AI算力爆发与国产化替代驱动我国高功率电源行业需求或将大量释放

2025-09-26 10:00

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前言：

随着AI浪潮席卷全球，算力需求呈现指数级增长，直接推高了数据中心与AI服务器的功耗水平。与此同时，美国对华高端AI芯片的管制加速了国产算力产业链的自主化进程。在此背景下，作为保障算力基础设施稳定运行的核心部件，高功率电源行业面临着前所未有的机遇与挑战。为满足激增的能耗并提升效率，电源技术正快速向高功率密度、高电压架构演进。

1、高功率电源定义

根据观研报告网发布的《中国高功率电源行业发展趋势研究与未来前景分析报告（2025-2032年）》显示，高功率电源通常指输出功率较大（一般从数千瓦到数兆瓦不等）、转换效率高、稳定性和可靠性要求严苛的电源设备，其不仅是简单的能量转换器，更是保证高端设备和复杂系统稳定运行的核心部件。高功率电源主要产品类别包括工业电源（用于激光器、切割/焊接设备、真空镀膜、半导体制造等）、特种电源（用于雷达、通信、医疗设备（如CT机）、科研加速器等）、新能源相关电源（光伏/风电逆变器、储能变流器（PCS）、电动汽车充电桩模块、氢燃料电池DCDC变换器等）、高端服务器电源（用于数据中心、云计算服务器等）。

2、美国不断加强AI芯片管制，国产算力迎来发展黄金期

近年来，美国不断加强对我国高端芯片的管制，试图阻碍我国科技产业的发展。例如，2024年1月，美国BIS发布了《人工智能扩散框架》和《实施先进计算集成电路额外尽职调查措施》，核心在于遏制高端芯片在第二类国家的流动，意图遏制中国厂商在国外建设数据中心用以训练大模型。不过，美国加强AI芯片管制为国产算力市场提供更大的发展机遇，在以DeepSeek为代表的国产优秀大模型公司带动下，有望打造出“国产AI芯片+国产先进大模型”的新范式，国产算力或迎来发展黄金期。

ECCN 3A090条例对华高端芯片实施出口管制

限制条例	子条例	受限芯片	TPP	PD
3A090.a	TPP≥4800	A100PCle	4992	6.04
		H100PCle	12104	14.87
		A100SXM	4992	6.04
		H100SXM	15832	19.45
		L40s	5864	9.63
		L4	1936	6.59
		M1300	6128	6.03
		M1250	5793.6	8.00
	TPP≥1600且PD≥5.92	L40	2896.8	4.76
3A090.b	2400≤TPP＜4800	A30	2640	3.20
		V100	3584	4.40
		RTX4090	2642.56	4.34
		M1200	2896	4.00
	TPP≥1600且3.2≤PD＜5.92	-	-	-

资料来源：观研天下整理

3、顶层加强政策供给，推动算力产业建设

同时，在“东数西算”工程背景下，我国开展全国一体化数据中心建设，提升国家整体算力水平。例如，2024年，中央和地方政府相继颁布了多项算力建设相关的政策，内容涉及算力规模目标、智算中心建设规划、算力芯片研发等；2025年5月，商务部等发布《深化国家级经济技术开发区改革创新以高水平开放引领高质量发展工作方案》按照国家总体布局要求，因地制宜支持国家级经开区算力基础设施、第5代移动通信（5G）等网络的建设。

2024-2025年5月我国算力行业相关政策汇总

发布时间	发布部门	政策名称	主要内容
2025年5月	商务部	深化国家级经济技术开发区改革创新以高水平开放引领高质量发展工作方案	按照国家总体布局要求，因地制宜支持国家级经开区算力基础设施、第5代移动通信（5G）等网络的建设。
2025年4月	教育部等九部门	关于加快推进教育数字化的意见	推动公共网络、算力和云资源向教育应用倾斜。建立区域、高校算力资源共享机制。
2025年1月	工业和信息化部办公厅	关于开展中小企业出海服务专项行动的通知	鼓励互联网平台、新媒体等发挥品牌、市场、渠道、技术、算力优势，助力中小企业开拓海外市场、扩大品牌影响力。
2024年12月	国家发展改革委等部门	关于促进数据标注产业高质量发展的实施意见	充分利用各地发放的数据券、算法券和算力券等，降低数据标注企业成本。
2024年12月	工业和信息化部、财政部、中国人民银行、金融监管总局	中小企业数字化赋能专项行动方案（2025—2027年）	支持地方探索“上云券”“算力券”等优惠政策措施，为中小企业上云用算提供支持。鼓励算力中心提供“随接随用、按需付费”的云端算力服务，降低中小企业用算成本。
2024年12月	国家发展改革委等部门	关于促进数据产业高质量发展的指导意见	发展通算、智算、超算等多元化算力资源，支持企业参与算力全产业链生态建设，构建一体化高质量算力供给体系。
2024年10月	农业农村部	全国智慧农业行动计划(2024—2028年)	完善国家农业农村大数据平台架构设计,统筹谋划存量资源和增量项目,加快推进算力、存储、安全、网络条件提升和灾备体系建设,构建统一的数据资源池和数据采集、汇聚治理、分析决策等系统,打造农业农村数据管理服务中枢。
2024年7月	工业和信息化部	关于创新信息通信行业管理优化营商环境的意见	开展算力互联互通技术研究和试点应用，推动公共算力资源标准化互联，加强算力统筹监测，打造智算生态圈，提升算力服务能力，助力传统产业智能化升级。
2024年5月	国家发展改革委、国家数据局、财政部、自然资源部	关于深化智慧城市发展推进城市全域数字化转型的指导意见	统筹推进城市算力网建设，实现城市算力需求与国家枢纽节点算力资源高效供需匹配，有效降低算力使用成本。
2024年4月	国家矿山安监局、应急管理部、国家发展改革委	关于深入推进矿山智能化建设促进矿山安全发展的指导意见	推进矿山企业开展业务云化部署，以需求为导向、安全为前提，加强算力基础设施建设。
2024年3月	工业和信息化部等七部门	推动工业领域设备更新实施方案	构建工业基础算力资源和应用能力融合体系，加快部署工业边缘数据中心，建设面向特定场景的边缘计算设施，推动“云边端”算力协同发展。加大高性能智算供给，在算力枢纽节点建设智算中心。
2024年1月	工业和信息化部等七部门	关于推动未来产业创新发展的实施意见	深入推进5G、算力基础设施、工业互联网、物联网、车联网、千兆光网等建设，前瞻布局6G、卫星互联网、手机直连卫星等关键技术研究，构建高速泛在、集成互联、智能绿色、安全高效的新型数字基础设施。

资料来源：观研天下整理

4、AI驱动数据中心耗电量持续上涨，能源效率亟待提升

因此，在政策利好及AI浪潮驱动下，我国AI服务器出货量稳定增长，2023年出货量达35.4万台，预计2024年将达到42.1万台。而AI算力也驱动数据中心耗电量持续上涨。根据数据显示，2024年，我国数据中心用电量1660亿千瓦时,占全社会用电量约2%,碳排放总量0.859亿吨。

数据来源：观研天下整理

而电能使用效率（PUE）是表征数据中心电能利用效率的参数，其数值为数据中心内所有用电设备消耗的总电能与所有电子信息设备消耗的总电能之比。工信部发布的《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》提出，到2023年底，新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下，严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。数据中心能耗主要由IT设备、空调系统、电源和照明四部分构成，其中空调系统是除了IT设备以外耗能最多的部分。因此，降低数据中心PUE，可以降低能源费用，在相同的电力供给下支撑更多的算力设备。

数据来源：观研天下整理

5、高端处理器功耗提升，促进高功率电源行业需求提升

根据开放计算项目（OCP）的机架供电架构，数据中心机架由三相输入供电，其电源架通过母线为IT设备和电池架分配直流电源。为应对AI服务器机架功耗的快速攀升，该架构正经历代际演进：第一代AI PSU主要致力于在现有架构下提升单机功率；第二代AI PSU将重点转向提高线路电压，以实现更高的功率输出；第三代AI PSU则计划进行更彻底的架构革新，一方面将PSU的输入电流从单相升级为三相，以提升功率密度并降低成本，另一方面将PSU的输出电压大幅提升至400V，从而有效降低母线电流、传输损耗和整体系统成本。

根据国际能源署（IEA）的数据，2023年英伟达芯片的电力消耗已达7.3TWh，预计2026年这一数字将升至2023年的十倍。目前，数据中心PSU的功率大约为3000W，未来有望增加到5000W以上。随着芯片功率的持续攀升，电源的功率密度也大幅提升，2033年有望达到180W/立方英寸（电源功率密度＝电源输出功率/供应器件的体积），可见高功率电源行业需求将大幅提升。

各厂商企业级芯片功耗增长趋势

<strong>各厂商企业级芯片功耗增长趋势</strong>