杏彩体育网页版研报表现,预计2025年,估计海表里科技厂商AIDC投修怒潮延续。此中,基修不单直回收益于Capex扩张;跟着高算力重塑AIDC样式,部门基修也受到催化/迭代,提议中心眷注供电、造冷、加工3个方面的增量投资时机。
预计2025年,咱们估计海表里科技厂商AIDC投修怒潮延续。此中,基修不单直回收益于Capex扩张;跟着高算力重塑AIDC样式,部门基修也受到催化/迭代,提议中心眷注供电、造冷、加工3个方面的增量投资时机。
燃气轮机:1)需求端:北美为代表的AI算力缺电驱动,看好新装机景气不断。依照McKinsey,2024-30年美国数据核心电力需求将从178TWh延长至606TWh(中性)。而美国电网底子办法面对老化、散漫的题目,所以短期来看具备热作用高、宁静电力输出等上风的轮机或为最优处置计划。依照 McCoy,2024年1-9月环球轮机招标量同比延长33%。2)供应端:主机厂高度纠合,供应链企业同步受益。据GEM统计,三菱、西门子、GE VERNOVA 2023年合计市占率达76%。目前燃气轮机全体表露求过于供的趋向、价值指数正在2017-24年间上升了30.12%。咱们测算25-28年AIDC驱动的燃机墟市空间为90/104/125/151亿美元。
柴油发电机:1)需求端:国内云厂商血本开支扩张,应急备用电源驱动柴发订单。头部互联网厂商2025年IDC血本开支主动。基于供电牢靠性央浼,大型平常需求修树备用电源体系,UPS+柴油发是目前的成熟使用。2)供应端:表资品牌占主导+产能有限,国产物牌希望完成0-1打破。唆使机约占发构成本的70%,表资品牌主导下柴油唆使机供应告急,给国产物牌带来机缘,咱们测算25-27年柴发OEM/唆使机墟市空间中枢为109/77亿元。
液冷:1)需求端:AI高功耗+PUE央浼趋苛,加快液冷计划渗入。液冷技能可处置15kW以上机柜造冷,并将PUE判袂消重至1.1乃至切近1.0。咱们以为,跟着AIDC驱动高功率机柜的周围扩张,液冷希望慢慢代替古板风冷。2)供应端:冷板式液冷为目前主流计划,主旨厂商延长空间掀开。目前液冷有冷板式/浸没式/喷淋式三种计划,液冷板计划为主流。咱们估计环球2029年AI效劳器液冷墟市周围或达2,372亿元,国内液冷厂商希望受益。
加工:1)耗材端:AI效劳器拉动特高层PCB/ HDI需求,高端成立扩张钻针消费、希望量价齐升。2)加工端:燃气轮机零件杂乱,对机床央浼进步,目今要紧行使海表品牌,眷注国产龙头五轴机床企业代替机缘。
人为智能数据核心(AIDC)是指集成了高功能谋略才华、大数据执掌才华、算法和云谋略效劳的归纳讯息执掌核心,是由硬件、软件、收集和使用等多个层面构成的杂乱体系。
AIDC投资提速,国表里科技公司抢先抢占高点。据华为《AIDC白皮书》,2024年环球大型科技公司加快对AIDC的投资,1)美国方面,各家科技龙头均已正在环球安置了闭连产能,此中OpenAI大股东微软AIDC投资金额高达460亿美元,谷歌投资330亿美元。2)国内方面,中国转移和中国电信两大运营商主力牵头组织AIDC修立,打造笼盖天下的一体化算力收集系统,投资金额以领衔超千亿元。华为等科技企业供给旅途策划和支撑,并正在2024年6月发表了《AIDC白皮书》,促进智算数据核心修立与成长。
底子办法位于资产链上游,效劳器占IT配置本钱70%。依照《中国智算核心(AIDC)资产成长白皮书(2024 年)》,AIDC 血本开支大头仍正在IT侧(即效劳器、收集配置、软件体系等),约 10-20%的血本开支进入到土修、机电配置配套中。的确来看,正在IT配置本钱占比中,效劳器本钱占比最高,到达近70%,其次是收集配置和安笑配置,判袂占11%和9%;非IT本钱中,要紧为供电体系闭连,其次为造冷体系闭连,供电体系闭连(柴油发电机组、电力用户站、UPS、配电柜)和造冷体系闭连(冷水机组、稹密空调、冷却塔)判袂占69%和18%。
预计2025年,咱们以为供电方面动作主电源的燃气轮机和备用电源的柴油发电机、造冷方面液冷新技能、加工方面高端和机床,或都将受益高算力、高功率驱动下的AIDC底子办法修立。
以北美为代表的AI数据核心修立带来用电需求高速延长。AI大模子等新技能的成长催生了豪爽数据核心修立需求,加倍美国云厂商将较多CAPEX进入正在本土数据核心修立,比方估计2025财年胜过50%的CAPEX将投资正在美国。依照JLL,美国数据核心正在修项目敏捷延长,年净增量也不断提拔,截至2024腊尾,美国数据核心累计容量22GW,环球占比~44%;McKinsey估计美国数据核心容量将从2024年的25GW上升至2030年的80GW,CAGR 21%。数据核心也将成为另日美国新增用电要紧源泉,2007年以后美国总电力需求险些没有延长,但依照McKinsey,中脾气况下,2024-30年美国数据核心新增用电或者占新增需求的~40%(其他延长身分源泉于成立业回流、电动车周围延长等),数据核心电力需求将延长至目今的三倍,从178TWh延长至606TWh,CAGR为23%,数据核心电力需求占美国总电力需求的比值从4.3%升至11.7%。
美国用电量短/永恒预期均将崭露较高延长。依照EIA,2025-26年美国用电量或来日到史乘高位,年用电量增速将达2%(2023年前十年时候预测年用电量延长~0.5%)。依照联国能源管造委员为(FERC)2023年陈说,将另日5年美国电力需求延长率从2.6%进步至4.7%。行业接头公司Grid Strategies正在24年再次上调负荷预测,估计另日五年美国电力最高负荷将延长128GW,CAGR 3%(2019-23年CAGR为0.5%),延长最大的地域是PJM和ERCOT,此中数据核心或功绩65~90GW。
美国电网散漫、导致输电淤塞本钱较高。依照EIA,美国2023年种种能源累计发电装机容量到达1281GW,夏日峰值负荷为742GW,但仍崭露了区域性缺电的处境:德州运营商ECROT 2023年9月告示进入能源垂危警报第2阶段,西部互联加州运营商CAISO 2023年7月呼唤能源垂危警报第1阶段。咱们以为,一方面是因为风能、太阳能这类新能源装机容量占比到达18.8%,这类可再生能源易受气候和时候段的影响,供电较不宁静;另一方面更紧张的是因为美国区域电网孤岛化和电网传输才华亏欠:依照EIA,美国电网是三个独立的电力互联运转(东部互联、西部互联、德州互联),被落基山脉地形阻隔,互相之间险些没有衔接,美国电网正在修立之初,产权即散漫驾驭正在胜过500家公司和机闭手中,难以整体兼顾两全,杂乱好处方式导致特高压远隔绝输电网修立的阻力较大,20世纪70年代至90年代,美国输变电主网投资处于勾留形态,且永恒滞后于电力需乞降发电装机容量的延长,导致美国输电拥挤本钱很高,近年来超高压输电项目审批修立才有所提速,但审批、修立周期也相比较较长,正在修的大部门项目履历了胜过10年的项目审批。
数据核心区域性散布更易加剧区域性缺电处境。美国数据核心要紧散布正在弗吉尼亚州、德州、加州:1)弗吉尼亚州:环球最大的互联网调换核心之一,有帮于数据核心供给敏捷的数据传输和低延迟效劳,同时切近当局机构和大企业总部、天然灾荒危机较幼等;2)德州:具有足够的能源资源、电力本钱较低;3)加州:硅谷和洛杉矶是环球技能改进和互联网资产的主旨地,具有谷歌、苹果、Meta、微软等大型科技公司。这种区域性散布更易加剧美国的区域性缺电,ET首席践诺官称2030年德州电力需求切近翻倍,此中2/3新增需求来自于数据核心和加密钱币。依照中国宏观经济讨论院能源讨论所,弗吉尼亚州、硅谷、达拉斯沃思堡可新修数据核心周围已判袂亏欠预期的0.2%/0.5%/1.9%。
AI数据核心央浼宁静供电,大型科技公司自修配套发电。除电量需求量较大表,AI数据核心对电源提出宁静、不间断、高牢靠、洁净的高央浼,AI数据核心的硬件配置如GPU、存储配置等,对电源的质料万分敏锐,电源中崭露的电压动摇、电流噪音或者会导致数据失落、谋略速率消重、硬件打击、功能降落、乃至配置损害。为供给AI数据核心所需的豪爽电力和宁静电源,大型科技公司往往有能源公司合营锁定能源供应,乃至正在园区或数据核心邻近修造发电厂举行现场发电以应对,要紧发电方法席卷燃气、核能、可再生能源、地热等。依照Thunder Said Energy统计,2024年环球新策划的30座AI数据核心,57%的电力供应方案采用燃气供电(按容量MW统计),而美国地域这一占比为59%。
燃气发电或为北美数据核心供电短期最优处置计划。比拟其他发电计划,短期来看燃气轮机发电具备较多上风:热作用高、敏捷相应需求、较短修立周期、宁静电力输出、低本钱、相对洁净(永恒来看可用氢气掺杂淘汰碳排放)等。Meta、谷歌等多个科技厂商新AI数据核心均拔取行使自然气供电。并且美国贮备较为足够,该方法也较为适合美国脉土的能源机闭。
AI数据核心需求驱动下,环球燃气轮机订单敏捷延长。环球燃机龙头三菱动力估计,2024-26年,环球均匀年燃机订单将有60GW,高于2021-23年的40GW/年[1]。依照 McCoy,2024年1-9月环球燃气轮机招标量同比延长33%。环球燃机三大龙头2024年新签署单均依旧两位数延长:1)美国GE VERNOVA:2024年前三季度重型燃机订单台数YoY+38%,燃机总功率数计订单YoY+91%;2)德国西门子:FY2024 Gas Service营业新签署单同比+27%;3)日本三菱重工:FY24上半期(2024年4月-9月)公司能源营业(包蕴GTCC、航空燃机、蒸汽动力等营业)新签署单同比+20.9%至1兆3,067亿日元。
燃气轮机普遍使用于发电、航空、油气等范畴,墟市空间宏壮。与蒸汽轮机和内燃机比拟,燃气轮机启动敏捷、作用高、污染排放较低、庇护便捷,所以正在发电、航空、船舶、油气管道增压输送等多个范畴获得普遍使用。依照Maximize Market Research,2023年环球燃机墟市空间为202.8亿美元(约合1,400亿元群多币)。
发电厂要紧采用6MW以上燃气轮机、盘踞要紧墟市。燃机轮性能够服从性能、功率、行使对象、轮回方法等多种方法分类。按功率分类:大凡的分类法式是以50MW和1MW为分界线MW为重型燃气轮机(多用于连结轮回发电),1-50MW为轻型燃气轮机(多以单轮回方法用于呆板驱动和发电),幼于1MW为微型燃气轮机,超微型燃气轮机功率大致正在千瓦区间以内。
环球燃气轮机主机厂方式纠合,扩产周期长+进入壁垒高致价值不断上涨,龙头策划扩产。2023年,据GEM统计,三菱、西门子能源、GE燃气轮机“三大龙头”判袂占墟市份额36%、24%、16%,一共达76%。因为燃气轮机技能壁垒高扩产周期较长,目前燃气轮机全体表露求过于供的趋向,依照美国劳动统计局的视察,燃气轮机的价值指数正在2017年至2024年间不断上升了30.12%,此中2024年同比上升了4.47%。2024 年Q3 GE VERNOVA、西门子能源、三菱判袂通告了扩产 30~45%、30%、10%的方案,估计26年后落地。
燃气轮机还具有宏壮的后墟市。燃气轮机行使寿命长达30-40年,中心需求举行多次幼修(大凡间隔2年)、中修(大凡间隔6年)、大修(大凡间隔12年)和普通庇护。依照环球最大的第三方燃气轮机运维效劳供给商之一Sulzer,燃气轮机配置的后墟市支拨能够到达配置初始投资的2倍控造,依照Grand View Research,2022年环球燃机效劳墟市空间339亿美元、并以8.7%CAGR延长至2030年(即2023年墟市空间368.5亿美元,约为前述燃机配置墟市空间的1.8倍)。依照前瞻资产讨论院,维保效劳合同中,备品备件大凡占合同总额的50%~60%,燃烧热通道部件返修用度约占20%~30%,人为用度约占10%~20%。
后效劳墟市方式同样纠合。因为燃构造键部件成立技能和打算技能大凡由燃机龙头驾驭,所以环球的重型燃机墟市中,龙头主机成立商不单盘踞新机,更把控了效劳墟市,第三方企业准入需获取原厂授权,且该授权往往分的确机型/具系统列授权,准入壁垒较高。
燃机要紧包蕴叶片、气缸、轴承座等零部件。依照Thunder Said Energy,新修数据核心CAPEX约为10,000美元/kw,此中发电本钱约为~1600美元/kw;气电厂修立本钱约为1000美元/kw,此中~46%为燃机主机(燃机容量越大、血本开支越幼,当容量翻倍时,血本支拨本钱会降落50%)。燃机主机中再去细分,叶片占比13.0%,零部件占比30.4%,涡轮组件35.9%,仪表12.0%,其他配置8.7%杏彩体育官网。
咱们估计2025年由AI数据核心驱动的燃机需求或将到达90亿美元,同比延长2倍。咱们测算,2024-28年,环球由AI数据核心带来的新增燃机发电需求将从3.5GW上升至18.1GW,过往环球燃机年均订单40-50GW,2028年增量弹性到达36%-45%;此中美国从2.9GW上升至14.6GW,为要紧增量墟市。按均价3,000万/kW谋略,环球由AI数据核心驱动的燃机新增墟市空间将从2024年的29亿美元上升至2028年的151亿美元,CAGR为151%。
互联网云厂商领衔2025年国内数据核心投资,大周围算力集群迎敏捷延长。数据核心的修立方包蕴电信运营商、互联网企业(自修)、第三方IDC厂商等。跟着AI高算力驱动数据核心升级,头部互联网厂商的大周围血本开支海潮由海表向国内扩散,成为2025年国内数据核心的要紧供应方。依照科智接头统计,截至2024年8月,中国AIDC项目胜过300个、已揭橥算力周围超50万PFlops,此中,互联网及云厂商按算力周围谋略AIDC项目投资占比35.0%、成为第一大投资主体,按项目数目谋略仅占比17.7%、也表现出互联网及云厂商单项目算力周围大的特质。
大型云厂商数据核心修立或优先研商高冗余性和可扩展性,应急电源需求激增。数据核心电源体系除了主用电源体系,基于供电牢靠性央浼,还需求修树备用电源体系,大凡采用不间断电源(UPS)配合柴油发电机体系、燃气发电机体系或其他储能体系。依照TIA或Uptime Institute的数据核心Tier分类,将数据核心分为四级—由“等第Tier I”(没有冗余部件构成的体系)到“等第Tier IV”(有冗错部件和可完成不间断维修的体系),等第越高冗余度越高、容错率越低。AI海潮下,跟着大型互联网厂商促进的数据核心修立增加,大周围的算力集群占比提拔,也鼓动了闭连要紧及冗余电源体系的设备需求扩张。近期,动作紧张应急灾备电源的柴油发电机组就已崭露求过于供的处境。
柴油发电机因为高牢靠性、与UPS相纠合,成为数据核心备用电源体系的成熟使用。柴油发电机通过燃烧柴油使唆使机运行,唆使机鼓动发电机发电,具备热作用高、功率周围广、便于转移、启动-全负荷运转缓慢、可长时候供电(只须有充实燃料)的特质,当市电打击时,启动体系使柴油发电机正在十几秒到几分钟内敏捷启动,到达额定转速和输出电压后,通过自愿转换开闭(ATS)将负载从市电切换到柴油发电机供电。目前柴油发电机与UPS相纠合,成为我国数据核心备用电源体系的成熟使用,是很多上等级大型数据核心的最终一道用电保险。
咱们以为,柴油发电机仍是我国中短期数据核心备用电源的主流拔取,悠长来看希望受益于绿能和技能的成长。依照我国《数据核心打算典型》(GB 50147),将数据核心分为A、B、C三级:备用电源是保险A级数据核心寻常运转的须要条目,因为柴油发电机组正在可操作性上优于其他备用电源,故大部门数据核心采用柴油发电机组动作备用电源。B级数据核心宜由双重电源供电,当唯有一齐电源时,应修树柴油发电机组动作备用电源。中短期来看,比较燃气发电机组,咱们以为柴油发电机组的技能成熟度高、可操作性较强,纠合我国燃油的临蓐和供应收集更为成熟、且燃油存储条目相对简略,所以咱们以为柴油发电机或能被更普遍动作数据核心的备用电源。永恒来看,参考周钰等的《面向数据核心的体系使用讨论(2021)》,咱们以为跟着储能技能的成长,希望完成:1)与绿电直供纠合;2)部门/全数代替备用发电机组;3)采用额表机闭的储能体系代替古板换取不间断电源 (UPS)等计划。依照康明斯2024年发表的白皮书,柴油发电机组仍盘踞主导身分,每年仅需开机几个幼时以应对垂危电网中止的处境。但目前数据核心备用电源的拔取面对电网供应亏欠和脱碳央浼两重寻事,近期公司考察到备用电源有朝着更低碳的柴油技能(如HVO)目标成长,但同时开机时长也有较大提拔、以应对电网供电亏欠。永恒来看,也贮备了电池储能体系(BESS)和燃料电池等低碳、低排放技能,同时微电网把持技能将帮力整合另日数据核心的电力体系杏彩体育官网,这些体系或者包蕴多种区别的能源。
备电技能不断迭代,改进计划待验证。数据核心供电计划仍正在成长,参考OCP2024年《+/-400Vdc Rack for AI/ML Applications》,目前成熟度较高的2种计划均将AC/DC转换症结(PSU)安放正在效劳器机架内部,要紧区别则正在备用电源,架构1拔取安放正在机架表的UPS,架构2则拔取安放正在机架内的BBU。参考Semianalysis,BBU相当于“机架内的UPS”,能够淘汰对焦点UPS的需求,但BBU采用锂电池、需求先辈的灭火处置计划来满意消防典型,后续尚有或者搭载超等电容、应对毫秒级其余负荷动摇。进一步的,咱们以为备电技能的迭代对柴油发电机的影响为没有影响/或者少量消重密度,1)没有影响:柴油发电机是数据核心的最终一道用电保险,表面上只须有燃料就能够不断供电,针对长时候应急属性剧烈,与UPS/BBU是两道备用电源、并不冲突,加倍对数据存储量大的超大型/大型数据核心来说很紧张,且本钱占比不高(约占数据核心血本开支的2-3%),设备愿望剧烈。2)或者少量消重密度:参考Meta OCP,采用散布式BBU计划,能够淘汰正在主旨空间修造UPS,间接提拔作用,对应或者能够淘汰现场柴发的设备密度(目今大家为冗余设备),但咱们以为闭连计划仍有待验证,且对柴发总量的影响不会很大。
柴油机驱动发电机运行、将柴油的能量转化为电能,柴油机(唆使机)约占发电机构成本的70%。参考泰豪科技2020年债券召募书,柴油发电机组要紧由:1)唆使机(约占本钱70%)、2)发电机(约占本钱20%)、3)把持体系(约占本钱10%)构成。此中,唆使机要紧包蕴“两大机构四大要系”,即1)机体及曲柄连杆机构(汽缸、活塞、连杆、曲轴等)、2)配气机构、3)燃油体系、4)冷却体系、5)润滑体系、6)起动充电体系。
表资品牌主导柴油唆使机供。