在人工智能技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)下，數(shù)據(jù)中心作為算力的核心載體，正面臨前所未有的功率密度挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)不間斷電源（UPS）因效率瓶頸、散熱難題和空間占用問題，逐漸成為制約超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心擴(kuò)張的掣肘。在此背景下，以高壓直流（HVDC）供電技術(shù)，尤其是800V架構(gòu)為代表的新一代供電方案，憑借其能效與成本優(yōu)勢(shì)，正從技術(shù)儲(chǔ)備階段邁向大規(guī)模應(yīng)用。
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)采用交流UPS架構(gòu)，電能需經(jīng)過變電所變壓器、配電柜、UPS、列頭柜等多級(jí)轉(zhuǎn)換，最終為IT設(shè)備供電。這一過程中，UPS需通過整流和逆變兩次電能轉(zhuǎn)換，不僅增加了系統(tǒng)復(fù)雜度，還導(dǎo)致約5%-8%的電能損耗。相比之下，HVDC系統(tǒng)直接將交流電整流為直流電，省去了逆變環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)更簡潔，可靠性顯著提升。以100kW供電場(chǎng)景為例，HVDC方案可節(jié)省28%的占地面積，建設(shè)成本降低49%，運(yùn)營成本減少14%，綜合效益突出。
隨著AI服務(wù)器功率密度持續(xù)攀升，供電系統(tǒng)升級(jí)需求愈發(fā)迫切。以英偉達(dá)B200芯片為例，其功耗從A100的400W躍升至1000W以上，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心供電電壓向更高等級(jí)演進(jìn)。當(dāng)前，240V和336V是HVDC主流電壓等級(jí)，其中240V因兼容現(xiàn)有220V交流設(shè)備而占據(jù)主導(dǎo)地位。然而，面對(duì)單IT機(jī)架功率需求突破1MW的趨勢(shì)，800V HVDC技術(shù)憑借三大核心優(yōu)勢(shì)成為焦點(diǎn)：其一，銅母線用量減少45%，釋放機(jī)架空間以容納更多GPU；其二，電源單元（PSU）數(shù)量降低，冷卻成本下降30%，維護(hù)成本減少70%；其三，故障檢測(cè)與維護(hù)流程簡化，系統(tǒng)可用性顯著提升。
2024年5月，英偉達(dá)聯(lián)合維諦技術(shù)、英飛凌等廠商成立供應(yīng)商聯(lián)盟，明確2027年實(shí)現(xiàn)800V HVDC規(guī)模化應(yīng)用的目標(biāo)。這一技術(shù)路線在海外市場(chǎng)的推廣節(jié)奏更快，由于歐美電網(wǎng)穩(wěn)定性較差、停電頻率較高，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商對(duì)高可靠性供電方案的需求更為迫切。例如，臺(tái)達(dá)電子在2024年11月美國圣何塞OCP全球峰會(huì)上推出的800V直流供能體系，通過集成碳化硅（SiC）MOSFET器件，將10-35kV中壓交流電直接轉(zhuǎn)換為800V直流，轉(zhuǎn)換鏈路從6級(jí)壓縮至2級(jí)，端到端能效從89.1%提升至92.1%，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)98%。
800V HVDC的普及離不開固態(tài)變壓器（SST）的技術(shù)突破。傳統(tǒng)變壓器難以承受高輸入電壓，而基于寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)的SST通過電力電子轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了AC/DC的高效變換。布局這一領(lǐng)域的國內(nèi)廠商可分為三類：一是傳統(tǒng)電力設(shè)備企業(yè)，如中國西電，其下屬西安電力電子為“東數(shù)西算”項(xiàng)目提供的2.4MW固態(tài)變壓器已穩(wěn)定運(yùn)行，800V DC架構(gòu)產(chǎn)品即將量產(chǎn)；二是AI服務(wù)器電源企業(yè)，憑借數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)快速切入；三是光儲(chǔ)充企業(yè)，依托電力電子技術(shù)遷移能力拓展應(yīng)用場(chǎng)景。例如，特變電工作為輸變電行業(yè)龍頭，已啟動(dòng)SST研發(fā)，未來有望隨應(yīng)用場(chǎng)景擴(kuò)展加速產(chǎn)品市場(chǎng)化。
供電系統(tǒng)的變革正引發(fā)全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動(dòng)效應(yīng)。在暖通領(lǐng)域，800V HVDC的推廣催生了直流制冷設(shè)備、直流輸入間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)等新需求。當(dāng)前，適用于直流供電環(huán)境的暖通產(chǎn)品制造商較少，市場(chǎng)存在顯著空白。隨著高壓直流技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的規(guī)模化應(yīng)用，直流暖通設(shè)備將成為剛需，推動(dòng)行業(yè)向高效化、電氣化方向轉(zhuǎn)型。從供電到制冷，數(shù)據(jù)中心能源鏈條的深度變革，為中國企業(yè)提供了在SST、直流暖通等新興賽道實(shí)現(xiàn)技術(shù)突圍的機(jī)遇。
