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来源：中金点睛
中金研究
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，我们看好固态变压器（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。
AI供电架构向800V HVDC升级，长期看SST有望成为最优技术路线。近年来我们看到头部云厂商上调资本开支预期，AIDC建设加速。一方面，随着AI时代发展到MW级别机架，英伟达规划2027年全面部署800V HVDC架构，维谛技术认为2030年后有望开启SST应用，我们认为SST技术路线综合优势突出、叠加交付周期更短，未来有望取代传统变压器成为最优技术路线；另一方面，SST适配“光储直柔”，我们看好绿电直连、源网荷储一体化发展下，有望为SST带来推广新契机。
SST方案性能优势凸显，技术发展下仍存较大降本空间。相较于传统UPS供电链路，SST全链路效率可提升3ppt以上，减少占地60%以上，减少安装调试周期75%，多功能集成，适配绿电接入，且在全生命周期成本中具备较强优势。当前SST初始投资成本较高，我们认为未来随着核心部件功率半导体器件、磁芯材料非晶纳米晶等工艺更加成熟，整体成本仍有较大下降空间。
国内外厂商积极布局SST技术。全球AIDC龙头伊顿、台达等对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；我们看好对电力电子、高频变压器、中压处理等技术有深刻理解，并且拥有丰厚数据中心项目经验的相关头部厂商有望脱颖而出。
风险
需求不及预期；商业化节奏不及预期；技术路线变动。
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SST有望成为下一代AIDC供电的优选方案
SST以电力电子技术驱动电网升级
随着可再生能源、充电、智能电网、算力中心的快速发展，固态变压器迎来较大的发展前景。固态变压器（即SST，又称电力电子变压器、电能路由器等）一般指通过电力电子技术及高频变压器实现的具有但不限于传统工频交流变压器功能的新型电力电子设备。SST通常应用于中、高压大功率的场合，一般至少包括传统交流变压器的电压等级变化和电气隔离功能，还包括交流侧无功功率补偿及谐波治理、可再生能源/储能设备直流接入、端口间的故障隔离功能以及与其他智能设备的通讯功能。
图表1：SST构建能源互联网
资料来源：为光能源公众号，中金公司研究部
AI资本开支上行，用电量迅速攀升
AIDC加速扩张，国内外云厂商上修资本开支指引。海外多家云厂商持续加大AI投入，2Q25 Meta上调2025年资本开支指引至660-720亿美元（原为640-720亿美元），谷歌上调至850亿美元（原为750亿美元），微软预计3Q25资本开支将超过300亿美元。国内方面，2Q25阿里资本开支达386亿元，同增约220%，超出市场预期，国产算力加速；国内领先Colo商世纪互联1H25实现资本开支38.94亿元，已接近2024年全年49.82亿元水平，公司预计全年资本开支100-120亿元，实现同比翻倍。我们看好高增的资本开支有力支撑AIDC的投资落地。
图表2：全球AI市场规模高速增长，预计2032年达2.75万亿美元
资料来源：台达（英伟达GTC2025），中金公司研究部
北美：英伟达推出800V HVDC架构，全直流供电方案或成为必然趋势
芯片功率不断攀升，单机柜功率有望突破MW级。随着大模型复杂度与在线推理上升，算力芯片功耗大幅提高。以英伟达为例，H100单芯片功耗约为700W，而GB200单芯片的功耗增长至1200W，GB300提升至1400W，带动机柜功耗由120kW提升至132kW。据Elecfans规划图，英伟达Rubin架构将推动机柜向MW级功率突破。
英伟达推出800V HVDC供电架构，目标2027年实现全面部署，以支持1MW及以上机架功率需求，支撑下一代算力中心发展[1]。传统54V机架内配电适用于千瓦级别的机架设计，而随着AI时代发展到MW级别机架，54V DC系统面临诸多计算空间限制、铜缆过载、低效转换等问题，已无法满足需求。英伟达推动供电架构向800V HVDC升级，具体优势例如：
► 灵活性强：支持功率范围在100kW至100MW以上的机架，无缝扩容。
► 效率跃升：端到端效率较当前的54V系统提升可达5%。
► 减少铜缆需求量：相较415V AC或480V DC架构，800V HVDC大幅降低电流，使得所需铜用量减少约45%。
► 可靠性高、降低维护成本：集中化供电提升了系统稳定性，由于PSU故障率降低，维护成本降低可达70%。
图表3：数据中心高压直流技术方案roadmap
资料来源：台达官网，中金公司研究部
北美仍面临严重的变压器紧缺问题；SST性能优势明显，叠加交付周期有望缩短，或成为优选解决方案。800V HVDC供电系统框架目前主要包括三条技术路线，工频变压器路线、移相变压器路线和SST路线。前两种路线基于传统变压器设计，而当前北美市场的传统变压器仍面临较为严重的供需失衡，采购价格高、交期长等问题影响了当地数据中心的投资建设。根据Wood Mackenzie估算，自2019年以来变压器单位成本上涨77%以上，叠加加征关税影响，价格将进一步上涨；交期方面，以三相配电变压器为例，2Q25长达约46周，环比提升且维持高位水平。相较而言，SST系统采用高效率的功率半导体器件取代传统变压器进行调压和整流，具备体积小、重量轻、效率高等特点，可实现模块化快速部署，且其成本仍具有较大的下降潜力。我们看好SST方案更加适配北美快速布局AIDC的建设需求，有望成为下一代AIDC供电方式的优选方案。
图表4：美国变压器季度交付周期变化
资料来源：Wood Mackenzie，中金公司研究部
中国：绿电直连或成为SST推广新契机
受益于政策支持，数据中心迎来绿电直连发展机会。2025年5月21日，《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》[2]发布，为国家层面首个绿电直连政策，也为数据中心提供了新的路径选择。5月23日，国家能源局下发《关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知》[3]，算力与电力协同是七大试点方向之一，“直供绿电电量占比”“交易绿电电量占比”是试点建设的重要考核指标，凸显了发展绿色算力的重要性。我们看好政策支持下，绿电直连将成为数据中心增绿减碳、降低成本的新选择。
SST适配算电协同场景，契合“人工智能+”发展方向。近日，《关于推进“人工智能+”能源高质量发展的实施意见》[4]发布，提出到2027年实现“算力与电力协同发展根基不断夯实”。SST作为AI调度算法实现算力和电力跨时空耦合的硬件底座，助力实现算电协同，支撑电网稳定性。
图表5：基于SST的直流柔性供电系统
资料来源：中讯设计《数据中心800V直流供电技术白皮书》（2025），中金公司研究部
解构SST关键技术
优势：SST方案效率高、占地面积小、建设周期短
SST方案大幅提升空间利用率和供电效率，长期看有望成为数据中心直流供电的最佳选择。SST路线保留了巴拿马电源的优势，延续一体化设计，最大区别在于采用电力电子技术和高频变压器替代传统工频变压器，减小体积和重量，大幅提高效率。具体优势上：
► 效率大幅提升，电费节省可观：与传统UPS供电链路相比，SST的传输电压高、链路短、设备节点少，全链路效率可提升3%以上。我们测算以10MW数据中心为例，若负载率为90%，则每年可节省约236.52万度电。
图表6：效率及占地面积对比
资料来源：为光能源公众号，中金公司研究部
► 高度集成，空间节省明显：SST采用高度集成的一体式设计，融合中压接口柜、功率柜、控制柜，将变压、整流、滤波等功能整合为单个设备。相同容量下，SST方案占地面积仅为传统方案的1/3-1/2，更适合高密度、空间紧张的数据中心机房。
图表7：SST方案缩短建设周期
资料来源：北极星电力网，中金公司研究部
图表8：SST采用高频变压器体积远小于工频变压器
资料来源：CSA Catapult，中金公司研究部
► 模块化设计，预制安装，节省工程周期：传统方案涉及到的设备多，通常现场安装需要较长周期，相较而言SST方案灵活性高，以模块化高频变压器替代了传统大容量干变，降低部署难度，产品出厂前完成预制预调，在现场可以实现“即插即用”，建设周期可达到小于90天，并且降低了维护难度。
► 多元融合，适配绿电接入：支持光伏、储能等直流供电，提升绿电消纳，满足数据中心源网荷储一体化融合的要求；且由于SST基于高性能控制平台的电能质量综合治理技术，可实现多功能集成，无功补偿、谐波治理、潮流双向于一体，可配合储能系统实现调峰调频等辅助服务。
图表9：SST的核心优势总结
资料来源：台达公众号，为光能源公众号，CDCC，中金公司研究部
架构：SST的主流拓扑方案和核心部件
SST的典型拓扑路线
典型SST采用三级能量转换架构，一般基本结构为三级式：
► 输入级（AC/DC）：将工频交流电转换为直流电，核心在于元器件（碳化硅等），降低开关损耗，提高热稳定性，并能够在更高频率下工作。输入级还提供无功功率补偿，确保稳定性。
► 隔离级（高频DC/DC）：通过高频变压器实现电气隔离和电压变换；利用磁性材料（如铁氧体和非晶合金纳米晶），高频变压器在保持高热稳定性和功率密度的同时，最小化磁芯损耗，且相较于传统变压器，体积和重量大幅降低。
► 输出级（DC/AC或DC/DC）：直流电重新转换为交流电，或根据应用保留直流电。
核心难点：高频变压器
高频变压器是SST设计中的关键部件，对效率、功率密度、散热、绝缘等都有高要求。高频变压器研发涉及四大关键技术：
► 磁芯材料：磁芯材料的损耗特性、饱和磁通密度、散热性能等特性，直接关系着高频变压器的效率、功率密度等性能。目前铁氧体被主要应用在频率低于1MHz的小功率场合，在中频（<100kHz）、大功率（>10kW）应用场合，非晶和纳米晶合金材料性能优异；相较于铁氧体材料，纳米晶合金材料具有更高的饱和磁通密度，且热稳定性能好，但纳米晶的高频损耗较高，并且工艺仍不成熟，当前价格较高，仍有改善的空间。
► 结构设计：包括绕组排布形式的设计，以及绕组和磁芯尺寸参数的确定，直接影响高频变压器的电磁性能，是提高功率密度的重要手段。
► 散热设计：散热问题是限制高频变压器功率密度提升的瓶颈之一。
► 绝缘设计：决定了整体的隔离耐压水平。
图表10：典型的电力电子变压器电能变换环节示意图
资料来源：孙凯等《面向电力电子变压器应用的大容量高频变压器技术综述》（2021），中金公司研究部
图表11：磁芯材料应用的功率和频率范围
资料来源：孙凯等《面向电力电子变压器应用的大容量高频变压器技术综述》（2021），中金公司研究部
国内外厂商积极布局SST技术
我们认为布局固态变压器的公司需具备的关键know how主要包括电力电子技术、高频变压器技术、中压处理能力等，同时需要拥有数据中心项目经验和服务能力。
图表12：固态变压器的关键能力
资料来源：李子欣《电力电子变压器技术研究综述》（2018），傅明利《大功率高频变压器关键技术与发展趋势》（2024），中金公司研究部
由自身特点出发，我们梳理当前切入布局固态变压器的国内厂商主要分为三种类型：
► 传统电力设备企业：凭借在电网复杂工况多年的经验积累，在中压侧技术具有较强的优势，部分公司已经有固态变压器产品应用在交直流混合微网等工程中。
► AI服务器电源企业：对接数据中心项目具备经验，熟悉数据中心工况需求，同时在弱电侧有积累。
► 光储充企业：依托电力电子技术起家，核心技术可迁移至数据中心项目拓展。
风险提示
需求不及预期。若终端云厂商资本开支不及预期，则可能导致SST产品推进部署节奏不及预期。
商业化节奏不及预期。当前数据中心用SST产品多处于前沿研发阶段，若技术研发成熟度不足，或成本高居不下，可能影响商业化节奏。
技术路线变动。AI输配电技术目前来看仍然处于高速发展的状态下，若出现新的技术路径方向则可能会导致整体规划方向变化。
[1] https：//developer.nvidia.com/zh-cn/blog/nvidia-800-v-hvdc-architecture-will-power-the-next-generation-of-ai-factories/
[2] https：//www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/202505/t20250530_1398138.html
[3] https：//www.nea.gov.cn/20250604/54a7b76e53ca4ec0bfab0a187cf7ddf7/c.html
[4] https：//mp.weixin.qq.com/s/4PQ5S1WXO4WEYxA5voPo-g
Source
文章来源
本文摘自：2025年9月19日已经发布的《AI“探电”（十一）：SST重塑未来AIDC供电架构》
曲昊源 分析员 SAC 执证编号：S0080523060004 SFC CE Ref：BSW232
闫汐语 分析员 SAC 执证编号：S0080525090001 SFC CE Ref：BUS229
江鹏 分析员 SAC 执证编号：S0080523080006
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