NVIDIA白皮书掀起的电源范式革命：AI算力基石迈向800V DC与固态未来

TL;DR：

英伟达发布的800V DC白皮书，预示着AI数据中心供电架构正从传统交流电向高压直流（HVDC）标准化演进，并以固态变压器（SST）为终极目标，这不仅旨在解决AI算力激增带来的能耗与散热挑战，更将重塑千亿级电源产业格局，推动全球算力基础设施的绿色与高效转型。

随着通用人工智能的浪潮汹涌而至，AI模型对算力的饥渴达到了前所未有的程度。然而，每一瓦算力的背后，都对应着巨大的能源消耗和散热压力。传统的交流（AC）供电架构在面对AI数据中心（AIDC）单机柜功率的爆炸式增长时，显得力不从心。正是在这一关键节点，英伟达（NVIDIA）在2025年10月13日开幕的OCP全球峰会上发布了一份具有里程碑意义的800V DC白皮书，为AIDC电源产业的技术路线图“一锤定音”，引发了全球科技巨头、电源厂商乃至整个产业生态的深刻反思与加速布局。¹²

AI时代算力核心：从交流到直流的电源范式革命

英伟达在白皮书中明确指出：“未来AI数据中心，800V DC将成为AI工厂的标准化供电架构，而SST（固态变压器）则是其终极技术形态。”这不仅仅是技术细节的调整，更是一场深层的电源范式革命。

传统数据中心普遍采用交流电（AC）供电，能量在抵达服务器前需经过多次电压和交直流的转换，伴随多重损耗，导致效率低下。相比之下，高压直流（HVDC）供电则以其能量路径短、转换环节少的优势脱颖而出。高压不仅意味着传输效率更高、损耗更低，更重要的是，在AI时代，单机柜功率的急剧攀升使得由电能损耗产生的散热量也随之暴涨，而高温恰是芯片稳定运行的“天敌”。HVDC技术通过提升转化效率，能够显著降低数据中心尤其是机柜内部的散热压力，这对于英伟达Blackwell Ultra工厂这类电力功耗提升75%但性能提高50倍的AI基础设施至关重要。

800V DC作为HVDC的一种高压表现形式，可以被理解为HVDC 2.0解决方案（又称“巴拿马电源”），它进一步整合并精简了供电链路。而固态变压器（SST）则代表了这场革命的终极愿景。SST利用电力电子技术实现电压变换、隔离、故障保护和能量管理等功能，相较于传统笨重的工频变压器，SST具有更高的效率、更小的体积和更快的响应速度。它被期待能在超过1MW的算力集群中实现更高的功率密度和极致的电源使用效率（PUE），最终推动数据中心实现全直流化，即从中压（10kV）直接降压到800VDC，构建一个完整的直流供电链条。

全球竞速：科技巨头与政策共推HVDC浪潮

英伟达作为全球算力的“话事人”，其路线选择往往意味着行业的下一步方向。当其在自家的Vera Rubin与Kyber架构中确定800VDC方向后，整个算力供应链立即感受到了压力与机遇。

从产业生态来看，这场变革的驱动力是多方面的：

• 技术引领：英伟达不仅自身率先出手，还促使其合作伙伴如CoreWeave、鸿海等迅速响应，启动新型数据中心部署。上游电源器件厂商如麦格米特、台达电子、Vertiv、Navias也迅速跟进，推出符合800V DC标准的产品，例如高功率GaN与SiC器件。
• 需求倒逼：谷歌、微软、Meta等下游互联网巨头对HVDC的需求最为迫切，它们已在积极测试±400VDC分体式架构，推动直流化浪潮从实验室走向规模化应用。这体现了AI大模型训练对基础设施能效比和运维成本（OPEX）的极致追求。
• 政策助推：近年来，多份面向算力基础设施的政策文件，均强调“按需布局、绿色改造和算力与产业融合”。这些政策导向正在将HVDC从实验推向规模化应用，尤其是在中国，"东数西算"等国家工程加速了绿色数据中心改造。据估算，全国约40%的标准机架符合绿色改造条件，升级高压直流不仅能提升能效，还能减少布线、降低散热压力，使得HVDC的经济性更易兑现。

市场预测也印证了这一趋势。QYResearch预测，到2029年全球HVDC市场规模将突破156.8亿美元，年复合增长率达6.9%；而中国国内市场预期更猛，预计将从2024年的892亿元跃升至2028年的3000亿元。³尽管目前HVDC的全球渗透率仍不足3%，但其增长潜力与AIDC的高速发展形成了鲜明对比，预示着一个即将爆发的市场。

多路径探索：务实与前瞻并存的供电演进图景

尽管HVDC势头正猛，但技术路线的选择并非一蹴而就，而是呈现出多方案并行、分阶段演进的态势。目前主流的解决方案大致有四种：UPS、HVDC、巴拿马电源（可视为HVDC 2.0）和SST。

• UPS (Uninterruptible Power Supply)：作为最稳妥的方案，依然稳守传统数据中心和金融、电信等对供电质量要求极高的核心机房。其优势在于风险可控和兼容性强。
• HVDC (High Voltage Direct Current)：正成为新建大型互联网数据中心、云计算基地和AI训练中心的新宠，因其对能耗和空间效率的敏感性，HVDC能在降低运营成本（OPEX）的同时，节省布线和散热空间。特别是800V DC架构，通过提高电压、降低电流，显著减少电损和铜耗，有效解决高密度机架的发热难题。
• 巴拿马电源 (Panama Power)：本质上是整合了中压整流板块的HVDC 2.0，将传统三级转换精简为两级，进一步提升了效率和集成度。
• SST (Solid State Transformer)：被普遍视为下一代AIDC的终极潜力方向，尤其适用于追求极致PUE的超大型数据中心。然而，SST目前仍处于实验与概念验证阶段，其高昂的成本和商业化前的可靠性障碍，使其短期内难以大规模落地。例如，一套800kW的±400V HVDC产品报价约为45万美元，而同等容量的UPS仅需约10万美元，SST因定制化程度高而尚无标准报价。

因此，“市电直供 + HVDC”的混合架构被视为当前最务实的折中方案，已在国内外多家互联网巨头的数据中心落地。这种模式能在保障业务高可用的同时，大幅提升能源效率、降低总拥有成本（TCO）。英伟达自身也描绘了分阶段的演进路径：初期是现有厂房增设800VDC电源柜的过渡方案，中期是交流与直流并存的混合架构，最终目标才是从中压直接降压到800VDC的全直流化。这表明，即使是技术最激进的玩家，也认识到大规模落地需要时间。

东方力量崛起：中国HVDC产业的加速器与全球机遇

随着HVDC路线图的逐渐清晰，电源产业的竞争焦点开始转移。原本泾渭分明的机柜内外电源厂商（如机柜外伊顿、维谛、施耐德；机柜内台达、光宝）之间的界限变得模糊，为更多企业提供了竞争新赛道的机会。

当前HVDC市场具有“盘子大、玩家少、门槛高”的特点，即市场潜力巨大但技术门槛高、认证周期长，能够同时做电力电子和系统集成的企业并不多，导致行业集中度较低，竞争仍处于早期阶段。在这种“项目推动技术落地”的背景下，中国HVDC相关企业具备天然的优势：

• 深厚积累：国内企业在UPS、模块电源和系统集成方面积累了丰富经验。
• 跨界融合：储能、逆变器等领域的经验可快速迁移到HVDC场景。
• 市场需求：过去两年，“东数西算”工程与AI大模型的集中上马，使中国成为全球算力需求最旺盛的市场之一。这种“先上马再优化”的模式，让国内企业在新技术落地上比欧美市场更敢于先行。

在供电体系上，中外路线也各有侧重。中国的互联网巨头主推HVDC-巴拿马方案，追求更高的集成度与能效；海外厂商则倾向于OCP（开放计算项目）标准体系，采用PSU+BBU（Power Supply Unit + Battery Backup Unit）替代传统UPS，更适合高功耗算力场景。

一批国内企业已崭露头角，如中恒电气作为国内HVDC龙头，服务于阿里、腾讯、百度等主流云厂商，并积极拓展海外市场。科华数据也已拿下国内头部云厂商订单，并切入北美CSP阵营。此外，以阳光电源和德业股份为代表的光伏逆变器和储能巨头，也凭借在电力电子领域的深厚积累跨界入局AIDC电源市场。阳光电源的PowerTitan 3.0平台采用T型三电平拓扑和SiC MOSFET，与HVDC体系天然契合，为“绿电直连算力中心”等新场景提供了现实支撑。德业股份更透露正开发SST，计划应用于数据中心与微电网，打通储能与供电新链路。⁴⁵

未来已来：能源革命驱动的算力文明重构

英伟达的白皮书，不仅仅是关于数据中心供电技术的一次升级，更是对未来AI算力基础设施核心支柱的重新定义。它揭示了AI对能源效率和可持续性的极致要求，正在催生一场深刻的能源革命，进而重塑支撑人类数字文明的算力底层。

从哲学思辨的角度看，算力已成为21世纪新的生产要素，而能源则是驱动这一要素运转的燃料。此次供电架构的变革，是人类追求更高效率、更可持续发展理念在AI时代的具体实践。它不仅仅是为了节约电费，更是为了缓解AI发展对地球资源造成的巨大压力，确保算力文明能够持续前行。未来，当SST等终极技术走向成熟，我们甚至可以想象一个由可再生能源直接驱动的全直流化AI工厂，实现“绿电直连算力中心”的理想图景，这不仅将降低运营成本，更将深刻影响全球能源格局和环境议题。

当然，道路并非坦途。HVDC市场的路线多样性、标准不一以及SST商业化前的成本与可靠性挑战，都意味着真正的“全直流化”还需要时日。然而，英伟达的这份白皮书无疑划出了一条相对明确的路线，为市场带来了确定性，也为有远见的企业指明了方向。对于那些在电力电子、系统集成和能源管理领域具备优势的企业而言，这无疑是能源时代的“明牌”，是不可错失的战略机遇。这场由能源效率驱动的算力基石重构，正在开启一个更高效、更绿色、更智能的未来。

引用

• AI数据中心
• HVDC
• 固态变压器
• 能源效率
• 产业生态
• 英伟达