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本(ben)周五,阿里的财报引爆了科技股行情。
“季报资本(ben)开支环比大增80%,未(wei)来三年在云和AI基础设施投入将超越过(guo)去十年总和”,瞬间打开了外资格局,纷纷加大力度看涨。
迄今,恒生科技指(zhi)数本(ben)月涨幅达到24.04%,年内(nei)更(geng)是以31.14%的绝对(dui)收益问鼎全球资本(ben)市场。
然而,人们一度也曾误解DeepSeek会削减算(suan)力需求。结果呢?
各行各业、甚(shen)至政府(fu)机构都在接入DeepSeek,推理端的算(suan)力需求最终将随着百(bai)花齐(qi)放的AI应用而井(jing)喷(pen),作为(wei)新的算(suan)力支柱。
不言而喻,目前(qian)的先进算(suan)力基础设施,是远远不够的。
01算(suan)力电力都不够用
近两年,人工智能发(fa)展(zhan)对(dui)于(yu)电力的需求高涨,消耗与日俱(ju)增,科技巨头在吞噬算(suan)力的同时,加大资本(ben)开支用于(yu)数据中(zhong)心的升级建设,激活了活跃在AI算(suan)力基建里的能源公司,以及设备(bei)提供商。
其(qi)中(zhong)核心受(shou)益标的,专为(wei)数据中(zhong)心打造电源、散热基础设施,相关业务占(zhan)比75%的Vertiv收获了不断(duan)涌(yong)入的订单。
2024年四季度,公司每股收益同比大幅增长了77%,调整后(hou)的利润率同比上升了3.8%;公司未(wei)交付的订单量同比增加了30%,其(qi)中(zhong)美国地区的订单量提高50%以上。
Vertiv的股价(jia)从两年前(qian)的低点11.93美元/股,最高飙升到了155.84美元/股,累(lei)计了超过(guo)7倍的涨幅,目前(qian)市值大约411亿美元。
一方面,由于(yu)未(wei)来新增AIDC的投入使用,数据中(zhong)心用电规模将不断(duan)提升。
根据Semi Analysis, AIDC 的建设运(yun)营将推动全球数据中(zhong)心用电由 2023 年的 430TWh(占(zhan)全球用电量的 1.4%)提升至 2030 年的 1510TWh(占(zhan)全球用电量的 4.5%)。
另一方面,AI芯片(pian)性能持续迭代,计算(suan)需求带来功(gong)耗增加,也在将数据中(zhong)心变成氪(ke)电怪兽。去年英伟达拿出了GB200,单芯片(pian)功(gong)耗接近H100的4倍。新一代GB200 NVL72液冷机柜功(gong)率密度达到了120kW,跟传统每台8卡(ka)AI服务器相比,增长了接近3倍,这(zhe)还只是AI产业发(fa)展(zhan)早期。
机柜的物理空间相对(dui)有限,随着GPU部署数量增加,未(wei)来机柜功(gong)率密度将会快(kuai)速提升。Vertiv做出预估,当英伟达芯片(pian)架构再迭代个两到三代,AI GPU峰值机架密度功(gong)耗最高或超过(guo)1000kW,进入MW时代。
因此,这(zhe)样的功(gong)耗需求往(wang)往(wang)需要能够承接更(geng)高功(gong)率密度,以及更(geng)高转换效率的电源设备(bei)。这(zhe)一逻辑促(cu)成了去年某些A股公司的大幅上涨。
去年10月17日,麦格米特公告宣(xuan)布与英伟达达成合作,参与其(qi)Blackwell GB200系统的创新设计与合作建设。
麦格米特在去年10月15-17日召开的OCP全球峰会上推出了适用于(yu)NVDIA MGX平(ping)台的最新电源系统,模块化的解决方案在1U服务器电源架中(zhong)提供总计33kW功(gong)率,效率高达97.5%。
由于(yu)合作项目将对(dui)未(wei)来业绩产生积极(ji)影响(xiang),而且是唯一一家直(zhi)接进入英伟达供应链的大陆电源合作商,麦格米特的股价(jia)自此一发(fa)不可收拾,18日至23日连续四天涨停,自9月24日以来市值翻逾一倍。
另一家上市公司—欧(ou)陆通,其(qi)服务器电源产品也可支持英伟达系列(lie)GPU服务器,并与浪潮信息、富士(shi)康、华勤、联想、中(zhong)兴、新华三等国内(nei)服务器系统厂商建立合作关系。
公司推出的符合OCP ORv3规范的机架式电源解决方案,配置了6组5.5kW服务器电源,转换效率高达 97.5%,并可拓展(zhan)至2OU 66KW、3OU 66KW以及4OU 132KW 等方案。
去年公司预告全年业绩归母净利润同比增长27.22%—47.65%,数据中(zhong)心电源业务收入上半年就高增了77%,接近5亿元的规模,高功(gong)率服务器电源占(zhan)比42%,同比高增464.1%,市值同时大幅提升。
今年,有两件轰动整个AI行业的大事儿相继发(fa)生,一个是美国总统特朗普带着甲(jia)骨文、软银、OpenAI三家大公司弄出了一个花费可能要高达5000亿美元的“星际(ji)之门”项目,用于(yu)AI基础设施。
另一件,则是国内(nei)DeepSeek背(bei)后(hou)的技术进步(bu)引领了行业推理成本(ben)大幅下降的趋势,现(xian)在各行各业的公司都在争先抢(qiang)后(hou)的接入DeepSeek。
硬件层(ceng)面的"功(gong)耗膨胀"现(xian)象,与 DeepSeek 等大模型平(ping)台迸发(fa)的AI推理需求形成叠加效应,或将改变原来电力需求曲线,未(wei)来有望保持更(geng)快(kuai)的增长速度。
02 DeepSeek神助攻,AI下个千亿市场
DeepSeek的发(fa)布和开源大幅缩进了模型层(ceng)面差距,使AI发(fa)展(zhan)重(zhong)心从训(xun)练(lian)模型向应用落地倾斜(xie),应用侧的推理算(suan)力需求相应上升。
而且推理更(geng)注重(zhong)能效比,即单位(wei)能耗下的计算(suan)能力,使其(qi)更(geng)适合大规模部署和长期运(yun)行。智算(suan)中(zhong)心用电规模可以达到100-200MW,十倍于(yu)传统的数据中(zhong)心耗电量。
为(wei)了承接未(wei)来大规模的推理需求,AIDC的供配电系统面临着迭代需求,即追求高功(gong)率密度和高能效比。
数据中(zhong)心的电力传输就像人体的血液循(xun)环系统,需要多个器官协同工作。整个过(guo)程分为(wei)市电引入→电压调整→配电分配→备(bei)用电源切换→末端供电五个阶(jie)段(duan),每个阶(jie)段(duan)都有专用设备(bei)投入使用。
涉及到的电力设备(bei)投资包括(kuo):AC/DC服务器电源模块、柴油发(fa)电机、变压器、不间断(duan)电源(UPS)、配电柜、以及后(hou)备(bei)电池等。
驱动一台AI服务器,需要经过(guo)数次电压转换。
高压电从电网进入数据中(zhong)心后(hou),服务器电源供应器会先将交流电转为(wei)直(zhi)流电,并降压到48伏特;接着主板上的DC/DC转换器,再将电压转换成CPU用的12伏特和GPU用的0.8伏特低电压。
因此,数据中(zhong)心电源架构主要涵盖保障电路 UPS、机架电源 AC/DC、芯片(pian)电源 DC/DC 三个层(ceng)级。
UPS的作用是在当市电输入正(zheng)常时将市电稳压后(hou)供应给负载使用;当市电意(yi)外中(zhong)断(duan)时向负载继续供应电能,使服务器维持正(zheng)常工作并保护负载软、硬件不受(shou)电网波动而造成损坏。
根据智研咨询数据,2023年国内(nei)市占(zhan)率前(qian)三的UPS厂商分别为(wei)科华数据、华为(wei)和 Vertiv,对(dui)应市占(zhan)率16%/14%/12%,施耐(nai)德电气、伊顿、艾默(mo)生等国际(ji)龙头亦占(zhan)据一定份额。
现(xian)在UPS已经形成了标准化的配置和维护流程,技术应用非常成熟,但缺点在于(yu)需要经过(guo) AC/DC-DC/AC 两级变换,一定会面临能量转换损耗。
2014年需求云化+降本(ben)诉求促(cu)使HVDC(高压直(zhi)流方案) 开始在互联网运(yun)营商数据中(zhong)心推广,HVDC通过(guo)升压降低损耗,只需AC/DC一次变换,产生热量相应减少,同时部署面积更(geng)省,减少电缆投入。并且由于(yu)分布式新能源发(fa)电也是直(zhi)流,可以快(kuai)速接入数据中(zhong)心全直(zhi)流系统。
近几年,国内(nei)互联网大厂主推HVDC-巴拿马电源,集成度和效率继续迭代。2019年阿里巴巴携手台达、中(zhong)恒电气推出了巴拿马电源,该方案集成了 10kVac 中(zhong)压配电、变压器、模块化直(zhi)流电源和输出配电单元等环节。
由于(yu)能效比高、可扩展(zhan)性高、适配新能源发(fa)电、以及交付周期快(kuai)等优势,HVDC方案渗透率存在很大的提升空间。2021年,国内(nei)数据中(zhong)心UPS方案渗透率达到78%,而HVDC仅有12%。
但相比于(yu)竞争激烈的UPS,HVDC厂商头部效应较为(wei)明显。根据 DCMAP,龙头分别为(wei)中(zhong)恒电气、台达和Vertiv,2022 年 CR3 高达 90%。
机柜外追求的是效率提升,而机柜内(nei)则追求的是功(gong)率密度提升。
PSU是服务器机柜中(zhong)提供电源的组件,作用是提供稳定的电压电流,防止电源波动或意(yi)外事件损坏敏感的计算(suan)机硬件。
海外大厂更(geng)推崇(chong)分布式电池和直(zhi)接供电设计的OCP供配电方案,比起传统UPS+PDU,系统供电效率更(geng)高。作为(wei)第三代开放整机柜供电方案,对(dui)PSU的输出功(gong)率要求达到3kW,输出电压为(wei)48V,效率应达到97.5%。
但与一般服务器相比,AI服务器需要更(geng)高性能的处理器,如图形处理器(GPU)、张(zhang)量处理单元(TPU)和现(xian)场可编程逻辑门阵列(lie)(FPGA),其(qi)功(gong)耗可能高出两倍到十倍。
譬如,英伟达Blackwell B100和B200,在进行高功(gong)率计算(suan)时均需要超过(guo)1kW的功(gong)率支持,是传统CPU的3倍,所需的PSU功(gong)率从8卡(ka)服务器中(zhong)的3.3kW提升到了5.5kW。
当前(qian)AI服务器PSU大多为(wei)遵循(xun)ORv3-HPR标准的5.5kW PSU,根据英飞凌预测,随着机架功(gong)率增加到300kW以上,第二代PSU输出功(gong)率将达到8kW至12kW,而第三代PSU输出功(gong)率将达到22kW,输出电压将从50V提至400V,以提高功(gong)率密度、降低损耗。
在高功(gong)率AC/DC服务器电源领域,海外以OCP方案为(wei)主,HVDC 应用较少,目前(qian)价(jia)值量较 高的5.5kW电源主要供应商为(wei)台达、光宝、Advanced Energy 等国际(ji)知名企业,竞争格局 远好于(yu)传统的CRPS电源,国内(nei)企业麦格米特、欧(ou)陆通已有相关产品储备(bei)。
综合机构预测,随着高功(gong)率机柜需求提升,预计5.5kW及以上高功(gong)率PSU占(zhan)比将快(kuai)速攀升,AIDC服务器电源市场空间合计将达到415亿元,2028年规模有望超过(guo)2000亿。
供配电系统其(qi)他组成部分,数据中(zhong)心领域开关柜、变压器市场参与者数量较多,竞争格局相对(dui)分散,海外头部厂商包括(kuo)伊顿、西门子、施耐(nai)德等等,主要提供模块化设备(bei)、综合解决方案。
国内(nei)厂商主要包括(kuo)明阳电气、金盘科技、伊戈尔等,系列(lie)产品如中(zhong)低压开关柜,干式变压器已广泛应用于(yu)下游多家知名运(yun)营商,云服务商的数据中(zhong)心。
03尾声
未(wei)来AIDC的需求呈现(xian)高功(gong)率、高密度、高效率、高可靠性趋势,整个数据中(zhong)心的供配电架构将迎来重(zhong)大变化。同时,大功(gong)耗下散热系统也将变得尤(you)为(wei)关键。
本(ben)周,阿里巴巴的财报揭露(lu)了AI未(wei)来资本(ben)开支超乎预计,点燃了市场对(dui)于(yu)中(zhong)国科技股价(jia)值的新一轮重(zhong)估。
这(zhe)意(yi)味着,数据中(zhong)心供应链的投资想象空间已经突破预期,在原来美国AI基建的需求基础上,天花板不止更(geng)高。当各大科技企业跟上步(bu)伐,投入将会更(geng)快(kuai),业绩兑现(xian)的确定性强。