AI数据中心正从“通用算力”向“智能算力”跨越，配电系统面临功率密度跃升的深刻变革。方正证券研报显示，AI服务器平均机架密度将从当前的40-100kW增至2029年的350-500kW。机柜内服务器电源（PSU）2027年市场规模预计达373亿元，机柜外UPS/HVDC合计约151亿元。HVDC凭借更高效率和更低宕机率，渗透率有望从当前约20%提升至2027年的45%，SiC/GaN等第三代半导体正替代传统Si基功率器件，推动电源单瓦价值量持续提升。
机架功率从40kW冲向500kW，供电系统面临架构重塑
AIDC与通用IDC在芯片类型、应用场景、机柜功率等维度存在显著差异。IDC搭载CPU提供通用算力，机柜规格普遍在2-10kW；AIDC搭载GPU/FPGA/ASIC等AI加速芯片，用于自动驾驶、科研计算、生成式AI等场景，机柜规格普遍在12kW-24kW或以上。
根据维谛预测，2024-2029年AI服务器平均机架密度将从40-100kW增加至350-500kW，功率密度数倍乃至十数倍增长。高功率密度对供配电系统提出了架构性挑战——传统列头柜配电模式已难以支撑，母线替代趋势明确；UPS需向HVDC演进以提升效率；机柜内PSU需从5.5kW向22kW迭代，碳化硅/氮化镓等第三代半导体正在成为关键技术路径。
从电能转化过程看，市电经UPS/HVDC完成AC/DC转换进入机柜，机柜内PSU将交流电转换为48V直流电，再经DCDC模块降压至芯片工作电压（如0.8V/1.3V）。环节越多损耗越大，HVDC正是通过减少逆变环节来提升整体效率。
IDC通用数据中心与AIDC智算中心核心差异| 维度 | IDC通用数据中心 | AIDC智算中心 |
|---|
| 算力类型 | 通用算力（数据存储、大数据分析） | 智能算力（AI训练和推理） |
| 核心芯片 | CPU | GPU、FPGA、ASIC |
| 应用场景 | 电商、社交媒体、流媒体 | 自动驾驶、大语言模型、智慧交通 |
| 机柜规格 | 2-10kW | 12kW-24kW及以上 |
机柜内PSU：2027年373亿市场，SiC/GaN驱动价值量提升
以英伟达GB200 NVL72为例，单机架120kW对应约198kW服务器电源（单个PSU模块5.5kW，共36个模块），容量配比为1:1.65，冗余配置大幅提升电源需求量。
根据英飞凌技术预测，当前主流的ORv3-HPR标准5.5kW电源将逐步演进：第二代PSU功率预计提升至8-12kW，第三代产品将达到22kW。随着单柜功率增大，SiC/GaN将替代传统Si基功率器件，单瓦价值量进一步提升。
方正证券测算：PSU单价从2024年2.3元/W提升至2027年3元/W，渗透率从30%提升至50%，冗余度从1.65提升至1.8。国内服务器电源PSU市场规模将从2024年62亿元增长至2027年373亿元，CAGR达81.7%，为电源环节中增速最快、规模最大的细分方向。
机柜外UPS/HVDC：HVDC渗透率2027年达45%，效率与可靠性双优
UPS和HVDC是机柜外供配电的两大技术路线。UPS需经AC/DC整流→DC/AC逆变双变换，蓄电池通过逆变器放电，主路效率95%左右；HVDC仅需AC/DC整流，蓄电池直接挂载在直流母线上，效率达95%以上。
HVDC的拓扑结构比UPS简单（少半个变压器），成本更低，转化效率更高。可靠性方面，HVDC蓄电池直接挂载在直流母线上，后端出问题时仍能顶上，宕机率比UPS更低。模块化设计使扩容方便、维护成本低。
HVDC当前渗透率约20%，2027年有望提升至45%。方正证券测算，UPS 2027年市场规模91.2亿元（0.5元/W、55%渗透率、2.4倍冗余度），HVDC 2027年59.7亿元（0.4元/W、45%渗透率），机柜外供配电合计约151亿元。
