AI电力警报拉响！巨头押宝核聚变 AIDC电源架构同步演进

《科创板日报》10月18日讯（编辑 宋子乔） 算力的尽头是电力，这句话的含金量还在提升。

当下，AI带来了全球数据中心用电量的快速增长，在北美等电力系统冗余较低的区域，供电问题越来越紧迫。美国能源信息署（EIA）在其《短期能源展望》（STEO）中表示，美国的电力消耗将在2025年和2026年创下历史新高，需求的增长主要受人工智能、数据中心扩张等因素驱动；美国能源部（DOE）在7月份也表示，电力供货商若无法在尖峰需求期间增加发电量，美国停电次数可能在5年内呈现倍增，DOE在一份报告中指出，美国电力供需差距正在扩大、AI导致高耗电数据中心需求增加；据招商证券，美国PJM（美国东部最大的区域电网运营商）等区域新增电力接入平均需等待3-5年。

在最新研究报告中，高盛已将2030年全球数据中心耗电需求上调为较2023年大幅扩张175%。

面对惊人的能耗增长，开辟新的能源获取路径、提升能源使用效率成为产业链的必答题。一方面，企业大力部署可再生能源（风、光）、倚重先进燃气轮机作为灵活性电源和保障，同时积极发展储能技术、推动核聚变的实验堆向示范堆、商用堆迈进；另一方面，高效率、高密度、高稳定性电源的重要性不断提升，从市电（10kV+）到机房（800V/400V）到机柜内（50V）到最终芯片（<1V），整条电力链路各环节都面临着不同程度的技术迭代升级，高压直流电力系统在AIDC中的重要性以及价值量有望随之提升。

缺电预期叠加AI提速 核能有望迎发展机遇

与受制于天气的风光发电不同，核电能够提供零碳、稳定、高能量密度的基荷电力。这对于需要7x24小时不间断运行的超大规模数据中心而言，是无可替代的可靠保障。

为发展数据中心，满足日益增长的人工智能与云计算的需求，美国大型科技公司纷纷盯上核电。如OpenAI创始人奥尔特曼投资核裂变初创公司Oklo；谷歌与Kairos、田纳西河流域管理局合作建设50兆瓦核电站Hermes 2，预计2030年为东南部数据中心供电，后续将扩展至500兆瓦装机容量；微软曾合作重启宾夕法尼亚州三哩岛核电站，探索传统核能利用。

华泰证券日前发布研报称，缺电预期叠加AI提速，看好美国核能发展机遇，自5月23日美国特朗普总统连发四份总统令推动美国核工业振兴以来，产业积极因素持续累积，看好美国核电增容、重启、新建有望从“预期”走向“现实”。继续看好全球核能产业链投资机会。

国内，7月22日，中国聚变能源有限公司挂牌成立大会在上海举行。根据《中国核能发展与展望（2023）》，预计到2035年，我国核能发电量在总发电量的占比将达到10%，相比2022年翻倍。

国金证券表示，看好可控核聚变行业在“十五五”期间资本开支进入加速释放周期，电源是可控核聚变装置“生命线”，资本开支扩张有望带动订单陆续释放。

如何提高数据中心能效？高压直流电源架构或是最优解

数据中心供配电系统被视作数据中心的“心脏和血管”，负责把能量输送到系统的每台设备，在数据中心内发挥着至关重要的作用。

高压直流电源架构成为当下提高数据中心能效的最优解，英伟达正引领着这场深刻变革，其核心是将数据中心电源架构从传统的415V交流电转向800伏直流电（800 VDC），以应对AI算力爆发带来的巨大电力挑战。

在10月13日（美东时间）举行的OCP大会上，英伟达发布了《800 VDC Architecture for Next-Generation AI Infrastructure》白皮书，明确采用800 VDC架构作为未来AI数据中心的核心解决方案。该架构通过提升电压等级实现更高效率的电力传输，并整合了中压整流器（SST）技术以优化系统设计。约20余家行业合作伙伴在峰会上展示了新一代核心技术与组件，包括新型芯片、元器件、电力系统，以及对千兆瓦时代800 VDC数据中心的支持能力。

10月14日，富士康在官网上宣布，公司正在与英伟达合作，推动800 VDC架构落地AI数据中心。

英伟达已给出日程表：将从2027年起推动数据中心电力基础设施向800 VDC过渡，目标是支持1MW及以上功率密度的IT机架。

不止英伟达，阿里、腾讯、谷歌、微软等多家海内外巨头正积极筹谋数据中心电源革新。

巴拿马电源是由阿里巴巴联合台达电开发的IDC供电方案，天风证券指出，之前发布的仅“800V HVDC”（类似腾讯的方案），而这次进一步明确的方案是“巴拿马2.0+SST”，也就是在原有HVDC的基础上新增中压整流（移箱变压器）等，技术的本质就是现在阿里推的巴拿马电源2.0；腾讯则深耕"市电直供+240V HVDC"多年，该架构的极高可靠性（远超传统UPS）是其最大亮点。

以谷歌、微软为代表的海外巨头，技术路线更为前沿和激进。谷歌正推动从48V到±400V DC的跃迁，并计划将电源组件完全移出IT机架，以释放全部空间给计算硬件，其终极目标是实现数据中心设施的高压直流直配，并与液冷技术深度结合，以应对1MW机架的挑战；微软的布局同样具有前瞻性，其“Mt. Diablo”架构将电源与计算解耦，这种“分离式”设计为未来电源技术的独立升级和灵活配置奠定了基础。

光大证券表示，随着AI迅猛发展和算力需求急剧增加，AI数据中心供配电系统面临着效率和节地等指标进一步提升的迫切需求，这将持续推动数据中心供电技术由交流UPS向HVDC发展，未来HVDC在AI数据中心的渗透率有望持续提升。

中金公司表示，近年来头部云厂商上调资本开支预期，AIDC建设加速，AI算力中心建设景气上行叠加英伟达800V HVDC架构与绿电直连需求共振，看好固态变压器（SST）有望凭借效率高、体积小、灵活性高、预制化设计等优点成为未来数据中心供电架构的优选解法。全球AIDC龙头伊顿、台达电等对SST方案储备较早。国内切入布局厂商主要从传统电力设备、AI电源、光储充三类公司出发，各具优势，当前个别公司已有SST产品在交直流混合微网等工程中形成应用，中国西电已有产品应用在数据中心项目中。

电力，这个曾经被视为传统而稳定的行业，正因AI的算力需求而焕发新生。无论是核电等能源黑科技，还是800V直流架构的升级，都是对传统能源体系的范式重构，这些新方案回应了AI算力狂飙时代的一大关键问题：如何高效、经济、可靠地为“电力饕餮”般的AI集群供电。

当芯片算力按照摩尔定律指数级增长，电力供应必须同步跟上——AI的竞赛，最终成了电力的竞赛。