴则在 2019 年联合中恒电气与台达推出了国内首款巴拿马电源。
伴随业务规模成熟，字节跳动有望加速自建数据中心。伴随业务规模体量的扩 大与成熟，字节跳动加大了自建数据中心规模。根据字节跳动采购公众号与火山云 公众号信息显示，其近年来加大自建数据中心规模，因此公司有望未来在数据中心 供配电系统当中使用更多定制化的解决方案。 未来随着国内更多具备资金实力同时业务规模庞大互联网企业自建数据中心， 具备更高性价比方案的 HVDC 方案渗透率有望持续提升。
2.3.2、 海外：机柜功率密度持续增加带动高压直流系统渗透率提升
英伟达引领的服务器持续升级迭代有望带动产业高压直流系统需求。根据维谛 预测，2024-2025 年 Blackwell 芯片系列机柜单机柜（假设单机柜 36-576 个 GPU，下 同）峰值功率或将达到 130-250kW，行业机架平均功率密度 15-25kW；2026-2027 年， Blackwell ultra 和 Rubin 系列机柜峰值功率或将达到 250-900kW，行业机架平均功率 密度 25-50kW；2028-2029 年 Rubin Ultra 系列机柜峰值功率或将超过 1MW，行业机 架平均功率密度将超 50kW。 伴随智算中心单机柜功率密度的提升，供电系统优化的关注点将转向更高电压 等级，更高电压输电的应用能够减少电源线所占的空间，带来潜在的性能提升和成 本节约。同时直流供电模式能够更好适配新能源供电，风电、光伏、储能等直流侧 电源能够更好的接入，提高用电效率。
2.4、 锂电池备电：性能优势显著，渗透率有望加速提升
2.4.1、 机柜外：备电锂电池对比铅酸电池综合性能优势显著
锂电备电电源具备多重优势，渗透率有望加速提升。根据存能电气公众号信息， UPS 用锂电池相对铅酸电池在能量密度、重量密度、使用寿命与循环寿命、环保性 能等多方面相比铅酸电池均具备显著领先优势，能够减少占地面积、减少数据中心 改造支出、提高备电可靠性同时缩短电池充放时间。备电电池作为 UPS 与 HVDC 方 案均需要配置的部件，其不受 HVDC 与 UPS 技术方案选型影响，在机柜功率持续加 大的背景下其渗透率提升确定性较强。
2.4.2、 服务器内部：BBU 方案在英伟达推广下渗透率有望提升
BBU 在英伟达推广下渗透有望提升。根据芝能智芯公众号信息，英伟达 GB300 服务器架构设计整合了超级电容器与电池备份单元（BBU），进一步提升了电源质量 与可靠性，优化能效与空间利用率。其中 BBU 作为服务器内部的备用电源系统，通 过锂电池提供短期供电保障。在市电中断时，能够为服务器提供持续 5-7 分钟的电力 支持，确保数据备份与系统安全关闭。 BBU 与机柜外搭配 UPS/HVDC 的集中式备电电池两者功能相同，根据数据中心 的应用场景、电力系统环境与成本预算等综合选型。不过在终端负载持续加大的背景下，紧急备电用电池锂电化的趋势确定性较强。
2.5、 HVDC 与锂电池市场空间有望逐步扩张
据我们测算到 2030 年全球数据中心锂电池市场空间有望达 107.5 亿元、HVDC 系统市场空间有望达 105.6 亿元。 1、 HVDC 方面：假定 2025 年全球数据装机功率 13.6GW，2025 年起国内 HVDC 装机占比提升至 25%，海外 HVDC 装机占比为 10%，2 倍冗余情况下全球 HVDC 系统出货有望达 4.4GW，假定国内 HVDC 产品售价 0.55 元/W，海外 售价为国内 3 倍 1.65 元/W，全球市场空间将达 41.7 亿元，同比提升 14.9%。 到 2030 年假定全球数据装机功率 18.7GW，国内 HVDC 渗透率保持 25%， 海外 HVDC 装机占比提升至 25%，2 倍冗余的情况下全球 HVDC 系统出货 有望达 9.3GW，产品售价同 2025 年一致的情况下，全球 HVDC 市场空间将 达 105.6 亿元。 2、 锂电池方面：假定2025年全球数据装机功率13.6GW、锂电池渗透率57.9%， 备电时长 15 分钟、2 倍冗余的情况下，全球数据中心锂电池出货有望达 3.9GWh，假定国内锂电池产品售价 0.4 元/Wh，海外产品售价为国内 5 倍 2 元/Wh，全球市场空间将达 67.4 亿元，同比提升 11.2%。到 2030 年假定全 球数据装机功率 18.7GW、锂电池渗透率 76.5%，备电时长 15 分钟、2 倍冗 余的情况下，全球数据中心锂电池出货有望达 7.1GWh，产品售价同 2025 年一致的情况下，市场空间将达 107.5 亿元。
3.1、 中恒电气
中恒电气是国内数据中心 HVDC 绿色供电技术方案先行者。根据公司公告，公 司牵头制订了《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。在产品储备方面，公司新一代的巴拿马电力模组系列产品能够有效提升数据中 心电能转化效率、降低空调能耗，并且大幅缩短配电建设周期、提升功率密度。 中恒电气 HVDC 项目交付经验丰富。自 2013 年以来公司获得了包括中国移动 等通信运营商的 HVDC 订单并且向阿里巴巴和腾讯等国内互联网头部企业提供相应 的 HVDC 产品，项目交付经验丰富、产品储备充足，是国内 HVDC 领域的头部企业。 2024 年 Q1-3 公司实现营收 11.8 亿元，yoy+20.5%，伴随国内智算数据中心建设 逐步放量，公司有望凭借其丰富的项目交付经验获取更多订单。
3.2、 伊戈尔
伊戈尔有巴拿马电源移相变压器产品出货。公司变压器产品主要包括新能源变压器与工业控制变压器产品。新能源变压器主要为配套于光伏逆变器的高频磁性器 件、应用于光伏发电并网的升压变压器以及其他电能转换产品。工业控制变压器用 于数据中心、医疗、安防等定制化领域，其中数据中心用变压器包括巴拿马电源所 应用的移相变压器产品，根据公司 2020 年年报信息，公司参与阿里巴巴最新的巴拿 马电源核心部件移相变压器的研发，当时是该移相变压器产品的唯一供应商。 2024Q1-3 公司实现营收 32.4 亿元，yoy+28.8%，未来伴随阿里巴巴等国内头部 互联网企业资本开支扩张与公司新能源变压器出海持续进行，公司业绩有望实现稳 步增长。
3.3、 科华数据
科华数据主营业务包括新能源光储产品、数据中心产品与智慧电能产品。科华 数据电力电子技术为基石，横向开拓数据中心与新能源业务领域。在数据中心领域 能够多类整体解决方案，除传统 UPS 方案外，公司同样 HVDC 领域积累了一定的项 目交付案例。根据公司官网信息披露，其依据腾讯微模块设计规范为中国移动南京 数据中心项目和中国电信广州科云数据中心项目，以及国家超级计算中心项目群、 中国工商银行数据中心项目提供了多套 HVDC 系统。
科华数据 2024Q1-3 公司实现营收 53.9 亿元，yoy-2%，主要系公司系新能源业 务当中储能产品价值量通缩影响。未来，伴随国内数据中心资本开支加大与新能源 业务基于国内稳步增长的情况下出海发展，公司有望进入新一轮向上发展周期。
3.4、 禾望电气
禾望电气主营业务新能源电控（风电变流器、光伏逆变器、储能 PCS）与传统 系统。公司技术实力雄厚，经过多年发展形成了以电力电子技术、电气传动技术、 工业通信/互联技术和整机工艺/制造工艺技术为核心的技术平台。同时以技术平台为 基础，公司根据不同的产品类别，建立了全系列风电变流器、全系列光伏逆变器和 储能变流器、全系列工程型变频器、全系列SVG无功补偿器为核心的四大产品平台。 在风光储等新能源领域，为全球首家获得构网型 DNV 证书的厂家并将其运用于风光 储领域。在工业变频器领域，公司是全国少有的能和 ABB、西门子和三菱等海外龙 头竞争实现国产替代的头部企业。根据公司公告，公司数据中心产品尚处前期论证阶段，但是雄厚的技术实力是公司能够在领域实现突破的重要保障。 2024Q1-3 公司实现营收 23.1 亿元，yoy-11.6%，主要系新能源领域光伏逆变器 及储能逆变器竞争加剧，价格下行及传动系统业务行业景气度下行影响。伴随公司 新能源电控业务行业竞争趋缓及宏观经济景气度恢复带动公司传动业务复苏，公司 传统业务业绩有望触底反弹。
3.5、 雄韬股份
雄韬股份在 UPS 备电领域深耕多年，是磷酸铁锂锂电 UPS 领域出货全球第一。 雄韬股份成立于 1994 年历经 30 余年发展，开拓了铅酸电池、锂电池、氢燃料三大 业务领域范围，产品下游应用包括交通、新能源、数据中心、通信等。在数据中心 领域，公司 LFP 锂电 UPS 领域公司全球出货第一，产品广泛应用于欧美、东南亚与 中国数据中心建设当中。根据公司公众号信息，其针对智算中心最新推出的 REVO3.0 产品单柜功率高达 600kW，远超同行 200-300kW 的水平，较同行产品功率领先一倍 以上。 2024Q1-3 公司实现营收 26.3 亿元，yoy-11.9%，主要系碳酸锂价格下行导致公 司产品售价下降所致。
3.6、 南都电源
南都电源是数据中心后备电源行业头部企业。根据南都电源公众号资料，公司 在数据中心备电产品储备方面，已经迭代开发完成了 6C/5C/2C/1C 高压锂电全系列 产品，能够满足数据中心等高端电源场景需求。同时公司凭借丰富的产品系列与技 术实力，同海内外主要客户均建立了良好的合作关系。国内市场公司先后与万国数 据、字节跳动、阿里巴巴等头部多家大型互联网企业、服务商及金融机构形成长期 合作。海外市场方面，公司入选美国大型数据中心非美国本土品牌电池优选供应商， 并成功进入亚太、拉美等大型数据管理中心高端市场。 根据中关村储能产业技术联盟公众号统计，2023 年公司位列全球基站/数据中心 用锂电池出货量（中国企业）排行榜第二，位居海外数据中心用高压锂电出货量（中 国企业）榜首。 2024Q1-3 公司实现营收 78.6 亿元，yoy-28.7%，主要系碳酸锂价格下行导致公 司锂电产品售价下降所致。
（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。）
