一天吃透产业链：AIDC电源（终极方案

引子：AI的尽头是算力，算力的尽头是电力，电力的尽头新能源和锂矿。

随着AI算力与数据中心的爆发式增长，一场围绕供配电架构革新的技术革命正在酝酿。传统变压器效率低、体积大、响应慢，而固态变压器（SST）凭借高频变换、双向能量流、智能控制，正成为AI数据中心（AIDC）供电体系的“终极方案”。

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行业概述

固态变压器（Solid-State Transformer，简称SST）用电力电子器件替代传统铁芯变压器，实现更高频率、更灵活的电能转换。它集“变压 + 整流 + 稳压 + 控制”于一体，能在交流/直流之间高效互换，并支持双向能量流。

相比传统变压器，SST具备：
✅ 体积减少约50%，功率密度提升2倍以上；
✅ 效率可达98%以上；
✅ 可灵活接入直流配电、储能系统、可再生能源与数据中心。

换句话说，SST不仅是一台“变压器”，更是一座“能量路由器”。

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产业链全景

SST产业链分为三层：

上游：第三代半导体（SiC/GaN）、纳米晶磁性材料、直流电容、散热组件等。

中游：SST整机制造与核心模块（AC/DC整流、高频变压、DC/DC变换、控制系统）。

下游：数据中心HVDC供电、绿电直连、交直流混联电网、EV超充桩等终端场景。

成本结构中，电力电子器件占比最高（约32%），其次为高频变压器与电容（各16%）。

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政策规划

国家层面“东数西算”、IEA全球数据中心能耗监管，以及AI大模型高功耗趋势，共同推动供配电架构变革。

2024年全球数据中心装机容量约 97GW，

预计到2030年达 226GW，

六年间新增 129GW —— 每年平均增长超 21GW。

这些新增容量正是SST潜在市场的主战场。

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市场前景

假设未来数据中心采用SST的渗透率如下：

即使按中性情景测算，SST在未来五年内对应的市场空间亦将突破数百亿元级别。随着SiC成本下降、标准化推进，渗透率有望快速提升。

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上游

上游环节集中在 功率半导体、磁性材料、电容与散热 四大方向，直接决定了SST的性能与成本。

1）功率半导体——SiC全面替代IGBT

作用：实现高频开关，是SST“心脏”。

趋势：SiC器件可在1.2~3.3kV电压下工作，频率高10倍，效率提升2%。

瓶颈：晶圆成本高、封装良率低、散热可靠性不足。

重点企业：

国内：斯达半导 、东微半导 、三安光电 。

海外：英飞凌、罗姆、Wolfspeed。

产业趋势：

到2030年全球SiC市场规模预计超 200亿美元，国内厂商正加速晶圆与模块自研。

2）磁性材料——纳米晶/非晶引领高频变压

作用：高频变压器的核心。

特点：损耗低、饱和磁感应高、体积小。

技术演进：

传统铁芯损耗大→非晶材料降低30%损耗→纳米晶损耗再降40%。

代表企业：安泰科技 、京泉华 、云路股份 、铭普光磁 。

重点方向：纳米晶材料厚度控制（18μm以下）、高温稳定性与批量一致性。

3）电容与滤波——高压耐温是关键

作用：稳压与抗谐振，确保系统可靠性。

趋势：铝电解→薄膜电容→陶瓷/聚丙烯复合体系。

难点：高频、高压下的寿命与耐热性能。

企业：江海股份 、艾华集团 、宏发股份 等。

4）散热与结构件——液冷方案兴起

趋势：AI数据中心的高热密度推动液冷化。

技术方向：

相变材料散热、微通道液冷、氮化铝陶瓷基板。

代表企业：飞荣达 、德邦科技 、贝特瑞 （导热材料）。

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中游

中游是SST技术壁垒最高的环节，涵盖功率模块制造、高频变压器集成、系统控制与整机组装。

1）模块化拓扑：AC/DC + DC/DC + 控制一体化

输入级（AC→DC）：多级H桥或级联PFC拓扑，提供电压稳定。

隔离级（DC/DC）：高频变压实现绝缘隔离与电压转换。

输出级（DC母线）：支持800V直流输出，连接服务器电源或储能。

控制系统：实时监控、双向能量流、快速保护、通信接口（Modbus/以太网）。

高频变压器的制造精度决定系统可靠性：绕组布线、绝缘距离、温升控制缺一不可。

2）成本与价值分布

降本路径：

SiC模块国产化

高频变压器批量化生产

模块化设计（减少定制成本）

智能运维系统提升可靠性

3）技术痛点与突破方向

高频磁耦合设计难度高：需兼顾EMC、功率密度、热设计。

模块并联控制：需解决均流与短路保护问题。

测试验证复杂：每台SST需通过高压击穿、热循环与电磁兼容认证。

4）代表厂商格局

国内整机厂商：阳光电源 （金盘科技 、新特电气 、盛弘股份 、四方股份 、中国西电 ）。

模块制造：麦格米特 （高频电源模块）、科华数据 （直流供电方案）、中恒电气 （能源互联网设备）。

海外厂商：Vertiv、Eaton、台达、施耐德。

这些企业正通过与AI数据中心、储能、电网公司合作，共同推动SST商业落地。

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下游

SST的下游需求正从示范工程走向量产部署。主要市场包括：

1）AI数据中心（AIDC）——最强驱动力

AI服务器功率密度上升至10~15kW/机柜。

传统UPS+变压器体系效率约93%，而SST系统效率可达98%。

对比：每10MW机房，SST方案年省电约 350~400万元。

全球AIDC投资预计2030年超 2万亿元人民币，配电升级是标配环节。国内头部IDC厂商（阿里、腾讯、字节）已在测试HVDC+SST架构。

2）绿电直连与储能融合

光伏/风电直流输出 → SST → 工业负荷/数据中心直流母线。

可节省1~2级能量变换环节，效率提升5%以上。

与储能系统结合，实现“源-网-荷-储”一体化。

代表案例：宁夏“源网荷储一体化数据中心示范工程”正采用SST直连方案。

3）电动车超充与直流微网

800V直流快充成为新主流，SST可将10kV中压直接降至800V。

减少传统降压+整流设备，占地缩减30%，能耗降低2%。

充电桩企业（特锐德 、英可瑞 ）正布局固态变压模块。

4）交直流混联配电网

SST可作为“电能路由器”实现并网/离网切换与故障隔离。

在新型配电网、微电网及园区级能源管理中具备应用潜力。

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趋势前瞻：三年拐点，五年爆发

SiC渗透率提升：成本降至传统IGBT的1.5倍以内后将全面替代。
纳米晶量产突破：国产化率预计2027年超80%。
标准化模块化加速：SST将从“定制设备”变为“标准电力单元”。
液冷系统成为标配：AI服务器散热与供电融合设计趋势明显。
数据中心直流化大势已成：800V直流母线架构将成为主流。