電力設(shè)備行業(yè)深度報告：高功率密度智算數(shù)據(jù)中心資本開支擴張供配電系統(tǒng)迎來升級迭代

電力設(shè)備高功率密度智算數(shù)據(jù)中心資本開支擴張，供配電系統(tǒng)迎來升級迭代jushuang@ 48%36%24% 電力設(shè)備高功率密度智算數(shù)據(jù)中心資本開支擴張，供配電系統(tǒng)迎來升級迭代jushuang@ 48%36%24%12% 0%-12%2024-022024-062024-102025-02數(shù)據(jù)來源：聚源低空經(jīng)濟發(fā)展司成立，低空經(jīng)濟納入專項債券資本金“正面清單”—行業(yè)廣汽集團發(fā)布第二代飛行汽車，上海低空產(chǎn)業(yè)發(fā)展公司成立—行業(yè)周報》中央經(jīng)濟工作會議提出因地制宜發(fā)展l全球高功率密度智算數(shù)據(jù)中心資本開支增加，供配電系統(tǒng)升級迭數(shù)據(jù)中心鋰電池滲透率提升不及預(yù)期；行業(yè)競爭加劇導致市場盈利能力下滑。請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明1/25 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明2/251、智算數(shù)據(jù)中心資本開支有望持續(xù)擴張 41.1、全球互聯(lián)網(wǎng)資本開支進入新一輪上行周期 41.2、數(shù)據(jù)中心資本開支擴張帶動配套設(shè)備需求放量 52、機柜高功率密度趨勢下帶動供配電系統(tǒng)升級迭代 72.1、終端機柜功率密度提升導致數(shù)據(jù)中心能耗變高 72.2、數(shù)據(jù)中心能耗控制核心在于降低PUE 82.3、HVDC系統(tǒng)：內(nèi)外需共振，滲透率已至提升拐點 92.3.1、國內(nèi)：成熟互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)自建數(shù)據(jù)中心成為趨勢 2.3.2、海外：機柜功率密度持續(xù)增加帶動高壓直流系統(tǒng)滲透率提升 2.4、鋰電池備電：性能優(yōu)勢顯著，滲透率有望加速提升 2.4.1、機柜外：備電鋰電池對比鉛酸電池綜合性能優(yōu)勢顯著 2.4.2、服務(wù)器內(nèi)部：BBU方案在英偉達推廣下滲透率有望提升 2.5、HVDC與鋰電池市場空間有望逐步擴張 3、受益標的 3.1、中恒電氣 3.2、伊戈爾 3.3、科華數(shù)據(jù) 3.4、禾望電氣 3.5、雄韜股份 3.6、南都電源 204、投資建議 225、風險提示 23圖1：2023Q1-2024Q3間美國主要互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)資本開支持續(xù)擴張（單位：億美元） 4圖2：2023Q1以來中國主要互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)資本開支持續(xù)增加（單位：億元） 4圖3：全球數(shù)據(jù)中心核心IT設(shè)備電力需求持續(xù)增長 5圖4：2024年國內(nèi)新增標準機架有望達1000萬個 5圖5：數(shù)據(jù)中心硬件包括主設(shè)備與配套設(shè)備 5圖6：數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)備包括柴油發(fā)電機組、電力用戶站等 5圖7：數(shù)據(jù)中心供配電設(shè)備目的在于實現(xiàn)市電對終端設(shè)備的供電 6圖8：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心采用12V母線電壓 6圖9：新一代母線電壓提升至48V 6圖10：終端用電負載包括3.3V、1V、0.8V等 6圖11：新一代GPU芯片功耗顯著增加 7圖12：新服務(wù)器功耗持續(xù)增加 7圖13：預(yù)計全球機架功率密度將呈現(xiàn)逐年提升態(tài)勢 7圖14：電力成本在國內(nèi)數(shù)據(jù)中心運營成本的比重為56.7% 8圖15：典型數(shù)據(jù)中心能耗由IT設(shè)備、制冷系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等產(chǎn)生 8圖16：HVDC通過減少二級變換提升效率 9圖17：泛HVDC方案系統(tǒng)效率更高 9圖18：騰訊數(shù)據(jù)中心經(jīng)過租賃到自建 請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明3/25圖19：阿里巴巴數(shù)據(jù)中心租賃到自建 圖20：預(yù)計2024-2029年機柜功耗和機架功率密度將逐步增加 圖21：全直流供電架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)降本增效 圖22：鋰電池方案能夠減少占地面積 圖23：鉛酸電池占地面積相對較高 圖24：英偉達GB300將BBU作為標配 圖25：中恒電氣2024Q1-3實現(xiàn)營收11.8億元 圖26：中恒電氣2024H1數(shù)據(jù)中心電源營收2.5億元 圖27：伊戈爾2024Q1-3實現(xiàn)營收32.4億元 圖28：伊戈爾營收主要來自新能源產(chǎn)品 圖29：伊戈爾具有移相變壓器產(chǎn)品 圖30：科華數(shù)據(jù)2024Q1-3實現(xiàn)營收53.9億元 圖31：科華數(shù)據(jù)2024H1數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)營收12.0億元 圖32：科華數(shù)據(jù)在通信領(lǐng)域具備豐富的HVDC項目交付經(jīng)驗 圖33：禾望電氣2024Q1-3實現(xiàn)營收23.1億元 圖34：禾望電氣營收主要來自新能源電控與傳動系統(tǒng) 圖35：雄韜股份2024Q1-3實現(xiàn)營收26.3億元 圖36：雄韜股份2024H1鋰離子電池營收6億元 圖37：2024H1雄韜股份是全球LFP鋰電UPS領(lǐng)域全球市占率第一 20圖38：南都電源2024Q1-3實現(xiàn)營收78.6億元 20圖39：南都電源2024H1鋰電產(chǎn)品營收6億元 20圖40：南都電源位于2023年中國基站/數(shù)據(jù)中心用鋰電池供應(yīng)商第二（單位：MWh） 21表1：國內(nèi)各地與德國均對數(shù)據(jù)中心PUE提出了一定要求 8表2：HVDC系統(tǒng)相比UPS能夠節(jié)省CAPEX與OPEX成本 9表3：字節(jié)跳動自建數(shù)據(jù)中心項目規(guī)模加大 表4：數(shù)據(jù)中心鋰電池供電相比鉛酸電池具備顯著優(yōu)勢 表5：預(yù)計到2030年全球數(shù)據(jù)中心鋰電池市場空間將達107.5億元、HVDC市場空間將達105.6億元 表6：中恒電氣在HVDC領(lǐng)域項目交付經(jīng)驗豐富 表7：受益標的盈利預(yù)測與估值 22 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明4/25全球互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)資本開支持續(xù)擴張。北美互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)方面，2024Q3微軟、Me本開支呈現(xiàn)顯著的逐季增長態(tài)勢。同時根據(jù)各家的資本動在內(nèi)的國內(nèi)其他互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)同樣加大了資本開支，據(jù)AGI人工智能公眾號消息，2023Q12023Q22023Q32022024Q12024Q22024Q302023Q12023Q22023Q32023Q4請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明5/25資料來源：SemiAnalysis數(shù)據(jù)來源：中國信息通信研究院云計算與大數(shù)據(jù)研究所、中商情數(shù)據(jù)中心設(shè)備包括主設(shè)備與配套設(shè)備。建設(shè)數(shù)據(jù)中心所需的設(shè)備包括主設(shè)備與壓器降低為380V/220V的交流市電，380V/220V在設(shè)備，該設(shè)備和直流蓄電池配套使用，負責市電故障后持續(xù)給機房數(shù)據(jù)中心提供一定時間的電能保障。請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明6/25經(jīng)過UPS的380V/220V交流電被引入IT機房接入整機柜的PDU。最后，服務(wù)器從機柜的PDU取380V/220V交流電接入機箱內(nèi)置的PSU并將其降壓轉(zhuǎn)換為圖7：數(shù)據(jù)中心供配電設(shè)備目的在于實現(xiàn)市電對終端設(shè)請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明7/25智算數(shù)據(jù)中心占比顯著提高了全球機柜的平均功率密度。根據(jù)EY-Parthenon中心占比的提升，全球高功率機架的出貨占比有望進一步提升。 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明8/25明設(shè)備等，根據(jù)通信電源人公眾號數(shù)據(jù)，其比重分別為50%、35%、10%與5%。因此在數(shù)據(jù)中心總能耗因為核心負載功率提升的情況下，降低供配電、制冷系統(tǒng)的能圖14：電力成本在國內(nèi)數(shù)據(jù)中心運營成本的比重為政策同樣對數(shù)據(jù)中心能效水平提出了強制要求。PUE（數(shù)據(jù)中心總設(shè)備能耗和 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明9/25數(shù)據(jù)來源：數(shù)據(jù)中心DATA公眾號、海云蘭UDC公眾號、開源證券研究所設(shè)備供電，同時也給蓄電池充電。在市電異常費。高壓直流方案在占地面積、初始投資成 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明10/251交流輸入+2整流+1直流輸出末端配電投資(直流空開價格約為交流的2倍，"電源設(shè)備年浪費電費(按每度電8毛來估算)"與阿里巴巴數(shù)據(jù)中心相關(guān)的發(fā)展歷史可以看出，其在業(yè)務(wù)發(fā)展初期多采用租賃數(shù)據(jù)中心方案，而且業(yè)務(wù)規(guī)模擴大后均開始自建數(shù)據(jù)中心，選擇或開發(fā)有利于自持數(shù)據(jù)中心降本增效的方案。其中騰訊最早于2009年在自建系統(tǒng)試點，阿里巴巴則在2019年聯(lián)合中恒電氣與臺達推出了國內(nèi)首款巴拿馬電源。 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明11/25伴隨業(yè)務(wù)規(guī)模成熟，字節(jié)跳動有望加速自建數(shù)據(jù)中心。伴隨業(yè)務(wù)規(guī)模體量的擴大與成熟，字節(jié)跳動加大了自建數(shù)據(jù)中心規(guī)模。根據(jù)字節(jié)跳動采購公眾號與火山云公眾號信息顯示，其近年來加大自建數(shù)據(jù)中心規(guī)模，因此公司有望未來在數(shù)據(jù)中心未來隨著國內(nèi)更多具備資金實力同時業(yè)務(wù)規(guī)模龐大互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)自建數(shù)據(jù)中心，//火山云太行算力中心項目（一期）相應(yīng)配套設(shè)施，新增一棟6-5數(shù)/數(shù)據(jù)來源：字節(jié)跳動采購部公眾號、火山云公眾號、開源英偉達引領(lǐng)的服務(wù)器持續(xù)升級迭代有望帶動產(chǎn)業(yè)Blackwellultra和Rubin系列機柜峰值功率或?qū)⑦_到250-900伴隨智算中心單機柜功率密度的提升，供電系統(tǒng)優(yōu)化的關(guān)注點將轉(zhuǎn)向更高電壓等級，更高電壓輸電的應(yīng)用能夠減少電源線所占的空間，帶來潛在的性能提升和成本節(jié)約。同時直流供電模式能夠更好適配新能源供電，風電、光伏、儲能等直流側(cè)請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明12/25UPS用鋰電池相對鉛酸電池在能量密度、重量密度、使用壽命與循環(huán)壽命、環(huán)保性能等多方面相比鉛酸電池均具備顯著領(lǐng)先優(yōu)勢，能夠減少占地面積、減少數(shù)據(jù)中心大的背景下其滲透率提升確定性較強。支持，確保數(shù)據(jù)備份與系統(tǒng)安全關(guān)閉。的應(yīng)用場景、電力系統(tǒng)環(huán)境與成本預(yù)算等綜合選型。不過在終端負載持續(xù)加大的背請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明13/25備電時長15分鐘、2倍冗余的情況下，全球數(shù)據(jù)中心鋰電池出貨有望達余的情況下，全球數(shù)據(jù)中心鋰電池出貨有望達7.1GWh，產(chǎn)品售價同2025請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明14/25UPS單價（元/W)UPS單價（元/W)請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明15/25 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明16/25準。在產(chǎn)品儲備方面，公司新一代的巴拿馬電力模組系列產(chǎn)品能夠有效提升數(shù)據(jù)中心電能轉(zhuǎn)化效率、降低空調(diào)能耗，并且大幅縮短配電建設(shè)逐步放量，公司有望憑借其豐富的項目交付經(jīng)驗獲 數(shù)據(jù)來源：Wind、開源證券研究所數(shù)據(jù)來源：Wind/阿里巴巴云計算某數(shù)據(jù)中心項目1/數(shù)據(jù)港HB33項目2伊戈爾有巴拿馬電源移相變壓器產(chǎn)品出貨。公司變壓器產(chǎn)品主要包括新能源變 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明17/25壓器與工業(yè)控制變壓器產(chǎn)品。新能源變壓器主要為配套于光伏逆變器的高頻磁性器件、應(yīng)用于光伏發(fā)電并網(wǎng)的升壓變壓器以及其他電能轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。工業(yè)控制變壓器用于數(shù)據(jù)中心、醫(yī)療、安防等定制化領(lǐng)域，其中數(shù)據(jù)中心用變壓器包括巴拿馬電源所2024Q1-3公司實現(xiàn)營收32.4億元，yoy+28.8%，未來伴隨阿里巴巴互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)資本開支擴張與公司新能源變壓器出海持續(xù)進行，公司業(yè)績有望實現(xiàn)穩(wěn) 20202021202220232024H1科華數(shù)據(jù)主營業(yè)務(wù)包括新能源光儲產(chǎn)品、數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品與智慧電數(shù)據(jù)電力電子技術(shù)為基石，橫向開拓數(shù)據(jù)中心與新能源業(yè)務(wù)領(lǐng)域。在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域目交付案例。根據(jù)公司官網(wǎng)信息披露，其依據(jù)騰訊微模塊設(shè)計規(guī)范為中國移動南京數(shù)據(jù)中心項目和中國電信廣州科云數(shù)據(jù)中心項目，以及國家超級計算中心項目群、請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明18/25務(wù)當中儲能產(chǎn)品價值量通縮影響。未來，伴隨國內(nèi)數(shù)據(jù)中心資本開支加大與新能源 系統(tǒng)。公司技術(shù)實力雄厚，經(jīng)過多年發(fā)展形成了以電力電子技術(shù)、電氣傳動技術(shù)、基礎(chǔ)，公司根據(jù)不同的產(chǎn)品類別，建立了全系列風電變流器、全系列光伏逆變器和儲領(lǐng)域。在工業(yè)變頻器領(lǐng)域，公司是全國少有的能和ABB、西門子和三菱等海外龍頭競爭實現(xiàn)國產(chǎn)替代的頭部企業(yè)。根據(jù)公司公告，公司數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品尚處前期論證請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明19/25及儲能逆變器競爭加劇，價格下行及傳動系統(tǒng)業(yè)務(wù)行業(yè)景氣度下行影響。伴隨公司新能源電控業(yè)務(wù)行業(yè)競爭趨緩及宏觀經(jīng)濟景氣度恢復(fù)帶動公司傳動業(yè)務(wù)復(fù)蘇，公司 業(yè)務(wù)領(lǐng)域范圍，產(chǎn)品下游應(yīng)用包括交通、新能源、數(shù)據(jù)中心、通信等。在數(shù)據(jù)中心以上。2024Q1-3公司實現(xiàn)營收26.3億元，請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明20/25圖37：2024H1雄韜股份是全球LFP鋰電UPS領(lǐng)域全球市占率第一南都電源是數(shù)據(jù)中心后備電源行業(yè)頭部企業(yè)。根據(jù)南都電源公眾號資料，公司產(chǎn)品，能夠滿足數(shù)據(jù)中心等高端電源場景需求。同時公司憑借豐富的產(chǎn)品系列與技術(shù)實力，同海內(nèi)外主要客戶均建立了良好的合作關(guān)系。國內(nèi)市場公司先后與萬國數(shù)據(jù)、字節(jié)跳動、阿里巴巴等頭部多家大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、服務(wù)商及金融機構(gòu)形成長期80.060.040.020.0 20202021202220232024H1 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明21/25 行業(yè)深度報告請務(wù)必參閱正文后面的信息披露和法律聲明22/25AI浪潮拉動全球智算數(shù)據(jù)中心規(guī)模持續(xù)擴張服務(wù)器與機柜功率密度擴大，使得本輪全球智算數(shù)據(jù)中心的資本開支呈現(xiàn)出明顯的關(guān)鍵設(shè)備，提高供電效率、降低其設(shè)備能耗水平實現(xiàn)降本增效是機柜功率密度持續(xù)更好的可靠性提升其在國內(nèi)和海外自建數(shù)據(jù)中心中的滲透率，帶動產(chǎn)業(yè)鏈公司業(yè)績彈性，推薦禾望電氣、科華數(shù)據(jù)等，受益標的中恒電氣、伊戈爾等。同時，鋰電池有望憑借其就更好的充放電性能、更少的全生命周期成本實現(xiàn)對鉛酸電池的替代，////////////數(shù)據(jù)來源：Wind、開源證券研究所；注：科