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1、AIDC电源的“最后一公里”,板载电源的高密高集成化革命核心观点:AIDC算力建设增长,热功耗增长驱动数据中心电气架构全面升级。随着北美及亚太地区AI市场高速增长,智算中心(AIDC)建设进入高峰期。AI芯片(GPU/ASIC)的TDP(热设计功耗)呈指数级增长,以NVIDIAB300为例,其TDP已达1400W,导致单机柜功率密度正从当前的不足20kW向未来的兆瓦级迈进。根据维谛智算中心基础设施演进白皮书统计,目前国内单机架功耗从通算中心(传统数据中心)的4-6kW向智算中心(AIDC)的20-40kW迈进,未来有望逐步提升至40-120kW甚至更高,智算中心机架呈现高功率密度趋势。智算中心
2、机架高密度对配电设备面积占比、电能利用率、服务器电源功率、散热效率提出更高的要求。(一)高性能AI芯片“低电压、大电流”的演进趋势,传统横向供电遭遇物理极限22齐,并且嵌入式无源器件水平分布并垂直堆叠在中介层内。(b)完全嵌入式VR,一、海外CSP资本开支强劲增长,AIDC高功率推动电气架构革新北美和亚太AI市场增势迅猛,智算中心迎来建设热潮。根据广发电新组外发报告AI加速驱动供电变革,SST蓄势待发迎出海良机,根据PrecedenceResearch测算:2024年全球人工智能市场规模为258.6亿美元,预计至2033年将达到8039亿美元,实现46.5%的复合年增长率;具体到美国而言,其2
3、024年人工智能市场规模为74.1亿美元,预计至2033年将达到2414.1亿美元,实现47.3%的复合年增长率;受益于政策支持力度的增大,亚太市场预计将在此期间实现27.6%的复合年增长率。智算中心(ArtificialIntelligenceDataCenter,AIDC)作为AI时代的基础设施,在国内外云服务厂商和通信厂商不断加大的投资力度下方兴未艾。根据中国信通院数据,2024年我国AIDC市场规模在1000亿元以上,预计2028年将达到2886亿元,CAGR达到30%左右。(divcenter)图1:2023-2033年全球生成式人工智能市场规模(/divcenter)AIDC建设拉
4、动数据中therefore电力需求,未来将成为电力需求的重要组成。根据Semianalysis数据,全球数据中心电力消耗预计将从2023年的49GW增长至2026年的96GW,90%的增长驱动力来自AI。其中,AI需求将从2025年约20GW增长至2026年约40GW、2028年约80GW,增速远大于非AI服务器需求增量。国际能源署预测,到2026年,数据中心、人工智能等产业的电力消耗可能将占全球电力需求的4%,是2022年的两倍。对于美国数据中心而言,20142016年用电量稳定在60TWh。而后,数据中心用电量快速增加,2018年消耗约76TWh,占美国总电力消耗的1.9%。2023年达到
5、176TWh,占总电力消耗的4.4%。据美国劳伦斯伯克利国家实验室预测,2028年数据中心用电量预计达到325至580TWh,约占美国总电力消耗的6.7%至12.0%。需求增速,甚至超过了供给的扩张速度。AI芯片TDP与机柜功率密度迅速提升,推动高功率密度电源架构需求。根据SchneiderElectric发布的白皮书How6AIAttributesChangeDataCenterDesign,加速器(Accelerators)占据了AI集群近一半的功耗。随着每一代新产品的推出,加速器的功率都在呈上升趋势。芯片的功耗以瓦特(Watts)为计量单位,通常用TDP(热设计功耗)来标示。TDP持续增
6、长的趋势,是加速器为实现更多运算量而设计的结果,其目的是为了以更短的时间和更低的成本完成模型训练和答案推理。随着AI算力(TFLOPS/TOPS)提升超过100倍,单芯片TDP也从V100的300W增至B300的1400W。与此同时,单机柜功率密度正从2020年代的不到50kW,向2025年的超100kW迈进,并预计到2030年,单机柜功率有望突破1MW,推动了数据中心对高功率密度电源架构的需求。Design,广发证券发展研究中心GPU&ASIC晶体管密度呈现指数级增长趋势,单芯片功耗提升幅度显著。根据HighCurrent,HighPower-DensityIntermediateBusCo