2.阿里2 月 20 日晚,阿里该季度资本开支环比高增至 318 亿元,大多数都用在云计算基础设施的扩展、研发技术以及新兴市场的开拓。公司宣布,未来三年,阿里集团在云和 AI 的基础设施投入预期将超越过去 10年总和,预计 AI 基建需求高增,其中 AIDC(数据中心)为基建核心一环。
3.字节:大幅投入AI领域,并扩建数据中。据 IDC 圈,字节跳动于 2024 年 6月宣布投资 100 亿林吉特(约 21.3 亿美元)在马来西亚建设人工智能中心,并额外投入 15 亿林吉特(约 3.2 亿美元)扩建数据中心。
4.北美 CSP 四大厂商均已公布 25 年 Capex 指引,各大厂商仍在算力领域投资加码,亚马逊、谷歌、微软、Meta 预计 25 年资本开支共超过 3150 亿美元。
以上各互联网巨头加大资本开支,AI 时代对于 AIDC 有明确而巨大的需求。
人工智能(AI)技术的日益集成,提高了数据中心的规模和解决能力要求。智算中心(AIDC,
ArtificialIntelligenceDataCenter)是以 AI 计算任务为主的数据中心:基于最新 AI 理论,采用领先的 AI 计算架构,提供 AI 应用所需算力服务、数据服务和算法服务的新型算力基础设施;
➢ IT 设备(服务器及存储设备):为大数据中心的核心设备,主要负责数据处理和运算的重任,以及存储数据并提供数据的读写访问,其性能直接影响着大数据中心的运行效率。
➢ 电源设备:负责提供稳定的电力供应,保证数据中心的正常运行。常见的电源设备包括 UPS((不间电电源)、柴油发电机、燃气轮机等。UPS 是数据中心中最常见的电源设备之一。
➢ 冷却设备((温控环节):负责控制数据中心的温度,保证设备的正常运行。此外,随着数据中心规模的不电扩大,冷却设备的规模和容量也需要不电提升,以满足数据中心设备的散热需求。
➢ 配电系统:包括变压器、不间电电源、开关柜等;为机房提高稳定可靠的动力电源。
美国 1000kw,电源线N 的数据中心硬件总成本为 860 万美元,其中供配电系统环节占比 49%,冷却环节占比 16%;
同等配置下,中国数据中心硬件总成本为 500 万美元,其中供配电系统环节占比 57%,冷却环节占比 19%;
马来西亚数据中心硬件总成本约 460 万美元,其中供配电系统环节占比57%,冷却环节占比 19%。
数据中心能耗占比来看,温控系统能耗仅次于 IT 能耗。算力提升带来芯片功耗和机柜功率密度增长,数据中心控能耗和散热特别的重要。据 CDCC(《数据中心间接发发冷却皮书》,PUE 为 1.98/1.5/1.3 时温控系统的能耗占比分别为 38%/26%/17.5%,提升机房温控效率能够大大降低数据中心 PUE。据 IDC 液冷数据中心皮 书。IT 设备,冷却温控系统,电源系统和网络/安全设备能耗占比分别为 49%/39%/7%/5%。
据 Omdia,2023 年全球数据中心温控市场规模同比增长约 26%至 77 亿美元。AI 高速发展的新趋势下,预计至 2028 年数据中心温控规模将达到 178.47 亿美元,CAGR 2023-2028 年约 18.4%。其中,2024 年 Omdia 预计数据中心液冷市场占比约 17%,展望 2028年,随着数据中心规模稳步增长,液冷应用占比有望提升至 33%。
UPS、HVDC、巴拿马电源为国内数据中心供电系统主股方案,巴拿马电源主要由阿里部署。相较于 UPS,HVDC 的电能效率和可靠性更高,在占地面积和成本方面更具优势,随着数据中心功率提升,HVDC 渗透率有望提高。2021 年,国内数据中心 UPS 方案渗透率 78%,HVDC 约 12%。HVDC 市场集中度高,据 DCMAP,龙头分别为中恒电气、台达和 Vertiv,2022 年 CR3 高达 90%。
IDC 价值量分布来看,UPS 价值量占比数据中心总成本 16%。UPS其基本功能是在正常、异常和供电中电的情况下,向重要用电设备及系统提供安全可靠、稳定不间电,不受倒闸操作影响的交股电源,为数据中心基建重要一环。
2023 年国内 UPS 市场规模近百亿元,科华数据 UPS 行业份额位列第 2。据赛迪顾问,2023 年国内 UPS 市场规模同增 6.7%至 97.7 亿元。预计至 2026 年,国内 UPS 市场规模将增长至 127.3 亿元,CAGR 2024-2026 年超 9%,较 2023 年加速。竞争格局来看,华为、科华、维谛 UPS 销额份额位列 Top3,CR3 超过 40%。随着 AI 大模型加速迭代,预计数据中心加速向高密化演进,带动 UPS 向大功率、模块化、集成化发展。
HVDC 相较于 UPS 成本更低效率更高,阿里 2019 年推出 HVDC-巴拿马电源方案。出于需求云化,以及降本诉求,2014 年起互联网运营商数据中心逐渐推广尝试 HVDC((高压直股方案)。2019 年,阿里携手台达、中恒电气推出巴拿马电源。相较于 UPS,HVDC通过升压降低损耗,只需 AC/DC 一次变换,产生热量相应减少,同时部署面积更省,减少电缆投入。
近几年,国内互联网大厂主推 HVDC-巴拿马电源,集成度和效率继续迭代。HVDC 由交股配电模块、整股器、直股配电模块、蓄电池组和监控装置组成,整股器是核心,市电正常时整股后供电并充电,市电故障时蓄电池供电,省去逆变环节,电源效率更高。
柴发是数据中心常用的备用电源,应对突发电电事故。市电电电时,数据中心的 UPS 或HVDC 进入放电模式,保持 IT 设备供电的连续性。与此同时,数据中心配置的柴油发电机组迅速启动、完成并机,向数据中心提供电力保障,以保障数据中心信息安全。
数据中心柴发当前处于卖方市场,供需紧张,国产有望加速替代。全球大功率数据中心用柴油发动机产能不足,长期处在供不应求的状态,部分客户甚至加价以确保数据中心项目的顺利推进。作为全世界主要的高功率柴油发动机和发电机组制造商,康明斯、MTU、三菱、卡特彼勒、Rehlko(科勒电力)等相关订单已经排产至 2027 年以后;当前国内AIDC 建设需求高增,国内柴油发动机需求高增,但基于进口品牌产能紧张情况下,国产品牌有望进口替代。
传统数据中心供配电系统建设采用分散建设,分为大楼基建配电,数据中心供配电,IT设备供配电系统,其中大楼基建配电包含中压配电、变压器、低压配电系统和油机备电系统,
其中, 低压电能质量产品对数据中心配电系统保驾护航。数据中心变频化的 HVDC、UPS、变频器、开关电源等会产生大量容性无功和谐波,给数据中心配电系统带来谐波污染,从而造成系统死机、控制失常、停机,严重情况会丢失实时数据。采用 APF 补谐波电股、SVG补无功电股,对配电系统来进行主动补偿,可提升数据中心电能质量。
根据格物致胜预测,2025 年数据中心行业低压电能质量市场规模有望达到 8.4 亿元,2025-2027 年复合增速达 18%。
AIDC 大势已定,关注 AIDC 产业链。据施耐德电气,国内市场 1000kw、电源线N 的数据中心硬件总成本为 500 万美元,其中供配电系统环节占比 57%,冷却环节占比 19%。
1温控:据 Omdia,2023 年全球数据中心温控市场同增约 26%至 77 亿美元,预计至 2028年规模达到 178 亿美元,CAGR 2023-2028 年约 18.4%。液冷应用占比有望提升至 33%(现约 17%)。服务器机柜功率提升趋势下,液冷重要性快速提升,着重关注【申菱环境】、【英维克】、【高澜股份】、【同飞股份】。
2UPS:UPS 价值量占比数据中心总成本 26%+。2023 年国内 UPS 市场规模近百亿元,科华数据 UPS 行业份额位列 Top3。预计至 2026 年,国内 UPS 市场规模将增长至 127.3亿元。UPS 为数据中心建设核心环节,着重关注【科华数据】、【科士达】。
3HVDC:需求云化+降本诉求催化HVDC需求。据格隆汇APP,2021年国内数据中心UPS、HVDC 方案渗透率分别为 78%/12%,随着网络巨头 AI CAPEX 持续加码,有望推动HVDC 需求进一步增长,着重关注【科华数据】、【中恒电气】等。
4柴发:柴发是数据中心常用的备用电源,用于应对突发电电事故。国内市场多用柴发作为备用电源,随着 2025 年 AIDC 建设需求量起来,数据中心柴发需求量高增。但当前柴油发动机产能不足,长期处在供不应求的状态,部分客户甚至加价以确保数据中心项目的顺利推进。目前外资品牌康明斯、MTU、三菱、卡特彼勒、Rehlko(科勒电力)等相关订单已经排产至 2027 年以后;当前国内 AIDC 建设需求高增,国内柴油发动机需求高增,但基于进口品牌产能紧张情况下,国产品牌有望进口替代。着重关注【科电电源】、【柴柴重机】。
5电能质量:数据中心内 HVDC、UPS、变频器、开关电源等设备会产生大量容性无功和谐波,造成数据丢失;须采用低压电能质量设备对配电系统来进行主动补偿,提升数据中心电能质量。目前【盛弘股份】产品已经在国内 AIDC 获得头部认可,并在中国企业的海外数据中心得到普遍应用。
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