英偉達(dá)Blackwell Ultra工廠電力功耗提高了 75%,但性能提高了 50倍
而提升效率,節(jié)省電費(fèi)并不是HVDC唯一的優(yōu)點(diǎn)。
在AI時(shí)代,由于單機(jī)柜功率的暴漲,電能損耗導(dǎo)致的散熱已經(jīng)十分驚人,而高溫又是芯片與數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定運(yùn)行的天敵。
那么,由于電能轉(zhuǎn)化效率高,能夠降低數(shù)據(jù)中心,尤其是機(jī)柜內(nèi)散熱壓力的HVDC技術(shù),自然會(huì)受到青睞。
英偉達(dá)作為全球算力的話事人,它的表態(tài)往往意味著行業(yè)的下一步。所以當(dāng)它押注最新的路線,整個(gè)算力供應(yīng)鏈都不得不隨之轉(zhuǎn)身。
英偉達(dá)的動(dòng)作像一記發(fā)令槍,把HVDC推到聚光燈下,而反差的是,雖然市場(chǎng)情緒雖然火爆,實(shí)則HVDC全球滲透率不足3%。
這個(gè)滲透率和AIDC(智算中心)的高速發(fā)展形成了兩種截然不同的態(tài)勢(shì)。
所以第一個(gè)坐不住的,不是電源廠,而是背后的算力客戶們。
英偉達(dá)率先出手,先在自家的Vera Rubin 與 Kyber 架構(gòu)中確定 800VDC 方向,試圖定義下一代 AI 數(shù)據(jù)中心的供電標(biāo)準(zhǔn);
其合作伙伴 CoreWeave、鴻海等也迅速響應(yīng),啟動(dòng)新型數(shù)據(jù)中心部署。
上下游產(chǎn)業(yè)鏈隨即跟進(jìn),上游的麥格米特、臺(tái)達(dá)電子推出800V 機(jī)架電源,Vertiv 發(fā)布26H2 系列,Navias 攜手 NV 推出高功率 GaN 與 SiC 器件。
下游的谷歌、微軟、Meta 等巨頭則在測(cè)試 ±400VDC 分體式架構(gòu),直流化浪潮正在從實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn)端。
政策正在把HVDC從實(shí)驗(yàn)推向規(guī)?;瘧?yīng)用。近年多份面向算力基礎(chǔ)設(shè)施的文件,都在強(qiáng)調(diào)按需布局、綠色改造和算力與產(chǎn)業(yè)融合。
這一政策導(dǎo)向很快就落地在存量和新建機(jī)房中。
估算顯示,全國(guó)大約40%的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架符合綠色改造條件,升級(jí)到高壓直流后,不僅能提升能效,還能減少布線、降低散熱壓力,讓HVDC的經(jīng)濟(jì)性更易兌現(xiàn)。
在市場(chǎng)和政策的共同作用,HVDC市場(chǎng)似乎想不漲都難。據(jù)QYResearch 預(yù)測(cè),到 2029 年全球 HVDC 市場(chǎng)規(guī)模將突破 156.8 億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率 6.9%;
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)預(yù)期更猛,預(yù)計(jì)從 2024 年的 892 億元躍升至 2028 年的 3000 億元。
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那HVDC真的是高枕無(wú)憂了嗎,傳統(tǒng)的UPS和新型的SST真的就不堪一擊了嗎?
也不盡然。
不同技術(shù)路線的分野,其實(shí)對(duì)應(yīng)著不同的落地場(chǎng)景。
目前主流的解決方案大致有4種:UPS、HVDC、巴拿馬電源(HVDC2.0)、SST。
UPS依然穩(wěn)守傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心和金融、電信等對(duì)供電質(zhì)量要求極高的核心機(jī)房,風(fēng)險(xiǎn)可控、兼容性強(qiáng),是最穩(wěn)妥的方案。
而HVDC正在成為新建大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算基地和AI訓(xùn)練中心的新寵。
這些場(chǎng)景對(duì)能耗和空間效率極為敏感,HVDC能在降低OPEX(運(yùn)營(yíng)成本)的同時(shí),節(jié)省布線和散熱空間。
尤其是800伏直流架構(gòu),提高電壓、降低電流,不僅顯著減少電損與銅耗,也解決了高密度機(jī)架的發(fā)熱難題。
像英偉達(dá)提到的800V DC,我們可以簡(jiǎn)單理解為HVDC 2.0解決方案(巴拿馬電源),只是整合了中壓整流板塊,將傳統(tǒng)的HVDC從三級(jí)精簡(jiǎn)成了兩級(jí)。
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交流與直流電源線比較
在英偉達(dá)里發(fā)布的白皮書中,給當(dāng)前方案的主流趨勢(shì)中做了歸類:
第一階段是過(guò)渡方案,在現(xiàn)有機(jī)房中增設(shè)800VDC電源柜;
第二階段是混合架構(gòu),以交流與直流并存;
最終階段則是全直流化,從中壓(10kV)直接降到800VDC,實(shí)現(xiàn)完整的直流供電鏈路。
可以看到即便是技術(shù)最激進(jìn)的英偉達(dá),如今也仍處在探索階段,HVDC真正的大規(guī)模落地還需要時(shí)間。
而SST(固態(tài)變壓器)被視作下一代AIDC的潛力方向。
它能在超過(guò)1MW的算力集群中實(shí)現(xiàn)更高效率、更高功率密度,非常適合追求極致PUE(電源使用效率)的超大型數(shù)據(jù)中心。
不過(guò),當(dāng)前SST仍處于實(shí)驗(yàn)與概念階段,雖然市面上主流觀點(diǎn)都把SST當(dāng)作“終極方案”,但就短期而言,SST距離商業(yè)化還有一段路。
成本與可靠性仍是最大障礙。
以一套800kW系統(tǒng)為例,±400V HVDC產(chǎn)品報(bào)價(jià)約45萬(wàn)美元(含安裝與一年保修),同等容量的UPS約每千瓦120美元,算下來(lái)不過(guò)10萬(wàn)美元。而SST因定制化程度高,目前幾乎沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)報(bào)價(jià)。
也因此,“市電直供 + HVDC”的混合架構(gòu)看起來(lái)是更為實(shí)際的選擇,已在國(guó)內(nèi)外多家互聯(lián)網(wǎng)巨頭的數(shù)據(jù)中心落地。
這種模式能在保障業(yè)務(wù)高可用的同時(shí),大幅提升能源效率、降低TCO(總擁有成本),成為當(dāng)下最務(wù)實(shí)的折中方案。
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隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)
隨著HVDC路線逐漸明朗,企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)開(kāi)始顯現(xiàn)。
以英偉達(dá)為例,其服務(wù)器供電體系曾界限分明。
機(jī)柜外由UPS廠商掌控,如伊頓、維諦、施耐德,機(jī)柜內(nèi)由臺(tái)達(dá)、光寶這類模塊電源廠商主導(dǎo)。
HVDC出現(xiàn)后,這條界線模糊,原本局限于機(jī)柜內(nèi)外的廠商,都能在新架構(gòu)下?tīng)?zhēng)奪市場(chǎng)。
現(xiàn)在的HVDC市場(chǎng)特征明顯:盤子大、玩家少、門檻高。
它的潛力巨大,但技術(shù)門檻高、認(rèn)證周期長(zhǎng),真正能同時(shí)做電力電子和系統(tǒng)集成的企業(yè)并不多。
也因此,行業(yè)的集中度反而偏低,競(jìng)爭(zhēng)仍在早期階段。
在這種“項(xiàng)目推動(dòng)技術(shù)落地”的背景下,中國(guó)HVDC相關(guān)企業(yè)具備天然優(yōu)勢(shì)。
比如它們?cè)缫言赨PS、模塊電源和系統(tǒng)集成上積累經(jīng)驗(yàn);同時(shí),跨界企業(yè)也能快速將儲(chǔ)能、逆變器等能力遷移到HVDC場(chǎng)景。
過(guò)去兩年,“東數(shù)西算”工程加上AI大模型的集中上馬,讓中國(guó)成了全球算力需求最旺盛的市場(chǎng)之一。
項(xiàng)目一旦立項(xiàng),電源系統(tǒng)就得同步跟上,哪怕是新架構(gòu),也要先上馬再優(yōu)化。這讓國(guó)內(nèi)企業(yè)在新技術(shù)落地上,比歐美更敢先吃螃蟹。
而在供電體系上,中外路線也各不相同。中國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭主推HVDC-巴拿馬方案,追求更高的集成度與能效;
海外廠商則傾向OCP標(biāo)準(zhǔn)體系,用PSU+BBU替代傳統(tǒng)UPS,更適合高功耗算力場(chǎng)景。
歐洲市場(chǎng)進(jìn)展相對(duì)保守,但在國(guó)內(nèi),機(jī)會(huì)正快速堆積。
像禾望電氣、科華數(shù)據(jù)、中恒電氣等企業(yè),已經(jīng)在HVDC、鋰電替代、整流模塊等領(lǐng)域形成技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
其中,中恒電氣作為國(guó)內(nèi)HVDC龍頭,服務(wù)對(duì)象涵蓋阿里、騰訊、百度等主流云廠商,并攜手美股上市公司Super X設(shè)立合資公司,開(kāi)拓海外市場(chǎng)。
科華數(shù)據(jù)則已拿下國(guó)內(nèi)頭部云廠商訂單,并通過(guò)渠道合作切入北美核心CSP陣營(yíng)。
與此同時(shí),跨界入局的玩家也越來(lái)越多。
陽(yáng)光電源就是典型代表。對(duì)它而言,電源和逆變器在底層拓?fù)渑c控制邏輯上本就相通,所以進(jìn)入AIDC算不上“跨界冒險(xiǎn)”。過(guò)去科士達(dá)、科華數(shù)據(jù)的成功轉(zhuǎn)型已經(jīng)驗(yàn)證了這一邏輯。
如今,陽(yáng)光電源憑借在逆變器和儲(chǔ)能領(lǐng)域的積累,已經(jīng)具備了技術(shù)與應(yīng)用的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。
其PowerTitan 3.0平臺(tái)采用T型三電平拓?fù)浜蚐iC MOSFET,與HVDC體系天然契合,也為“綠電直連算力中心”等新場(chǎng)景提供了現(xiàn)實(shí)支撐。
另一家光伏逆變器與儲(chǔ)能巨頭德業(yè)股份,也正布局AIDC電源。
公司董秘劉書劍透露,德業(yè)正在開(kāi)發(fā)SST(固態(tài)變壓器),計(jì)劃同時(shí)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心與微電網(wǎng)場(chǎng)景,為儲(chǔ)能與供電系統(tǒng)打通新鏈路。
HVDC市場(chǎng)仍在高速演化,路線多、標(biāo)準(zhǔn)不一,格局尚未明朗。
英偉達(dá)作為全球最大電源客戶之一,用白皮書劃出了首條相對(duì)明確的路線,給市場(chǎng)帶來(lái)一絲確定性。
在此背景下,國(guó)內(nèi)HVDC布局企業(yè)機(jī)會(huì)集中且可見(jiàn)。
在此背景下,早有積累的中恒電氣、歐陸通、科華數(shù)據(jù)、麥格米特、科士達(dá)、盛弘股份、禾望電氣等一眾國(guó)內(nèi)的UPS和HVDC企業(yè),都在已經(jīng)摩拳擦掌。
畢竟,這是為數(shù)不多的能源時(shí)代的明牌,再不上桌,紅利的窗口可就真關(guān)上了。
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