英伟达800伏电压"革命":全球数据中心面临最大设施改造

随着人工智能军备竞赛进入新阶段，英伟达正引领全球数据中心进行一场史无前例的供电架构“革命”：将电压标准从传统的交流电转向800伏直流电。

英伟达已于近期宣布了包括CoreWeave、甲骨文在内的十余家合作伙伴，旨在为800伏直流电源架构和单机柜功率密度达到1兆瓦（MW）的超高密度计算环境做准备。这一转变是为了支持其下一代“Vera Rubin”架构及“Kyber”系统，后者预计于2027年面世，单机柜将集成576个GPU，其对电力和冷却系统的要求远远超出了当前415伏交流电架构的承载极限。

高盛在最新的研究报告中指出，这一技术飞跃意味着数据中心资本支出的重心将发生显著转移。投资者已开始重新评估资本货物行业的赢家与输家，因为这不仅代表着基础设施融资缺口将进一步扩大，更意味着从变压器、断路器到线缆和冷却系统，整个产业链都将面临强制性的技术升级与换代。

尽管英伟达预计这一架构长期可将总拥有成本（TCO）降低30%，但在短期内，这无疑构成了一道巨大的资本支出门槛。这场变革迫使运营商采购数以百万计的新设备，从而引发该行业第一轮大规模的硬件升级周期。

突破物理极限：从几十千瓦到兆瓦级飞跃

数据中心向800VDC架构转型的核心动力，在于现代AI机柜呈指数级增长的功率密度需求。目前的机柜功率正从数十千瓦迅速扩展至超过1兆瓦，这已经超出了传统54V或415/480VAC系统的物理处理能力。

英伟达指出，相比传统的交流电系统，800VDC架构能在相同的铜导体上传输超过150%的电力，从而极大地提高了能源效率。这种架构不仅能够减少高达45%的铜用量，甚至可以消除为单个机柜供电所需的重达200公斤的铜母线。

为了适应这种极端的功率密度，英伟达的新一代Vera Rubin NVL144机架设计采用了45°C的液冷技术和新型液冷母线，并增加了20倍的储能能力以保持电力稳定。其后续产品Kyber系统将包含18个垂直旋转的计算刀片，如同“书架上的书”一般排列，以支持不断增长的推理需求。

基础设施重构：直流电与液冷的全面接管

高盛分析师Daniela Costa在研报中详细阐述了这场变革对基础设施的具体影响。最显著的变化是传统交流配电单元（AC PDU）和交流不间断电源（UPS）系统将变得不再必要。800VDC架构要求电力路径更加精简，通过在设施层面集中整合电池存储系统来替代分散的UPS单元。这种设施级的大型电池系统能管理电力波动并确保电网稳定，从而将AC PDU机柜的需求减少高达75%。

对于现有的数据中心而言，为了在全面重建之前适应这一趋势，“侧挂车”（Sidecars）模式将成为2025年至2027年间的关键过渡方案。这些模块可以安装在计算机架两侧，将输入的交流电转换为800VDC，并提供集成的短时储能以平抑GPU负载峰值。Schneider Electric作为此类设备的关键供应商，正明确瞄准高达1.2MW的机架市场。

此外，随着机架功率迈向1.2MW，传统的风冷系统已无力应对，液冷技术将成为绝对主流。Schneider Electric通过其Motivair资产在这一领域拥有显著敞口，Vertiv也发布了结合电源和冷却基础设施的800VDC MGX参考架构。

供应链洗牌：谁是资本支出的受益者？

这场技术范式的转移正在重新划分资本货物行业的市场份额。高盛在报告中提到，Legrand预计向更高电压的转变将推动每兆瓦的收入潜力从传统数据中心的200万欧元提升至潜在的300万欧元。虽然目前四分之三的机架功率仍低于10kW，但业界预期800VDC架构未来可能成为80-90%新建数据中心的主流选择。

在电力半导体领域，向800VDC的转变需要更先进的芯片，特别是碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），以处理更高的电压和频率。包括Analog Devices、Infineon、STMicroelectronics和Texas Instruments在内的供应商都在积极布局。

在电力保护和开关设备方面，机械式断路器正在被固态保护装置取代。ABB目前的SACE Infinitus被认为是全球首款IEC认证的固态断路器，专为直流配电设计，这使得ABB在MV DC UPS系统等领域占据了先机。同时，Prysmian、Nexans等线缆巨头也在开发适应直流电和液冷需求的高端线缆解决方案。

时间表与成本：2027年的临界点

虽然这场变革的前景广阔，但转型的全面商业化仍需时日。英伟达预计向800VDC数据中心的过渡将与其Kyber机架架构的部署同步，目标时间节点为2027年。高盛预计，相关技术的商业化应用将在2028年左右开始显现规模效应。

Schneider Electric数据中心首席技术官Jim Simonelli表示，向800VDC的迁移是随着计算密度增加的“自然进化”。尽管长期来看这能降低运营成本并减少维护费用，但对于必须要支付这笔账单的数据中心运营商而言，这意味着在未来五年内，除了应对已知的5万亿美元AI融资缺口外，还需要为这一史上最大规模的基础设施改造追加巨额投资。