AIDC电源革命正式开启，电源主机、储能、功率半导体、核心部件四大方向共振（二）

BBU：柜内备电环节

BBU主要用于备电，类似于UPS中的蓄电池，不同之处是随着机柜功率的逐步变大，UPS的长时间（15min到30min）备电变得不再经济，AI数据中心更倾向于用布置在机柜周边（或机柜内部）的BBU取代UPS的部分功能。为了响应尽可能快，BBU直接挂载在机柜的直流母线上，采用锂电池以提高放电倍率，同时 为了 节省成本和空间，往往只具备十几秒到几十秒的备电时间

BBU的功率通常与机柜内电源（PSU）的输出功率1:1配置，并与PSU并联在直流母线（目前通常为50V）上。为了便于布置，BBU形态上也采用类似Power Shelf的BBU Shelf形态，并且功率上与Power Shelf对应。在PSU正常供电时，BBU处于待机状态，断电后BBU接受到断电信号启动，输出直流电使得母线电 压维 持在50V，直到再次来电后BBU进入待机或充电状态

BBU内部采用锂电池供电，为保证高功率输出，通常采用三元圆柱电池，目前多采用18650规格的圆 柱电池，随着机柜功率的提升，也逐步开始采用21700等更大容量的电池。目前，松下在BBU Shelf和BBU所 用的三元圆柱电池方面居于领先地位，根据松下在OCP大会上的资料，目前松下的BBU Shelf输出功率72kW，符合HPR v2标准，未来通过采用更高能量密度的三元圆柱电池（预计为21700规格），单颗电池输出 功率 达到200W，成组为BBU Shelf后，单个Shelf可以输出102kW

松下能够自产BBU内部的三元圆柱电池，同时也直接生产BBU Shelf，完成三元圆柱电池→电池Pac k封装→BBU Shelf制造的闭环。但目前更多的是三个环节分开，即三星、松下等电芯生产商将电芯销售给AES-KY、顺达科技、新盛力等台企进行电池Pack封装，再交付给台达、光宝等电源企业最终制造BBU Shelf，形成一条产业链。目前，随着AI算力的快速增长，传统供应链体系被打破，蔚蓝锂芯等国产三元圆柱电池厂商进入BBU产业链，并进入到北美云厂的供应链名单。同时，麦格米特等大陆电源企业也推出了自己的BBU Shelf产品。

蔚蓝锂芯推出多种倍率型圆柱电芯，包括采用全新无极耳技术的21700-40XG、21700-50XG等产品， 在马来西亚投资的电池工厂2025年也已完成投产，共5条产线，应对海外圆柱电池需求，其中还包含1条 无极 耳电池产线。从用量来看，BBU的输出功率应与Power Shelf的输出功率相等。

以B200 NVL72机柜为例，其电源配 置采用8×33kW Power Shelf，共264kW，若采用输出功率为80W的18650电池，约需3300颗，单颗电池 价值 量约为10元；若采用输出功率为200W的21700无极耳电池，约需1320颗，单颗电池价值量约为20元。但如 上节所述，机柜中BBU、CBU可互换，以麦格米特推出的1MW Power Rack为例，电源输出共14组72kW Power Shelf，CBU+BBU一共27组，只需保证总功率达到Power Shelf输出总功率即可。

固态断路器：应对HVDC直流电难以开断的最佳选择

数据中心广泛应用HVDC等直流供电技术后，因直流电无过零点，存在开断难度较大的问题，若采用 传统机械开关，将导致拉弧问题，电弧难以熄灭，而交流电则可以在电流过零点开断从而自然灭弧

固态断路器是通过半导体器件替代传统机械触点实现电路通断与保护的新型电力设备，核心是利用半导体的电可控开关特性，结合传感、控制与绝缘散热设计，实现无电弧、快响应、长寿命的电路保护功能。固态断路器关断时间仅微秒级，远超机械断路器（毫秒级），能有效抑制短路电流峰值。数据中心和PCS中广泛使用的固态电力电子设备（如服务器电源单元PSU、UPS 中的转换器、PCS 中的变流器等）对故障电流极其敏感，这些基于半导体的设备无法承受超过几微秒(μs) 的故障状态。因此固态断路器尤其在直流配电（如船舶、电动汽车）中优势明显。

英伟达在800V供电白皮书中给出了设计参考案例，其中为了保证安全输送800V电源，明确提出在直流配电环节使用1500A固态断路器、阻塞二极管，以及故障保护装置，每个1.1MW机柜使用一只1500A固态断路器进行保护

固态断路器的核心是利用半导体器件的可控导通和关断特性来管理电路通断。当系统正常运行时，半导体器件处于导通状态，允许电流通过；一旦检测到过流、短路或故障，控制电路会迅速关断器件，切断电流。整个过程由微控制器（MCU）或数字信号处理器（DSP）实时监控和驱动，实现精准保护。

SiC半导体因其高击穿场强、耐高温和低开关损耗，成为固态断路器的理想选择。SiC器件可比传统硅器件提供更快的开关速度（无尾电流）和更高效率，尤其在高压大电流场景下表现优异。

在国际固态断路器市场中，高压大电流领域以A BB SACE Infinitus和伊顿Polaris系列为代表，电压可达1000V+、电流达2000A+；高性能应用场景下，Qo rvo SiC JFET技术领先，导通电阻低至4mΩ，适配高频高效率需求

国内厂家方面，泰永长征凭借MBS1-2500 系列在高端市场与国际巨头ABB、伊顿形成竞争；赛晶科技和山东泰开在特定高压领域各有所长；上海京硅、广东福德等在中低压市场提供差异化解决方案；良信股份近期推出800V AIDC架构固态产品，产品实现百万级电气寿命、us级无弧分断、100KA短路分断性能、0.5s级高精度计量和99.9%的运行效率，系统电压等级DC750V至DC1000V、电流等级250A及以下，覆盖智算DC800V直流系统200KW及以下场景应用。

熔断器：电路安全的最后防线、走向高压智能化趋势

熔断器作为被动、超高分断能力与“最后防线”的安全器件，作用是在极端短路时快速、可靠地切断 故障电流，保护昂贵的电力电子与母线系统；同时，800 V直流属于高压直流，对灭弧与限流能力要求远高 于交 流或低压直流，这使得熔断器成为高可靠直流系统的标配选择。

熔断器可安装在1）上游主干与配电馈线：作为整条800 V DC母线的分段与后备保护，覆盖极端短路风 险，守住安全底线；2）电池/储能与PCS直流端口：在BESS/PCS等双向能量流支路配置熔断器，利用其 限流 与快速分断特性，保护变流与电池模组安全；3）机架级高压直流入口：在机架或行级800 V接口设置熔断器，作为对下游DC/DC与负载的前置隔离与后备保护，缩小故障影响范围。熔断器与固态断路器各有分工。

熔断器负责“极限分断/兜底”，固态/机械断路器负责“选择性、 可复位 、频繁操作”的常规保护与控制联动。通过时间-电流协调与分区选择性，实现“就近、快速、可控”的故 障隔 离，既发挥SSCB/机械开关的速度与可维护性，又保留熔断器在极端工况下的高可靠分断能力

以上图为例，熔断器可布置在HVDC电源柜的直流出口，输出一共16条直流母线，共装设16只 熔断器 。

3.5、储能系统：有效弥补北美电力缺口，并网新规下的必然选择

英伟达提出，在AI数据中心运行时，典型GPU负荷波动周期可短至100ms，持续1-5s，然后几分钟 后进入下一循环。针对数据中心负荷波动的不同周期，英伟达提出了两级储能概念：①电容储能置于机柜 内部 ，以解决100ms以下的波动为主；②电站级储能置于数据中心并网点，可以解决10s及以上周期的波动

数据中心需要其电源输出能够适应其功率的迅速波动，然而电网却希望接入在上面的负荷尽可能平稳 、可预测。随着AI数据中心单体功率越来越大，电网公司希望数据中心负荷能够具备灵活性、可控性和可预 测性 ，保证电网的稳定性，同时避免输变电设施的过度建设。

英伟达在白皮书中提出，目前并网审批已经成为数据中心建设的主要障碍之一。原因是数据中心执行AI训练任务时GPU负载高度同步，将引起电网电压和频率波动超出限值，破坏电网安全，或者直接导致电 网公 司推迟或拒绝数据中心项目的接入。这种情况下，电池储能系统（BESS）布置在数据中心并网点附近，可 以提 供负荷平滑、构网支撑、断电保护等作用。

特斯拉使用自己的Megapack储能系统在数据中心中进行了试验，表明Megapack可以降低70%以上的电网负荷波动。同时，可以减轻负荷波动导致的发电机功率输出波动、稳定电网频率，并减轻发电机轴承 的有 害震动。

与UPS、柴发、电容器等手段相比较，特斯拉认为2h电池储能系统在AI负荷平滑、低电压穿越支撑 、灵活并网方面都具备优势，而其他手段只具备1-2种功能，且电池储能系统还具备寿命长、占地小的优势。同 时，Fluence在其25财年Q4季报说明会上也认为，电池储能系统有助于提升数据中心的并网灵活性、能够 作为 数据中心的备用电源，还可以提升电能质量、平滑负荷波动。其中，Fluence指出并网灵活性是数据中心配 置储 能最重要的驱动力，配储后数据中心才能满足电网的可用性要求，能够保证数据中心不会对电网造成负面 影响 ，从而加快并网程序的推进

针对美国数据中心爆发式增长，大型负荷接入电力系统将对安全可靠性造成影响，美国能源部（DOE）致函美国联邦能源监管委员会（FERC），要求启动新并网规则的制定，以“加快大型负荷的并网”。此 前主 要矛盾在于，新建发电设施的并网流程由FERC管辖，而大型负荷的并网则由各州自行负责，因此存在明显 的脱 节。美国能源部的信件认为大型负荷的管理方式应与发电厂一致，且均应由FERC进行管辖，确保大型工 业负 荷和数据中心能够及时、无歧视地接入电力系统。特别提到，若负荷具备灵活性且可削减（即需求侧响应 能力 ）其并网研究（并网前的必备流程）应在60天内完成。因此若数据中心配置储能，作为大型负荷就具备 了需 求侧响应能力，能够加快并网流程的实施。目前FERC正就此事进行政策制定，预计将于2026年4月30日发布。

根据Wood Mackenzie的US data center pipeline Q3统计，截至10月中旬，美国数据中心项目规划装机 容量达到245GW。这些项目以及超大规模数据中心签署了可再生能源协议，大多集中在得克萨斯州。2025年以来 ，全美超过四分之一的项目规划装机容量都集中于德州，当地的储备项目容量从第一季度的35GW，累 计至第三季度已实现达到67GW，几乎翻番。同时，根据PJM（美东/中大西洋）发布的2025年长期负荷预测，到2030年夏季峰值负荷将增加约32 GW，其中几乎全部增量都来自数据中心。ERCOT（德州）则显示大型负 荷并 网队列在一年内翻了4倍，达到约226GW，其中73%-77%为数据中心，尽管其中可能有大量“投机性”申请，存在泡沫可能

我们此前已在报告《数据中心拉大美国电力装机需求，光储、SOFC是目前可行的解决方案》和《再论AIDC配储是解决北美电容量缺口的必然选择》中详细论述了北美缺电现状。即使考虑SOFC、退役航发改燃 机后 ，对储能的需求仍高达85-340GWh之间（2028年新增量），取值浮动范围较大，主要因未来配储功率、时 长比 例不确定。若未来美国采取高比例绿电直供方式为数据中心供电，时长有望取到6-8h；即使只是起到加快 并网、改善电能质量的作用，时长也需达到2-4h

四、投资建议

4.1选股逻辑：海外链优先、产业趋势优先，兼顾弹性与公司质地

我们认为，AIDC电源向大功率、高压化、直流化发展是最为确定的技术发展趋势，而这些趋势主要由 英伟达、谷歌等海外企业引领，因此当下阶段海外链优于国内链，应该优选符合技术发展趋势，同时具备价值量高、增速快、壁垒高特点的环节，而不应过多关注将被取代或淘汰的环节。同时，在选股时应结合公司的客 户结 构、业务渠道、公司质地等特点进行优选。

我们认为围绕上述主线，以下四大方向具备较大投资价值：

（1）价值量最为集中、功率密度不断迭代升级的电源主机环节，即PSU、HVDC、SST等。电源主机（PSU、HVDC、SST等，也包括现行多采用的UPS）是电源设备的直接体现形式，具有价值 量集中（PSU几毛到1元/W以上、HVDC（sidecar）形式数元/W、SST甚至高达接近10元/W）、技术壁 垒高 （由kW级向MW级快速迭代，且体积受限、散热困难）、渠道严格（目前以台企为主，陆企仅极少量进 入英 伟达供应链中）等特点。从具体设备来看，传统的交流供电设备UPS未来逐渐被HVDC、SST等直流大功率供电设备取代是较 为确定的趋势，而PSU未来不会消失，将逐渐被集成到HVDC、SST中，继续发挥交直流转换即AC/DC的作用。

从供应商格局来看，台达、光宝等台系厂商，以及麦格米特、阳光电源等大陆厂商均布局PSU、HVDC、SST全套电源主机产业链，高压化、直流化趋势使得大陆光伏、储能、充电桩等领域许多企业躬身入 局， 打破原有供应链格局。

（2）保证数据中心实现安全、高效、快速并网的电站级储能数据中心对电力系统的影响正越来越被重视，随着北美各电网公司纷纷制定并网新规，要求数据中心 具备负荷侧响应能力和共址发电能力，储能将逐步成为数据中心的标配.

（3）为实现直流化、大功率化而不可缺少的核心零部件，如固态断路器、CBU/BBU、DC/DC、高频隔离变等这些环节主要是AI数据中心为解决大功率、直流供电问题所新增的，属于从无到有，弹性较大。其中 ，我们尤其看好固态断路器，主要是因为固态断路器在直流供电系统中属于必备，且是英伟达白皮书中明 确提 到的方向。CBU/BBU中我们相对看好CBU，因其可平滑芯片功率波动且能在一定程度上替代BBU。此外DC/DC电源、eFuse电子熔断器也属于新增环节，但价值量和重要性相对较低。高频隔离变则需等待SST放量。

（4）SiC、GaN等实现电力电子功率变换的第三代半导体元器件第三代宽禁带半导体具备耐压高、工作频率高、损耗低等优点，完美适配AIDC电源高压化、大功率 化的迭代方向。几乎在AIDC电源所有涉及功率变换的环节中都有应用，是PSU、HVDC、SST能够实现高功率AC/DC、DC/DC转换的核心

4.2投资建议

在上述技术趋势和市场空间测算的基础上，映射到具体投资标的上，还需结合国内/海外市场发展特点 与公司自身α属性，这样的公司应具备：

①较强的技术能力，在电力设备或电力电子领域有深厚积累。②产品矩阵与未来发展趋势契合，可以较好地支持未来高压化、直流化、高密度等行业发展大趋势；③新产品落地进度领先，具备明显的渠道优势；公司新产品的推进进度较快，已经或接近量产阶段；或已深度布局销售渠道，可以快速得到业主认可等。

对于国内厂商而言，优势在于技术扎实，生产制造能力强，跟进速度快。①电力电子技术行业领 先 。②240/336V HVDC已在国内广泛应用；③巴拿马电源已超前应用；④国内技术跟进速度极快（HVDC/SST已 快速出样机）。机会在于：①直供：发挥工程和生产优势，切入海外渠道。北美变压器渠道切入/NV链直供经验/北美丰富的光储经验提供综合方案等。②代工：与Tier 1客户合作代工，借助超强的制造能力间接切入供应体系

$麦格米特(SZ002851)$ $阳光电源(SZ300274)$ $中恒电气(SZ002364)$

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