AI 数据中心主流 HVDC 供电架构图（从电网到芯片）
以"电网中压交流 → 直流母线 → 机柜/板级供电 → GPU"为主线，对比两代主流方案
→ 中压交流段
→ 直流母线 / 配电段
→ 机柜内 / 板级供电段
→ 芯片级供电
方案一
240V / 336V HVDC（巴拿马电源路线）
国内当前规模落地的主流方案 · 业绩兑现期
1 中压接入
电网接入
10kV 中压交流经开关柜进入巴拿马电源一体化柜，全程只做一次 AC/DC 转换。
电网10kV 交流
→
中压开关柜进线 / 保护
↓
2 巴拿马电源
变压 + 整流 + 配电一体化柜
移相变压器与整流模块合并进一个柜体，取代传统"变压器 + UPS"两级架构，效率 97%+。
移相变压器干式多绕组 · 磁芯 / 铜绕组
→
整流模块 AC/DC二极管 / IGBT / SiC · 支撑电容
→
直流配电单元直流断路器 · 铜排
↓
3 直流母线
240V / 336V 直流母线
电池组直接挂在母线上，市电中断时母线电压不跌落——这是取代 UPS 的关键设计。
240V/336V 直流母线铜排配电
→
磷酸铁锂电池组直挂母线备电（替代UPS储能）
→
直流列头柜 / PDU机房到机柜配电
↓
4 服务器电源
服务器 DC/DC 电源
直流输入无需 PFC 级——这是与传统交流 PSU 的最大区别，少一级转换。
EMI 滤波直流输入
→
LLC / 移相全桥GaN / SiC MOSFET
→
同步整流低压 MOSFET
→
输出滤波平面变压器 · MLCC · 电感
→
48V / 12V服务器内母线
↓
5 板级供电
VRM 多相 Buck → 芯片
48V/12V 经多相降压变换到 GPU 核心电压（~0.8V），大电流由 DrMOS 阵列分担。
PWM 多相控制器相位调度
→
DrMOS驱动 + MOSFET 合封
→
电感 / MLCC滤波储能
→
GPU / HBMPMIC 精细化管理
⚡ 核心逻辑：交流→直流只整流一次，电池直挂母线，砍掉 UPS 的"整流→电池→逆变"往返损耗，端到端效率从 ~94% 提升到 97%+。国内运营商与互联网大厂数据中心已规模部署。
方案二
800V HVDC（英伟达 Kyber 机柜路线）
2027 年随 Rubin Ultra 落地 · 目前送样/认证阶段 · 朦胧性高
1 中压接入
电网接入
13.8kV 中压交流直接进入"电源边柜"（sidecar power rack），不再经过工频变压器 + UPS。
电网13.8kV 交流
→
中压开关柜进线 / 保护
↓
2 固态变压器
SST 电源边柜
固态变压器把"变压 + 整流"压缩到一级，中压 SiC 是本方案价值量弹性最大的器件。
中压 SiC MOSFET10kV 级 · 核心器件
→
高频变压器纳米晶 / 铁氧体磁芯
→
AC/DC + 隔离 DC/DC多级功率模块
↓
3 直流母线
800V 直流母线
800V 直流直接拉进机柜，取消列头柜 / PSU shelf 多级转换；备电与尖峰平抑挂在母线上。
800V 直流母线直达机柜
→
BBU 备电柜锂电 · 挂母线
→
超级电容平抑 GPU 毫秒级功耗尖峰
→
固态断路器 SSCB直流保护
↓
4 机柜内转换
Power Shelf：800V → 50V
机柜内一级 DC/DC 降到 50V，经铜排 busbar 垂直供电给各计算托盘。
800V→50V DC/DCSiC / GaN MOSFET
→
平面变压器 / 磁元件高频化 · 高功率密度
→
50V 铜排 busbar垂直供电
↓
5 板级供电
VRM → GPU / HBM
多相 + 垂直/背面供电模块贴近芯片，供电趋势走向 on-package。
PWM 多相控制器相位调度
→
DrMOS用量随功率密度提升
→
电感 / MLCC滤波储能
→
GPU / HBMPMIC · on-package 供电趋势
⚡ 核心逻辑：供电电压从 54V 抬到 800V，同功率下电流缩到约 1/15，铜用量与损耗大降，单机柜才能支撑 600kW+。传统"变压器 → UPS → PSU"整段链路被"SST → 800V DC → 机柜内 DC/DC"替代。
两代方案价值量迁移（题材视角）
| 类别 | 环节 |
|---|---|
| 被砍掉的 | UPS 整机、交流 PSU 的 PFC 级、工频变压器（800V 方案中巴拿马的移相变压器也被 SST 替代） |
| 240V 方案受益 | 巴拿马电源整机、直流断路器、磷酸铁锂备电 |
| 800V 方案新增/放大 | 中压 SiC（弹性最大）、SST / 高频磁材（纳米晶）、超级电容、固态断路器、BBU、铜排 busbar、DrMOS |
| 节奏差异 | 240/336V 是当下订单（业绩兑现期）；800V 要 2027 年随 Rubin Ultra 落地，目前送样/认证阶段（朦胧性 / 想象空间高）。两个节点炒作属性不同，题材树中应分开挂。 |